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CIMT2019展（zhǎn）品評述|超硬材料分會部（bù）分參展（zhǎn）展品

2019-6-12 來（lái）源：中國機床工具工業協會作者：-

中國機床工具工業協會超硬材料分會組（zǔ）團20家超硬行業企業攜帶精品參加CIMT2019，本文（wén）就展出的（de）部分超硬材料及製品類展品的應用領域、性能特點及技術創新作一簡述。

1. 超硬砂輪類

鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司主推CNC工具磨砂輪（見（jiàn）圖1），主要應用於航空、汽車、電子行業用量極大的高精度硬質合金、高速鋼（gāng）整體旋轉銑（xǐ）刀、鑽頭、鉸刀等精（jīng）密刀具的高效數控磨削（xuē）。其優勢在於精度高，孔徑精度達到H6以（yǐ）上，端麵跳動和圓周跳動小於0.015mm，可以上機後直接使用；保型性好，例如（rú）PCB砂輪可連續加工600支以上刀具無需修整；鋒利性好，強力開槽砂輪在做銑刀或者鑽頭開槽時，單次切深（shēn）可達到5mm以上。

此CNC工具磨砂輪技術創（chuàng）新點： ①微觀上具有樹脂/金（jīn）屬互相貫穿、共同對磨料進行把持的組織結構；宏觀上以高耐磨性、高形狀保持性為特征的樹脂（zhī）/金屬（shǔ）複合結合劑及其製備（bèi）技術，具有國際先進水平。②高精度整體成型技術，采用與（yǔ）砂輪層具有較好界麵相容性，並且自（zì）身彈性適中、成型性能優良的複合材料替代傳統的鋁合金、合金鋼作為基體，通過合（hé）理的壓製（zhì）工藝，將砂輪層和基體製備出高精度的異形結構砂輪。製備出的砂輪具（jù）有加工表麵粗糙度好、磨削力小的優點，提高了該類（lèi）砂輪的加工質量。③超精密高表麵質量（liàng）磨削砂輪製造技術。其磨削表麵粗糙度值最低（dī）可以達到Ra0.02μm，刃口基本不出現崩口（kǒu）現象，且磨削紋路規（guī）則，刃口質量得到有效改（gǎi）善。在保證高效精密磨削的前提下，達到（dào）降低（dī）刀具表麵損傷，提（tí）高磨削質量的目的。

圖1 CNC工具磨砂輪

白鴿磨料磨具有限公司推出金剛石修整滾輪（見圖2），此產品配套HOFLER（霍夫勒）、GLEASON（格裏森）、KAPP-NILES（卡帕耐爾斯）成型磨齒機，克林貝格（gé）弧傘磨（mó）齒機。主要應（yīng）用在齒輪加工（gōng）領域，集中優勢體現在成型磨齒機的配套上。滾輪的（de）內孔精度可以控製在0.0025mm以內，外圓跳動控製（zhì）在0.004mm以內，外形輪廓（kuò）精度控製在（zài）0.003mm以內。對應可加工的齒（chǐ）輪精（jīng）度最高為（wéi）DIN4級，與同尺寸的進口小顆（kē）粒產品相（xiàng）比（bǐ），壽命能提升10-20%。整個滾輪的圓弧工作層部分，全（quán）部采用整顆粒CVD金剛石鑲嵌製（zhì）作，具有（yǒu）形狀保持性好、壽命長的特點。CVD顆粒在修整的時候（hòu），通過參數的匹配，能夠實現更好的齒（chǐ）輪（lún）表麵粗糙（cāo）度，相比進口同類產品，齒輪型麵的極限粗糙度值能夠從Ra1.2μm降低到（dào）Ra0.4μm。由於CVD顆粒較為粗大、強度（dù）高，能夠適應較大（dà）的單次修整（zhěng）量（liàng），在機床剛性允許的範圍內，可以適當縮短（duǎn）修整的時間。由於CVD顆（kē）粒形狀的可控性較強，在一定條件下調整（zhěng）性（xìng）也很強，可以製作尖角、薄壁等各種形狀的滾（gǔn）輪，更容易滿足特殊情況下的定製（zhì）化需求，例如模數＜2 砂輪的形狀修整。

