超硬材料 演示文稿
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。
磨料磨具及超硬制品PPT课件
目录
• 磨料磨具及超硬制品概述 • 磨料磨具的制造工艺 • 超硬制品的制造工艺 • 磨料磨具及超硬制品的应用领域
目录
• 磨料磨具及超硬制品的市场分析 • 磨料磨具及超硬制品的未来发展
方向
01
磨料磨具及超硬制品概述
定义与分类
定义
磨料磨具及超硬制品是指利用天 然或人造超硬材料制造的磨料、 磨具和相关制品。
耐久性测试
通过耐久性测试可以了解 磨料磨具的使用寿命，常 用的耐久性测试方法有磨 损试验和冲击试验。
03
超硬制品的制造工艺
超硬材料的定义与分类
总结词
超硬材料的硬度极高，具有优异的耐磨性和耐久性，是制造超硬制品的主要原料。
详细描述
超硬材料是指硬度极高的材料，如金刚石、立方氮化硼和碳化硅等。这些材料具有极高的硬度和耐磨性，能够在 高负荷和高温环境下保持优良的性能。根据不同的分类标准，超硬材料可以分为天然和合成、单晶和多晶等不同 类型。
磨料磨具及超硬制品的发展趋势
高效加工技术
随着工业的发展，对加工效率的 要求越来越高，因此高效加工技
术成为未来的发展趋势。
智能化技术
随着人工智能和机器学习技术的发 展，智。
环保技术
随着环保意识的提高，环保技术将 成为未来的发展趋势，实现绿色生 产。
中国市场分析
市场规模
中国磨料磨具及超硬制品市场规 模不断扩大，已经成为全球最大
的市场之一。
市场竞争格局
中国磨料磨具及超硬制品市场竞 争激烈，主要企业包括南方汇通、
黄河旋风等。
市场需求
中国磨料磨具及超硬制品市场需 求不断增长，主要来自于汽车、
机械、电子等产业的发展。
超硬材料演示文稿(共14张PPT)
第1页，共14页。
一、简介
超硬材料主要是指金刚石和立方氮化硼。金刚 石是目前已知的世界上最硬的物质, 立方氮化 硼硬度仅次于金刚石。这两种超硬材料的硬度 都远高于其它材料的硬度，包括磨具材料刚玉、 碳化硅以及刀具材料硬质合金、高速钢等硬质 工具材料。
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金刚石，有天然金刚石和人造金刚石两种。金刚石是目 金刚石是目前已知的世界上最硬的物质, 立方氮化硼硬度仅次于金刚石。
可对硬质合金、陶瓷、玻璃、铸铁、 合金钢的内孔磨削。
使用于汽车、轴承、压缩机等 行业。
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2、金刚石钻头
金刚石钻头，雕刻刀
可在玻璃，水晶等材料 上打直径大的孔眼和掏 料。裁割玻璃划线细腻， 不崩边。
第9页，共14页。
矿山地质金刚石钻头系 列
第10页，共14页。
3、金刚石锯切工具
1、CBN磨削刀具
pcbn超硬刀 是指聚晶立 方氮化硼复合片，用于 机械切割。
第6页，共14页。
凸轮轴是活塞发动机里 的一个部件。它的作用 是控制气门的开启和闭 合动作 。
第7页，共14页。
立方氮化硼内圆磨削刀具
具有磨削锋利、效率高、磨削不易 发热和堵塞，易控制加工精度、修 整方便等特点。
可金在刚玻 石璃，，有水天晶然等金材刚料石上和打人直造径金大刚的石孔两眼种和。掏料。
裁目割前玻 ，璃在划自线然细界腻还，没不有崩找边到。这种物质的存在，是人工合成的一种超硬材料。
前世界上已知的最硬工业材料，它不仅具有硬度高、耐 金刚石，有天然金刚石和人造金刚石两种。 磨、热稳定性能好等特性，而且以其优秀的抗压强度、 立金方刚氮 石化是硼目内前圆已磨知削的刀世具界上最硬的物质, 立方氮化硼硬度仅次于金刚石。 散热速率、传声速率、电流阻抗、防蚀能力、透光、低 超它硬作材 为料工适程于材用料来，制已造经加广工泛其应它用材于料黑的色工金具属，及尤其其合是金在材加料工加硬工质工材业料。方面，具有无可比拟的优越性，占有不可替代的重要地位。
超硬材料
五 超硬材料的展望
