超硬材料磨具的研究和发展动态
超硬磨具新进展课件
03
超硬磨具的性能提升与多 元化应用
超硬磨具的性能提升
新型超硬材料研发
精密制造技术
通过研发新型的超硬材料，如氮化硼、碳 化硅等，提升超硬磨具的硬度和耐磨性， 使其能够更有效地加工高硬度材料。
采用先进的粉末冶金、高温高压合成等精 密制造技术，提高深硬磨具的致密度和均 匀性，进一步改良其性能。
复合涂层技术应用
超硬磨具新进展课件
contents
目录
• 超硬磨具概述 • 超硬磨具的新技术与新材料 • 超硬磨具的性能提升与多元化应用 • 超硬磨具的未来发展趋势与挑战
01
超硬磨具概述
超硬磨具的定义和分类
定义
超硬磨具是指利用金刚石、立方氮化 硼等超硬材料制成的磨具。
分类
按照制造材料不同，超硬磨具可分为 金刚石磨具和立方氮化硼磨具两大类 。按照制品形态不同，可分为砂轮、 砂带、砂纸、研磨膏等多种形态。
技术创新与应用拓展
随着科技的不断进步，新的磨削技术和应用场景不断涌现。超硬磨具企业需要紧跟技术发 展趋势，加强技术创新和应用拓展，以满足市场的多样化需求。
国际竞争与合作
在全球范围内，超硬磨具领域存在着猛烈的国际竞争。加强国际合作与交流，提高自主创 新能力，是超硬磨具企业在国际市场中取得竞争优势的关键。
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THANKS
超硬磨具的市场现状
市场规模
随着制造业的持续发展和升级， 超硬磨具市场规模不断扩大，市
场前景广阔。
市场竞争
国内超硬磨具制造企业数量众多， 市场竞争猛烈，企业需不断提高产 品质量和技术水平以保持市场竞争 力。
市场趋势
随着新技术的不断涌现和应用，超 硬磨具制造将不断向高精度、高效 率、环保等方向发展。
超硬材料的研究进展
超硬材料的研究进展超硬材料是一种具有极高硬度、强度和耐磨性的新型材料。
由于它的独特性质，广泛应用于工业、医疗、军事等领域，是当前材料科学研究的热点之一。
随着科技的不断进步，越来越多的先进技术被应用到超硬材料的研究中，使得其性能和应用范围得到了极大的拓展。
本文将对超硬材料的研究进展进行探讨。
一、超硬材料的发展历程超硬材料的研究可以追溯到19世纪末，当时科学家们对碳化物这种材料的特殊性质非常感兴趣。
20世纪初，德国科学家A. W. DeRosset首次制备出钨铁硼（WC-Co）超硬合金材料，此后，在1940年代至1950年代，美国的鲁德克显微硬度试验机的发明为超硬材料的研究提供了直观的手段。
1960年代至1970年代，欧美等国家开始大规模生产超硬合金，如模具、刀具和磨削工具。
随着电子、通讯、能源等新技术的不断发展，超硬材料的应用逐渐拓展到电子、通讯、医疗、航空和航天等领域。
二、超硬材料的种类和特点目前，超硬材料主要包括金刚石、CBN、陶瓷和碳化硅等四种。
其中，金刚石是最早被发现的超硬材料之一，具有极高的硬度，可以用于制作工业用刀具、电子元件和成型模具等。
CBN则比金刚石更为耐磨和耐热，适用于高速切削、高温切削和精密磨削。
陶瓷是稳定化氧化铝、氮化硅和碳化硅等无机陶瓷制品，是一种高硬度、高强度、高韧性和高抗磨损性的材料。
碳化硅是具有高硬度、耐磨性和耐高温性的陶瓷材料，可用于制造深井泵、汽车发动机部件和航空航天器件等。
超硬材料的特点是硬度高、热稳定性好、耐磨性强、化学惰性好、导热性能低和脆性大。
它的硬度高达3000—10000HV，可以切削大多数材料。
在高温、高压等恶劣环境下，超硬材料仍能保持较好的物理和化学性能，耐腐蚀能力强但韧性差。
三、超硬材料的制备方法超硬材料的制备方法包括高温高压合成法、化学气相沉积法、化学物质汽相沉积法、热丝蒸发沉积法、等离子体增强化学气相沉积法、激光沉积法和热处理法等。
高温高压合成法是制备单晶金刚石和CBN的主要方法，即用高温高压下的钻石晶种作为种子，通过添加石墨和金属触媒，在5–6GPa、1500–1800°C的条件下熔融钻石结晶生长。
2023年超硬材料及制品行业市场分析现状
2023年超硬材料及制品行业市场分析现状超硬材料指的是硬度在2000MPa以上的材料，包括金刚石、立方氮化硼（cBN）等。
超硬材料具有极高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，被广泛应用于各个行业，如机械制造、汽车制造、航空航天等。
超硬材料及制品行业市场分析现状主要包括以下几个方面。
首先，超硬材料及制品行业市场规模正在逐渐扩大。
由于超硬材料的特殊性能，越来越多的行业开始意识到其重要性，并将其应用于生产中。
根据统计数据，全球超硬材料市场规模在过去几年中有了显著的增长，预计在未来几年中将继续保持较高的增长率。
特别是随着现代工业的发展和对高效加工技术的需求增加，超硬材料的市场需求将进一步扩大。
其次，超硬材料及制品行业市场竞争激烈。
随着市场的扩大，越来越多的企业涌入超硬材料行业，导致市场竞争日趋激烈。
目前，国际上超硬材料行业的主要竞争对手主要有美国的Element Six、德国的Sandvik Hyperion、日本的Sumitomo Electric、中国大陆的新金刚等。
这些企业在技术研发、产品质量和市场拓展方面具有一定的优势，使得市场份额分布格局持续变化。
再次，超硬材料及制品行业市场需求呈现多元化特点。
随着各个行业对超硬材料需求的不断增加，市场呈现出多元化的发展趋势。
例如，在机械制造行业，超硬材料被广泛应用于车削、钻孔、铣削等加工过程中；在汽车制造行业，超硬材料被用于制作引擎散热器、曲轴和气门座圈等关键零部件；在航空航天等高端制造领域，超硬材料被用于制作喷气发动机的叶片、涡轮等。
由于各行业对超硬材料的需求差异，因此超硬材料及制品行业呈现出细分化和专业化的特点。
最后，超硬材料及制品行业技术创新和产业升级势在必行。
超硬材料是高科技材料，其研发和应用需要持续的技术创新和产业升级。
尽管目前一些国际企业在技术研发和产品质量方面处于领先地位，但中国的超硬材料及制品行业也在积极探索和推进技术创新。
例如，新金刚等一些国内企业在超硬材料的生产工艺、产品性能和应用技术方面取得了一定的突破，正在逐渐走向国际市场。
超硬材料行业现状与发展趋势
超硬材料行业现状与发展趋势超硬材料是一种具有极高硬度和耐磨性的材料，广泛应用于工业领域。
随着科技的不断进步和工业的发展，超硬材料行业也在不断发展壮大。
