超硬材料网

广东奔朗新材料股份有限公司

摘 要：节能减排已成为我国转变经济增长方式的大趋势和迫切要求。本文从超硬材料制品行业的制造端和应用端两个方面探讨节能减排的可行性和广阔前景。超硬材料制品的生产制造过程中产品设计开发和热压烧结环节是开展节能减排的重点，通过开发功能型、锋利型、超薄型等节能型产品，可从根本上为节能减排奠定基础。热压烧结工序一般占制品生产消耗电能的70%左右，采用连续式烧结、无压烧结、热等静压烧结等先进烧结技术以及新模具等新材料应用，可大幅度降低单位产出的能耗。在产品的应用端，金刚石磨块、金刚石绳锯、干法金刚石磨边轮、超薄锯片等产品的推广应用能体现高效、节能、环保的绿色经济理念，产生巨大的经济和社会效益，而替代传统碳化硅、刚玉砂轮、碳化硅刃料的新一代超硬材料工具如金刚石砂轮、CBN砂轮、金刚石线锯等产品在机械精密加工、新能源、航空航天等领域更是具有广阔节能前景。

四川大学原子与分子物理研究所 成都 610065

摘 要：综合评述了PCD/PCBN超硬刀坯的特点，介绍了PCD/PCBN超硬刀具目前的研究现状、应用领域及发展方向，指出PCD/PCBN超硬刀具作为现代切削加工中的重要手段，在高速切削、高稳定性加工、硬态切削等绿色低碳的加工工艺中有着越来越多的应用。

郑州新亚复合超硬材料有限公司

摘 要：本文介绍了清洁能源-天然气的开发中PDC钻头的应用，最新的绿色采油技术动向和PDC钻头在深部油气田钻井上的使用效果，并介绍了制造PDC过程中所采用的节能环保技术。

郑州磨料磨具磨削研究所 郑州 450001

摘 要: 本文主要阐述了在低碳经济的大环境下，自蔓延烧结技术在超硬材料制品制备过程中应用的意义，介绍了目前超硬材料制品制备的主要方法，分析了它们的缺点和不足，并通过试验对自蔓延烧结与目前通用的烧结方法的能耗和砂轮样品的磨削试验效果进行了对比，指出了在低碳经济条件下自蔓延烧结方法在超硬材料制备方面应用的显著优势。

桂林矿产地质研究院 国家特种矿物材料工程中心 桂林 541004

摘 要：近两年我国绳锯生产技术取得重大突破，生产规模增长迅猛，粗略估计，2009年全国各种绳锯产量超过50万米，出口约占50%，成为世界最大的绳锯生产国和出口国。在世界经济危机影响下，许多金刚石工具出口下滑，而绳锯却倍增，在超硬材料行业中可谓一枝独秀。但是，在绳锯生产发展过程中也暴露出许多问题，本文将总结我国绳锯发展过程中的创新点和不足之处,并提出发展建议。

1 中南钻石股份有限公司 南阳 473264

   2 吉林大学超硬材料国家实验室 长春 130061

摘 要：本文从热力学的角度讨论了FeNi合金作为催化剂的合理的原因，同时指出了国内长期使用的催化剂NiMnCo合金中的不合理成分，由此给出了催化剂合金的配比原则。

1 燕山大学西校区材料学院 秦皇岛 066004

2 河北建材职业技术学院 秦皇岛 066004

摘 要：在超硬工具的烧结过程中，由于结合剂与磨料之间的热膨胀系数的不同，容易在其界面处产生应力，进而降低工具的使用性能。本文通过同一成分的普通陶瓷结合剂与纳米陶瓷结合剂的对比实验，运用抗折强度实验、SEM等实验手段研究了粒度及结合剂类型对界面应力的影响。并将高强纳米陶瓷结合剂粗粒度超硬工具应用于工业化。结果表明：随着超硬磨粒颗粒变粗，结合剂-磨料界面积累的应力变大，界面产生微裂纹，超硬工具的强度降低；纳米陶瓷结合剂比传统非纳米陶瓷结合剂具有更强的承受抗拉应力的能力，同一制备条件下的试样，由普通结合剂制取的试样更易于产生微裂纹，进而抗折强度值低。工业化应用的实践证明，采用纳米材料作为结合剂显著降低了界面应力，大幅度提高了制品强度、韧性和耐磨性，实验结果的稳定性和重现性良好，并成功获得了工业化应用。

1 吉林大学建设工程学院 长春 130026

2 吉林大学工程仿生教育部重点实验室 长春 130025

摘 要：选用CVD金刚石膜作为硬支点材料，设计、制造了一种新型硬支点强化孕镶金刚石钻头。并对Ф59mm硬支点孕镶金刚石钻头进行了冲击回转钻进试验。试验结果表明：与软支点孕镶金刚石钻头相比，在冲击回转钻进试验中，硬支点钻头从时效、抗冲击韧性等方面均优于软支点钻头；与纯回转钻进试验相比，钻头的平均实效更高，达2. 84m/h，且钻进性能更加稳定。

深圳市赛普戴梦德科技有限公司

摘 要：构成金刚石单晶制造成本的主要元素有：原材料；工人工资；设备用电用水；硬质合金顶锤消耗量；设备折旧。截止目前，人造金刚石单晶制造成本仍然较高（与钢铁相比）。如果人造金刚石单晶制造成本再下降2个数量级，与钢铁相比价格相当，随着人造金刚石工具制造业的同步发展，人类社会文明必将进入“钻石时代”。 完成人类社会文明从“铁器时代” 进入“钻石时代”，技术进步工作量十分巨大，金刚石单晶制造新材料体系、新方法研究在未来十年必将有大的突破，未来十年金刚石单晶制造业将被新技术革命所左右。十年后：“钻石进万家，福音满天下”。