超硬材料的发展趋势也表明超硬材料具有很好的发展 前景，它主要表现为： (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、 复杂型面等特点的产品将会朝更高水平继续发展， 产品质量将明显提高。 (2) 超硬材料制品将向系列化、 标准化、 专业化方向发展 ， 各生产企业将形成各自的产品 特色。 (3)超硬材料制品的应用技术， 包括数控机床、 修整技术、 专用磨削液等将得到发展和完善。
(3)钻具. 用于地质、石油、煤田、工程施工等的勘探和采掘。 (4)锯切工具. 主要用于石材、建筑材料、陶瓷、耐火材料、电碳制 品、半导体、宝石、木材等的切割；也用于马路、机场跑 道、建筑构件的切槽和切断。 (5)拉拔工具。 用于拉拔下列金属材料的丝材及线材，钨、钼、铜、 铝、不锈钢、镀锌钢、钢以及合金等。 (6)修整工具。 用于普通磨具的成型修整、整形、修锐等 (7)其它工具。 用于硬质合金模具、量具刃具加工的手工工具，还有 玻璃刀、医用工具、压砧及压头等。
学稳定性及耐热性要优于金刚石。尤其是对于铁族金属，
我国工业金刚石消耗主要来源于人造金刚石，人造金 刚石制品的应用大致可划分三个方面： 金属材料加工：为解决硬质合金刀具刃磨问题金刚石制 品首先在机械行业中推广。例如采用金刚石砂轮刃磨较 炭化硅砂轮提高生产效率２~４倍,刀 具光洁度提高两级, 刀具寿命也大大提高。又如加工硬质合金精密游丝轧辊 , 过去用碳化硅砂轮磨削后还须进行长达９６小时手工研磨, 光洁度仅达▽１２。改用金刚石砂轮后从粗磨到成品仅需 ２４小时,光洁度可达▽１３。此外金刚石工具加工硬质合 金挤丝冲、样板块、量具测头、标准件模具、琦磨汽车发 动机汽缸套,加工油泵油咀、微型轴承套、剃胡刀 、淬火
硬质合金与超硬工具材料PPT课件
混合料的制备
使碳化物与粘结相粉末混合均匀，并进一步磨细。 硬质合金成品的性能，很大程度上取决于混合料 的制备。
球磨机是制备混合料的主要设备。球磨的各项工 艺参数对混合料的质量有明显的影响。工艺参数 的选择包括：转速为接近60%的临界转速；加入 适量的液体介质（酒精、苯、丙酮等）；使用硬 质合金球，球的直径为5～10mm，球料比为2.5： 1～5：1，装球量为40%～60%；球磨时间为24～ 48小时，细晶硬质合金可增加到72小时或更长。
4.2 WC硬质合金 4.2.1 WC与复式碳化物的制造
W+C→WC
TiO2+3C→TiC+2CO WC-TiC 影响粒度的因素：温度、时间、余料粒度 4.2.2 WC基硬质合金的制造工艺与性能 生产工艺
WC + CO or → 湿磨 → 过滤 → 干燥 → 过筛 → 掺胶
WC、TiC+CO （汽油） 喷雾干燥
WC-Co硬质合金
WC-Co硬质合金主要用于加工铸铁、有色金属和非金属材料。加工 铸铁时，切屑呈崩碎块粒，刀具受冲击很大，切削力和切削热都集中 在刀刃和刀尖附近。YG类合金有较高的抗弯强度和冲击韧性(与VT' 类比较)，可减小切削时的崩刃。同时，YG类合金的导热性较好，有 利于切削热从刀尖散走，降低刀尖温度，避免刀尖过热软化。加工有 色金属及其合金时，由于在熔化温度下金属及其合金不会与WC产生 溶解或溶解速率非常慢，因此，YG类合金能成功地加工有色金属及 其合金。YG类合金的磨削性较好，可以磨出锐利的刃口，适于加工 有色金属和纤维复合材料。YG类硬质合金中含钴量较多时，其抗弯 强度及冲击韧性均较好，特别是提高了疲劳强度，因此适于在受冲击 和振动条件下作粗加工用；含钴量较少时，其耐磨性和耐热性较高， 适合于作连续切割的精加工用。当含钴量较少时，合金硬度较高，耐 磨性也较好。
超硬材料表面镀覆解析课件PPT
原出来的不是连续的镀层，而只是活化点。
真空物理气相沉积三种方法的比较
电流密度（A·dm－2）
化学气相沉积是利用加热、等离子体激励或光辐射等方法，使气态或蒸汽状态的化学物质在衬底表面反应并沉积生成固态薄膜的过程
。
硫酸镍（NiSO4·7H2O）
（4）镀后单颗粒抗压强度提高5%-20%，镀后增重随粒度不同在0.
