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CIMT2019展品（pǐn）評述|超硬（yìng）材料分會部分參展展品

2019-6-14 來源：中國機床（chuáng）工具工（gōng）業協會作者：

中國機床工具工業協會超硬材料分（fèn）會組團20家超硬行業企業攜帶精品參加CIMT2019，本文就（jiù）展出的部分（fèn）超硬材（cái）料（liào）及製品類（lèi）展品的應用領域、性能特點及（jí）技術創新作一簡述。

1. 超硬砂（shā）輪類

鄭州磨料磨具磨削研究所（suǒ）有限公（gōng）司主推CNC工具磨砂輪（lún）（見圖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、高速鋼整體旋轉銑刀、鑽頭、鉸刀等精密（mì）刀具的高效數控磨（mó）削。其優勢在於精度高，孔徑（jìng）精度達到H6以上，端麵跳動和圓周跳動小於0.015mm，可以上機後直接使用（yòng）；保型性好，例如PCB砂輪（lún）可連續加工600支以上刀具（jù）無需修整；鋒利性好，強力開槽（cáo）砂輪在（zài）做銑刀或（huò）者鑽（zuàn）頭開槽時，單次切深可達到5mm以上。

此（cǐ）CNC工具（jù）磨砂輪技術創新點： ①微觀上具有樹脂/金屬互相（xiàng）貫穿、共同對磨料進行把持的組織結（jié）構；宏觀上以高耐磨性（xìng）、高形狀保持性為特（tè）征的樹脂/金屬複合結合劑及其製備技術，具有國際先進（jìn）水平。②高精度整體成型技術，采用與砂輪（lún）層具有（yǒu）較好界麵相容性，並且自身（shēn）彈性適中、成型性能優良的複（fù）合材料替代傳統（tǒng）的鋁（lǚ）合金、合金（jīn）鋼作為基體，通過合理的壓製工藝，將砂輪層（céng）和基體製備（bèi）出高精度的異形結構砂（shā）輪。製備出的砂（shā）輪具有加工表麵粗糙度好、磨削力小的優點，提高了（le）該類砂輪的加工質量。③超精密高表麵質量磨削砂輪製造技術。其磨削表麵粗糙（cāo）度值最低可以達到Ra0.02μm，刃口基本不（bú）出（chū）現崩口現象，且磨（mó）削紋路（lù）規則（zé），刃口（kǒu）質（zhì）量得到（dào）有效改善。在保證高效精密磨削的前提下，達到降低刀具表麵損傷，提高磨削質量的（de）目的。

圖1 CNC工具磨砂輪

白鴿磨料磨（mó）具有限公司推出金剛石修整滾輪（lún）（見（jiàn）圖2），此產品配（pèi）套HOFLER（霍夫勒）、GLEASON（格（gé）裏森）、KAPP-NILES（卡帕耐爾斯）成型磨齒機，克（kè）林貝格弧傘磨齒機。主要應用在齒輪加工領（lǐng）域，集（jí）中優勢體現在成型磨齒（chǐ）機的配套上。滾輪的內孔精度可以控製在0.0025mm以內，外圓跳動控製在0.004mm以內，外（wài）形（xíng）輪廓精度控製在0.003mm以（yǐ）內。對應可（kě）加工的齒輪精度最高為DIN4級，與同尺寸的進口小顆粒產品相比，壽命能提（tí）升（shēng）10-20%。整個滾輪的（de）圓弧工（gōng）作（zuò）層部分，全部采用整顆粒（lì）CVD金剛（gāng）石鑲嵌製作，具有形狀保持性好、壽命長的特點。CVD顆粒在修整的時候，通過參數的匹配，能夠（gòu）實現更好的齒輪表麵粗糙度，相比進口同類產品，齒輪（lún）型麵的極限粗（cū）糙度值（zhí）能夠從Ra1.2μm降低到Ra0.4μm。由於CVD顆粒（lì）較為（wéi）粗大、強度高，能夠適應較大的單次（cì）修整量，在機床剛性允許的範圍內，可以適當縮短（duǎn）修整（zhěng）的時（shí）間。由於CVD顆粒（lì）形（xíng）狀（zhuàng）的可控性較強，在一（yī）定條件下調整性也很強，可以製作尖（jiān）角、薄壁（bì）等各種形狀的滾輪（lún），更容易滿足特殊（shū）情況（kuàng）下（xià）的定製（zhì）化需求（qiú），例如模數＜2 砂輪的形狀修（xiū）整。