1 岩土钻掘与防护教育部工程研究中心 武汉 430074

2 中国地质大学工程学院 武汉 430074

3 武汉万邦激光金刚石工具有限公司 武汉 430056

摘 要：有序排列技术既可以降低原料成本，又可以提高工具的寿命和效率。结合金刚石钻头的碎岩机理，对金刚石有序排列的横向和纵向间距进行了分析设计和计算。分析表明，金刚石的粒径d和金刚石的横向间距l影响着破碎坑的直径D，而纵向间距s则影响着金刚石的自锐性能。间距计算结果表明D～ D4/3，其中D=2.8～3.1d；搭接高度h=d/3～d/2，纵向间距s=d/2～2d/3。针对具体不同的岩层，以及应用不同的工艺制作钻头时，金刚石的横向和纵向间距值应作适当的调整。在确定合理间距值的前提下，可通过模板法，电磁吸附法等，实现有序排列金刚石钻头的产业化。，金刚石颗粒的横向间距合理值为

1 河南工业大学 郑州 450007

2 郑州磨料磨具磨削研究所 郑州 450001

为了提高整个流程的效率，公司提出了进行流程再造的项目方案，其中，打通产销这条关键路径、强化经营管理和生产控制之间以及生产和销售之间的衔接是这次流程再造的关键所在。

本文结合公司发展的目标，对公司产销流程进行了根本性的再思考和彻底性的再设计，按照经过优化的产销流程组织各项工作，从而获得在生产、成本、品质、服务等方面的大幅度改善，最大程度的给企业创造经济效益，达到企业追求市场价值最大化的最终目标。

宝鸡市三立有色金属有限责任公司

摘 要：锆在超硬材料行业中应用、主要简述锆金属材料的物理性能和特点、锆在制造金刚石、立方氮化硼复合片中作为锆杯基体的吸气作用。

宝鸡市三立有色金属有限责任公司 721013

 张相法¹ 张奎¹ 王光祖²

1 郑州中南杰特超硬材料有限公司

2 郑州磨料磨具磨削研究所 

摘 要：与金刚石的合成一样，立方氮化硼(cBN)合成的方法也具有多样性，即静态高压法、动态超高压法与亚稳区域生长法。目前，在这些方法中，以静态高压法应用广泛，其次是动态超高压法和晶种-温度梯度法，气相法主要用于薄膜生长。

湖北鄂信钻石材料有限公司 鄂州 436056

摘 要: 本文对目前我国人造金刚石粉末合成柱生产过程中,所使用的VHS—型真空烧结炉的发热构件和保温隔热材料进行研究分析,提出延长其使用寿命的构想.重点是要延缓其氧化烧损的速度,须从材料的选择及合理的真空烧结工艺程序上入手,以达到降低运行成本,确保金刚石粉末合成柱的真空烧结质量的目的.

宝钛集团有限公司 宝鸡 721014

摘 要：主要介绍钛及钛合金的基本综合物理机械性能和切削的特点，合理选择车、铣、钻、刨、磨等切削的刀具材料选择，对切削加工钛及钛合金的可能性。

国家特种矿物材料工程技术研究中心

广西超硬材料研究开发重点实验室

摘 要：针对高硅铝合金进行切削实验，分析金刚石复合片刀具前后刀面磨损状况，得出其磨损程度与切削路程为线性关系；通过电子显微镜观测前后刀面的磨损形貌得出刀具是由于金刚石颗粒脱落而非崩裂的磨损机理。

长葛市黄河电气有限公司 461500

摘 要：通过分析真空纯化处理技术的原理，结合当前人造金刚石合成生产过程中合成柱的技术要求，从稳定金刚石生产质量的需要出发，提出了新的高真空处理炉设计思想，研发出了ZKR-FH系列高真空热处理炉，并进行了大量的纯化试验，取得了很好的效果。试验证明，ZKR-FH系列高真空热处理炉具有纯化效率高、用气量少、加热功率低、安全可靠、操作简单方便等优点，必将在金刚石生产过程中发挥重要的作用。

1 西安西北核技术研究所 710024  

2 郑州磨料磨具磨削研究所  450007

摘　要：介绍了纳米石墨几种常见的制备方法：负氧平衡炸药爆轰法、高能球磨法、超声波法、激光脉冲法、电化学法、人工裁剪法。对比了负氧平衡炸药爆轰法与其它制备方法的特点，比较了这几种方法制备的纳米结构石墨的特性。简述了爆轰法与其它制备方法的区别和制备的纳米石墨的区别。

代表「台湾磨粒加工协会」参加

海峡两岸2010年超硬材料技术发展论坛的受邀主讲人

摘 要：加工的细致方法为抛光(Polishing)。若加工物的面积不大,可以大颗的磨粒快速抛光再以小颗的微粉精抛就可使其表面光滑。然而大平面的抛光需要顾及宏观的平坦度(Planarization),而其最困难的工作乃反映在抛光2012年即将登场的450 mm(18寸)的大晶圆(Jumbo Wafer)。如果大晶圆上又密布比病毒(Virus)(30-60 nm)更小的晶体管(Transistor),这个技术就难上加难。尤其是抛光的速度还不能慢,才能符合制造效率及生产成本的要求。本文介绍了世界最尖端的化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization,即CMP)技术,可用以生产22 nm线宽的集成电路(集成电路,Interconnected Circuits,即IC),甚至在450 mm的大晶圆上也能快速抛光而不损及这种次病毒的线路。然而CMP必须使用极致的钻石碟(Diamond Disk)修整(Condition)超大(42.5寸)的抛光垫(Pad)。这种极致的钻石碟为钻石工具顶尖的设计,目前由本人领导在台湾的中国砂轮公司制造。