本文将从超硬材料行业的现状和发展趋势两个方面进行探讨。
我们来看一下超硬材料行业的现状。
目前，超硬材料主要包括金刚石和立方氮化硼两种。
金刚石是目前已知最硬的材料，具有优异的热导性和化学稳定性，广泛应用于切割、磨削、钻孔等领域。
立方氮化硼则是一种新兴的超硬材料，硬度接近金刚石，但价格相对较低，被广泛应用于切削工具、陶瓷加工等领域。
超硬材料行业在近年来取得了显著的发展。
首先，随着工业自动化水平的提高，对高效、精密加工的需求不断增加，超硬材料的应用范围也在不断扩大。
例如，在汽车制造业中，超硬材料被广泛应用于发动机零部件的加工，提高了加工效率和产品质量。
其次，随着新材料的不断涌现，超硬材料也在不断创新和改进。
研究人员通过改变超硬材料的微观结构和添加其他元素，提高了其性能和应用范围。
这为超硬材料行业的发展带来了新的机遇。
接下来，我们来探讨一下超硬材料行业的发展趋势。
首先，随着科技的进步，超硬材料的制备技术将会更加先进和成熟。
目前，超硬材料的制备主要依赖于高温高压技术，但这种方法成本高、效率低。
未来，随着新的制备技术的引入，超硬材料的制备成本将会降低，生产效率将会提高。
其次，超硬材料的应用领域将会更加广泛。
随着新兴产业的兴起，对高性能材料的需求也在不断增加。
超硬材料具有优异的性能，将会在新兴产业中得到更广泛的应用，如航空航天、新能源等领域。
超硬材料行业还面临一些挑战和问题。
首先，超硬材料的价格相对较高，限制了其在一些领域的应用。
其次，超硬材料的加工和制备技术还需要进一步改进和完善，以满足不同领域的需求。
最后，超硬材料的环保性和可持续性也是一个重要的问题，需要在制备和应用过程中加以考虑。
超硬材料行业在现阶段取得了显著的发展，并且具有广阔的发展前景。
随着科技的进步和工业的发展，超硬材料的应用范围将会更加广泛，制备技术也将会更加先进和成熟。
2024年超硬材料及制品市场规模分析
2024年超硬材料及制品市场规模分析引言超硬材料是一类具有极高硬度和耐磨性的材料，在众多应用领域具有重要地位。
这些材料的特殊性质使得它们在制造行业，特别是切削工具、磨料工具和矿山机械等领域有广泛应用。
本文将对超硬材料及制品市场规模进行分析，探讨其发展现状与未来趋势。
超硬材料市场概述超硬材料市场包括聚晶金刚石（PKD）、立方氮化硼（CBN）和碳化硅（SiC）等材料。
这些材料因其硬度高、抗磨损性能好和化学稳定性高而受到广泛关注。
超硬材料主要用于制造切削工具、磨料工具、矿山机械以及钻石工具等。
超硬材料及制品市场规模根据市场研究机构的数据显示，超硬材料市场规模不断扩大。
据统计，2019年超硬材料市场规模达到了约100亿美元，并预计到2025年将达到130亿美元。
这表明超硬材料市场具有持续增长的趋势。
切削工具领域市场规模切削工具是超硬材料的主要应用领域之一。
切削工具领域市场规模不断扩大，主要受益于汽车、航空航天、能源等行业的发展。
据研究机构的数据显示，2019年全球切削工具市场规模约为50亿美元，预计到2025年将达到70亿美元。
磨料工具领域市场规模磨料工具是另一个重要的超硬材料市场领域。
磨料工具在制造、建筑和航空航天等行业中有广泛应用。
根据统计数据，2019年全球磨料工具市场规模约为20亿美元，预计到2025年将达到30亿美元。
其他应用领域市场规模除了切削工具和磨料工具领域，超硬材料还在矿山机械、钻石工具和电子材料等领域有应用。
这些领域市场规模也呈上升趋势。
预计到2025年，超硬材料在这些领域的市场规模将分别达到5亿美元、10亿美元和15亿美元。
市场发展趋势超硬材料市场在未来将继续保持增长。
以下是几个市场发展趋势：1.技术进步驱动市场增长：随着科技的进步，超硬材料制造技术不断改进，产品性能得到提升，这将推动市场的增长。
2.产业升级带来需求增加：汽车、航空航天、能源等行业的发展对超硬材料的需求不断增长，特别是对高精度和高效切削工具的需求。
2023年超硬材料行业市场调查报告
2023年超硬材料行业市场调查报告超硬材料是一类具有极高硬度的材料，常见的有金刚石和立方氮化硼。
由于其特殊的物理和化学性质，超硬材料在工业生产和科学研究中有着广泛的应用。
本文将对超硬材料行业进行市场调查，分析其发展趋势和市场潜力。
一、行业概况超硬材料行业是一种新兴的高技术产业，目前市场规模较小，但发展潜力巨大。
超硬材料广泛应用于切削、磨削、钻孔、抛光等工艺，是制造业的重要基础材料。
随着工业升级和科技进步，超硬材料市场需求不断增加。
二、市场需求分析1.汽车制造业随着汽车产业的发展，对汽车零部件的要求越来越高，超硬材料在汽车制造中具有重要的应用价值。
例如，刀具、钻头等使用超硬材料可以提高切削精度和效率。
预计未来几年汽车制造业对超硬材料的需求将持续增长。
2.机械制造业超硬材料在机械制造业中应用广泛，例如，在模具制造、加工精密零部件等领域。
机械制造业的发展需要超硬材料提供高质量的切削和磨削工具，对超硬材料的市场需求也将不断增长。
3.航空航天工业航空航天工业是超硬材料行业的重要应用领域之一。
超硬材料在航空航天领域的应用包括切削工具、机械零部件等。
随着航空航天工业的发展，对超硬材料的需求也将不断增加。
4.电子工业随着电子工业的迅速发展，对高硬度和高热稳定性材料的需求也在不断增加。
超硬材料可用于制作电子元器件，并可提供高精度、高效率的加工工具，对电子工业的发展具有重要意义。
三、发展趋势分析1.技术升级超硬材料行业将继续进行技术创新和升级，提高材料的质量和性能，以满足市场的需求。
例如，开发新型的金刚石合成方法，提高合成效率和纯度，降低成本。
2.市场规模扩大随着各个行业对超硬材料需求的增加，超硬材料行业的市场规模将不断扩大。
据市场分析，未来几年超硬材料行业的年均复合增长率将达到10%以上。
3.行业竞争加剧随着市场需求的增加，超硬材料行业的竞争也将越来越激烈。
新进入市场的企业将与现有企业展开竞争，技术和质量成为企业竞争的重要因素。
新材料产业——超硬材料产业研究分析报告
新材料产业——超硬材料产业研究分析报告超硬材料是一种具有极高硬度和优异耐磨性能的新材料，主要用于切割、钻孔、磨削和抛光等工业领域。
随着科技的进步和工业的发展，超硬材料产业正逐渐成为一个具有巨大潜力和市场需求的新兴行业。
本文将从市场规模、行业发展趋势和竞争格局等方面对超硬材料产业进行研究分析。