圖2 白鴿（gē）金（jīn）剛石修整滾（gǔn）輪

鄭州宏拓精密工具有限（xiàn）公（gōng）司展出了珩磨工具及附件、陶瓷CBN砂輪、金剛石修整滾輪（見圖（tú）3），此類產品主要應用於汽車、航天、軍工（gōng）、船舶、液壓、軸承等行業，具有加工效率（lǜ）較（jiào）高，精度保持較好，批次之間較為穩（wěn）定的性能（néng）特點。該（gāi）公司的主要技術創新（xīn）點在於，陶瓷結合劑CBN砂輪的結合劑為自主研發、熔煉，把持力強，壽（shòu）命長，自銳性好，不易燒傷工（gōng）件。

圖（tú）3 鄭州（zhōu）宏拓係列砂輪

石（shí）家莊金恒泰砂輪有限公（gōng）司展出的五軸工具磨（mó）床專用砂輪（見圖4）主要用（yòng）於硬質合（hé）金、高速鋼鑽頭、銑刀的強力開槽（cáo），端刃、周刃研（yán）磨，砂輪的鋒利性和保型性均等於甚至優（yōu）於（yú）進口同類（lèi）產品。例如，用（yòng）強力開槽砂輪研磨16mm的硬質合金四刃銑刀時，可以在單次吃（chī）深4mm的情況（kuàng）下，走刀速度達75mm/min，消耗的功率比歐洲同類產品低10%左（zuǒ）右。

圖4金恒泰砂輪

河南省新航科技有限公（gōng）司展出了樹脂/陶瓷/金屬等（děng）多種（zhǒng）結合劑的金剛石及CBN砂輪（見圖5），主要用於硬質合金、高速鋼、PCD、PCBN、陶瓷及金屬陶瓷等（děng）材料的磨削加工。產品具有較好的保持性和（hé）切削力，使用（yòng）壽命長。具有更（gèng）高的材料去除率，出色的（de）刃口質量，更容易修整，更短的（de）磨削時間，能夠（gòu）為客戶提供從粗磨、半精磨到精磨，以及表麵（miàn）拋光等全麵磨（mó）削（xuē）方案。

圖5新航科技砂輪

江蘇賽揚精工（gōng）科技（jì）有限責任公司展出了雙端麵砂輪、陶瓷外圓（yuán）砂輪、刀具砂（shā）輪、陶（táo）瓷內圓砂輪（見圖6）。雙端麵（miàn）磨削是用兩個相對安裝的砂輪同時磨削工件的兩個端麵，主要有陶瓷結合劑和樹脂結合劑（jì）超硬雙端麵磨削砂輪；陶瓷外圓砂輪主要用於發動機曲軸連杆及軸徑麵和凸輪軸桃形麵及主軸徑麵的高效強力磨削，汽車變速（sù）箱軸及電機軸的外圓、端麵、花鍵等精密磨削（xuē）。具有加工效率高、精度高、不產（chǎn）生燒傷（shāng）及表麵退火現象，使用壽命長、易修（xiū）整的（de）特點；內（nèi）圓磨、萬向節砂輪應用（yòng）於壓縮機活塞內圓磨（mó）削（xuē）、氣缸內圓磨削、缸蓋、機架內圓磨削，具有較大的材料去（qù）除率，散熱性能好；刀（dāo）具砂輪（lún）應用（yòng）於開槽磨削、鏟磨、周邊磨削、端麵磨削、齒細磨削（xuē），CNC刀具的粗加工、半（bàn）精加工、精加工、拋光等各個（gè）工（gōng）序，PCD與PCB刀具、刀片等切削（xuē）工具的刃磨，以及可轉位刀（dāo）片的周邊磨加工（gōng），具有精度高（gāo）、轉速高、磨削（xuē）效（xiào）率高、形狀（zhuàng）保持性好，磨削鋒利、耐用度高、易修整（zhěng）、型麵精度保持（chí）性好、刀片刃（rèn）口質量好的優點。

圖6 江蘇賽揚（yáng）砂輪

沈陽達億超硬材料製（zhì）品有（yǒu）限公司重點推出（chū）雙端麵超硬砂輪（見圖7），主要用於航空、製冷、壓縮機、硬質合金行業的大餘（yú）量磨削（xuē），其優勢是可以提高排磨削屑、散熱好、避免工件燒傷，粗磨保證平麵度、提（tí）高磨削效率（lǜ）、低磨削環節和單（dān）位成本。產品技術創新點在於（yú）此（cǐ）雙端麵超（chāo）硬（yìng）砂輪加入了微氣孔，提高了砂輪了磨削效率（lǜ），加大排屑。