4
钠 30～50 6～9 4
12 室温 需要
2 3.5 13.2 1
34.5 6.8 3.2
12 室温 需要
3
4
10
10
20～40 40
40
35
10
10
10
20
12～13 12.5 室温 25 需要 需要
5.化学镀镍工艺规范
化学镀镍工艺规范（含量/g·L－1）
镀液成分及工艺条件
氯化镍（NiCl2·6H2O） 硫酸镍（NiSO4·7H2O） 次磷酸钠NaH2PO2·H2O 琥珀酸钠 Na2C4H4O4·6H2O 柠檬酸钠 Na3C6H5O7·2H2O 醋酸钠CH3COONa·3H2O 羟基乙酸CH2OHCOOH 氯化铵NH4Cl
合状态
结合，结 结合强度
无结合强
结合强度
合强度高 低
度
高
镀 覆 温 度 850-1100℃，<400 ℃ ， >850 ℃ ， <100 ℃ ， >850 ℃ ， 700-820 ℃ ，
及 金 刚 石 严 重 热 损 无热损伤 严 重 热 损 无热损伤 严 重 热 损 无热损伤
热损伤 伤
伤
伤
单次镀覆 高 能力
0.008～0.02 0.002～0.004 0.002～0.004
超硬材料文档
超硬材料简介超硬材料是指具有极高硬度和耐磨性的材料。
它们通常由碳化硅（SiC）和氮化硼（BN）等化合物组成，在各种工业应用中扮演着重要的角色。
本文将介绍超硬材料的特性、应用以及未来发展方向。
特性超硬材料的最重要特性是其极高的硬度。
它们通常具有莫氏硬度大于9的特点，远远高于大多数传统材料如钢铁和陶瓷。
超硬材料之所以如此硬，是因为其内部结构具有高度有序的晶格。
这种晶格结构使得超硬材料具有出色的耐磨性和抗刮擦性能。
此外，超硬材料还具有优异的热导性能和耐高温性能。
正是由于这些特点，超硬材料在高温高压、切削加工和磨削等领域得到广泛应用。
应用工具加工领域超硬材料在工具加工领域有着重要的应用。
石墨刀具、硬质合金刀具以及多晶立方氮化硼刀具等都是由超硬材料制成的。
这些刀具因其高硬度和耐磨性能，在金属切削、磨削和车削等方面都表现出色。
此外，超硬材料还被广泛应用于宝石切割和玻璃加工等领域。
光电子领域在光电子领域，超硬材料也有一定的应用。
由于其优异的热导性能和光学特性，超硬材料被用于制造高功率激光器的热管理部件，如散热片和光学反射镜等。
此外，超硬材料也被广泛应用于光纤通信和太阳能电池等领域。
其他应用领域除了上述领域，超硬材料还有许多其他应用。
例如，超硬材料被用于制造化学反应器的密封件、钻石工具的切割盘和研磨盘、电子封装材料的滚轮和摩擦片等。
这些应用领域的需求不断增长，为超硬材料的研究和开发提供了广阔的市场。
发展方向随着科技的不断进步，超硬材料也在不断发展和创新。
目前，超硬材料的研究主要集中在以下几个方向：新材料的开发一方面，研究人员正在不断寻找新的超硬材料。
