產業鏈簡介
:金剛石產業鏈自上而下分別為石墨
、單晶
、微粉
、聚晶複合片
、金剛石製品
。目前
,我國50%左右的單晶用於生產鋸切工具
。根據聚晶製品應用領域的不同
,聚晶複合片又分為
:石油開采用
、礦山開采用
、刀具用
、拉絲模坯
。金剛石製品分為單晶製品(磨具
、鋸切工具)
、聚晶製品(地質鑽頭
、刀具
、拉絲模)
。下遊應用領域介紹
:磨具主要應用於電子信息領域IC芯片加工
、汽車領域發動機加工
、空調及冰箱壓縮機加工
、刀具加工等
;鋸切工具主要應用於石材工業
、建築工業
;鑽進工具主要應用於礦山
、石油開采
;刀具主要應用於車床加工
。
人造金剛石生產工藝簡介
:
單晶
、微粉
、聚晶是金剛石三大產品類別
。石墨是人造金剛石單晶的原材料
,由單晶可以進一步加工成微粉
,微粉是生產聚晶的原材料
。單晶、微粉
、聚晶是金剛石產業鏈中的三大產品類別
。
靜壓觸媒法是單晶金剛石的主流合成方法
。單晶金剛石的人工合成模擬的是天然金剛石高溫高壓的生長環境。靜壓觸媒法是國內外工業生產上應用最為廣泛的方法
,99%的人造金剛石是用這種方法生產的
。所謂靜壓觸媒法是指在恒定的超高壓高溫和觸媒參與的條件下合成金剛石的方法,即以石墨為原料
,以過渡金屬或合金做觸媒
,用液壓機產生恒定高壓
,以直流或交流電產生持續高溫
,使石墨轉化為金剛石
,轉化條件一般為5~7GPa
,1300-1700℃
。
機械粉碎法是微粉的主流生產方法
。目前
,國內外普遍使用機械粉碎發生產微粉
。其生產過程主要包括破碎
、提純和分級幾個步驟
,工藝流程如下
:將原料(靜壓法合成的54μm以粗的單晶)經過球磨粉碎整形
、堿處理
、水洗
、酸處理
、水洗
、烘幹
、超聲波分散
、粒度分級
、酸處理
、檢查一係列工序最後製得金剛石微粉
。
燒結法是金剛石聚晶的主流合成方法
。聚晶的生產裝備與單晶類似
,都是液壓機
,金剛石微粉與粘結劑(過渡金屬及其合金等)形成的混料在高溫高壓的條件下
,燒結形成聚晶
。
原輔材料
、合成工藝
、合成設備是金剛石人工合成的三大關鍵環節
,共同決定了人造金剛石的單次產量
、合成時間
、高品級率
、轉化率
,進而影響公司產品的產量
、成本
、質量
。因此
,上述三大環節是決定金剛石生產企業競爭力的核心要素
。鄭州LETOU超硬材料有限公司是集研發生產銷售於一體的金剛石
、金剛石微粉專業生產廠家,公司擁有先進的生產
、檢測設備
,秉承豐富的生產經驗和較高的技術水平
,一直致力於超硬材料的研究和開發
,現已發展成為中國超硬材料的領先企業之一
。我公司專業生產高品級金剛石單晶多晶微粉
,在研磨拋光應用領域效果極佳
,擁用磨頭
、丸片
、磨頭
、流體拋光、光學應用
、藍寶石、金剛石線鋸行業眾多龍頭客戶和上市公司實施方案
,可定製加工各類等級金剛石微粉滿足客戶需要
。
人造金剛石產業發展趨勢與前景
:
1.產業發展壯大的必然性
:超硬材料主要是指金剛石和立方氮化硼
。金剛石是目前已知的世界上最硬的物質
,立方氮化硼的硬度僅次於金剛石
。這兩種材料的硬度都遠高於其他材料
,包括磨具材料剛玉
、碳化矽以及刀具材料硬質合金
、高速鋼
。因此
,金剛石(立方氮化硼)工具與上述傳統的硬質材料工具相比
,在工業加工過程中
,壽命更長、損耗更小
、效率更高
,尤其在加工硬質材料方麵
,具有無可比擬的優越性
。隨著人造金剛石生產技術的不斷成熟以及產量的不斷提高