首先，超硬材料产业的市场规模日益扩大。
目前，全球各个领域对超硬材料的需求不断增加。
例如，在汽车制造业中，超硬材料可以用于制造发动机零部件，提高发动机的耐磨性和寿命；在航空航天领域，超硬材料可以用于制造高速切削工具和摩擦材料，提高飞机的安全性和性能。
因此，超硬材料产业具有广阔的市场前景和发展空间。
其次，超硬材料产业的发展趋势逐渐明确。
随着科技的进步，超硬材料的研发和生产技术不断提升，新型超硬材料的问世也不断推动产业的发展。
例如，纳米超硬材料的出现使得超硬材料的硬度和耐磨性能进一步提高，可以满足更高要求的工业应用。
此外，超硬材料的应用范围也在不断扩大，涉及到电子、光电子、医疗器械等多个领域。
因此，超硬材料产业未来有望实现更广泛的发展。
再次，超硬材料产业的竞争格局较为激烈。
目前，全球范围内有多家超硬材料生产企业，如三菱材料、佐藤硬质合金等，它们在超硬材料领域具有较强的技术实力和市场竞争力。
此外，一些国家和地区也在加大对超硬材料产业的支持力度，通过政策引导和资金扶持等方式，培育本土超硬材料企业的发展。
因此，超硬材料产业的竞争将更加激烈，企业需要不断创新和提高产品质量，才能在市场竞争中占据优势地位。
最后，超硬材料产业还面临一些挑战和问题。
首先，超硬材料的生产成本较高，导致产品价格较高，限制了其在一些领域的应用。
其次，超硬材料的加工和应用技术相对复杂，需要高水平的技术人才和设备支持。
此外，超硬材料的环保性和可持续性也是一个重要问题，需要企业在生产过程中注重环境保护和资源利用。
综上所述，超硬材料产业是一个具有巨大潜力和市场需求的新兴行业。
我国超硬材料的现状与发展
我国超硬材料的现状与发展我国超硬材料的现状与发展超硬材料是指硬度高于天然金刚石的材料，主要包括多晶立方氮化硼（PCBN）和多晶金刚石（PCD）。
这些材料具有极高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，被广泛应用于机械加工、矿山开采、石油勘探等领域。
我国超硬材料的研究和应用起步较晚，但近年来取得了长足的进展。
一、现状目前，我国超硬材料的生产和应用已经进入了快速发展的阶段。
据统计，我国超硬材料的年产量已经超过了全球总产量的50%以上。
其中，多晶立方氮化硼和多晶金刚石的生产量分别占到了全球总产量的80%和70%以上。
我国超硬材料的主要生产企业有新金刚石、中联重科、中钢天源等。
这些企业在技术研发、生产工艺、产品质量等方面都取得了显著的进展。
二、发展趋势未来，我国超硬材料的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 技术创新超硬材料的研究和应用需要不断的技术创新。
未来，我国超硬材料的研究和应用将会更加注重技术创新，尤其是在材料的制备、加工和表面处理等方面。
同时，还需要加强与其他领域的交叉融合，推动超硬材料的多元化应用。
2. 产业升级超硬材料产业是一个高技术含量、高附加值的产业。
未来，我国超硬材料产业将会进一步升级，从单一产品向多元化产品转型。
同时，还需要加强产业链的整合和优化，提高产业的竞争力和核心竞争力。
3. 国际合作超硬材料是一个全球性的产业，需要进行国际合作。
未来，我国超硬材料产业将会加强与国际产业的合作，共同推动超硬材料的研究和应用。
同时，还需要加强国际市场的开拓，提高我国超硬材料的国际竞争力。
4. 环保可持续发展超硬材料的生产和应用对环境造成了一定的影响。
未来，我国超硬材料产业将会更加注重环保可持续发展，推动绿色生产和循环经济。
同时，还需要加强环保技术的研究和应用，减少对环境的影响。
总之，我国超硬材料的现状和发展前景都非常广阔。
未来，我们需要加强技术创新、产业升级、国际合作和环保可持续发展，推动超硬材料产业的快速发展。
超硬材料涂附磨具发展现状
超硬材料涂附磨具发展现状随着现代制造业的不断发展，对于高效、精度和质量的要求越来越高，磨削技术作为一种高效的加工手段得到了广泛的应用。
而磨具作为磨削技术的重要组成部分，其性能的提高对于提高磨削加工的效率和质量具有重要的意义。
超硬材料涂附磨具由于其硬度高、耐磨性好、耐高温、耐腐蚀等优点，成为了磨削加工中的重要工具之一。
本文将从超硬材料涂附磨具的基本概念、制备工艺、性能及应用等方面进行探讨。
一、超硬材料涂附磨具的基本概念超硬材料涂附磨具是指在普通磨具表面涂覆一层超硬材料的磨具。
超硬材料主要包括金刚石、立方氮化硼和碳化硅等。
超硬材料涂附磨具的制备方法主要有物理气相沉积、化学气相沉积、物理化学气相沉积等几种。
二、超硬材料涂附磨具的制备工艺1、物理气相沉积法物理气相沉积法是指利用高温高压条件下，将超硬材料原料加热至气化状态，然后通过气体流动将气态原料输送到基体表面，最后在基体表面上形成一层超硬材料膜的制备方法。
物理气相沉积法制备超硬材料涂附磨具的优点是制备过程简单、成本低、膜层结构致密、附着力强等。
2、化学气相沉积法化学气相沉积法是指利用化学反应将气态原料沉积在基体表面上形成膜的制备方法。
化学气相沉积法制备超硬材料涂附磨具的优点是膜层结构致密、膜层厚度均匀、成膜速度快、附着力强等。
3、物理化学气相沉积法物理化学气相沉积法是指在物理气相沉积法的基础上，通过引入化学反应的方法，使沉积速率得到提高的制备方法。
物理化学气相沉积法制备超硬材料涂附磨具的优点是膜层结构致密、附着力强、成膜速度快、膜层厚度均匀等。
三、超硬材料涂附磨具的性能1、硬度超硬材料涂附磨具的硬度远远高于普通磨具，一般可以达到3000-4000HV，甚至可以达到5000-6000HV。
2、耐磨性超硬材料涂附磨具的耐磨性能优异，可以延长磨具的使用寿命，减少更换磨具的次数。
3、耐高温性超硬材料涂附磨具的耐高温性能优异，可以在高温下长时间使用而不会失去其性能。
2023年超硬材料行业市场前景分析
2023年超硬材料行业市场前景分析1、超硬材料的发展状况随着现代科学技术的快速发展，超硬材料也已经得到了广泛的应用。
因其硬度高、耐磨损、耐腐蚀等优点而在各个领域中得到了广泛的应用。
据市场研究机构显示，2017年全球超硬材料市场规模达到了74.3亿美元。
2、超硬材料的主要应用领域超硬材料在工业生产、车辆制造、航空航天、医疗器械、电子信息等领域中得到了广泛应用。
在油气勘探、石油钻头制造、煤矿受限钻进、煤炭生产加工等领域中，需求广泛，是超硬材料最主要的市场之一。