例如，通过合金化、纳米化和涂层改性等方法，可以提高超硬材料的性能和功能。
另一方面，一些研究人员致力于开发基于超硬材料的复合材料。
这些复合材料能够综合利用各种材料的优点，进一步提高超硬材料的性能。
例如，使用纳米钢材料和碳纳米管等结构强化材料，可以增强超硬材料的机械性能和韧性。
超硬材料报告
超硬材料的性能和应用材料成型及控制工程2009级2班张天珍学号：20091420224摘要：超硬材料在工业发展进程中扮演了至关重要的角色。
随着时代发展和技术的更新，将越来越受到人们的关注。
本文立足事实基础，以超硬材料多年的发展历史为背景，详细介绍了超硬材料的基本性能以及在工业、军工、航空航天、电子、机械、汽车、机床工具、精密制造、医疗、石材、建材等方面的应用。
重点介绍了金刚石和立方氮化硼的性能和应用关键词：超硬材料金刚石立方氮化硼性能应用1、引言金刚石及立方氮化硼称为超硬材料,是因为它们具有超凡的高硬度特性。
金刚石是自然界已知物质中最硬的物质, 还具有高绝缘性、优异的耐磨性和良好的导热性。
立方氮化硼的硬度仅次于金刚石, 还具有高耐磨、低摩擦系数、优异的耐热性和化学稳定性,特别是对铁族金属呈化学惰性,尤其适合于加工硬而脆的铁族金属材料。
立方氮化硼的这一特点是金刚石所不能比拟的。
这样, 立方氮化硼就以其独特的优越性与金刚石相互补充,构成了超硬材料的两大体系。
超硬材料具有其他材料无可比拟的优异力学、热学、光学、声学、电学和生物等性能，享有“材料之王”赞誉，是用途广泛的极端材料，不仅可加工世界上所有的已知材料，而且可制成性能极端的功能性器件，在诸多应用领域具有不可替代性。
超硬材料及制品已广泛应用于军工、航空航天、电子、机械、汽车、机床工具、精密制造、医疗、石材、建材、机场、清洁能源、高速铁路、公路、石油与天然气钻井、地质勘探、煤炭及矿物采掘、救灾抢险、家庭装修等国计民生的各个领域。
2、金刚石的性能和应用2.1金刚石的发展史人类最早发现先金刚石是在公元前800年，但直到18实际末，才开始对金刚石有了系统科学的研究。
法国人拉瓦锡发现金刚石可燃烧，英国人费南腾研究证实金刚石是碳的同素异形体。
1955年由美国通用电气公司首次以石墨为原料在高温高压条件下合成出金刚石，从此，工业技术领域进入新的时代。
2.2金刚石的性能金刚石是自然界已知物质中硬度最高的材料。
人造多晶超硬材料概述 ppt课件
人造多晶超硬材料概述
李启泉
• 我们知道，无论是金刚石还是立方氮化硼，它们 都是粉体单晶材料，粉体材料作为终极材料的应 用其局限性太多，必须开拓多晶材料或者其他制 品才能较好地被工业所应用。
• 人造多晶超硬材料就是将人造金刚石或者立方氮 化硼单晶制备成多晶人造金刚石或者立方氮化硼。
• 本节以金刚石为例来讲授多晶超硬材料，主要介 绍多晶金刚石或者称为金刚石聚晶的概念、分类、 特性及应用领域几个方面。