河南工业大学材料科学与工程学院  450007

摘 要：本文使用电刷镀方法制备了Ni基纳米金刚石复合镀层，研究了工作电压、镀液温度、热处理温度、纳米金刚石含量等工艺条件对镀层的硬度、耐磨性的影响。通过金相观测研究了工艺条件对镀层的表面形貌的影响，从而得出制备纳米金刚石/复合镀层的最佳工艺条件。研究表明：在一定的电压范围内，随着刷镀电压的升高镀层表面结晶变细；镀液温度在一定范围内，随着温度升高晶粒细且致密。镀液中纳米金刚石含量为10g/L时，复合镀层显微硬度比镍镀层高1.23倍。纳米金刚石作为硬质颗粒均匀弥散分布在镀层当中，起到弥散强化的作用，从而提高镀层硬度。

1 南京航空航天大学机电院 江苏南京 210016

2 浙江电联工程技术有限公司 浙江杭州 310020

摘 要：抛光垫是化学机械抛光（CMP）中的重要组成部分，其磨损均匀性能是影响加工后工件平面度的重要因素。本文比较了具有优化凸起图案的固结磨料抛光垫（FAP）、凸起均布的FAP和聚氨酯抛光垫的研磨抛光性能，结果表明：利用优化凸起图案的FAP加工，可以得到更加优异且稳定的表面质量，材料去除效率远高于游离磨料的加工方式。

1 北京有色金属研究总院 北京 100088  

2 有研粉末新材料（北京）有限公司 北京 101407

3 福建万龙金刚石工具有限公司 泉州 362005

摘 要：本文简要介绍了金刚石工具用预合金粉末特点，重点分析了国内外近年来研发的KEEN®系列、MasterTEC系列、Mechanomade®系列等最新超细预合金粉产品性能及应用特点，着重比较了各预合金粉产品的烧结性能、机械性能及其应用性能，分析了预合金粉末在金刚石工具中的应用前景。

1 北京有色金属研究总院 北京 100088

2 北京科技大学 北京 100083

摘 要：采用高温高压烧结工艺制备了金刚石体积分数为80%的金刚石-铜复合材料。研究了金刚石颗粒大小、烧结温度、烧结时间等因素对复合材料成分、界面状态和热导率的影响。结果表明：金刚石颗粒直径为80μm时，在高温高压条件下可获得热导率高达639 W·m^-1·K^-1的金刚石-铜复合材料。当金刚石体积分数一定时，存在一临界粒径，随金刚石颗粒直径增大复合材料热导率先增大后减小。恰当的烧结温度和时间有助于获得粘结良好的界面和高热导率。

河北省金刚石工具工程技术研究中心 石家庄 050035

摘 要：本文用正交实验法研究了不同烧结工艺参数下，W、WC和Fe元素对Co基胎体耐磨性的影响。使用自制耐磨性测试仪对胎体耐磨性进行测试研究。试验结果表明:在相同烧结工艺参数下，添加WC对提高胎体耐磨性比添加W和Fe有更明显的提高。

河北省金刚石工具工程技术研究中心 石家庄 050035

摘 要：本文对激光焊接锯片工作层和过渡层配方及烧结性能对焊接强度的影响进行了研究。分别对不同配方工作层和过渡层胎体进行了焊接实验。结果表明：焊接强度随工作层中Sn含量的增加而降低，工作层和过渡层烧结性能接近时，锯片焊接强度最佳。

 河北省金刚石工具工程技术研究中心 石家庄 050035

摘 要：本文通过实验分析研究预处理对金刚石锯片胎体硬度、抗弯强度和切割性能的影响。结果表明：胎体在700℃还原气氛中预热2小时后，再经过热压烧结，其硬度和抗弯强度均有提高20%；锯片锋利度和寿命提高10%。

河北省金刚石工具工程技术研究中心 石家庄 050035

摘 要：本文用“均匀设计”对金刚石薄壁钻头激光焊接工艺进行试验设计，试验数据表明，当焊接速度为1600 mm/min，焊接功率为1700 W时焊缝成形好，焊缝弯曲强度较高，可达2000 N/mm²，是该产品欧洲设计标准值的3倍；“均匀设计”具有快速高效的优点，缩短了研制时间，降低了研制费用，具有良好的实用价值。

河北省金刚石工具工程技术研究中心 石家庄 050035

摘 要：通过正交试验设计法，分析了压制-热压烧结法生产的金刚石圆锯片基体裂纹的影响因素为烧结压力、烧结温度、烧结时间和料重；通过拉伸试验再次验证了烧结温度和烧结时间对基体裂纹的影响。试验结果表明：烧结压力和料重影响了基体的应力状态，烧结温度和烧结时间影响了基体的腐蚀脆化，这是造成基体裂纹的主要因素。

河北省金刚石工具工程技术研究中心 石家庄 050035

摘 要：针对铁基结合剂配方产品经济耐用的优点，本文详细阐述了铁基结合剂配方的开发过程。通过对总铁含量、铁元素的添加形式、锡青铜中的含锡量和添加改性成份的研究，解决了铁基结合剂配方产品压制成形性差、不够锋利、烧结温度过高、金刚石易脱落等问题。当前提条件为最大限度增加产品性价比时，确定了应用于整体烧结类金刚石圆锯片配方的铁基结合剂总铁含量在60%-65%之间为宜；确定了FeCu30预合金粉的最佳含量为20%-40%；确定了锡青铜中的含锡量在20%±5%。新设计的铁基结合剂配方产品的锋利度较铜基F2配方产品的锋利度提高了20%左右，铁基结合剂配方的价格达到0.05￥/g，较铜基的F2配方价格下降了23%。