在汽车制造、航空航天等工业领域中，超硬材料用于制造转向齿轮、发动机零件、气缸套等。
在高科技领域，超硬材料也得到了广泛应用，如太阳能电池、光电器件、集成电路等。
3、超硬材料的市场前景分析超硬材料市场的前景看好，主要表现在以下几方面。
（1）国家政策支持我国当前正在进行产业升级和转型升级，超硬材料作为高新技术材料，受到了政府的大力扶持和鼓励。
当前，国家正在加大对高新材料的研发支持力度，超硬材料必将成为相关领域的发展重点。
（2）全球需求增长随着全球工业生产的不断扩大，超硬材料的需求也会越来越多，在各行各业得到广泛的应用。
尤以航空、轨道交通、汽车等领域的发展，更是对超硬材料市场提出了更高的需求。
（3）市场竞争优势我国作为全球超硬材料产出大国，具有比较显著的市场竞争优势。
超硬材料可用于产业差异化技术和产品的提升。
同时，随着生产水平的提高，中国的超硬材料生产成本逐渐降低，使得产品更具有价格竞争优势。
总体而言，超硬材料市场的趋势是持续增长，市场前景看好。
这为超硬材料企业提供了广阔的发展空间和市场机会。
未来，超硬材料行业将会在技术创新、产品品质和产业规模等方面不断提升，成为国家产业转型升级发展的重要引擎之一。
超硬材料目前简况及今后发展趋势
１ 超 硬 材 料 行 业 发 展 现 状
超硬 材料 作 为一种 重要 的工 程和 功能 材料 ， 国 在 防和 国 民经 济各 领域 中得 到 了 广 。虽 然 从 去年 九月 份 开 始 ， 现 形 势 出现 逆转 变 ， 这是 因为 国外 的经 济危 机和 国 内压机
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超硬材料涂附磨具发展现状
超硬材料涂附磨具发展现状随着制造业的不断发展和技术的不断进步，超硬材料涂附磨具已经成为了现代制造业中不可或缺的一部分。
超硬材料涂附磨具具有硬度高、耐磨性强、使用寿命长等优点，已经广泛应用于汽车、航空、航天、电子等领域。
一、超硬材料涂附磨具的定义超硬材料涂附磨具是指在普通磨具的表面上涂覆一层超硬材料，以提高磨具的硬度、耐磨性和使用寿命。
超硬材料涂附磨具主要包括金刚石、立方氮化硼、金刚石复合材料等。
二、超硬材料涂附磨具的分类1.金刚石涂附磨具金刚石涂附磨具是指在磨具表面涂覆一层金刚石粉末，并通过高温高压技术将金刚石粉末与磨具表面结合起来。
金刚石涂附磨具具有硬度高、耐磨性强、使用寿命长等优点，已经广泛应用于汽车、航空、航天、电子等领域。
2.立方氮化硼涂附磨具立方氮化硼涂附磨具是指在磨具表面涂覆一层立方氮化硼粉末，并通过高温高压技术将立方氮化硼粉末与磨具表面结合起来。
立方氮化硼涂附磨具具有硬度高、耐磨性强、使用寿命长等优点，已经广泛应用于汽车、航空、航天、电子等领域。
3.金刚石复合材料涂附磨具金刚石复合材料涂附磨具是指在磨具表面涂覆一层金刚石复合材料，并通过高温高压技术将金刚石复合材料与磨具表面结合起来。
金刚石复合材料涂附磨具具有硬度高、耐磨性强、使用寿命长等优点，已经广泛应用于汽车、航空、航天、电子等领域。
三、超硬材料涂附磨具的制备技术超硬材料涂附磨具的制备技术主要包括化学气相沉积、物理气相沉积、电化学沉积、热喷涂等技术。
1.化学气相沉积化学气相沉积是指利用化学反应在磨具表面沉积超硬材料的技术。
化学气相沉积具有沉积速度快、沉积均匀、成本低等优点。
2.物理气相沉积物理气相沉积是指利用物理反应在磨具表面沉积超硬材料的技术。
物理气相沉积具有沉积速度快、沉积均匀、成本低等优点。
3.电化学沉积电化学沉积是指利用电化学反应在磨具表面沉积超硬材料的技术。
电化学沉积具有沉积速度快、沉积均匀、成本低等优点。
4.热喷涂热喷涂是指利用高温高压的气体将超硬材料喷涂在磨具表面的技术。
2024年超硬材料市场前景分析
2024年超硬材料市场前景分析引言超硬材料是一类具有极高硬度和耐磨性的新材料，由于其独特的性质和广泛的应用领域，受到了广泛关注。
本文将对超硬材料市场的前景进行分析，包括市场规模、主要应用领域、发展趋势等方面。
超硬材料市场规模超硬材料市场的规模逐年增长。
随着科技的进步和工业的发展，对于高性能材料的需求也在不断增加。
超硬材料作为一种优异的材料，在机械、电子、航空航天等领域有着广泛的应用，因此其市场规模也在逐步扩大。
超硬材料的主要应用领域超硬材料在多个领域都有广泛应用。
以下是超硬材料的几个主要应用领域：1. 机械加工超硬材料在机械加工领域具有重要的应用价值。
由于其极高硬度和耐磨性，超硬材料可以用于切削和磨削工具的制作，如刀具、磨料等。
这些工具可以有效提高机械加工的效率和精度。
2. 电子行业超硬材料在电子行业中有着广泛的应用。
其高导热性和优异的电绝缘性能使其成为高性能电子器件的重要材料，如半导体器件、磁头等。
此外，超硬材料还可以用于制作电子封装材料和散热器等。
3. 航空航天航空航天行业对材料的要求极高，超硬材料正好满足这一需求。
超硬材料的耐高温性和抗腐蚀性使其成为航空航天领域的重要材料，可用于制造发动机零件、导弹部件等。
4. 切割工具超硬材料在切割领域具有独特的优势。
其高硬度和耐磨性使其成为切割工具的理想材料，如锯片、刀片等。
使用超硬材料制造的切割工具具有更长的使用寿命和更高的切割效率。
超硬材料市场发展趋势超硬材料市场具有良好的发展前景。
以下是超硬材料市场的发展趋势：1. 技术创新随着科技的不断进步，超硬材料的研发和制造技术也在不断创新。
新材料的开发和改进将进一步推动超硬材料市场的发展。
2. 应用领域拓展超硬材料的应用领域还有很大的拓展空间。
随着各行业对高性能材料需求的增加，超硬材料有望在更多领域发挥作用，进一步推动市场的增长。
3. 市场竞争加剧随着超硬材料市场的扩大，竞争也将逐渐加剧。
不仅国内企业在此领域的投入不断增加，国际上也涌现出越来越多的超硬材料制造商。
2023年超硬材料行业市场分析现状
2023年超硬材料行业市场分析现状超硬材料是指在一定的温度和压力下，由金属粉末或金属混合粉末与非金属元素粉末，通过粉末冶金或电化学沉积、加热压烧制得到的具有极高硬度和耐磨性的材料。
超硬材料具有很高的耐磨性、耐热性和机械强度，被广泛应用于机械加工、矿山工程、石油开采、切削工具、磨料等领域。
目前，全球超硬材料行业市场规模持续扩大，市场需求量呈上升趋势。