2.拉丝模 PCD拉丝模的应用始于1974年。由于PCD是多晶 结构，磨损无方向性，加上晶粒间存在间隙或晶 粒间有粘结物相被磨损后出现的间隙。这些间隙 在拉丝过程中正好为储存润滑油创造了良好条件， 致使拉丝模的使用寿命比天然单晶金刚石模的使 用寿命高。为硬质合金模的数百倍。
3.修整工具 常用于制作修块、修整笔等，用PCD替代天然金 刚石作为砂轮的修整工具，使用寿命与天然单晶 金刚石修整工具大致相当。
• 4.石油地质钻头 PCD地质取芯钻头的开发试验始于1969年，于1972年
成功地用于地质钻头、扩孔器及钻头的保径。
由 PCD制成的地质钻探用的扩孔器，在砂岩中钻进，使 用寿命为天然金刚石的4倍。
PCD石油钻头的开发试验始钻进都要用到金刚石聚晶。
②立方氮化硼与硬质合金复合片代号PCBN-C(立方氮化硼尺寸范围 5~40µm)，主要用于淬火钢、冷硬铸铁等切削加工。
复合片基本形状有圆形(R)、半圆形(RL) 、扇形(RT) 、三角形(T)、 长条形(L)等。 (2)人造金刚石整体烧结体的品种有：JRS型，包括圆柱状平头聚晶， 圆柱状尖头聚晶其他形状的聚晶
金刚石聚晶的用途
• 人造金刚石聚晶投产20多年来，已在下列工业领域开发应 用并取得优异成效。以下七个方面的应用具有代表性： 1.切削工具 PCD首先被成功地用于制造各种刀具，包括车刀、铣刀 和镗刀等，用来加工铜、铝等非铁金属及其合金、硬质合 金以及碳、石墨、塑料、橡胶、陶瓷、玻璃钢等非金属材 料。目前用途较广泛地是用PCD刀具加工极其耐磨的过共 晶硅铝合金汽缸活塞，切削时切削速度最高达7000 m/min， 刀具的耐用度为硬质合金的100倍或天然金刚石的2~5倍， 并能断续切削加工；另外用PCD车刀车削加工钛合金(Ti6Al-4V)时，PCD刀具的耐用度为硬质合金刀具的1850倍。
无机功能材料-超硬材料
3.合成工艺 合成工艺
3.1 粘结剂
聚晶立方氮化硼是立方氮化硼颗粒和一定比 例的粘结剂在高温高压下烧结而成的,加入 适量的粘结剂可以降低烧结温度和压力,并 改善烧结体尽可能与立方氮化硼接近,以降 低温差应力 ②粘结剂与氮或硼元素应有强烈的化学亲和 性,从而可以提高粘结强度 ③可以牢固连接硬质合金基体 ④粘结剂应具有较高的硬度与韧性
5.2 高的热稳定性 高的热稳定性 • 聚晶立方氮化硼在高达1200 ℃的温度下 还表现出良好的热稳定性。因此切削时刀 具尖端的相对高温不会对它产生不利的影 响,相反还能在切削硬质合金时起到加速切 削的作用。
5.3 化学稳定性好 • 与铁族金属在1200 ℃～1300 ℃的高温下 也不起化学反应,在酸中不受侵蚀,300 ℃左 右在碱中才会被侵蚀。 5.4 摩擦系数较低 • 立方氮化硼与不同材料的摩擦系数在011～ 013之间,远小于硬质合金的摩擦系数(014～ 016)。
1.
