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        超硬材料微粉的应用

        作者:转载来源:磨具磨聊 日期:2016年1月28日

         一、微米级、亚微米级金刚石微粉的应用

         

        微米级、亚微米级金刚石微粉目前国内已广泛用于硬质合金、高铝陶瓷、光学玻璃、仪表宝石、半导体等高、硬、脆难加工材料的磨削、研磨和抛光,它是国防工业、机械工业、光学工业、电子工业及科学实验等精密加工中不可缺少的重要产品。

         

        近年来,国外随着高新技术的飞速发展,用于加工电子材料(如磁头、激光唱片、集成电路芯片等)、各类宝石、精细陶瓷、光学玻璃、精密轴承、密封件等领域对金刚石微粉的需求量与日俱增,尤其对金刚石微粉的品质要求越来越高。

         

        20世纪90年代以来,我国金刚石微粉的生产技术在不断改进和提高,企业除按行业标准生产外,不少企业,例如:河南省惠丰金刚石有限公司、河南黄河旋风股份有限公司、河南省豫星华晶微钻有限公司、河南省联合磨料磨具有限公司等已经开始用不同品级的原料生产出不同牌号的微粉。以河南省惠丰金刚石有限公司为例,用RVD原料通过不同的制造工艺生产出:金刚石普通微粉、金刚石精微粉、金刚石超精微粉;MBD2和MBD4为原料生产出高强度PDC和线锯专用金刚石微粉。用于制造PDC、树脂、金属、陶瓷结合剂磨具和电镀制品,对不同材质进行磨削、研磨和抛光及石油、地质、煤炭等领域的开发应用。

         

        二、CBN微粉的应用

         

        我国CBN微粉目前已生产出黑色,琥珀色多种牌号的微粉。如河南富耐克超硬材料有限公司生产CBN-M800、CBN-M850、CBN-M990等品种牌号,适用于PCBN、树脂、金属、陶瓷结合剂磨具,珩磨油石和电镀制品,黑色CBN微粉主要用于黑色金属及合金等的磨削,研磨和抛光;琥珀色CBN微粉主要用于有色金属及合金等的磨削,研磨和抛光,以达到更高精度要求的加工表面。

         

        三、纳米级金刚石微粉的应用

         

          (一)研磨抛光材料

         

        纳米金刚石为圆形或椭圆形,没有棱角,作为研磨材料具有优异的切削性能。广泛用于各种超精研磨和抛光工艺中,由于纳米金刚石在液体中易于滚动,研磨抛光效果尤佳。配制的研磨膏和抛光液,研磨加工Si、Sio2、CaF2、BeF2GeC2、BK7、BK8光学玻璃等材料,其研磨抛光后的表面粗糙度Rmax<10nm。

         

            (二)耐高温的耐磨复合镀层

         

        航空、航天事业的高速发展和燃气轮机的发展,要求工作温度在850℃以上,原镀Ni、Ni-P、和镀Cr层无法在400℃以上的高温下工作,Co基复合镀层Co-Cr3C3、CoZnB2、Co-SiC和Co-Wc等复合镀的出现大大提高了高温耐磨性能,采用Co-纳米金刚石的复合镀层用于航空、航天发动机各种零件上更具明显优势。如发动机用活塞环和密封圈的复合镀层耐磨性增强,摩托车铝合金缸体的复合镀层,由于能承受500℃以上的高温,具有更长的使用寿命。 

         

            (三)耐磨复合镀层的添加剂

         

        在电镀和化学镀的镀液中添加一定量的纳米金刚石超细微粉,使镀附过程形成复合镀层。用于模具镀铬层,寿命提高,精度持久不变,长期使用镀层光滑无裂痕。汽车和摩托车缸体的Ni-纳米金刚石复合镀层使汽车缸体寿命提高数倍。又如,原用化学镀Ni-P镀层的磁盘基板表面采用含纳米金刚石复合镀层后,其摩擦力降低了50%;Co-P化学镀中添加纳米金刚石形成复合镀层,其耐磨性能提高2-3倍。

         

            (四)在材料保护领域的应用

         

        用于增强高分子材料,树脂和橡胶,可使耐磨性能提高一倍以上;用于Zno远红外材料中可使其强度和韧性同时增强;用于配置汽车,机床的润滑油,能提高润滑性能并延长油的使用寿命。

         

        纳米金刚石超细微粉也是精密工件表面涂覆的理想耐磨材料,它的应用领域日趋广泛,世界上工业发达国家正在竞相研究并大力开拓其新的高科技应用领域。

         

        四、超硬材料微粉的出口贸易

         

        20世纪80年代末至90年代中期,金刚石微粉经过几年低水平的盲目发展,造成金刚石微粉产品供大于求,于是生产厂与经销商多渠道与国外联系,发展与世界各国的贸易业务。1996年以来,金刚石出口总量中粗制微粉占有较大比重,但是,国外客户购买这种粗制金刚石微粉并非直接使用,而是用作再加工的原料。因此出口价格十分便宜,仅是当时国外同规格微粉价格的1/10—1/20。外商看重的也就是中国微粉的可供量大而且价格低廉。加上行业出现的恶性无序竞争使生产企业资金周转困难。曾一度造成金刚石微粉的发展踌躇不前,直到2003年,超硬材料又开始出现大发展的局面。微粉产品国内市场供需旺盛,出口量逐年增加,形势一派大好。故有人讲,我国金刚石微粉年出口量超10亿克拉,应该要大发展。

         

        笔者认为,这是一个误解,因为海关在金刚石出口统计中将粒度25/30(颗粒尺寸710-600μm)至1~2纳米统称为金刚石粉末,实际上其中主要量是金刚石破碎料,有据估计2010年金刚石微粉(包括CBN微粉,60μm以细)年实际出口量约3.5~4亿克拉。

         

        由于近年来我国金刚石微粉生产技术不断进步,产品质量有较大的提高,质量检测仪器又与客户所用的仪器匹配,所以国外客户购买的金刚石微粉有相当一部分是直接投入使用的。这给生产企业带来了发展机遇。因此,国外客户很快从几十个发展到上百个国家和地区,目前超硬材料微粉已出口到美、欧、日、俄、英、德、法、韩、印度、香港、澳门、台湾等地。但是由于超硬材料行业金刚石原料价格不透明不公平的无序竞争,导致恶性循环,致使金刚石微粉的销售价格始终徘徊在低价位,影响了金刚石微粉正常的贸易发展。

        所属类别: 行业动态

        金刚石微粉