主要驱动市场增长的因素包括：制造业的发展、高速切削、高速铣削、石油开采和石油工业、汽车工业、通讯产业等行业的需求增加。
随着人们对产品品质和效率的要求越来越高，超硬材料的应用领域将进一步扩大，市场前景乐观。
目前，全球超硬材料市场主要分布在北美、欧洲和亚太地区。
亚太地区是全球最大的超硬材料市场，中国成为全球最大的超硬材料生产国和消费国之一。
中国的超硬材料产业起步较早，经过几十年的发展，已经具备了一定的研发、生产和应用能力。
国内的超硬材料生产企业有超过百家，其中部分企业具备一定的国际竞争力。
然而，当前超硬材料行业也存在一些问题和挑战。
首先，超硬材料的研发和生产技术难度较高，依赖于先进的设备和工艺，对产业链的要求较高。
其次，超硬材料的价格较高，难以普及应用。
此外，行业竞争激烈，国内外企业都在争夺市场份额，竞争压力较大。
针对当前的市场环境和竞争状况，超硬材料行业需要加强技术研发，提高产品质量和性能，降低生产成本，以提高市场竞争力。
此外，还需要加强市场推广和宣传，扩大应用领域，拓宽市场渠道，增强市场份额。
同时，政府也需要加大支持力度，提供政策扶持和资金支持，帮助企业推动产业升级。
总体而言，超硬材料行业具有广阔的市场前景和潜力。
随着制造业和相关行业的快速发展，对高质量、高效率的工具和材料的需求将不断增加，超硬材料在这一领域将发挥重要作用。
然而，行业竞争激烈，企业需要加强技术创新和市场拓展，以在市场竞争中脱颖而出。
同时，政府的支持和引导也是推动超硬材料行业健康快速发展的重要因素。
材料科学中的超硬材料研究进展
材料科学中的超硬材料研究进展随着科学技术的发展，人类越来越渴望创造更加坚固和耐用的材料，以适应越来越复杂和严酷的工业环境。
超硬材料是能够满足此类需求的材料之一。
它们不仅在制备生产工具、应用于机械工程、高温一体化等方面拥有广泛的应用，同时也成为材料科学的一个研究热点。
本文将介绍超硬材料的概念、种类、制备方法以及研究进展。
一、概念和种类超硬材料是指硬度大于莫氏硬度9级的材料，通常包括金刚石、立方氮化硼、纳米结构薄膜及其复合材料等。
其中，金刚石（diamond）是目前世界上最硬的材料之一，通常以人造金刚石来制备工具，用于切削和磨削。
立方氮化硼（cubic boron nitride）是硬度仅次于金刚石的一种材料，具有优异的高温稳定性和高硬度，在磨削、车削、钻孔等方面表现出色。
纳米结构薄膜及其复合材料是近年来新兴的超硬材料，由于其具有制备简单、成本低、性能稳定等优势，在光电器件、传感器、储存介质等领域也有广泛应用。
二、制备方法超硬材料的制备方法多种多样，常用的方法包括高温高压合成、化学气相沉积、溅射、热压制备等。
其中，高温高压合成是制备大尺寸、高品质金刚石的主要方法。
通过将高纯度的金属粉末和碳粉末在极高的压力（约5GPa,）和温度（约1600℃）环境下反应，可实现金刚石晶体的生长。
化学气相沉积方法则是用化学气相沉积石墨烯的方法制备立方氮化硼。
通过控制反应器压力、表面处理等方法，可以实现高质量立方氮化硼薄膜的制备。
纳米结构薄膜及其复合材料的制备方法则更加多样化，可以采用物理气相沉积、化学合成、电沉积等多种方法。
例如，采用物理气相沉积法在钨基底上制备薄膜，然后通过控制物理沉积条件实现薄膜表面的纳米化，即可实现纳米结构薄膜的制备。
三、研究进展超硬材料的研究进展可以从下面几个方面来看：1. 制备技术的改进：随着制备技术的不断改进，超硬材料的制备成本不断降低，同时其性能也逐渐得到提高。
例如，近年来人们通过引入氮化硼和金刚石，制备新型复合材料，其硬度和热稳定性表现出优异的性能，有望成为未来高端切削材料的代表。
超硬材料行业现状与发展趋势
超硬材料行业现状与发展趋势超硬材料是指在常温下硬度高于6000HV的材料。
由于其独特的物理和化学性质，超硬材料在各个领域都有广泛应用。
本文将探讨超硬材料行业的现状和发展趋势。
超硬材料行业正处于快速发展阶段。
随着科技的进步和工业需求的不断增长，超硬材料的应用范围逐渐扩大。
超硬材料行业的发展受到多个因素的影响。
首先，科技创新是推动超硬材料行业发展的关键因素。
随着科技的不断进步，人们对于超硬材料的需求也在不断增加。
例如，随着新材料的涌现，对切削和磨削材料的性能要求也越来越高，这就需要超硬材料具备更高的硬度和耐磨性。
市场需求也是影响超硬材料行业发展的重要因素。
随着经济的发展和人们生活水平的提高，对于高品质产品的需求也在不断增加。
超硬材料作为高性能材料，能够满足市场对于高精度、高效率和高耐用性的需求，因此市场对于超硬材料的需求也在不断增长。
环保和能源危机也对超硬材料行业的发展产生着积极的影响。
超硬材料具有高硬度、高熔点和低摩擦系数等特点，这使得其在节能减排和环保领域有着广泛的应用前景。
例如，超硬材料可以用于制造高效的切削工具，提高加工效率，减少能源消耗和环境污染。
展望未来，超硬材料行业有望继续保持快速发展的势头。
首先，随着科技的不断进步，超硬材料的性能将不断提升，应用领域将进一步扩大。
例如，目前正在研发的纳米超硬材料具有更高的硬度和耐磨性，有望在微纳加工和生物医学领域得到广泛应用。
超硬材料的制备技术也将得到进一步改进和创新。
目前，超硬材料的制备主要采用高温高压合成技术，但存在能源消耗大和生产成本高的问题。
未来，随着新材料和新工艺的涌现，超硬材料的制备技术将更加环保和高效，推动超硬材料行业的可持续发展。
超硬材料的应用将更加广泛和多样化。
随着人工智能、新能源、新材料等领域的快速发展，对于高性能材料的需求也将进一步增加。
超硬材料作为一种独特的材料，具有独特的物理和化学性质，有望在新兴领域发挥更大的作用。
例如，超硬材料可以用于制造高效的太阳能电池和电子器件，提高能源利用效率；超硬材料还可以用于制造高速列车的刹车片和航空发动机的叶片，提高交通工具的安全性和可靠性。
2023年我国超硬材料的现状及发展趋势
我国超硬材料的现状及发展趋势目前我国人造金刚石产量位居世界首位，在世界超硬材料行业取得了自己应有的地位。
1998～2022年，我国超硬材料及制品的总产量由4亿克拉猛增至16.2亿克拉，其中制品产量由0.5亿克拉增加到2.9亿克拉，增加近5倍。
金刚石在高品级单晶方面，随着金刚石合成设备的大型化，粉状触媒及粉状碳素材料合成技术全面推广，新型复合传压介质的开发应用，高强度金刚石所占比例逐年增长。