简介
• 立方氮化硼材料人工合成的硬度仅次于金 刚石的超硬材料。
2. 立方氮化硼合成方法
1.高温高压法 高温高压法是传统的在高温高压下利用立 方氮化硼的热稳定区合成立方氮化硼的方 法 2.水热法 水热法是在低温低压条件下在水溶液中利 用反应耦合效应合成立方氮化硼微晶的方 法
3. 气相沉积法 气相沉积是 一种利用 CVD 方法 合成CBN 膜的技术
6.聚晶立方氮化硼的主要应用 聚晶立方氮化硼的主要应用
主要应用：加工黑色金属的刀具材料
（1）CBN 含量高的聚晶立方氮化硼一般用 作粗加工淬硬钢和珠光体铸铁的刀具材料
（2）CBN 含量低的聚晶立方氮化硼一般用 作加工淬硬钢的刀具材料
聚晶立方氮化硼刀具的应用领域
应用2 应用 应用1 应用
超硬材料论文
超硬材料的发展与应用班级材料045 专业金属材料姓名张昆学号041970指导老师李国彬内容提要一、综述超硬材料即以金刚石或立方氮化硼单晶等为原料制取的磨料、聚晶及与其它材料结合而成的复合材料及制品。
中国超硬材料的研究从无到有经历的一个历史蜕变。
1963年对于中国超硬材料行业来说，是一个值得永远怀念并载入史册的年份。
这一年，中国科学家打破国际封锁和技术断垄，成功地合成出我国第一颗人造金刚石，一举成为世界上为数不多的掌握此项技术的国家之一。
经过40年的发展，特别是近5年的高速发展，使我国成为世界上超硬材料第一生产大国。
1964年由济南铸造锻压机械研究所和郑州磨料磨具磨削研究所联合设计并制造的我国第一台6×6MN铰链式“六面砧”合成人造金刚石专用压机问世，1965年投入金刚石合成工艺实验，创造性地解决了高压腔的密封难题，为我国人造金刚石的工业化生产奠定了装备基础。
可以说没有“六面砧”压机就没有行业的今天。
而超高压高温装置大型化及超高压腔体容积扩大是人造金刚石生产技术进步的关键和重要标志。
〈 1 〉国产两面砧的悄然崛起当前世界上使用高压高温技术合成超硬材料的装备有两面砧、六面砧、凹模三种。
两面砧装备因具有高压冲程适中、压力稳定性好、合成重复性好等特点。
因此，合成腔体的温度和压力场能够长时间稳定，适合生长高品级金刚石、高性能的大直径复合片等产品。
所以，利用两面砧合成技术生产超硬材料是西方发达国家超硬材料产业的发展主流。
该工艺具有技术密集、资本密集的特点，长期为美国，英国等少数国家所垄断。
正因为两面砧合成技术具有上述优势，因此我国从20世纪70年代开始引装备，粗略统计大小共44台之多，耗资达2.5-3亿美元。
由于模具技术引进时没有掌握，PS/PT技术也没有掌握，且原材料全部靠进口，就是说生存权在外方手中，金刚石合成专用压机自然也就无法发挥其使用价值。
国内自力更生开发两面砧合成技术，最早是地质部地质科学研究院，后来是人工晶体研究所，而艺精长运超硬材料有限公司是目前国内仅有几家坚持两面砧装备进行金刚石生产和新产品开发的企业之一，该公司2001年5月立项的“3000吨两面砧法合成金刚石及复合片技术开发”项目，经过近两年的努力，于2003年4月国防科工委在四川省江油市组织了该项目的验收。
磨料磨具及超硬制品_PPT课件
三、磨料产地及相关企业
1. 刚玉
主要产地：河南、山东、山西 代表性企业：河南玉发、淄博金纪元、太原刚玉
郑州玉发磨料集团有限公司向我校捐赠奖学金 “何观玉优秀奖学金”
2.碳化硅
主要产地：河南、青海、宁夏、四川、贵州、湖北 丹江口等地。 出口国家：美国、日本、韩国、及某些欧洲国家。
代表性企业：新疆伊利麦斯特、新迪电力、兰州河 桥、临沭正宇、平顶山易成、郑州新大新、郑州醒 狮；
在第一个五年计划期间，还在山东建成 第四砂轮厂，以后在贵州新建第三砂轮 厂、第七砂轮厂和第六砂轮厂。
1958年，由第二砂轮 厂的中心实验室改为 第一机械工业部磨料 磨具磨削研究所。