圖2 白鴿金剛石修整滾輪

鄭州宏拓精密工具有（yǒu）限公司展（zhǎn）出（chū）了珩磨工具及附件、陶瓷（cí）CBN砂（shā）輪、金（jīn）剛石修整滾輪（見圖3），此類產（chǎn）品主要應（yīng）用於汽車、航天、軍工、船舶、液壓、軸承等行業，具有（yǒu）加工效率較高，精度保持較好，批次之間較為穩定的性能特點。該公司（sī）的主要技術創新（xīn）點在於，陶瓷結合劑CBN砂（shā）輪的結合劑為自主研發、熔煉，把持力強，壽命長，自銳性（xìng）好，不易燒傷工件。

圖3 鄭（zhèng）州宏拓係列砂輪

石家莊金恒泰砂輪有限公司展出的五軸工具磨（mó）床專用砂輪（lún）（見圖4）主要用於硬質合金、高速鋼鑽頭、銑刀的強力開槽，端刃、周刃研磨，砂輪的鋒利性和保型性均等於（yú）甚（shèn）至優於進（jìn）口同類產品。例如，用強力開（kāi）槽砂輪研磨16mm的硬質合金四刃銑刀時，可以在（zài）單次吃深4mm的情況下，走刀速度達75mm/min，消耗的功率比歐洲同類產品低（dī）10%左右。

圖（tú）4金恒泰砂輪

河南省新航科技有限公（gōng）司展出了樹（shù）脂/陶瓷/金屬（shǔ）等多種結合劑的金剛石（shí）及CBN砂輪（見圖5），主要用於（yú）硬質合金（jīn）、高速鋼、PCD、PCBN、陶瓷及金屬陶（táo）瓷等材料的磨削加工。產品具有較好的保持性和切削力，使用壽命長。具有更高的材料去除率，出色的刃（rèn）口質量，更容易修整，更短的磨（mó）削時（shí）間，能夠為客戶提供從粗（cū）磨、半精磨到精磨，以及表麵拋光等全麵磨削方案。

圖5新航科技砂輪

江蘇賽揚（yáng）精工科技有限責任公司展出了雙端麵砂輪、陶瓷外圓砂（shā）輪、刀具砂輪、陶瓷內（nèi）圓砂輪（見圖6）。雙端麵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（hé）樹脂結合劑超硬雙端麵磨削砂輪；陶瓷外圓砂輪主要用於發動機曲（qǔ）軸連杆及軸徑麵和（hé）凸輪（lún）軸桃形麵及主軸徑麵的高效強力磨削，汽車變速箱（xiāng）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（gāo）、精度高、不產生燒傷及表（biǎo）麵退火現象，使用壽命長、易修整的特點；內圓磨、萬向節砂輪應用於壓縮機活（huó）塞內圓磨削、氣缸內圓磨削、缸蓋、機架內圓磨削，具有較（jiào）大的材料去除率，散熱性能好；刀具砂輪應用於開槽磨削、鏟磨、周邊磨（mó）削、端麵磨削、齒（chǐ）細（xì）磨削，CNC刀具的粗加工、半精加工、精加工、拋光等（děng）各個工序，PCD與PCB刀具、刀片等切削工具的刃磨，以及可轉位（wèi）刀片的（de）周邊磨加工，具有精度高、轉速高、磨削效率高、形狀（zhuàng）保持性（xìng）好，磨（mó）削鋒利、耐（nài）用度高、易修整、型麵精度保持（chí）性好、刀片刃口質量好的（de）優點。