有的企业已能批量生产相当于MBS950以上高档产品，比例在20%以上，中高档产品所占比例已达42%，经济效益大大提高。
在新品种方面，消失了一种被称之为CSD品种的金刚石磨料，即团粒结构金刚石(Crumb Structure Diamond)，该品种不同于传统的金刚石单晶颗粒之处，在于它是由多个细小颗粒构成。
在磨削过程中，当磨削力达到肯定程度时，这些细小颗粒便会产生微小破裂，因而自锐性特别好，磨削特别锐利，效率很高，使用寿使命更长，工件表面质量更好。
CSD磨料最适合于加工硬质合金，也可用于玻璃、陶瓷的加工，最适合树脂结合剂磨具，也可用于青铜、陶瓷结合剂磨具。
立方氮化硼(CBN)磨料随着技术的进展，CBN磨料品种在过去两个黑色单晶品种的基础上进展了强度及韧性更好的琥珀单晶两个品种，加上镀Ni品种三个，微粉品种两个，共形成九个品种，极大地扩大了CBN的品种及其应用范围。
镀覆产品在镀Ni、Cu、Ti产品的基础上，进展了镀覆刚玉的超硬材料品种，其产品特征是，以硬脆刚玉(或碳化硅)为涂层，且涂层呈“刺状”。
该品种应用于树脂结合剂超硬模具，不仅具有镀镍(Ni)、铜(Cu)磨料的优点，而且还克服了镀覆成本高及使工具变钝的缺点，加工效率提高30%～35%，使用寿命提高20%。
今后的进展趋势(1)随着原材料制备、新型结合剂、专用生产设备、检测仪器等技术的不断完善，超硬材料制品的制造技术水平将会大幅度提高，新品种将不断涌现，具有高速度、高厚度、超薄、简单型面等特点的产品将会朝更高水平连续进展，产品质量将明显提高。
超硬材料磨具的发展趋势
超硬材料磨具的发展趋势□文/瞿铭湖南超硬材料协会秘书长超硬材料磨具主要有两大类：超硬材料固结磨具和超硬材料涂附磨具。
超硬材料固结磨具又分为通用磨具，专用磨具和其它磨具。
通用磨具包括：普通砂轮、磨石、磨头。
专用磨具包括：石材磨边轮，磨盘，磨头，磨辊。
超硬材料固结磨具，将金刚石或立方氮化硼（CBN）磨料用树脂结合剂，金属结合剂、陶瓷结合剂粘附在金属基体上（或电镀体）制成各种形状的砂轮。
它与普通砂轮比较有下列优点特性：1、磨削效率高，磨削时产生热量少，减少或避免工件表面烧伤和开裂，而且降低设备磨损过程中的能耗。
2、超硬材料砂轮耐磨性高，磨削质量好，精度高，磨具磨耗少，使用寿命长。
3、超硬磨具工作效率高，环保好（加工过程中灰尘少），有利于改善工人劳动环境和劳动绩效。
近年来随着世界高新技术的快速发展，磨料磨具新技术新工艺新产品不断的出现，如：磨削磨床，数控磨床等新技术产品迅速发展。
加工领域对磨具的要求提高了，普通磨具不能满足特殊使用要求。
中国的人造金刚石产量居世界第一（约有50亿克拉），价格低。
近年来我国立方氮化硼产量大幅度增加，这较普通磨料（如刚玉，碳化硅）有竞争优势。
金刚石会取代碳化硅，立方氮化硼会取代白刚玉等磨料。
值得一提的是陶瓷地板砖的生产，目前广泛采用菱苦土结合的碳化硅磨块，最近逐渐被金刚石磨块取代。
超硬材料砂轮有树脂结合剂砂轮、金属结合剂砂轮、陶瓷结合剂砂轮，我国是世界上树脂结合剂磨具的生产大国，但目前生产的产品以中低档为主。
由于树脂结合剂对金刚石浸润性不好，结合剂与金刚石难以形成化学键结合，因此，金刚石的把持能力差，产品的耐用度和磨削效率等影响硬质金属加工。
所以树脂结合剂砂轮不能满足生产要求。
随着高速磨削和精密磨削技术的发展，对砂轮提出更高的要求，以金属粉末为结合剂制成的磨具、金刚石砂轮，硬度高，导热性好，耐磨性好，工作使用寿命长。
金属结合剂砂轮，结合剂与金刚石之间结合强度高，磨削力强，使用寿命长，在超硬行业、陶瓷行业、石材机械加工行业等应用广泛。
超硬材料现状及发展趋势
超硬材料现状及发展趋势文/方啸虎超硬材料行业专家、本刊高级顾问十余年前曾预想总有一天，会在金刚石与制品上都烙上“中国制造”。
在当前低碳经济、循环经济、绿色经济的不断提出并逐步实践后，特别是“十二五”期间我国如何才能做到以人为本，继续保持高速稳定发展？中国超硬材料与制品为实现这些目标，很多工作都提到重要议事日程上了。
一、我国超硬材料现状1.1金刚石单晶产量我国金刚石产量自上世纪九十年代就遥遥领先，九十年代中后期以每年3-5亿克拉增长，而近几年都是以每年十亿左右的速度增长。
2009年据权威性统计应是50-54亿克拉，而2010年总产80亿克拉左右。
目前我国金刚石总产量已占全球90-95%。
2011年将有望超过100亿克拉。
我国金刚石生产能力：已达120-150亿克拉/年。
2016-2020年将达200亿克拉。
应该说这指的是原始合成的，如破碎的再生微粉不在统计范围内。
粒度与主要用途为了总结目前的情况，文中作了如下的分类，并阐述了它的主要用途：单晶大颗粒：一般来说应在≥3mm的单晶金刚石，目前人造的金刚石单晶体已可达5-10mm，目前正在向20mm迈进！多数是籽晶法生产，主要目标：一方面可直接切磨后做成金刚石刀具，另一方面以代替部分天然金刚石可做宝石用，所以多称其为宝石级金刚石，还有望在光伏材料上有所突破。
用它做静态超高压的压砧也是极好的代用品。
大尺寸单晶金刚石是高质量的探测器材料，特别适合需要极高探测灵敏度的应用环境。
单晶金刚石是作为粒子、辐射探测器的首选材料。
单晶金刚石由于不存在晶界缺陷，透光率高于微米、纳米金刚石膜，在光学窗口等领域有更广泛应用。
特粗颗粒金刚石：一般指1-3mm，目前已经可以用直接合成法获得透明度和晶体形态都相当好的单晶颗粒。
现元素六金刚石有限公司（原De Beers公司）称之为SRD系列，可以做滚轮，少部分可替代天然金刚石做饰品用。
中国近年也有所突破，国内一些厂家都已有展示，并可批量供货，质量已经相当好；粗颗粒金刚石：一般指0.5-1mm的金刚石，这类产品做滚轮是相当好的；中粗颗粒金刚石：一般指30-60#，这类产品在金刚石钻探，特别是石材加工上发挥了极好的作用，在前5-8年国内30#-40#高品质金刚石还是有相当的困难的，在压机大型化和粉末触媒工艺推广后，迅速得到解决，其制品大大提高了钻采和石材加工的效率；中细粒金刚石：多数指70-120#，是石材、玻璃、陶瓷加工的很好选择，所以促使了这部分粒度的开发；细颗粒金刚石：多数指120-320#，是磁性材料、硬质合金等的加工良好材料，以前加工硬质合金都采用80/100、100/120目，现在为了提高加工精度，不少已改用120/140、140/170。