1958年，第一机械工业部建立了郑州机 械专科学校磨料磨具班培养中专人才。
1982年，全国除西藏外，各省都建有省、 市、县级的磨料或磨具工厂磨料磨具品 种已能满足国内需要，且由进口转为出 口。
3.金属结合剂
金属结合剂是以金属或合金粉末为粘结材料, 应用于超硬材料制品。主要包括： 铜基金属结合剂、钴基金属结合剂和铁基金属结合剂。
砂轮
锯片
磨盘
钻头
二、 发展历程
磨具是伴随着人类使用工具就产生了，在新石器 时代，开始使用经过打磨过的石斧、石针，我国秦汉 时期铜镜磨亮，都是采用天然的磨料、磨具进行的。
1970年，生产三种不同ZrO2含量的锆刚玉系列， 钢铁行业的钢坯修磨逐步发展采用高速高负荷 树脂磨具。
1976年，已经使用锆刚玉制成80米/秒，负荷 达500公斤的树脂磨钢坯砂轮。七十年代，陶 瓷磨具与树脂磨具产量比例达1:1，七十年代 苏联发展钛刚玉，我国生产镨钕刚玉，八十年 代初期，陶瓷磨具最高使用速度达125米/秒并 用于轴承工业。目前磨具使用速度最高达 250m/s
12011第一章 超硬材料与工具
(3)钻具. 用于地质、石油、煤田、工程施工等的勘探和采掘。 (4)锯切工具. 主要用于石材、建筑材料、陶瓷、耐火材料、电碳制 品、半导体、宝石、木材等的切割；也用于马路、机场 跑道、建筑构件的切槽和切断。 (5)拉拔工具。 用于拉拔下列金属材料的丝材及线材，钨、钼、铜、 铝、不锈钢、镀锌钢、钢以及合金等。 (6)修整工具。 用于普通磨具的成型修整、整形、修锐等 (7)其它工具。 用于硬质合金模具、量具刃具加工的手工工具，还有 玻璃刀、医用工具、压砧及压头等。
• 一.与钻探有关的金刚石物理力学性质
a.硬度：莫式硬度10，研磨硬度是刚玉的150倍，是石英的1000 倍； b.强度：天然金刚石抗压强度为8600MP，约为刚玉3.5倍,硬合 金 1.5倍,钢的9倍； c.耐磨性:是刚玉的90倍,硬质合金的40~200倍,钢的2000~5000倍； d.热稳定性;金刚石的导热性好,但随温度升高线膨胀增长较大,易 引起热损伤。
表 镶 金 刚 石 钻 头
立方氮化硼
相关产品
金刚石滚轮
PCD刀具
PCD铣刀
天然金刚石四角刀
立方氮化硼车刀
孕 镶 金 刚 石 钻 头
电镀金刚石钻头
Gold系列PDC钻头
复合体钻头
取心钻头
一、发展史
公元前800年印度已经发现金刚石； 近代18世纪在巴西、澳大利亚和南非等国相继 发现金刚石； 1965年我国才开始发现原生的宝石级金刚石。 按产地分代表金刚石有：包尔兹、刚果、卡邦 纳多、巴拉斯、牙库特 18世纪末，人们对金刚石进行了研究。 法国 化学家拉瓦锡等人发现金刚石是可燃物质，燃烧 后变为气体。 1797年，英国化学家腾南特通过实验方法研 究证实，金刚石是碳的一种同素异构体。
超硬工具材料的用处
优选新型高性能结构材料一
请同学们猜一猜
合成钻石
超硬材料的发展历程如表12-1所示。
二、超硬材料的性能及应用
1. 天然单晶金刚石 天然金刚石是一种各向异性的单晶体。硬度达
9000-10000 HV，是自然界中最硬的物质，最重要的用
途在于高速超精加工有色金属及其合金。
2. 人造单晶金刚石
人造单晶金刚石硬度略逊于天然金刚石， 其解理方向和尺寸变得可控和统一。
高温苛刻条件下使用的机械、结构件的设计、 生产及材料的研制。
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Chapter6 Metallic Materials
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第 三 节： 高 温 合 金
一、高温合金及其分类