圖6 江蘇（sū）賽揚砂（shā）輪

沈陽達億超硬材料（liào）製品（pǐn）有（yǒu）限公司重點推出（chū）雙端（duān）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量（liàng）磨削，其優勢是可以提高排磨削屑、散熱（rè）好、避免工件燒傷，粗（cū）磨保證平麵度、提高磨削效率、低（dī）磨削（xuē）環（huán）節和單位成本。產品技術創新點在（zài）於此雙端麵超硬砂輪加入了（le）微氣孔，提高了砂輪了磨削效率，加大排屑。

圖7 沈陽億達雙端麵超硬砂輪

江（jiāng）西玉寶鑽石工具有限公司推（tuī）出強力開槽砂輪和高溫樹脂砂輪（見圖8），此砂輪主要應用在合金（jīn）金屬刀具，如銑刀、鑽頭、扁鑽（zuàn）、階梯鉸刀、雕刻刀等。線速度為20m/s，進（jìn）給速度為100-120mm/m，單邊一次切深2.5-3mm，具有效率高、耐（nài）用度好等優點，能和歐洲品牌相媲美。

圖8 江西玉寶係（xì）列砂輪

北京安泰鋼研超硬材料製（zhì）品有限責任公司主推珩磨條和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（tuō）車、工業（yè）縫紉機、油泵（bèng）油嘴、氣缸套、搖（yáo）臂、連杆（gǎn）等的內孔加工，具有珩（héng）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（diǎn）。周邊磨砂（shā）輪主要用於PCD、PCBN等刀具的（de）粗、精磨，具有型麵精度保持性好、材料去除率高、耐用度長、加工刀片的刃口（kǒu）質量好等優點。

圖9 北京安泰珩磨條和（hé）周邊磨砂輪

上海鑫輪超硬（yìng）磨具有限公司重點推出（chū）CBN砂輪（見圖10），主要用於軸承和油嘴的內圓磨削，其軸承內圓砂輪修整間隔300-400件（jiàn），雙邊磨（mó）除量為0.2mm,修整量為0.003mm；油嘴砂輪修整間隔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（dù）高、修整間隔長，使用壽命長（zhǎng）等技（jì）術和經（jīng）濟方麵的優勢，特別在取代進口同（tóng）類（lèi）產品時，具（jù）有很高的性價比。

圖10 上海鑫輪內圓磨削CBN砂輪

2. 超硬刀（dāo）具類

鄭州銳（ruì）力超硬材料有限公（gōng）司展出的CBN數控刀具（見圖11），主要應（yīng）用於灰鑄鐵、合金鑄鐵、合（hé）金鑄鋼、錳鋼、燒（shāo）結鐵，以及淬火（huǒ）鋼、軸承鋼和模具鋼的切削加工（gōng）。在鑄鐵和淬火鋼件的切削加工中（zhōng），具有硬度高、韌性好、加工速度快等優點，相比於同類的合金各陶瓷刀片、CBN刀（dāo）片，在刀具壽命、加工質量和（hé）性價比（bǐ）方麵有明顯的優勢；在對淬火鋼（gāng）的加工應用中，其新改進的創新配（pèi）方BNS30係列CBN刀在刀具壽命和加工質量方麵具有（yǒu）突出的優勢，對比國外同行產品價格較低。

圖（tú）11 鄭州銳力CBN數控刀（dāo）具

鄭州博特硬質材（cái）料有限（xiàn）公司主推PCBN刀片、PCD整體（tǐ）複合刀片（見圖12），主要用於汽車（chē）零部件、壓縮機零部件、礦山機（jī）械（xiè）、渣漿泵、軸承、齒輪加工（gōng）。PCBN刀片材（cái）質硬度（dù）高、耐磨性好、紅硬性（xìng）高（gāo），可實現高速幹式（shì）加（jiā）工。其技術創新在於開發整體（tǐ）單雙麵複合PCBN刀（dāo）片為國際首創，並設（shè）計多種結構PCBN刀片斷（duàn）屑槽，解決硬鋼加工斷屑問題，設計預製成型帶窩PCBN整體燒結刀（dāo）片，使得刀片（piàn）裝夾更加（jiā）牢固。PCD整體複合（hé）刀片代替焊接式PCD刀片，為創新刀（dāo）片形式設（shè）計，切削（xuē）刃更長，可同時（shí）滿足粗精加工，PCD層和基體經高溫高壓複合，結合力更強，可滿足更複雜工況需求，不（bú）會出現複合層（céng）脫落現象。

