2009年10月27日下午~28日,由中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)超硬材料分會(huì)組織舉辦的中國超硬材料技術(shù)發(fā)展論壇上,共有25位專家學(xué)者宣講了超硬材料 行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行形勢及技術(shù)研究的學(xué)術(shù)論文。所演講的論文涵蓋了超硬材料行業(yè)的發(fā)展形勢、超硬磨料及相關(guān)材料、超硬材料制品及應(yīng)用、原輔材料、檢測及設(shè)備儀 器、管理及教研等諸多方面的內(nèi)容,全面完整的反應(yīng)了我國超硬材料行業(yè)的技術(shù)水平。
現(xiàn)將各專家學(xué)者演講論文的提要整理發(fā)布如下,謹(jǐn)祝我國超硬材料行業(yè)趕超世界先進(jìn)水平,早日實(shí)現(xiàn)超硬材料強(qiáng)國的偉大目標(biāo)!
27日下午上半場的技術(shù)論壇由超硬材料分會(huì)專家委員會(huì)副主任王秦生教授主持。
演講題目一:《2008年超硬材料行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行形勢簡析》。演講者:李志宏
論文摘要:
本文分析了受經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響,我國超硬材料行業(yè)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行形勢。主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)增幅大幅下滑,但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)明顯改善,總體經(jīng)濟(jì)仍在高位運(yùn)行。產(chǎn)品檔 次高、市場多元化和以內(nèi)銷為主的企業(yè)受影響較小,主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)增長率仍達(dá)15%以上。主要產(chǎn)品得到越來越大的國際客商認(rèn)可,出口數(shù)量和地域迅速擴(kuò)大。技術(shù) 和產(chǎn)品水平雖有大幅提高,但在國際市場并未得到很好體現(xiàn),發(fā)達(dá)國家產(chǎn)品仍占高檔市場主流。提高自主創(chuàng)新能力,大力調(diào)整產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu),仍是業(yè)內(nèi)志士需要努 力的方向。
演講題目二:《預(yù)合金粉末技術(shù)與Fe基預(yù)合金粉末的研究發(fā)展》。演講者:方嘯虎
論文摘要:
預(yù)合金粉是當(dāng)前金剛石工具制造中一項(xiàng)非常重要的先進(jìn)技術(shù)。本文重點(diǎn)分析了國內(nèi)外最新預(yù)合金粉的性能及應(yīng)用特點(diǎn),特別介紹了鐵基與合金粉制備和應(yīng)用方面的新進(jìn)展。
演講題目三:《鉆石金屬(鉆金)的復(fù)合材料:計(jì)算機(jī)芯片的熱透接口》。演講人:苑執(zhí)中
論文摘要:
工業(yè)鉆石磨??梢糟~或鋁滲透制成鉆石金屬(鉆金)散熱片。這種復(fù)合材料不僅熱傳導(dǎo)率遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的銅散熱片,其熱膨脹率更可調(diào)整至與半導(dǎo)體的芯 片同步。這樣鉆金散熱片就可直接和芯片焊合,避免熱流被散熱膏阻斷。本文不僅闡述鉆金散熱片的設(shè)計(jì)理念,也提供諸多的實(shí)測結(jié)果,更建議低價(jià)的制造方法作為 未來避免計(jì)算機(jī)CPU芯片溫度失控的參考。
演講題目四:《寶石級人造鉆石的世界市場現(xiàn)況》。演講人:苑執(zhí)中
論文摘要:
本文介紹了寶石級人造鉆石的世界市場現(xiàn)況,簡介了HPHT人造鉆石及其鑒別方法,詳述了化學(xué)氣相沉積(CVD)合成鉆石的方法及所合成的顏色、凈度及其鑒別情況,指出了CVD法合成的優(yōu)點(diǎn)及市場應(yīng)用前景。
27日下午下半場的技術(shù)論壇由孫毓超主持。
演講題目五:《硼基超硬材料的研究進(jìn)展》。演講者:寇自力
論文摘要:
超硬材料的設(shè)計(jì)與合成是材料科學(xué)研究領(lǐng)域的熱門課題之一。近年來,由于超硬材料設(shè)計(jì)理論的發(fā)展,促進(jìn)了人們從實(shí)驗(yàn)和理論上尋找硬度接近甚至超 過金剛石的材料。本文回顧了近年來BN、BxN、BxC、BxO、和BxCyNz等系列硼基材料的研究現(xiàn)狀,并介紹了強(qiáng)不可壓縮材料MxBy(M-過渡金 屬)作為可能的超硬材料的最新研究進(jìn)展。
演講題目六:《切削加工用PCD/PCBN性能的完善與提高》。演講者:姜榮超
論文摘要:
本文簡要地介紹了PCD/PCBN的發(fā)展,描述了其品級與性能,探討了完善與提高其質(zhì)量與性能的途徑。
演講題目七:《SPS燒結(jié)金剛石與Sialon陶瓷的超硬復(fù)合體》。演講者:王明智
演講摘要:
本文采用Sialon陶瓷作為結(jié)合劑,利用SPS技術(shù),燒結(jié)金剛石陶瓷復(fù)合體。通過配方調(diào)整、優(yōu)化,在1200℃+50MPa+5min保溫的條件下,獲得的燒結(jié)體具有致密且結(jié)合良好的組織,金剛石未見明顯石墨化。
演講題目八:《復(fù)合片金剛石層的結(jié)構(gòu)測量》。演講者:郝兆印
演講摘要:
由于金剛石顆粒與W、Co金屬在高溫高壓下的反應(yīng),使得復(fù)合片的金剛石層具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。電子顯微鏡觀測和X射線衍射測量結(jié)果表明,在金剛石 層中,除了主要的金剛石結(jié)構(gòu)之外,還有WC、Co3、W3C、WC1-x結(jié)構(gòu)等,同時(shí)觀測到了金剛石小顆?;ハ噙B接的形貌,對于了解復(fù)合片的耐磨性有重要 意義。
演講題目九:《不同品種立方氮化硼晶體的Raman光譜》。演講者:魯占靈
演講摘要:利用Raman光譜儀研究了合成的不同品種立方氮化硼(cBN)晶體,結(jié)果表明其Raman光譜有明顯差別,可分為幾種類型: (1)典型的cBN的拉曼譜,只有兩個(gè)對應(yīng)于cBN To和Lo模的Raman峰,分別位于1055cm-1和1305cm-1左右;(2)除了cBN的特征峰外,在925cm-1、955cm-1和 1245cm-1左右出現(xiàn)額外峰;(3)有cBN To模的峰,但對應(yīng)于Lo模的峰消失,在1286cm-1左右出現(xiàn)一個(gè)不對稱的寬峰。另外在760cm-1、920cm-1和1015cm-1處出現(xiàn)多個(gè) 額外峰。(4)在1286cm-1左右出現(xiàn)一個(gè)峰形不對稱的寬峰,對應(yīng)To模的峰有較大的位移,Raman譜中有強(qiáng)烈的從低波數(shù)端到高波數(shù)端呈上升趨勢的 背底。對產(chǎn)生這些Raman峰的原因進(jìn)行了分析探討。