圖7 沈陽億達雙端（duān）麵超硬砂輪

江西玉寶鑽石工具有限公司推出強力開槽砂輪和高溫樹脂砂輪（見（jiàn）圖8），此砂輪主（zhǔ）要應用在合金金屬刀具，如銑刀、鑽頭（tóu）、扁鑽、階（jiē）梯鉸刀（dāo）、雕刻刀等。線速度為20m/s，進給速度為100-120mm/m，單邊一次切（qiē）深2.5-3mm，具有效率高、耐用度好等優點，能和歐洲品牌相媲美。

圖8 江西玉寶係列砂輪

北京安泰鋼研超硬（yìng）材料製品有限責任公司主推珩磨（mó）條和PCD/PCBN刀具的周邊磨砂輪（見圖9）。此珩磨條主要應用於汽車、摩托車、工業縫紉機、油泵油嘴、氣缸套、搖臂、連杆等的內孔加工（gōng），具有珩磨效率高（是普通油石的5-10倍）、壽命長（是普通油石的40-100倍）、加工精度高的優點。周邊（biān）磨（mó）砂輪主要用於PCD、PCBN等（děng）刀具的粗、精磨，具有（yǒu）型麵精度保（bǎo）持性好、材料去除率高、耐用度（dù）長、加工刀片的刃口質量好等（děng）優點。

圖9 北京（jīng）安泰珩磨條和周邊磨砂輪

上海鑫輪超硬磨具有限公司重點推出CBN砂輪（見（jiàn）圖10），主要用於軸承和（hé）油嘴的內（nèi）圓磨削，其軸承內圓（yuán）砂輪（lún）修整間隔300-400件，雙邊（biān）磨除量為0.2mm,修整（zhěng）量為0.003mm；油嘴砂輪修整間隔（gé）10件，中孔（粗）磨除量為0.08-0.1mm,中孔（精）磨除量為0.02-0.03mm,修整量為0.002mm。此類產品具有效率高、精度高、修整（zhěng）間隔長，使用壽命長等技術和經濟方麵的優勢，特別（bié）在取代進口同（tóng）類產品時，具有很高的性價（jià）比。

圖10 上海鑫輪內圓磨削CBN砂輪

2. 超硬刀具（jù）類

鄭州銳力（lì）超（chāo）硬（yìng）材料有限公司展出的CBN數控刀具（見圖11），主要應用於灰鑄（zhù）鐵、合金鑄鐵、合金鑄鋼、錳鋼、燒（shāo）結鐵，以及（jí）淬火鋼、軸承鋼和模具鋼（gāng）的切削加工。在鑄鐵（tiě）和淬火鋼件的切削加工中，具有硬（yìng）度高、韌性好、加工速度快等優點，相比於同（tóng）類的合金各陶瓷刀片、CBN刀片，在刀具壽命、加工質（zhì）量（liàng）和性價比方麵有（yǒu）明顯的優勢；在對淬火鋼的加工應（yīng）用中，其新改進的創新（xīn）配方（fāng）BNS30係列CBN刀在刀具壽命和（hé）加工質量方麵具有突出的優勢，對比國外（wài）同行產品價格較低。

圖11 鄭州（zhōu）銳力CBN數（shù）控刀具

鄭州博特硬質材料有限（xiàn）公司主推PCBN刀片、PCD整體複合刀片（piàn）（見圖12），主要用於汽車零（líng）部件、壓縮機零部件、礦山機械、渣漿泵、軸承、齒輪加工。PCBN刀片材質硬度高、耐磨性好、紅硬性高，可（kě）實現高速幹式加工。其技術創新在於開發整體單雙麵複合PCBN刀片為國際首創，並設計多種結構PCBN刀片（piàn）斷屑槽，解（jiě）決硬鋼加工斷屑問題，設計預製成型帶窩PCBN整體（tǐ）燒結刀片（piàn），使得刀片裝夾（jiá）更加牢固。PCD整體（tǐ）複合刀片（piàn）代替焊接（jiē）式PCD刀片，為創（chuàng）新刀片形式設計，切削刃更長，可同時滿足粗精（jīng）加工，PCD層和（hé）基體（tǐ）經高溫高壓複合，結合力更強，可滿足更複雜工（gōng）況需求，不會出現複（fù）合層脫落（luò）現象（xiàng）。