1 中国钢研科技集团有限公司 北京 100081

2 安泰科技股份有限公司 北京 100081

摘 要：本文对一种金刚石复合片（PDC）抛光面和横断面的组织形貌、微区成分、相组成进行了分析研究。指明：抛光面金刚石生长连接明显，粘结相断续分布，其钴含量低于横断面中含量，有被腐蚀的孔穴，物相由金刚石相（fcc）、Co₄C相（fcc）、α-Ti相（hcp）、β-Ti相（bcc）组成；横断面上，在0.5mm厚金刚石层内，钴、钨含量分别是6wt%、3wt%左右，含量沿断面变化不明显，在1.0mm厚硬质合金衬底层内，钴含量向靠近金刚石层下降约16%，修正后实际的碳含量比起始硬质合金中的碳含量增高2.12wt%。

1 郑州华晶金刚石股份有限公司  郑州  450001

2 中原工学院 郑州 450007

摘 要：用原子吸收分光光度计测定触媒中的镍含量方便快捷，但缺点是分析结果可能误差偏大。本文从各方面分析镍含量测定过程中对测定结果有影响的不确定度来源，对其量化，确定合成不确定度，以把握测定结果的准确度。

1 中原工学院材料与化工学院 郑州 450007

2 中原工学院高档超硬材料工具河南省工程实验室 郑州 450007

摘要：采用Ni-Cr合金在保护气氛炉中进行了两种工艺钎焊单晶金刚石磨粒的试验，使用SEM对Ni-Cr合金钎焊金刚石的碳化物形貌进行了观察分析。结果表明：在保护气氛炉中进行钎焊可以实现金刚石的高强度连接，在较短的钎焊保温时间金刚石棱角清晰、形貌完好，表面生成一不连续与金刚石晶面有一定位向关系的碳化物，但随着保温时间的延长，金刚石的石墨化、碳化物明显增多，且碳化物开始向Cr₇C₃转化。

1 长江大学物理科学与技术学院 荆州市 434023

2 云南大学物理科学与技术学院 昆明市 650091

摘 要：ReB₂在实验条件下的成功合成，鼓舞了研究人员试图通过实验和理论等手段探索分析过渡金属轻元素化合物材料的超硬机制和获得硬度接近或超过金刚石的材料的努力。本文在分析A.Šimůnek等人的典型理论硬度计算模型的基础上，基于无经验参数依赖的密度泛函第一性原理方法，以平面波超软赝势处理电子波函数和晶格周期场，在广义梯度近似下计算多种晶体的平衡晶体结构和弹性系数，着重分析了硬度与体弹模量和剪切模量以及与之间的关系；澄清了目前关于超硬材料与难压缩材料之间的一些关系；进一步通过晶体的键长、键密度和电子结构的态密度和键布居等状态信息，定性比较分析了晶体的理论硬度；提出了理论硬度计算中的一个改进，预测了过渡金属化合物成为超硬材料的基本特征，为今后新型超硬材料的理论预测和实验合成提供了重要的参考信息和依据。

1 金瑞新材料科技股份有限公司 长沙 410012

2 长沙矿冶研究院  长沙  410012

3 中南大学材料科学与工程学院  长沙  410083

摘 要：本文对纳米金刚石颗粒的表面性能及其影响因素进行了探讨。首先计算了颗粒大小、表面原子数、比表面与构成颗粒的碳原子数的关系，分析可知，表面原子比例大是粉体比表面能高的原因。结合提纯工艺、热氧化改性过程和颗粒与表面活性剂相互作用过程，论文采用X射线光电子能谱（XPS）研究纳米金刚石表面元素组成与原子键合状态，利用红外光谱（FTIR）表征对颗粒表面官能团构成进行了分析。此外还对在水介质中颗粒的表面动电位进行了检测，分析了颗粒表面性能差异对其表面荷电行为的影响。结果表明：采用不同工艺对颗粒进行处理，将对爆轰纳米金刚石颗粒表面性能产生显著影响；颗粒的表面性能是其溶液化学行为及其在材料复合时与基体材料界面行为的基础，有针对性地研究表面修饰改性方法是开展该粉体应用研究的出发点。

1 中国砂轮企业股份有限公司、钻石科技中心总经理；国立台湾大学教授；国立台北科技大学教授；前瞻钻石科技公司总经理；台钻科技（郑州）有限公司技术长。

2 中国砂轮企业股份有限公司 钻石科技中心 经理 

3 中国砂轮企业股份有限公司 钻石科技中心 协理

4 中国砂轮企业股份有限公司 钻石科技中心 经理

5 台钻科技(郑州)有限公司 董事长 郑州硕达钻石有限公司 董事长 索斯达国际宝石顾问公司 董事长

6 中国砂轮企业股份有限公司 砂轮事业部B厂 经理

7 前瞻钻石科技公司 副总经理  

摘 要：2010年为LED扩展的“大霹雳”年，以三星领衔的多家LCD品牌预计将推出以LED取代CCFL为背光的大型电视。尤有进者，世界各国多布局以LED取代白炽灯及荧光灯，中国更推出百城万盏的路灯计划。台湾虽已成为LED芯片产量最大的国家，但这个看似光明的荣景仍建立在代工的“微笑曲线”下。2012年起三星将以台湾的经验自行生产LED的芯片。中国大陆的LED代工企业也将形成气候。台湾亮丽的LED行业可能步上DRAM及DVD的后尘，成为在红海挣扎的另一兆元产业。 台湾的钻石科技中心（Diamond Technology Center，DTC）以类钻碳（Diamond Like Carbon，DLC）的镀膜取代印刷电路板上环氧树脂的绝缘层，可使现行LED的照明产品（如路灯）的寿命大幅延长。DTC又发展出钻石岛晶圆（Diamond Islands Wafer，DIW）做为生产超级LED的基材。超级LED可发出极强的紫外光（Ultraviolet Light，UV），其强度不因高温而降低，反而会更亮。超级LED的半导体，包括钻石、立方氮化硼（Cubic Boron Nitride，cBN）及氮化铝（AlN）等具有极宽的能隙，甚至能制成固态的UV Laser，其光能密度将远大于现有的气体（如Eximer）雷射。