演講題目十:《納米金剛石應(yīng)用于藍(lán)寶石襯底拋光的研究》。演講者:劉學(xué)璋
演講摘要:
藍(lán)寶石是氮化鎵外延生長的重要的襯底。采用Dmax≤100nm,D50為53.9nm的納米金剛石對C(001)定向的藍(lán)寶石襯底進(jìn)行拋 光,并與SiO2的拋光效果進(jìn)行比較,結(jié)果表明:兩者拋光的機(jī)理不同。納米金剛石能快速消除研磨工序的劃痕,獲得 0.157nm(AFM:20µm×20µm)的光滑表面,但不能有效消除研磨工序的劃痕。納米金剛石與SiO2的拋光效率分別為142nm/min、 70.49nm/min。
演講題目十一:《立方氮化硼含量對聚晶氮化硼復(fù)合片性能的影響》。演講者:謝輝
演講摘要:
本文研究了立方氮化硼(cBN)含量對聚晶立方氮化硼(PCBN)復(fù)合片燒結(jié)狀況和性能的影響。分別對不同cBN含量的PCBN復(fù)合片進(jìn)行了 物相分析、顯微結(jié)構(gòu)觀測、硬度檢測及導(dǎo)電性測試。結(jié)果表明,不同cBN含量的PCBN復(fù)合片中的物相有所不同;隨著cBN含量的增加,cBN顆粒與顆粒之 間直接接觸區(qū)域增多,PCBN復(fù)合片的硬度增大,導(dǎo)電性降低。同時(shí),初步分析了cBN含量對PCBN復(fù)合片性能的影響機(jī)理。
演講摘要:
本文所提供的為數(shù)不多的事例足以顯現(xiàn)CVD金剛石膜在現(xiàn)代科技和工業(yè)中的地位和作用。這僅僅是CVD金剛石膜產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的端倪,更多奧妙有待 于人們?nèi)ヌ剿?、去發(fā)現(xiàn)、去掌握。同時(shí)指出,盡管目前仍有不少技術(shù)難題解決得不十分理想,但CVD金剛石膜的應(yīng)用范圍正在日新月異地?cái)U(kuò)大。
演講題目十三:《硅晶體切斷專用金剛石環(huán)形帶鋸條的制造工藝研究》。演講者:占志斌
演講摘要:
本文對單晶硅棒/多晶硅錠切斷專用的金剛石環(huán)形帶鋸條制造的技術(shù)、工藝、測試及環(huán)保方面進(jìn)行了介紹。采用電沉積方法制造金剛石帶鋸條,選用韌 性好、強(qiáng)度高的鋼材為基體材料,結(jié)合優(yōu)質(zhì)金剛石,對基體幾何尺寸、偏擺、跳動(dòng)嚴(yán)格控制,對金剛石進(jìn)行表面處理,粒度重整,在工藝過程中,采用了獨(dú)家設(shè)計(jì)的 旋轉(zhuǎn)裝置,同時(shí)引入了最先進(jìn)的安時(shí)參數(shù)(Ah)測控,制造出的帶鋸條性能穩(wěn)定、壽命長、精確度高。在后續(xù)處理上,設(shè)計(jì)采用了零排放工藝流程,并采用膜分離 技術(shù)隊(duì)意外產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理。對于低濃度的廢氣,采用全封密排風(fēng)通道,結(jié)合SDG復(fù)合吸附劑,凈化效率可達(dá)到98%,確保達(dá)到國家環(huán)保要求。
演講題目十四:《納米金剛石/鎳復(fù)合電刷鍍層的微觀結(jié)構(gòu)的表征》。演講者:趙盟月
演講摘要:
以45#號鋼為基體,制備了普通快速鎳鍍層和金剛石/鎳復(fù)合刷鍍層,采用掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、X射線衍射儀(XRD)和金 相顯微鏡等設(shè)備對比研究了兩種鍍層的微觀結(jié)構(gòu)。SEM分析結(jié)果表明,納米復(fù)合刷鍍層表面呈典型的“菜花頭”形狀,彌散分布的納米金剛石被鎳包裹。與普通快 速鎳相比,金剛石/鎳復(fù)合刷鍍層中納米顆粒特征元素C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.37%;XRD分析結(jié)果表明,隨著納米金剛石加入量的增加,鍍層逐漸向非晶態(tài)轉(zhuǎn)變, 表面晶粒尺寸逐漸減小。
演講題目十五:《納米SiO2改性金剛石柔性磨輪磨削性能的研究》。演講者:劉志環(huán)
演講摘要:
本文研究了超聲分散時(shí)間、納米添加量對柔性磨輪用樹脂膠粘劑力學(xué)性能的影響規(guī)律,確定當(dāng)納米SiO2含量為3%時(shí)分別提高4%和7%。以膠料 比2:1加入W40金剛石后,經(jīng)3%納米SiO2改性膠粘劑抗拉強(qiáng)度提高40%,拉伸剪切強(qiáng)度提高36%;采用3%納米SiO2改性后的樹脂膠粘劑配制的 金剛石柔性磨輪較未改性時(shí)磨削性能大大提高,同時(shí)證明了膠粘劑力學(xué)性能與金剛石柔性磨輪磨削性能的相對應(yīng)性。
演講題目十六:《預(yù)合金粉末氧含量對金剛石工具組織及性能的影響》。演講者:董書山
演講摘要:
氧含量對霧化法預(yù)合金粉末的性能及應(yīng)用有著重要影響。降低氧含量有利于活化粉末顆粒界面、降低燒結(jié)溫度、提高燒結(jié)胎體的致密化程度、提高胎體 對金剛石的機(jī)械把持力,從而提高金剛石工具的綜合使用性能。本文研究了基礎(chǔ)預(yù)合金體系中氧含量對金剛石鋸條鋒利度和使用壽命的影響,確定合適的氧含量范圍 為2500~4800ppm。
演講題目十七:《預(yù)合金成分及燒結(jié)工藝對鋸片鋒利性的影響》。演講者:董書山
演講摘要:
本文探討了鐵基(Fe-Cu系)水霧化預(yù)合金粉中,合金元素Fe、Cu、Ni、Sn的作用特點(diǎn)及其對基體組織性能、金剛石把持力及鋸片鋒利度 的影響;采用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法調(diào)整配方組合、綜合分析了合金成分及燒結(jié)工藝對石材切割鋸片鋒利性的影響,探討了提高鋸片綜合性能的技術(shù)途徑。
演講題目十八:《提高鋼筋混凝土切割用金剛石繩鋸性能的研究》。演講者:蒙云開
演講摘要:
通過分析金剛石繩鋸在鋸切鋼筋混凝土過程中出現(xiàn)的常見問題,指出了金剛石繩鋸研制過程中的一些應(yīng)解決的技術(shù)問題,通過采取相應(yīng)措施,成功開發(fā)出鋸切效率高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、制造成本低的鋼筋混凝土切割用金剛石繩鋸。
演講題目十九:《新型金剛石復(fù)合片鉆頭的研制及其應(yīng)用》。演講者:陳金亮
演講摘要:
本為對金剛石復(fù)合片及復(fù)合片鉆頭的結(jié)構(gòu)特征、性能影響因素進(jìn)行了較詳細(xì)的說明,并分析了對金剛石復(fù)合片整體性能的影響。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合施工 現(xiàn)場的使用情況,比較了金剛石復(fù)合片鉆頭與孕鑲金剛石鉆頭的特點(diǎn),證明在一定的地層條件下,復(fù)合片鉆頭是取代孕鑲金剛石鉆頭的新型、長壽、高效、經(jīng)濟(jì)的鉆 頭,可廣泛應(yīng)用于煤礦井下地質(zhì)勘探、瓦斯抽放、排放水、錨桿等鉆孔以及地面各類勘探鉆孔的軟、硬巖層鉆進(jìn)。
演講題目二十:《真空釬焊金剛石工具的自動(dòng)化生產(chǎn)》。演講者:謝濤