圖12 鄭州博（bó）特PCBN刀片、PCD整體（tǐ）複合刀片

北京奇特金剛（gāng）石工具有限公（gōng）司重點（diǎn）介紹了CVD金（jīn）剛石技術。CVD金（jīn）剛（gāng）石是采（cǎi）用化（huà）學氣（qì）相沉積法在（zài）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（gòu）和特性，有些性能還優於天然金剛（gāng）石。用天然金剛石製作刀具時，必須選向，因為在不同晶麵上，其硬度、強度和耐（nài）磨性可相差100-500倍。而CVD多晶金（jīn）剛石各方向的硬度和耐磨性一致，不需（xū）要選向，並兼具天然金剛石和PCD的優點，在一定程度（dù）上克（kè）服了它們的不足。CVD金（jīn）剛石在多項使（shǐ）用性能方麵超過了PCD，加工工件表麵粗糙度接近於天然金剛石，衝擊韌性超過單晶金剛石。北（běi）京奇特展出的CVD金剛石薄膜（mó）塗層刀具和CVD金剛石厚膜釺焊刀具是本屆展會展出（chū）的創新性（xìng）新產品(見圖13)，CVD金剛石（shí）的硬度可達（dá）10000HV，耐磨性極高，刀具耐用度可達幾十至幾百（bǎi）小時，其切削速度是硬（yìng）質合（hé）金刀（dāo）具（jù）5倍以上。與非金（jīn）屬或塑形金屬切削時，不易與金屬發生親（qīn）和作用，產生積（jī）屑瘤（liú）及（jí）粘結。金剛石厚膜與抗彎強（qiáng）度高的硬質合金釺焊複（fù）合後，其抗彎強度可達1500MPa。

圖13北京奇特（tè）係列刀具

河南黃河旋風股（gǔ）份（fèn）有限（xiàn）公司主推PCD非（fēi）標刀具（見圖14），適用於汽車零部件加工，可（kě）提供結（jié）構更為複雜（zá）的整體式、分體式刀具結構，以及各種鑽、銑、鉸（jiǎo）、鏜複（fù）合一體式加工方案。在不降低產品（pǐn）質量的（de）前提下，大大縮短零部件的加工周期，降低加工成本。

圖14 黃河旋風PCD非標（biāo）刀（dāo）具

3. 超硬（yìng）材料類

鄭州中南（nán）傑特超硬材料有限公司主推（tuī）立方（fāng）氮化硼CBN280係列產品（見圖15），主要用於陶瓷、電鍍、金屬結合（hé）劑砂輪製造，以CBN280為原（yuán）料生產的立方氮化硼CBNM-W也可用於（yú）PCBN的製造（zào）。CBN280A為深棕色，單晶體，完整規則晶（jīng）形，晶體為半（bàn）透明，強度（dù）高，韌（rèn）性好，熱穩定性好。優點為適用性強，有較長的使用壽命。其創新處在於較好地解決了陶瓷砂輪精密磨削（xuē）加工的自銳問題，可以有效提高超硬CBN砂輪的磨削效果。

圖15 中（zhōng）南傑特CBN280

河（hé）南（nán）飛孟金剛石工業有限公司主推鍍附金剛石產品DJM200（見圖16），替代（dài）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（bǎn）等（děng），由於其原材料的（de）特殊結構，具有更多的（de）棱角（jiǎo）和磨削麵，每條棱角都具有磨削力，顆粒韌性高，且具有（yǒu）更好的自銳性，因此在提（tí）供高切（qiē）削率的同時，達到更（gèng）好的精拋效果。