1 中国地质大学

2 武汉万邦激光金刚石工具有限公司

摘 要：为了研究电镀、热压烧结和钎焊法对金刚石性能的影响，对不同制作方法的金刚石工具进行了腐蚀后金刚石性能研究。对腐蚀后的金刚石与原始金刚石进行了粒径、表面形貌、透明度、色度等比较分析，并对金刚石进行了冲击强度Ti和TTi测试。实验结果表明，镀液浸泡和热压后金刚石粒径基本无变化，钎焊烧结后的金刚石尺寸变大；金刚石表面形貌粗糙度由大到小、透明度由差到好和色度值由小到大依次为真空钎焊、热压烧结和电镀。冲击强度测试表明，每种方法制作的金刚石工具腐蚀后金刚石TTi值都有所下降，下降顺序从大到小依次为真空钎焊>热压烧结>电镀。

1 上海琦实超硬材料有限公司

2 晶日科美超硬材料有限公司

3 中国矿业大学

摘 要：本文以充分的事实为依据，简单回顾了压机大型化的历史，重点评估了现在的成果与存在的问题，阐述了压机大型化过程中一系列值得关注的问题，并指出这些问题都是当前金刚石行业中极为重要的内容，值得决策者重视。

陕西德谦科技有限公司   710016

摘 要：无机高分子结合剂是一类新型的高性能无机合成材料。由于其特殊的无机低温（＜180℃）缩聚三维网络结构，使得无机高分子结合剂应用于超硬材料制品在众多方面具有比有机高分子材料、陶瓷和金属合金具有更高的高温性能、粘结性能和机械性能；另一方面，无机高分子结合剂在超硬制品的制造过程中的能耗非常低和无三废排放,材料对环境友好，是一种可持续发展的“绿色环保材料”。本文结合目前研究无机高分子结合剂系列的工作，简单地论述了无机高分子结合剂原理与性能简述、其特点、理化性能、在超硬材料制品应用及生产工艺。目前还没有以无机高分子结合剂在超硬材料制品基础性研究论文和综述的发表。我们提出的无机高分子结合剂在超硬材料方面应用是以新的理念、工艺、方法来提高、扩展超硬材料制品的质量、推广应用和减轻环境污染问题的一个较理想的对策。

1 郑州人造金刚石及制品工程技术研究中心有限公司

2 中原工学院

摘 要：本文着重阐述纳米级金刚石对金属锯切工具胎体结合剂的硬度、金刚石把持力、锯切效率、锯切寿命等因素的影响，是改善金属结合剂金刚石工具的又一途径。纳米级金刚石的加入对提高金刚石工具的综合性能具有较好的提升。

1 国家特种矿物材料工程技术研究中心 541004

2 桂林矿产地质研究院广西超硬材料研究开发重点实验室  541004

3 桂林理工大学材料科学与工程学院 541004

摘 要：采用国产真空热压烧结机制备了第二代FeCuCo预合金粉末的胎体试样，着重研究了不同烧结温度（750℃～900℃）对胎体的断口形貌、相对密度、硬度和抗弯强度的影响。结果表明：在不同热压烧结温度下，胎体的断口为沿晶断裂和穿晶断裂的混合型断口，胎体的晶粒尺寸比较均匀；随着烧结温度的升高，胎体内的晶粒逐渐长大，但没有发生异常长大现象；随着烧结温度的升高，胎体的相对密度先略有升高然后恒定不变，胎体的硬度一直呈下降趋势，胎体的抗弯强度先升高后下降；在30MPa保压6min的条件下，第二代FeCuCo预合金粉末的最佳烧结温度为850℃，胎体的相对密度为97.5％，胎体的硬度为105.5HRB，胎体的抗弯强度为1839.14MPa。第二代FeCuCo预合金粉末具有完全替代纯钴粉的应用潜力。

国家特种矿物材料工程技术研究中心 桂林 541004

摘 要：根据金刚石涂附磨具的使用环境和特性，对其所用胶粘剂提出了柔韧性、耐热性、耐磨性好及对金刚石的把持力强等要求。本文通过对环氧树脂的聚氨脂改性，再对胶粘剂进行断裂延伸率、冲击强度、热重（TG）、耐磨性、断口扫描电镜等力学性能检测和分析，来综合评定胶粘剂的各项性能，室内磨削试验亦证明了上述各项测试能完整的对金刚石涂附磨具用胶粘剂进行性能评价。研究结果发现：经过聚氨脂改性后的环氧树脂浇注体断裂延伸率、冲击强度分别为12.4%、23.5KJ/m²，而环氧树脂浇注体分别为10.15%、19.3 KJ/m²，表明聚氨脂改性环氧树脂比环氧树脂具有更好的柔韧性；通过热重分析知道，失重10%时聚氨脂改性环氧树脂温度为375.8℃、环氧树脂为364.6℃，表明改性环氧树脂具有更好的热稳定性和耐热性；金刚石涂附磨具的寿命不仅取决于胶粘剂本身的耐磨性，还取决于胶粘剂对磨料的把持力，尽管聚氨脂改性环氧树脂的耐磨系数0.46略小于环氧树脂的耐磨系数0.48，但通过扫描电镜可以发现改性后的树脂与金刚石磨料结合的更加紧密，同时，添加金刚石后聚氨脂改性环氧树脂浇注体的冲击强度降低了60.9%，而环氧树脂降低了63.2%，表明改性后的树脂对金刚石具有更好的结合强度。通过树脂胶粘剂的上述性能检测和分析，在磨削使用之前即可对其进行性能评价，因此，对于金刚石涂附磨具的生产和胶粘剂选择具有重要的现实指导意义。