圖12 鄭州博特PCBN刀片、PCD整體複合刀片

北京奇特金剛石（shí）工（gōng）具有（yǒu）限公司重點介紹了CVD金剛石技術。CVD金剛石是采用化（huà）學氣（qì）相沉積法在異質基體上合成的金剛石膜，具有與天然金剛石完全相同的結構和特性，有些性（xìng）能還優於（yú）天然金剛石。用天然金剛石製（zhì）作刀（dāo）具（jù）時，必須（xū）選向，因為（wéi）在不（bú）同晶麵上，其硬（yìng）度、強度和耐磨性可相差100-500倍。而CVD多（duō）晶金剛（gāng）石各方向的硬度和耐磨性一致，不需要選向，並兼具天然金剛石和PCD的優點，在一定（dìng）程（chéng）度上克服了它們的不足。CVD金（jīn）剛石在多項使用性能方麵超過了PCD，加工工件表麵粗糙度（dù）接近於天然金（jīn）剛石，衝（chōng）擊韌性超過單晶金剛石。北京奇特展出的CVD金剛石薄膜塗層（céng）刀具和CVD金（jīn）剛石厚膜釺焊刀具是本屆展會展出的創新性（xìng）新產品(見圖13)，CVD金剛石（shí）的硬度可達10000HV，耐磨性極高（gāo），刀具耐用（yòng）度可達幾十至幾百小時，其切削速度是硬（yìng）質合金刀具（jù）5倍以（yǐ）上。與非金屬或塑形（xíng）金屬切削時，不易與金屬發生親（qīn）和作用，產生積屑瘤及粘結。金剛石厚膜與抗彎強度高的硬質合金釺焊複合後，其抗彎強度可（kě）達1500MPa。

圖13北京奇特係列刀具（jù）

河（hé）南黃河旋風股份有限公司主推PCD非標刀具（見（jiàn）圖14），適用於汽車（chē）零部件加工，可提供結構更為（wéi）複雜的整體式、分體式刀具結構，以及各種鑽、銑、鉸、鏜複合一體式加工（gōng）方案（àn）。在不降低產品質量的前提下，大大縮短零部件的加工周期，降（jiàng）低加工成本。

圖14 黃河（hé）旋風PCD非標刀具

3. 超硬材料類（lèi）

鄭州中南傑特超（chāo）硬材料有限公司（sī）主推立方氮化硼CBN280係列產品（見圖15），主要用於陶瓷、電鍍、金屬結合劑砂輪製造（zào），以CBN280為（wéi）原料生產的立方氮化硼CBNM-W也可用於PCBN的製造。CBN280A為深棕色，單晶體，完整規則晶形，晶體為半透明（míng），強（qiáng）度高，韌性好，熱穩定（dìng）性好。優點為適用性（xìng）強，有較長的使用壽命。其（qí）創新處在（zài）於較好地解（jiě）決了陶瓷砂輪精（jīng）密磨削加工的自銳問題，可（kě）以（yǐ）有效提高（gāo）超硬CBN砂輪的磨削效（xiào）果。

圖15 中南傑（jié）特CBN280

河南飛孟金剛石工業（yè）有限公（gōng）司主推鍍附金剛石（shí）產品DJM200（見（jiàn）圖16），替代爆炸法金剛石微粉，用於研磨液拋光藍寶石襯底，手機陶瓷蓋板等，由於其原材料的特殊結構，具有更多的棱角和磨削麵，每條棱角都具有磨削力，顆粒韌性高，且具有更好的自銳性，因此在提供高切削率的同時，達到更好的精（jīng）拋效果（guǒ）。