,金剛石製品的價格呈現長期下降趨勢
,性價比的凸顯不斷推動其對傳統硬質材料工具的替代
。可以確定
,未來世界工業的持續增長以及替代效應將會不斷促進人造金剛石產業規模的擴大
。
我國是世界人造金剛石生產基地
:21世紀初以來
,隨著我國在設備
、技術
、原料合成領域的突破
,國內人造金剛石產量迅速增長
,由2001年的16億克拉增加至2009的54億克拉
,年均複合增長率16.4%
,2012年預計90億克拉左右
。目前我國已是世界最大的超硬材料生產基地
,占據世界總產量的70%以上
。
2.金剛石應用領域廣泛
磨具
、鑽探工具
、鋸切工具
、切削刀具是四大主要應用領域
。金剛石磨具
、刀具主要應用於機械加工工業和光學玻璃工業
,鋸切工具廣泛應用於建築材料中天然石材和人造石材的切割加工
,鑽探工具主要應用於地質勘探和油氣井的鑽進
,拉絲模具專用於拉製導線和篩網用的各種金屬絲
。
3.金剛石工具的優點明顯
在磨削合金工具鋼合金時
,磨削比比碳化矽高數千倍
,刃磨硬質合金車刀時
,每磨除1g金屬要消耗碳化矽磨料4~15g
,而金剛石僅消耗2~4mg
。磨削合金工具鋼時
,磨削比提高10倍以上
;加工效果好
,生產效率高
,大幅延長刀具壽命
:可以避免用碳化矽砂輪加工時容易出現裂紋
、崩口等缺陷
,加工出的刀具粗糙度和精度高
,刀具壽命可延長50%~100%
,而且可以省掉刃磨後的拋光程序,生產效率提高數倍
。
-
建築工程領域的拓展是未來重要增長點
金剛石鋸片目前已經成功地用於切割飛機跑道和高速公路防滑槽
,切割混凝土路麵和瀝青路麵的伸縮縫
,還用於混凝土牆板的切割
。
5.地質鑽探
、地質勘探和開采采用金剛石工具成為趨勢
鑽井使用金剛石工具總成本比使用硬質合金鑽頭明顯降開采工 鑽頭 低
,一般降低30%~40%
;金剛石鑽頭能鑽進傳統鑽頭難以鑽進的最硬的岩層
;鑽進速度快
:在鑽進堅硬致密的岩石時金剛石鑽頭更為明顯
,例如鑽進特別堅硬的10級岩石
,小口徑金剛石鑽進可達1~2m/h
,而鋼粒鑽隻有0.2~0.3m/h
6.光學玻璃 磨具
、刀具 碳化矽工具 切割
、磨邊等普遍采用金剛石工具
。
光學玻璃已經全部采用金剛石工具進行加工
:與使用碳化矽加工相比
,使用金剛石工具進行加工
,綜合效率提高數倍至數十倍
;.
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應用領域不斷拓展
:
隨著金剛石成本的降低
,除了光學玻璃和精密玻璃器件外
,許多本來用普通磨料加工的一般性玻璃製品業開始使用金剛石加工
。在加工寶石
、玉器
、瑪瑙等方麵
,金剛石工具應用也取得了與玻璃加工同樣顯著的效果
。電子電器 拉絲模 硬質合金拉 拉製電子電器工業用的 耐用度高
,壽命長
,拉絲產品粗糙度好
,精工業和信 絲模 直徑從毫米級到微米級 度高
:金剛石拉絲模能夠承受很高的壓力
、息工業 的各種金屬絲導線 摩擦力和數百度高溫
,不容易磨損變形
,使用壽命長達數年
,甚至數十年
,耐用度是硬質合金拉絲模的幾十倍至幾百倍
。拉絲產品粗糙度好
,精度高
,精度可達1~2μm
。
鄭州LETOU超硬材料有限公司主要產品有
:人造單晶金剛石
,單晶金剛石微粉
,多晶金剛石微粉
,金剛石粗顆粒
,金剛石細顆粒
,金剛石破碎料
,金剛石整形料
,鍍層金剛石微粉
,金剛石製品專用粉,CBN立方碳化硼微粉等
。