1 河南省联合磨料磨具有限公司 郑州 450016

2 郑州大学材料科学与工程学院 郑州 450052

摘 要：采用高纯度纳米金刚石粉体作为研磨剂，选择合适的分散介质，并加入表面活性剂，超声分散后再经离心处理制成了油基纳米金刚石抛光液。对产物进行粒度分析、红外光谱分析以及扫描电子显微镜（SEM）表征，研究表面活性剂种类及其用量对抛光液的分散性、悬浮性、稳定性的影响。利用扫描探针显微镜（AFM）研究所得抛光液对单晶硅的抛光效果。结果表明：白油最适合做抛光液的分散介质；表面活性剂A和B复配的分散效果最好，抛光液的二次粒度趋于最小；单晶硅片抛光后表面粗糙度达到0.306nm。

中国钢研科技集团有限公司

北京安泰钢研超硬材料制品有限责任公司 北京 102200

摘 要：采用自由烧结工艺分别在860℃、900℃、940℃进行Co基胎体由烧结试验，测试胎体烧结后致密度、收缩率、硬度、抗弯强度等性能；通过SEM分析Co基胎体断口情况；通过测试烧结后胎体中金刚石的冲击韧性值，分析高温下自由烧结Co基胎体对金刚石强度的影响；结果表明Co基胎体在940℃烧结性能优异，致密度＞95%，硬度＞96HRB，金刚石强度没有明显降低；采用自由烧结Co基胎体制作异型刀头，并应用于钻切高配筋率钢筋混凝土薄壁钻，钻切性能优异。

中国钢研科技集团有限公司

北京安泰钢研超硬材料制品有限责任公司 北京 102200

摘 要：分别采用超细钨铜合金粉末和单质钨、铜粉末热压烧结成两组金刚石胎体块。利用硬度计，排水法，万能实验机，扫描电镜和锯切实验等测试分析手段分别分析测量了胎体的硬度、致密度、抗弯强度、断口形貌和锯切性能。实验结果表明：在高钨基胎体配方中添加超细钨铜合金粉末比添加单质钨、铜粉末可以显著提高胎体的硬度10HRB左右，改善胎体合金均匀化；烧结温度范围内，添加合金粉的胎体抗弯强度均比添加单质钨、铜粉末低100MPa左右。在本实验配方中，干切硬花岗岩时，高钨基胎体配方中添加超细钨铜合金粉末比添加单质钨、铜粉末切割平稳，形成胎体和金刚石有效的磨损匹配，可以显著提高工具的使用寿命30%左右。

摘 要：用于金刚石工具的金属结合剂粉末，不但要求结合剂有好的工艺性能、烧结后有适宜的力学性能，包括合适的硬度、韧性、严格要求的耐磨性能（不是越耐磨越好，而是适度的耐磨性），还要对金刚石有好的亲和性。这些要求增加了合金元素选择的难度。

过去经常使用的结合剂粉末有：

(1) 单质金属粉末，例如Cu Fe Mn Ni Co Sn Zn Al Cr Ti W等；

(2) 为数不多的通用的预合金粉末，例如Cu-Sn合金、Cu-Sn-Zn-Pb、Cu-Zn、.Cu-Ni-Zn、Cu-Ni-Mn合金等。

长期实践表明上述单质金属粉末和原用预合金粉末远远满足不了要求，鉴于具体国情，完善Fe基结合剂，使价廉的铁基结合剂赶上或超过钴基结合剂成为可能，以下几种合金粉末更适于金刚石工具用。其中有：

特殊混合粉末；中间相粉末（中间化合物粉末，下同）；固溶体为主的粉末；化合物为主的粉末；纯化合物粉末。

从粉末应用上讲，预合金粉末不一定都比混合粉好；火法生产的粉末不一定都是预合金粉末；机械法使混合粉的储能升高，湿法生产的混合粉具有很高得比表面，使用效果也都非常好。总之，既不能混淆概念，也不能炒作概念，否则常常出现概念性的、常识性的、乃至科普性的错误。

北京有色金属研究总院

国家有色金属复合材料工程技术研究中心 北京 100088

摘 要：本文利用气雾化方法制备了FeMn_X1、FeMn_X2Ni_Y2、FeMn_X2Co_Y2（X₁=X₂+Y₂，X₂＞Y₂，0＜Y₂≤10）粉末触媒。利用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对粉末的性能进行了检测，分析表明：制备的粉末大多为球形颗粒，D50约为23.6μm，晶格常数约为0.36108nm；按触媒与石墨粉的比例为4：6制备合成柱并进行了合成实验，结果表明用FeMn基粉末触媒合成金刚石的温度、压力均要高于使用FeNi₃₀触媒，在5.4～5.6GPa压力、1450℃以上温度条件下才可以合成出金刚石，添加Y₂%的Ni或Co元素后合成温度和压力稍微降低，且金刚石形核量有所增加。此外，利用晶体的价电子结构和界面电子密度连续理论分析了不同的M₃C型碳化物对合成条件的影响，解释了FeMn基触媒合成金刚石条件高于FeNi触媒的原因。

广东奔朗新材料股份有限公司

摘 要：本文研究了三种不同的成型方法（冷压、温压及冷等静压）对砂轮的均匀性及使用性能的影响，通过测量对比砂轮成型后的尺寸，烧结后砂轮的硬度、强度、密度以及砂轮的使用情况，结果表明：温压和冷等静压成型均能提高砂轮的均匀性，其中冷等静压成型的砂轮均匀性较好；砂轮均匀性的提高能够提高砂轮的修整间隔，从而提高了砂轮的使用寿命。