演講摘要:
本文根據(jù)真空釬焊金剛石工具的工藝特點(diǎn),研究了單層釬焊工藝中金剛石粒徑、分布密度與釬焊料用量之間的關(guān)系,介紹了一種真空釬焊金剛石自動(dòng)布料裝置及工藝,能夠一次完成金剛石和釬焊料的均勻布料,實(shí)現(xiàn)了釬焊金剛石工具的自動(dòng)化生產(chǎn)。
演講題目二十一:《用于陶瓷磚拋光的金剛石磨塊》。演講者:劉雪敬
演講摘要:
本文簡要介紹了金剛石磨塊的結(jié)構(gòu)與制造工藝,并從優(yōu)化工人勞動(dòng)條件、節(jié)能、環(huán)保、成本等方面分析了金剛石磨塊的特點(diǎn),探討了影響金剛石磨塊拋光效果的因素并提出了一些改進(jìn)措施,展望了金剛石磨塊的發(fā)展方向。
演講題目二十二:《Li-Ti鐵氧體陶瓷精密磨削的實(shí)驗(yàn)研究》。演講者:詹偉強(qiáng)
演講摘要:
鐵氧體陶瓷的應(yīng)用因其表面加工質(zhì)量難以保證而受到很大限制。本文采用80/100#樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪和W20石墨白剛玉砂輪對Li-Ti 鐵氧體陶瓷進(jìn)行了磨削試驗(yàn)研究,測量了磨削力、表現(xiàn)粗糙度和材料去除率,分析了單位寬度磨削力、表面粗糙度和單位寬度材料去除率隨磨削參數(shù)的變化規(guī)律,觀 察并分析了鐵氧體工件磨削后的表面微觀形貌。結(jié)果表明采用上述砂輪可實(shí)現(xiàn)鐵氧體陶瓷的高效精密磨削。
演講題目二十三:《燒結(jié)類金剛石圓鋸片生產(chǎn)中出現(xiàn)平面度問題的分析和解決》。演講者:袁一飛
演講摘要:
從燒結(jié)類金剛石圓鋸片的規(guī)格、型式、刀齒配方、燒結(jié)設(shè)備及工藝制度等方面著手,對產(chǎn)品一次性平面度超差及難以校平問題的成因加以分析。通過型 式試驗(yàn)、配方組分試驗(yàn)、燒結(jié)工藝試驗(yàn),定性地闡述了影響鋸片平面度的主要因素。結(jié)果表明:采用中間加厚或激光切縫基體、降低刀頭配方中Fe單質(zhì)粉料的含 量、使用管式爐燒結(jié)設(shè)備等措施,可將鋸片平面度批量超差數(shù)量由25%降至5%以下;配方錘擊、碾壓等冷校平方式和高、低溫退火熱校平手段,可解決鋸片難以 校平處理的生產(chǎn)問題。
演講題目二十四:《一種金剛石砂輪專用新型樹脂的性能研究》。演講者:葉曉川
演講摘要:
介紹了一種用于金剛石砂輪的新型樹脂YF,測試了用其制造的金剛石砂輪的磨削比。結(jié)果表明,在水冷和干磨條件下用新型樹脂制備的金剛石砂輪具 有優(yōu)異的磨削性能。用體式顯微鏡觀察幾種樹脂砂輪的表面形貌,找出了存在差異的原因:樹脂對磨料的把持力的大小直接影響砂輪的耐磨性。
演講題目二十五:《鋼筋混凝土金剛石薄壁鉆頭用預(yù)合金粉及配方均勻設(shè)計(jì)的研究》。演講者:王立偉
演講摘要:
本文選用一種預(yù)合金粉末作為鋼筋混凝土金剛石薄壁磚頭的胎體成分之一,用配方均勻設(shè)計(jì)對胎體優(yōu)化,對確定配方進(jìn)行了燒結(jié)性能和鉆切性能的研 究。大量廠內(nèi)外試驗(yàn)表明,所用預(yù)合金粉末可降低胎體燒結(jié)溫度30℃,還可以很大程度上提高鉆頭的性能,速度比國外同類產(chǎn)品快30%;配方均勻設(shè)計(jì)具有快速 高效的優(yōu)點(diǎn),極大地縮短了研制時(shí)間,降低了研制費(fèi)用,具有良好的實(shí)用價(jià)值。
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