超硬材料涂附磨具发展现状
超硬材料涂附磨具发展现状超硬材料涂附磨具是近年来发展迅速的一种新型磨具。
它具有高硬度、高强度、高耐磨性、高耐腐蚀性等特点，广泛应用于机械加工、电子、光学、航空航天等领域。
本文将从超硬材料涂附磨具的定义、发展历程、应用领域、市场前景等多个方面进行探讨。
一、超硬材料涂附磨具的定义超硬材料涂附磨具是指将超硬材料涂覆在金属或其他材料的表面上，形成一层坚硬、耐磨的涂层，然后将其用于磨削、抛光等加工过程中的工具。
涂附超硬材料的常用方法有物理气相沉积、化学气相沉积、离子束沉积、电弧离子镀等。
二、超硬材料涂附磨具的发展历程超硬材料涂附磨具的发展始于20世纪80年代，当时日本、美国、欧洲等国家开始研究超硬材料的涂覆技术。
最初的超硬材料涂覆主要采用的是物理气相沉积技术，但由于其涂层质量不稳定、生产成本高等问题，使得研究人员开始寻找更加优秀的涂覆方法。
随着科技的不断进步，化学气相沉积、离子束沉积、电弧离子镀等新型涂覆技术逐渐兴起，并逐步应用于超硬材料涂附磨具的制造中。
特别是离子束沉积技术的出现，使得超硬材料涂附磨具的质量和性能得到了极大的提升，成为当前超硬材料涂附磨具制造的主流技术。
三、超硬材料涂附磨具的应用领域超硬材料涂附磨具具有高硬度、高强度、高耐磨性、高耐腐蚀性等特点，因此在机械加工、电子、光学、航空航天等领域得到了广泛应用。
1. 机械加工领域超硬材料涂附磨具在机械加工领域中的应用最为广泛。
它可以用于金属、非金属、陶瓷、复合材料等材料的磨削、抛光、切削等工艺中，具有高效、精度高、寿命长等优点，能够大大提高生产效率和加工质量。
2. 电子领域超硬材料涂附磨具在电子领域中主要用于半导体器件的制造。
它可以用于切割硅片、磨削晶圆、抛光芯片等工艺中，能够提高芯片的质量和产量，降低生产成本。
3. 光学领域超硬材料涂附磨具在光学领域中主要用于光学玻璃、晶体等材料的加工。
它可以用于磨削、抛光、切削等工艺中，能够制造出高精度、高质量的光学元件，如透镜、棱镜、反射镜等。
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第21卷第1期 超 硬 材 料 工 程V o l.21 2009年2月SU PERHA RD M A T ER I AL EN G I N EER I N G Feb.2009超硬材料磨具的研究和发展动态①万 隆(湖南大学材料学院,湖南长沙 410082)摘 要:文章在说明我国经济和科学技术的快速发展,超硬材料磨具行业也取得了长足进步的基础上,介绍了一些新材料、新生产工艺和新装备被引进我国超硬材料磨具的生产和研究中来,促进了我国超硬材料磨具行业的发展和技术进步;并展望了磨具的发展方向。
关键词:超硬材料磨具;磨具结合剂;综述;磨具制备新工艺;磨具的发展方向中图分类号:TQ164 文献标识码:A 文章编号:1673-1433(2009)01-0040-03Research and develop i ng trends of superhard ma ter i a l gr i nd i ng toolsW AN L ong(Colleg e of M a teria l S cience and E ng ineering in H unan U n iversity,Chang sha410082,Ch ina)Abstract:B ased on the illu strati on of the great p rogress of the indu stry fo r sup erhard m a2terial grinding too ls w ith the rap id developm en t of Ch inese econom y and scien tific techno l2ogy,it has in troduced that som e new m aterials,new p roducing techn iques w ith new e2qu i pm en ts have been i m po rted to p roducti on and research of sup erhard m aterial grindingtoo ls in Ch ina,w h ich w ill p rom o te the developm en t of sup erhard m aterial grinding too lindu stry in Ch ina w ith its techn ical p rogress.T he develop ing trends of grinding too ls havealso been p ro sp ected.Keywords:sup erhard m aterial grinding too ls;grinding too ls b inder;review;new m anu2factu ring techn iques fo r grinding too ls;develop ing trends of grinding too ls 超硬材料磨粒最主要的用途是制备工具,而所制备的工具又以磨具为主,超硬材料磨具在超硬材料工具的总量中占80%以上。
近年来,随着我国经济和科学技术的快速发展,超硬材料磨具行业也取得了长足的进步,一些新材料、新生产工艺和新装备被引进超硬材料磨具的生产和研究中来,促进了超硬材料磨具的发展。
近年来超硬材料磨具研究的热点有以下几方面:1 对磨具结合剂的研究在磨具中,结合剂的性能是决定磨具性能尤其是砂轮性能的主要因素之一。
1.1 微晶玻璃结合剂微晶玻璃与陶瓷相比,内部缺陷少,其中的结晶尺寸细小,因而强度高,并且微晶玻璃可以采用玻璃的制备工艺。
微晶玻璃有较低的熔点,能在700℃～850℃烧成,对磨料浸润性好,故比较适合作为c BN 砂轮结合剂使用,微晶玻璃结合剂中能形成大量微小的晶体,具有高耐磨、高抗拉强度等性能。
采用微晶玻璃作为砂轮结合剂的关键技术在于微晶玻璃的基础配方确定、晶核剂的选择以及二次晶化的条件控制。
基础配方决定了玻璃中是否能够形成晶体,是否能够对磨料有较好的浸润和较低的熔化温度;晶核剂主要起诱导结晶作用,对玻璃中产生的晶体数量及形成的晶体形态产生影响。