高温合金是指在600～1200℃高温下能承受 一定应力并具有抗氧化或抗腐蚀能力的合金。
按照基体组元的不同，高温合金可分为： 1．铁基高温合金 2．镍基高温合金 3．钴基高温合金
真空成型或气压成型
可以在密封模具内挤压或锻造，可以得到相当 高的加工精度，并能大幅度降低加工压力、减 少加工工序
尤其适于极薄板和极薄管的制造，也非常适用 于加工具有极微小凹凸表面的制品。
缺点是加工速度慢，效率低
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超塑二、超塑性行为的产生
研究发现，在两种特定的条件下，会出 现合金的超塑性行为：如图12-2所示。
①相变超塑性 ②微细晶粒超塑性
三、超塑性合金的应用
超塑性合金最大的应用就是航空航天材料。
图12-2 常规变形和超塑性变形的内部晶粒变化示意图 (a) 常规塑性变形 （b）超塑性变形
超塑性合金的应用
1. 高变形能力的应用
晶粒的超细化、等轴化以及稳定化 可通过合金化，控制凝固过程、 热处理、形变热处理、粉末冶金、 机械加工等方法来实现。
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金刚石钻头，雕刻刀 可在玻璃，水晶等材料 上打直径大的孔眼和掏 料。裁割玻璃划线细腻， 不崩边。
矿山地质金刚石钻头系 列
3、金刚石锯切工具
液压金刚石墙锯机
4、金刚石磨具
三、现状
设备 产品产量 差距
立方氮化硼，英文称为:：Cubic Boron Nitride。目前，在自然界还没有找到这种物 质的存在，是人工合成的一种超硬材料。立方 氮化硼（CBN）是硬度仅次于金刚石的超硬材 料。它不但具有金刚石的许多优良特性，而且 有更高的热稳定性和对铁族金属及其合金的化 学惰性。它作为工程材料，已经广泛应用于黑 色金属及其合金材料加工工业。同时，它又以 其优异的热学、电学、光学和声学等性能。
超硬材料
一、简介 二、应用 三、现状
制作人 刘 鲲 孙佳胜
一、简介
超硬材料主要是指金刚石和立方氮化硼。金刚 石是目前已知的世界上最硬的物质, 立方氮化 硼硬度仅次于金刚石。这两种超硬材料的硬度 都远高于其它材料的硬度，包括磨具材料刚玉、 碳化硅以及刀具材料硬质合金、高速钢等硬质 工具材料。
金刚石，有天然金刚石和人造金刚石两种。金刚石是 目前世界上已知的最硬工业材料，它不仅具有硬度高、 耐磨、热稳定性能好等特性，而且以其优秀的抗压强 度、散热速率、传声速率、电流阻抗、防蚀能力、透 光、低热胀率等物理性能，成为工业应用领域不可替 代的新材料，现代工业和科学技术的瑰宝。人造金刚 石是加工业最硬的磨料，电子工业最有效的散热材料， 半导体最好的晶片，通讯元器件最高频的滤波器，音 响最传真的振动膜，机件最稳定的抗蚀层等等，已经 被广泛应用于冶金、石油钻探、建筑工程、机械加工、 仪器仪表、电子工业、航空航天以及现代尖端科学领 域
二、应用
超硬材料适于用来制造加工其它材料的工具， 尤其是在加工硬质材料方面，具有无可比拟的 优越性，占有不可替代的重要地位。除了用来 制造工具之外，超硬材料在光学、电学、热学 方面具有一些特殊性能，是一种重要的功能材 料，这方面的性能和用途正在不断地得到研究 开发。
1、CBN磨削刀具
pcbn超硬刀 是指聚晶立 方ห้องสมุดไป่ตู้化硼复合片，用于 机械切割。
凸轮轴是活塞发动机里 的一个部件。它的作用 是控制气门的开启和闭 合动作 。
立方氮化硼内圆磨削刀具 具有磨削锋利、效率高、磨 削不易发热和堵塞，易控制 加工精度、修整方便等特点。 可对硬质合金、陶瓷、玻璃、 铸铁、合金钢的内孔磨削。 使用于汽车、轴承、压缩机 等行业。
2、金刚石钻头