超硬材料工業(yè)發(fā)展的制品趨勢(shì)
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(1)高檔超硬材料刀具的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
超硬刀具符合現(xiàn)代高速、高效、高穩(wěn)定性、低成本以及低碳環(huán)保的要求,是一種理想的綠色切削刀具,在汽車(chē)、航天航空、能源、軍工、機(jī)械等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。現(xiàn)代制造技術(shù)和難加工材料的發(fā)展推動(dòng)著刀具技術(shù)正向著高速切削、高精度和硬態(tài)干式切削的方向發(fā)展。開(kāi)展高性能的PDC、PCBN刀坯材料的研究、精密PDC刀具、金剛石單晶刀具與PCBN刀具的制造技術(shù)及其應(yīng)用技術(shù)的研究,是超硬材料刀具開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的重要任務(wù)。
(2)深層油(氣)鉆采用PDC切削齒和深孔地礦勘探鉆頭的研發(fā)
鉆探用金剛石/硬質(zhì)合金切削齒(PDC)引起了石油天然氣鉆采行業(yè)的一場(chǎng)技術(shù)革命。由于淺層油氣資源的可采儲(chǔ)量越來(lái)越少,人們不斷探索更深地層儲(chǔ)藏的石油天然氣。以往的油井井深多為1000——2000m,如今3000——4000m井深成為主流,有的石油深井甚至已達(dá)7000m。鉆井越深,所處地層受上部地層的壓力越大,巖石越致密,鉆進(jìn)難度越大,提升PDC品質(zhì)就顯得尤為重要。海洋鉆探、采油氣(包括可燃冰)是未來(lái)能源新的戰(zhàn)場(chǎng)。這些鉆頭對(duì)PDC的技術(shù)要求更高,更應(yīng)引起足夠重視。
開(kāi)發(fā)固體礦產(chǎn)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要命脈之一。由于采礦技術(shù)的限制,以前我國(guó)固體礦產(chǎn)資源采礦深度一般均不到500m,現(xiàn)在采礦深度已達(dá)1000-1200m,國(guó)家要求找礦勘探深度達(dá)到1500-2500m。因此,就固體礦產(chǎn)資源勘探而言,開(kāi)發(fā)深孔鉆頭是目前重大的攻關(guān)課題。
(3)新型金剛石有序排列鋸切工具和薄壁鉆以及金剛石繩鋸
高效耐用的有序分布規(guī)則排列金剛石鋸切工具和薄壁鉆的開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化
鋸切工具和薄壁鉆工具是金剛石制品中用量最大的一類(lèi),其節(jié)塊中金剛石有序分布代替隨機(jī)無(wú)序分布,可顯著提高鋸片和薄壁鉆工作效率和使用壽命,是世界上近年的新進(jìn)展。有序排列金剛石鋸片和薄壁鉆制造技術(shù)與專用工藝裝備的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,是金剛石制品重要發(fā)展方向之一。
金剛石繩鋸在礦山開(kāi)采中替代傳統(tǒng)的打眼放炮的方式,可以大量節(jié)省石材資源,目前正處于產(chǎn)品發(fā)展和推廣應(yīng)用階段。細(xì)直徑小規(guī)格的高效精密加工用金剛石繩鋸的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮。
超硬涂附磨具的開(kāi)發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化
我國(guó)是涂附磨具的生產(chǎn)大國(guó),但超硬材料涂附磨具所占比例甚小,為適應(yīng)現(xiàn)代磨削技術(shù)的發(fā)展、硬脆材料磨削和拋光加工的需要,必須大力開(kāi)發(fā)超硬材料涂附磨具,并使其產(chǎn)業(yè)化。
高效耐用金剛石線鋸的開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化
半導(dǎo)體、光伏和LED照明領(lǐng)域的硅/藍(lán)寶石材料的切割加工發(fā)展,使得金剛石線鋸逐漸顯現(xiàn)出一系列無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn):加工表面損傷小、撓曲變形小、省材料、效率高。為此,作為半導(dǎo)體、光伏、LED照明材料的生產(chǎn)大國(guó),必須加快高效耐用金剛石線鋸的開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。
高檔陶瓷立方氮化硼砂輪的研制與產(chǎn)業(yè)化
陶瓷立方氮化硼砂輪是高速、高效、高精度、低磨削成本、低環(huán)境污染的高性能磨具,成為世界上競(jìng)相研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)和當(dāng)代磨具產(chǎn)品發(fā)展的一個(gè)重要方向。在美國(guó)、日本、德國(guó)、英國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的航天航空、軸承、汽車(chē)、工具等行業(yè)已進(jìn)入規(guī)模應(yīng)用或普及階段。因此,必須加大高檔CBN陶瓷砂輪的研究與開(kāi)發(fā)的力度,擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域。
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