圖16 河南飛孟DJM200

4. 其他係列產品

河北普萊斯曼（màn）金剛石科技（jì）有限公司主推CVD金剛石塗（tú）層拉拔模具（見圖17），適用於取代硬質（zhì）合金拉拔模具，用CVD方法在硬質合金模（mó）具上生長一層金剛石，可提高（gāo）模具壽命幾十倍。用塗層模具可做到：尺寸（cùn）控製精度（dù）高；線材表麵粗糙度好，不粘料；免修模，免維護；適用於無（wú）酸（suān）拉拔，環保（bǎo）節能。特別是在大（dà）尺寸模具方麵，聚晶金剛石沒有相應的原料，以前隻能用硬質合金模具，壽命偏短。該公司生（shēng）產的塗層模具（jù），最大尺寸可做到內孔180mm，異型模（mó）具塗層均勻，突破了市（shì）場上用熱絲法塗層（céng）的尺寸限製，同時在異型模具方麵優（yōu）勢明顯。

圖17 普萊斯曼拉拔模具

北京國瑞升科技股份（fèn）有限公司主推GRISH曲軸凸輪軸拋光帶（見圖18），主要（yào）用於曲軸、凸輪軸、金屬輥等領域的精密研磨，可幹磨也（yě）可加水（shuǐ）濕磨。該拋光帶具有排屑能力強（qiáng）、散熱快，不易堵塞、不易掉砂、壽命長等（děng）優點，能（néng）夠更（gèng）高效地拋光曲軸、凸（tū）輪軸（zhóu）、金屬輥。 GRISH曲（qǔ）軸凸輪軸拋光帶是（shì）針對現有技術中（zhōng）存在的缺陷（xiàn）或不足，研（yán）發生產的（de）一種薄膜基靜電植砂拋光（guāng）帶，主要創新點：①借助工藝使（shǐ）外形鋒利的微米級磨料尖（jiān）頭朝上（shàng）單層定向均勻排（pái）列。②增加了排屑能力強、散（sàn）熱好、不易堵塞的超塗（tú）層。③采用微米級碳酸鈣、氧（yǎng）化鈣（gài）微粉等填料，極大（dà）提（tí）高了膠層的抗剪切強（qiáng）度（dù），不易掉砂。④ 采用新（xīn）型高分子聚酯樹脂為膠粘劑。⑤采用平整度高、延伸率低及強度極高的聚酯薄膜為基材。⑥ 采用精（jīng）密的工藝加（jiā）工手段製（zhì）得。

圖18 國瑞升凸輪軸拋光帶

北京榮鋒精（jīng）密（mì）工具有限公司重點推（tuī）出（chū）新型陶瓷結（jié）合劑立方氮化（huà）硼研磨盤（見圖19），主要（yào）應用於汽車零（líng）部件（粉末冶金鏈輪、定子、轉子）、空調壓縮機零部件（滑片、隔板）、軸承（套圈、滾子）、陶瓷（陶瓷閥芯（xīn）、IT陶（táo）瓷基板、陶瓷密（mì）封件）、液壓件（定子、轉子、側板（bǎn）、配油盤）、硬質合金（jīn）（刀片、墊片）等磨（mó）削，具（jù）有磨削效率高、磨削精度（dù）好、使用壽命長等特點。其技術創新（xīn）點在於，解決了磨不鏽鋼粘盤的問題，避免了磨削過程中因粘（zhān）盤產生的劃傷、雙金（jīn）屬工件（銅、鋼）兼容混磨以及磨粉末冶（yě）金隔板粗糙度達Rz1.0μm的難題。

圖19 北（běi）京（jīng）榮（róng）鋒研磨（mó）盤

青島四砂泰益超硬研磨股份有限公司重點（diǎn）推出BCA係列藍色陶（táo）瓷磨（mó）料（liào）（見圖（tú）20），此係列產品包括普通陶瓷磨料（liào）BCA、三角（jiǎo）形（xíng）陶瓷磨料BCA-T和方柱（zhù）形陶瓷磨料BCA-S。其中，藍（lán）色陶瓷磨料BCA經多家客戶長期測試，磨削效率較Cubitron 321提升10-15%，優於其他普通形狀陶瓷磨料；BCA-T三角形藍色陶瓷磨料為國內首（shǒu）創，磨削效（xiào）率較普通陶瓷磨料提升150-200%；BCA-S方柱形藍色陶瓷磨料是BCA係列藍色陶（táo）瓷磨料係列的最新產品，在（zài）精密磨削領（lǐng）域較之於普通陶瓷磨（mó）料具有顯著（zhe）優勢。