顯微硬度比石英高1000倍,
被譽為最硬、最鋒利的“工業(yè)牙齒”。
2020年,中國人造金剛石產(chǎn)量突破200億克拉,
占全球95%以上,
是名副其實的人造金剛石第一大國。
然而,在二十世紀(jì)五十年代末期,
中國在人造金剛石的領(lǐng)域還是一片空白。
新中國第一顆人造金剛石
信物講述人,國機精工股份有限公司黨委書記、董事長朱峰介紹道,這是我們在1965年研發(fā)出來的鉸鏈?zhǔn)搅骓?a href='/news/search/key/%25E5%258E%258B%25E6%259C%25BA.html' target='_blank'>壓機,是我國第一臺具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的人造金剛石合成裝備。這個1:1模型的原物重達八噸,陳列在國機精工下屬的鄭州磨料磨具磨削研究所中,是我們國機人攻堅克難、自主創(chuàng)新的精神財富。它誕生的第一年,就生產(chǎn)出了1萬克拉金剛石。在隨后的30年間,共合成金剛石約150萬次,是一臺名副其實的功勛壓機!
普通人眼里,金剛石可以打磨成裝飾用的鉆石。但在工業(yè)界,以人造金剛石為代表的超硬材料,不僅是支撐我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先進基礎(chǔ)材料,更是活躍在國防軍工、航空航天、半導(dǎo)體芯片等國家重大關(guān)鍵領(lǐng)域中的“終極材料”。
然而,在二十世紀(jì)五十年代末期,缺乏天然金剛石資源的新中國,在西方國家的經(jīng)濟技術(shù)封鎖下,依賴進口的工業(yè)用金剛石來源幾乎被全部掐斷,嚴(yán)重影響了精密制造和國防工業(yè)的發(fā)展。
1960年10月,代號為“121”的攻關(guān)課題組成立,吹響了研制人造金剛石的進軍號。
課題組的專家們,經(jīng)過失敗、改進、再失敗、再改進的艱苦探索,在人造金剛石設(shè)計中,連續(xù)突破了強度計算和材料選擇兩大難題。
終于,在1963年12月6日的晚上,第32次方案編號的試驗中,合成棒中出現(xiàn)了閃閃發(fā)亮的神秘晶體。這意味著中國終于在兩面頂壓機上研制成功了第一顆人造金剛石。
中國人自己的人造金剛石合成裝備
信物講述人,國機精工股份有限公司黨委書記、董事長朱峰回憶道,“121”戰(zhàn)役的告捷,開創(chuàng)了中國人工合成金剛石的新紀(jì)元,破解了這項精密制造和國防工業(yè)的“卡脖子”技術(shù)難題。生產(chǎn)技術(shù)雖然有了,但成果只存在于實驗室中。現(xiàn)有裝備效率低下,成本昂貴,想要量產(chǎn),必須設(shè)計制造自己的人造金剛石合成裝備,讓它成為我們現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的支撐力量!1964年4月,第一機械工業(yè)部下達了代號為“中試”的項目指令,向人造金剛石合成裝備的技術(shù)堡壘發(fā)起了強攻。
制造金剛石,需要持續(xù)高溫高壓。密封不嚴(yán)會造成實驗失敗,沉重而昂貴的硬質(zhì)合金壓砧會崩裂損毀,發(fā)出巨大的爆炸聲音,俗稱“放炮”。很多人的聽力和精神都受到長久損傷,他們戲稱自己是“炮兵”。
“炮兵們”日以繼夜地對各種溫度、材料、壓力開始了研究,最終,他們在高壓頂砧小斜面做出了一個小倒角,創(chuàng)新地解決了“放炮”這項世界性超高壓密封的難題。
為了降低成本,課題組又在六面頂壓機上自主研發(fā)了“鉸鏈?zhǔn)健?。這門絕技不僅提高了高壓下的密封性,也使制造成本大大降低,金剛石合成效率提高了數(shù)倍以上。
1965年11月5日,中國自主研發(fā)的“鉸鏈?zhǔn)搅骓攭簷C”內(nèi),在超過1300℃和數(shù)萬倍大氣壓的條件下,比指甲還軟的石墨邊緣終于出現(xiàn)了亮晶晶的金剛石。這些金剛石正式向世人宣告,我國第一臺具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的人造金剛石合成裝備研制成功。
現(xiàn)在,從空間站宇航員的防輻射面罩,南水北調(diào)工程巨型盾構(gòu)機的鉆頭,CVT變速器精密成型電鍍砂輪的鋒刃之上,中國制造的人造金剛石作為最鋒利的“工業(yè)牙齒”,攬下了一個又一個的瓷器活,為國內(nèi)眾多制造業(yè)企業(yè)突破技術(shù)瓶頸提供了“精良利器”。
信物講述人,國機精工股份有限公司黨委書記、董事長朱峰動情地說,這臺功勛壓機的誕生,徹底打破了當(dāng)時西方國家對我國金剛石產(chǎn)業(yè)及合成技術(shù)的封鎖,開啟了中國超硬材料的產(chǎn)業(yè)化道路。伴隨著鉸鏈?zhǔn)搅骓攭簷C的大型化發(fā)展,中國人造金剛石成本大大降低,徹底改變了世界人造金剛石產(chǎn)業(yè)格局。中國的超硬材料行業(yè),也從一無所有,站到了全球頂端,為人類現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻。
金剛石是自然界中最堅硬的物質(zhì),但比它更堅硬的,是央企人為制造強國建設(shè)攻堅克難、自主創(chuàng)新的決心和勇氣!人們常說,“沒有金剛鉆別攬瓷器活”中國的人造金剛石作為最鋒利的“工業(yè)牙齒”,攬下了一個又一個的瓷器活,這臺功勛壓機,為“中國制造”添上了濃墨重彩的一筆!