1 郑州大学材料科学与工程学院 郑州 450001

2 郑州大学教育部材料物理重点实验室 郑州 450001

摘 要：本文用微波等离子化学气相沉积系统（MPCVD）在单晶硅衬底上制备多晶金刚石球薄膜，反应气体为CH₄和H₂。利用扫描电镜（SEM）和Raman 光谱研究了CH₄流量（CH₄流量分别为2、4、6、8、10、12sccm，H₂流量固定为100sccm，反应时间为2h）和反应时间（分别为2、10、30、60、120min，CH₄和H₂流量比为12：100sccm）对多晶金刚石球薄膜形貌和碳结构的影响。 结果表明：1. 随着CH₄流量的增加，多晶金刚石球的密度增加，但组成多晶球的晶粒变小；2. 沉积2min后，硅衬底上形成了SiC和非晶碳层，10min后在SiC和非晶碳层上形成了多晶金刚石球，随着时间的增加，多晶金刚石球逐渐长大，长大过程中伴随着明显的二次形核。

河南黄河旋风股份有限公司

摘 要：本文重点介绍雾化预合金粉末在石材锯片、工程钻头、陶瓷刮刀、磨边轮、磨块等各类金刚石工具中的应用特点，并指出今后预合金粉末将朝着多元合金化、高成型性、高表面活性、高弹性模量的方向发展。

三河市金贝金刚石应用技术开发有限公司 河北廊坊 065201

摘 要：带锯条在切割单晶硅、多晶硅方面得到越来越广泛的应用。在使用过程中，除了对基体硬度、强度以及金刚石粒度的基本参数要求以外，还要求在锯条的运行过程中稳定，实现良好的切割效率。目前锯条在实际切割中存在的问题主要有：跑偏，抖动，断裂，切面不平。为了更深入的了解这些问题产生的原因，并对带锯本身的特点和运行状态下的特征有所把握，本文用3230mm锯条在切割机上进行动态切割实验，对带锯切割进行初步研究。

河北省金刚石工具工程技术研究中心 石家庄 050035

摘 要：本文对国产与国外高品级金刚石的使用性能进行了对比研究。试验选用五种国产和国外高品级金刚石样品应用于钻头、焊接锯片、烧结锯片进行对比测试。结果表明，国产高品级金刚石在使用性能上达到了国外高品级金刚石的水平。

1 华南精密制造技术研究开发院 佛山  528000

2 佛山市地天泰新材料技术有限公司 佛山  528000

摘 要：普通陶瓷砖抛光用金属基金刚石磨块和菱苦土基SiC磨块弹性差，无法调整自身去适应釉面砖表面的几何变化，用于釉面砖表面抛光时容易烂砖；与专门抛釉机配套使用的金刚石软磨片，主要用于釉面半抛，釉面全抛加工时效率低。本文分析了全抛釉面砖的特点和釉面抛光对抛光磨具的要求，研制了对釉面砖进行仿形全抛光和半抛光高效加工的树脂基弹性金刚石磨块，研究了全抛釉树脂基弹性金刚石磨块的结构、制备工艺及性能，展望了树脂基弹性金刚石磨块的发展前景。

 南京航空航天大学机电学院 南京  210016

摘 要：采用有限元模拟技术对钛合金TC4材料的单颗磨粒磨屑形成过程进行了仿真研究。研究表明，钛合金TC4在单颗磨粒磨削过程中发生绝热剪切，形成锯齿状磨屑；磨削过程中单颗磨粒磨削力成周期变化；磨粒负前角增大，锯齿化程度加深；磨削速度提高，磨屑剪切带宽度减小；仿真分析得到的磨屑形态与实验结果相一致。

 南京航空航天大学材料科学与技术学院 南京  210016

摘 要：采用钎焊金刚石套料钻进行了钻削碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）试验，使用测力仪与三维视频显微镜对钻削过程中的钻削力、孔出入口缺陷进行了测试与观察。实验结果表明：钎焊金刚石套料钻钻削CFRP时，相同转速下，钻削力随进给量的增大而增大；相同进给量下，钻削力随转速的增大而增大，且进给量对钻削力的影响大于转速的影响；已加工孔的入口质量比出口质量好；当钻削力小于临界钻削力（200N）时，能获得好的孔出入口质量。

南京航空航天大学 机电学院 南京210016

南京航空航天大学机电学院 南京 210016

摘 要：本文采用80/100^#陶瓷结合剂CBN砂轮对GH4169高温合金进行了高效磨削试验。研究了单位宽度磨削力和表面变质层深度随磨削参数的变化规律，观察并分析了高温合金工件磨削后的表面层微观组织和显微硬度的变化。结果表明：随着砂轮线速度v_s的增大，法向和切向磨削力均呈减小趋势，白层厚度先增大后减小，在砂轮速度达到120m/s左右时，白层厚度达到最大值。随着砂轮线速度继续增大，白层厚度迅速下降。随着磨削深度的增大，磨削力和白层厚度均增大。随着工件进给速度v_w的增大，磨削力增大，而白层厚度则随进给速度的增大而减小。

亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室

燕山大学 材料学院 河北省秦皇岛市 066004

摘 要：本文针对金属结合剂金刚石工具制造过程中应用轧制复合成型技术的可行性进行了讨论。重点讨论了轧制复合法（下称RC）试验过程中金刚石的破碎、姿态、分布情况及结合强度，评估了用于金属结合剂金刚石胎体制造的可能性。

广东奔朗新材料股份有限公司  佛山  528313

摘 要：本文对专用于超硬磨具用两种聚酰亚胺树脂粉和一种耐热酚醛树脂粉的使用性能进行了研究，通过制成树脂结合金刚石试验条和磨具成品，测试其弯曲强度、冲击强度、磨耗比、磨削面显微影像结构和磨具成品现场试验，试验结果表明：A树脂力学性能优异，具有优良的磨耗比，适合要求比较耐磨场合；B树脂流动性较好，密度稍低，树脂磨具硬度稍软，适合磨削要求较锋利场合；C树脂成型温度低、密度低，树脂磨具硬度软，适合更锋利的磨削场合及精磨和抛光。