二次晶化条件主①收稿日期:2008-06-15作者简介:万 隆(1956-),男,教授,博士生导师,主要从事材料科学方面的科研和教学工作。
要是通过控制晶化温度和时间来调节玻璃中的成核数量和结晶尺寸的大小。
1.2 液相法制备结合剂近年来,采用无机非金属材料作为结合剂制备超硬材料磨具的应用发展较快,以往这些磨具通常采用的结合剂全部是天然或人工合成的固相材料,固相材料须经破碎加工成粉末才能作为结合剂使用,由于目前破碎技术的限制,机械破碎加工能够达到的颗粒细度是有限的,一般为几微米到十几微米。
较粗粒度的结合剂与磨料间的混合均匀性差,造成磨具烧结时间长,强度低等问题,并且进行精密加工或高粗糙度加工采用的磨料一般都是超硬材料微粉,结果往往是结合剂比磨料还粗,烧成后砂轮中形成的结合剂颗粒或晶粒较大,磨削加工时结合剂的颗粒或形成的结晶会对被加工部件产生划伤,满足不了高光洁度和高精密度部件的加工要求。
所谓溶胶-凝胶结合剂,是将结合剂的不同组分分别制备成溶胶和溶液,然后按比例混合后直接干燥,制备成结合剂;也可以将结合剂的不同组分按比例与磨料一起混合,然后制备成成型料,再压制成磨具;还可以将结合剂的不同组分按比例与磨料一起混合,然后将混合物原位形成凝胶,干燥后进行加工,制备成磨具坯体,即原位成型。
由于结合剂组分采用的都是液相材料,混合均匀程度可达到分子水平。
特别是由于溶胶-凝胶法制备的结合剂烧成前没有晶体,结合剂活性大,烧成温度低,烧成后的结合剂颗粒或晶粒非常细小、均匀,对磨料的包裹好、粘结强度高,并且结合剂在磨削中不会对工件产生划伤,所以溶胶-凝胶法是非常具有应用前景的制备细粒度、高质量磨具的方法。
溶胶结合剂砂轮制作的关键在于溶胶的制备和配比,并且在溶胶形成凝胶后的干燥和烧成过程中有较大的体积变化,造成大的变形量后容易引起缺陷的产生。
1.3 耐高温金属-树脂结合剂国内目前用于制备砂轮较多采用的是酚醛树脂,酚醛树脂具有价格较低,性能能达到一般使用要求的特点,但酚醛树脂耐温度一般只有摄氏两百多度,因而有树脂磨具不耐高温的说法,双马树脂虽然耐温达到三四百度,但双马树脂的价格较高,并且对磨料的结合强度不高。
德国w en ter公司生产的树脂和金属结合剂砂轮可在500℃～600℃温度下较长时间使用,制造出的金刚石砂轮磨具磨削效率高、耐用度好,磨具形状保持性好。
国内目前还没有开发出相应的树脂材料。
1.4 金属-陶瓷结合剂分别以金属或陶瓷为结合剂制备的磨具在应用中各有优缺点,金属结合剂超硬材料磨具耐用度和形状保持性好,强度高,但磨削效率低,难于修整;陶瓷结合剂超硬材料磨具效率高、好修整,形状保持性适中,但强度不稳定,太脆、易碎。
故将金属与陶瓷复合作为结合剂使用具有较好的应用前景。
目前该方向的研究已取得一定成效。
2 新工艺、新装备的开发2.1 等静压成型通常的砂轮成型采用金属材料制备的固定模具,由于成型时成型料与模具间的摩擦,使得砂轮坯体不同部位受到的压力不同,因而会造成砂轮整体密度和硬度差别,这种情况对于直径小、厚度大的砂轮更加明显,普通模压成型的直径500mm、厚度150mm的砂轮密度差达到0.1～0.6g c m3,硬度差可达1～3小级。
由于密度和硬度的差别,砂轮在使用过程中不同的部位表现出较大的差异,加工的工件几何精度、表面粗糙度和均匀性都将受到影响。
等静压成型采用弹性模具,成型时砂轮坯体不同方向和部位受到的压力基本相同,因而密度差别很小,一般直径500mm、厚度150mm的砂轮密度可控制在0.02～0.05g c m3范围内,硬度差可控制在0～0.5小级范围内,并可大大降低砂轮的不平衡度。
目前工业中已经应用的等静压有水袋或橡胶压板法、橡胶模套二次成型法等。
2.2 溶胶-凝胶法磨料表面涂覆溶胶-凝胶方法主要适应于超硬磨料的表面处理,部分取代金刚石或立方氮化硼表面电镀金属或合金。
采用溶胶-凝胶方法在金刚石或立方氮化硼表面涂覆一层A l2O3、Si O2、T i O2等材料的单一的、复合的或具有梯度功能的涂层,使得金刚石或立方氮化硼能够更好地与结合剂结合,提高磨具的强度和耐用度。
由于溶胶-凝胶方法较电镀法相比具有无污染、节能和高效率的特点,将在很大程度上取代目前采用的电镀工艺。
2.3 微波烧结技术微波烧结具有内外同步加热的效果,因而具有烧成温度均匀,磨具内部的热应力小、色泽均匀、强度高、烧成速度快等优点。
但国内目前还不能够生产大功率的微波烧结炉,因而微波烧结技术还只限于实验室试验,实际生产中还没有推广。
2.4 超硬磨料的表面处理超硬磨料的表面处理主要有偶联剂和镀衣处理。
偶联剂主要有有机硅烷,可用于树脂结合剂固结磨具,其作用是提高树脂与磨料的结合强度,从而提高砂轮的整体强度和砂轮的耐用度。
有实验表明:通过偶联剂的使用,树脂结合剂砂轮的强度可提高15%～20%,耐用度可提高20%～30%。
超硬磨料镀衣是在磨料表面涂覆一层无机材料,并在600℃～750℃温度下进行处理,通过这一措施可修补磨料本身的一些缺陷,同时也可达到与偶联剂相同的作用,即提高结合剂与磨料的结合力。
用镀衣处理的磨料制备的涂附磨具耐用度可提高30%～50%。
2.5 金刚石和立方氮化硼涂附磨具由于一些特殊应用要求,近年来,使用金刚石和立方氮化硼磨料制成的砂带、砂布、磨片和可弯曲磨盘也有较大发展。
3 磨具的发展方向3.1 高磨削速度磨具的研发高速度才能有高效率,高质量。
主要基于砂轮强度的问题,国内磨削使用速度一般树脂砂轮在100m s以下,陶瓷结合剂砂轮在120m s以下,而国外磨削使用速度树脂结合剂砂轮达到140m s,陶瓷结合剂砂轮达到160m s。
3.2 超硬磨料在很多领域逐步代替普通磨料中国人造金刚石产量居世界第一,大量出口,价格低(0.2～0.5元 克拉);近年来我国立方氮化硼产量也大幅度增加,自用有余;并随着加工领域对磨具的要求提高,采用普通磨料制备的磨具已不能满足使用要求。
因此,立方氮化硼取代白刚玉等磨料,金刚石取代碳化硅磨料在很多方面得到应用。
特别值得一提的是陶瓷地板砖生产领域,目前广泛采用菱苦土结合的碳化硅磨块,近一两年内很有可能被金刚石磨块取代。
3.3 高性能磨具的研发我国金刚石磨料的产量,每年的出口量也非常大,但高性能的超硬磨具每年进口量也非常大,特别是高效率、高精密度、高磨削速度磨具主要还依赖进口,如数控磨床精密加工刀具用的砂轮,特别是陶瓷结合剂的金刚石和立方氮化硼砂轮,因此开发这一类磨具非常重要。