圖16 河南飛孟DJM200

4. 其他係列產（chǎn）品

河北普萊（lái）斯曼金剛石（shí）科技有限公司主推CVD金剛石塗層拉拔模具（見圖17），適用於取代硬（yìng）質合金拉拔（bá）模具，用CVD方（fāng）法在硬質（zhì）合金模具上生長一層金剛石，可提高模（mó）具（jù）壽命幾（jǐ）十倍。用塗層模具可做到：尺（chǐ）寸控製精度高（gāo）；線材表麵（miàn）粗糙度（dù）好，不粘料；免修模，免維護；適用於無酸拉拔，環（huán）保節能。特別是在大尺寸模具方麵，聚晶金剛石沒（méi）有相應的原料，以前隻能用硬質合（hé）金模具，壽命偏短。該（gāi）公司生產（chǎn）的塗層模具，最大尺（chǐ）寸可做到內孔180mm，異型模具塗層均勻，突破了市場上用熱絲法塗層的尺寸限製，同時在異型模具方（fāng）麵優勢明顯（xiǎn）。

圖17 普萊斯（sī）曼拉拔模具

北京國瑞升科（kē）技股份有限公司主推（tuī）GRISH曲軸凸輪軸拋光帶（見圖18），主要用於曲軸、凸輪軸、金屬輥等領域（yù）的精密研磨，可幹磨也可加水濕磨。該拋（pāo）光帶具有排屑（xiè）能力強、散熱快，不易堵塞、不易掉砂、壽命長等優點（diǎn），能夠更高效地（dì）拋光曲軸（zhóu）、凸輪軸、金屬輥。 GRISH曲（qǔ）軸凸輪軸拋光（guāng）帶是針對（duì）現有技術中存在的缺陷或（huò）不足，研發生產的一種薄膜基靜電植（zhí）砂拋光帶，主要創新（xīn）點：①借助工藝使外形鋒利（lì）的微米級磨料尖頭朝上單層定向（xiàng）均勻排列。②增（zēng）加了排屑能力強、散（sàn）熱好、不易堵塞的超（chāo）塗層。③采（cǎi）用（yòng）微米級碳酸鈣、氧化（huà）鈣微粉等（děng）填（tián）料，極（jí）大提高了膠層的抗剪切強度，不易掉砂。④ 采用新型高分子聚酯樹脂（zhī）為膠（jiāo）粘劑。⑤采用平整度高、延伸率低及強度極高的聚（jù）酯薄膜為基（jī）材。⑥ 采用精密的工藝加工（gōng）手段製得。

圖18 國瑞升凸輪軸拋光帶

北京榮（róng）鋒精密工（gōng）具有（yǒu）限公司重點推（tuī）出（chū）新（xīn）型陶瓷結合劑立方氮化硼研磨盤（見圖19），主要應用於（yú）汽車零部件（jiàn）（粉末冶金鏈輪、定子、轉子）、空調壓縮（suō）機零部（bù）件（滑片、隔（gé）板）、軸承（套圈（quān）、滾子）、陶瓷（陶瓷閥芯、IT陶瓷基（jī）板、陶瓷密封件）、液壓件（定子、轉子、側板、配油盤）、硬質合金（刀片、墊片）等磨削，具有磨削效率高（gāo）、磨削精度好、使用壽命（mìng）長等特點。其技術創新（xīn）點在於，解決了磨不鏽（xiù）鋼粘盤的問（wèn）題，避（bì）免（miǎn）了磨削過程中因粘盤產生的劃傷、雙金屬工件（銅、鋼）兼容混（hún）磨以及（jí）磨粉末冶金隔板粗糙（cāo）度達Rz1.0μm的（de）難題。

圖19 北京榮鋒研（yán）磨（mó）盤

青島四砂泰益超硬研磨股份有限公司重點推出BCA係列藍色陶（táo）瓷磨料（見圖20），此係列產品包括普通陶瓷（cí）磨料BCA、三角形陶瓷磨料BCA-T和方柱形陶瓷磨料BCA-S。其中，藍（lán）色（sè）陶瓷磨料BCA經多家客戶長期測（cè）試（shì），磨削（xuē）效率較Cubitron 321提升10-15%，優於其他（tā）普通形狀陶瓷磨料；BCA-T三角形藍色陶瓷磨（mó）料為國內首創，磨削效率（lǜ）較普通陶（táo）瓷磨料（liào）提升150-200%；BCA-S方柱形藍（lán）色陶瓷磨料是（shì）BCA係列藍色陶瓷磨（mó）料（liào）係列的（de）最新產品，在精密磨削領域較之於普通陶瓷磨料具有顯（xiǎn）著優勢。

圖20 四砂泰益藍色陶（táo）瓷磨（mó）料

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