1 中国地质大学（武汉）工程学院 430074

2 乌克兰国家超硬材料研究所

摘 要：金刚石回转钻进坚硬岩石时所遇到的钻进效率低、钻头寿命短等问题，一直为钻探界所关注。本文分析了新型聚晶材料АКТМ的物理-力学性质，进行了在金刚石钻头中孕镶针状АКТМ的应用。试验研究了АКТМ直径对钻头钻进性能的影响，确定了最优尺寸。室内钻进试验表明，АКТМ的添加能够有效提高金刚石钻头钻进硬岩的工作性能。

国立成功大学机械工程学系  62240

Email:  n1893102@mail.ncku.edu.tw

摘 要：在晶圆封装过程中，严重的切割道脆裂会破坏晶圆上既有之布线。因此，减少单晶硅划切后切割道裂痕成长为重要的研究目标。本研究利用振动辅助既有之划切过程，探讨振动量大小与工件进给速度与单晶硅临界切深之关系，量测分析切割道中脆性破坏及延性加工对表面粗糙度的影响，并将结果与传统划切过程做一比较。实验刀具选择市售单晶钻石划切刀，加工材料则选择单晶硅。实验结果发现振动辅助划切加工可提升单晶硅的临界切深，进给速度越慢，深度方向振幅越大，可有效增加临界切深值。除此之外，振动辅助划切能降低单晶矽脆性破坏时的裂缝成长，并提升延性加工后之表面粗糙度至镜面等级。

1 郑州瑞特金刚石砂带有限公司

2 郑州磨料磨具磨削研究所

摘 要：本文介绍了金刚石、立方氮化硼砂带所具有的特性及国内外发展情况。因超硬材料砂带具有高效、精密、节能、节材、环保的特点。加之我国既是超硬材料大国，又是机械制造大国，具有开发和应用超硬材料涂附磨具的优势，目前我国已研制成功超硬材料砂带，为开展超硬材料砂带磨削试验创造了条件，促进我国制造业的发展。

郑州磨料磨具磨削研究所 郑州  450001

摘 要：本文重点介绍水溶性金刚石研磨液的基本特点、常用规格及其应用领域、加工对象和加工机理。同时还介绍了作者研究成果及其应用情况。

 郑州磨料磨具磨削研究所 郑州 450013

摘 要：亚表面损伤深度和表面粗糙度Ra值是表征IC硅片表面磨削质量的两个重要指标，其数值大小也反映背磨砂轮性能的优劣。本文研究了国产和进口1200#树脂金刚石砂轮特性对背磨硅片表面磨削质量的影响，包括硅片亚表面损伤深度和粗糙度的检测方法，不同砂轮磨削后IC硅片亚表面损伤深度和表面粗糙度Ra值的检测数据，分析了砂轮磨削功率（电流值）与硅片亚表面损伤深度的对应关系等。研究结果表明：国产1200号树脂金刚石砂轮性能满足工艺要求，其亚表面损伤深度为0.79µm，表面粗糙度值Ra为9.76nm；进口砂轮亚表面损伤深度为1.55µm，表面粗糙度值Ra为11.811nm。

1  北京大学地球与空间科学学院 北京 100871

2  湖北昌利超硬材料有限公司 鄂州 436000

摘 要：天然石墨是目前人工合成金刚石的重要原料，用于金刚石合成的天然石墨除对石墨结晶程度、粒度的要求外，对纯度及有害元素的要求也非常高。金刚石合成工业中所用天然石墨应具有极低灰分，同时杂质的种类、含量及状态都是影响金刚石品质的重要因素。本文结合对天然石墨原矿、高纯石墨及由其合成的金刚石进行了光学显微镜、X射线粉末衍射（XRD）、碳硫分析仪、场发射环境扫描电子显微镜（FESEM）和电子能谱（EDX）等测试分析，研究了天然鳞片石墨作为合成金刚石碳源的特点，认为天然鳞片石墨纯度、粒度以及杂质硫元素等对合成金刚石特征和性能有重要影响。

正修科技大学机械系 

摘 要：本文对新式环形刀具液动压抛光法镜面抛光进行可行性之研究，以期能发展刀具磨耗不影响加工率的新式抛光法，将应用于精密模具与光学组件的抛光。此法将原先液动压抛光法的刀具形状（圆球状刀具）改进为环形刀具，以减少刀具磨耗对加工率的影响。由实验结果得知，环形刀具液动压抛光加工因为具有刀具磨耗不影响加工加工率的特点，所以加工重现性佳。此法更可有效降低试片的表面粗度，成功地抛光出Ra 4.4 nm 的光滑镜面。

郑州磨料磨具磨削研究所 郑州 450001

摘 要：本文介绍了“十一五”期间我国高速高效精密超硬材料磨具制造领域突破的新技术、开发的新产品及其应用效果，并对该领域未来发展趋势做了简要分析。

中国大连凯峰超硬材料有限公司 大连 116025

摘 要：通过扫描电镜、原子力显微镜、和透射电镜展示出这种金刚石的形貌特征，并用可估出粒度的Scherrer公式与显微镜下图象相对照，确定金刚石的特性粒度为50nm(30-70nm)，通过100万倍的透射电镜分析，确认在原子力显微镜看到的颗粒是由3.5-6nm的小晶核以不饱和键聚晶而成。完成的抛光试验和工业应用试验结果很好，满足技术要求。给出了石墨向金刚石相变时固相结构转变的模型。

纳米金刚石发动机油精用于瓦斯气发电机组的良效 

 天津市乾宇超硬科技有限公司

摘 要：我国的低浓度瓦斯发电技术处于国际领先地位。但其中一个重要问题是发动机油消耗较大，维修费用高，这在一定程度上阻碍了它的发展。使用纳米金刚石发动机油精使此问题得到重大突破。它使机油消耗率降低了42%，并且减少了易损件的更换，大大延长了发电机组的工作时间。

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