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郑州华晶金刚石股份有限公司

刘书桢:片状触媒合金早期研发的回顾

关键词 刘书桢 , 片状触媒合金 , 回顾|2014-03-26 10:21:23|来源 中国超硬材料网
摘要 1973年秋,湖南冶金地质研究所来人,委托我院熔炼加工Ni76Mn24合金带材,任务由崔用留和我负责实施,我们参考一般Ni基合金制作工艺,为对方提供了两批带材,此后二机部233厂和...
  1973年秋,湖南冶金地质研究所来人,委托我院熔炼加工Ni76Mn24合金带材,任务由崔用留和我负责实施,我们参考一般Ni基合金制作工艺,为对方提供了两批带材,此后二机部233厂和桂林冶金地质研究所也来人要求熔炼加工合金带,其成份均为(Ni76Mn24)。

  1973年12月,室领导派我外出调查国内人造金刚石触媒合金的发展现状,走访了北京和上海两地的主要金刚石研究单位和合金生产厂家,对行业大体情况有个初步了解。

  1974年5月,国家三部一局在湖南锡矿山召开人造金刚石应用和学述讨论会,会上对“钻石100型”金刚石钻机进行鉴定,由于湖南冶金地质所使用我院触媒合金片合成的金刚石,在制成钻头后,配合“钻石100型”钻机其钻进效果特别突出(11级石灰岩中:时效2米/时,总进尺11米)。当时位列全国之首,号称单打冠军,我院触媒合金因此一炮走红,引起上级和行业的注意。会后冶金部,一机部和国家地质总局的领导相继来我院参访。冶金部地质司石司长要求我院加强触媒合金方面的研究工作,并决定拨款完善我院合金熔炼条件。1974年7月院里派方俊和我去郑州与三磨所商谈触媒合金科研合作,协议提出用NiMnCo三元合金取代当时流行的NiMn二元合金(如Ni70Mn30、Ni76Mn20)和NiCrFe合金,商定由长沙院负责触媒合金研制,三磨所负责金刚石合成中触媒合金的应用。

  1974年8月,一机部在上海召开“大颗粒人造金刚石研讨会”(我院受邀参加),在会上制定的全国金刚石发展规划中,指定我院为人造金刚石用触媒材料研制的负责单位,会后我立即将此事向上作了汇报。

  1974年10月,我们给三磨所发出第一批N70iM25nCo5合金带材,一个月后,三磨所返馈合成结果。据称:已达到该所内定的课题指标,后来课题通过三磨所内部鉴定。

  1975年初,领导决定成立触媒合金组,由王光祖任组长,正式开展金刚石和触媒的研究课题,随着参与人员增加,除NiMnCo合金外,后来又开展了2#触媒(NiMnCoNbCu)3#触媒(NiMnCu)的研究工作,分别在1977年和1986年通过部级鉴定, 在国内得到推广应用。

  Ni70M25nCo5合金(或称1#触媒)作为组里工作重点,一开始在合金成份配比上存在争议,由于合金中大量使用Ni和Co,它们都是有价金属,依赖进口,特别是金属Co价格昂贵,最好少用或不用,我们在相应调节Ni、Mn百分比的前提下将Co含量选定为3%、5%、7%、10%、15%,参照以前的工艺又制备一批合金带材,分别发往三磨所、桂林冶地所和湖南冶地所,三家先后返回的检验结果表明:①Co%<3%金刚石颜色偏淡,强度降低,②Co%>10%金刚石颜色和强度与含5% Co合金的效果并无明显改变。在合金成份上统一认识后,我们较多时间都花在改进合金工艺和提高合金性能上,包括熔炼加工工艺改进及添加C、B 、Cr、Al、Ce、La等微量元素对合金物性和金刚石合成效果的影响,与此同时还经常收集国内各地用户反馈的信息,作为改进合金的依据。历经10年研制和推广,N70iM25nCo5触媒合金在国内金刚石厂家得到普遍应用,已成为六面顶压机上合成金刚石单晶的最佳选择。1984年由冶金部组织技术鉴定,评价为“国内首创,对我国金刚石工业的发展起到了积极的推动作用,实际上已成为定型产品”。

  从经济效益方面看,仅我院一家出产的N70iM25nCo5合金1984年13.5吨(产值147.75万元),1994年505吨(产值8,867.8万元),10年间产量增加37倍,产值增加60倍。

  在1#触媒鉴定后的10年间,我们一直关注着行业的发展趋势,先后于1986年和1993年推出86—8#(含Cr 、Si)和CHS3(含Fe)两种触媒合金,均有较好的推广应用,并通过部级技术鉴定,不过其影响面远不及N70iM25nCo5合金触媒之广泛。

  我于1994年12月退休,其它情况不甚了解。(作者:长沙矿冶研究院  刘书桢
 

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