我國超硬材料刀具行業發展情況分析

　　近年來，隨著切削加工工件材料的不斷發展，尤其是一些難加工材料的出現，超硬材料刀具得到了越來越廣泛的應用，其中超硬材料刀具包括金剛石刀具和立方氮化硼刀具。國內超硬材料刀具製造商的數量、規模和製造水平都在迅速提高。在國內超硬材料以及超硬材料刀具，最要就集中在河南。最具代表性的是河南富耐克超硬材料股份有限公司，它一直是超硬材料行業的先鋒，同時擁有先進超硬刀具研發和製造技術。

　　超硬材料刀具在整個刀具市場中的地位

　　在目前的刀具市場上，占據最大市場份額的刀具材料仍為高速鋼和硬質合金，但這些刀具的硬度最高僅為2000～3000HV，若加上粘接物質，其總體硬度則在2000HV以下。對於難加工材料和高速高精加工來說，較低硬度的刀具材料已不能勝任。以金剛石和立方氮化硼刀具為代表的超硬材料刀具則迅速占領這個市場。其中金剛石刀具有極高的硬度和耐磨性，其硬度可達10000HV，是刀具材料中最硬的，熱穩定性可達700℃～800℃。而立方氮化硼的硬度僅次於金剛石（可達8000HV～9000HV），並且熱穩定性更高（達1250℃～1350℃）。

　　超硬材料刀具具有加工效率高、使用壽命長和加工質量好等特點，過去主要用於精加工，近幾年來由於改進了人造超硬刀具材料的生產工藝，控制了原料純度和晶粒尺寸，採用了複合材料和熱壓工藝等，應用範圍不斷擴大，除適於一般的精加工和半精加工外，還可用於粗加工，在國際上公認為是當代提高生產率最有希望的刀具材料之一。利用超硬材料加工鋼、鑄鐵、有色金屬及其合金等零件，切削速度可比硬質合金高一個數量級，刀具壽命可比硬質合金高几十甚至幾百倍。同時它的出現，還使傳統的工藝概念發生變化，利用超硬刀具常常可直接以車、銑代磨（或拋光），對淬硬零件加工，可用單一工序代替多道工序，大大縮短工藝流程。

　　金剛石俗稱「金剛鑽兒」，也就是我們常說的鑽石。天然金剛石礦藏都是史前就已經形成的，且無生長規律可循。金剛石材料刀具具有極高的硬度和耐磨性，能有效地加工銅、鋁等有色金屬及其合金、陶瓷、末燒結的硬質合金、各種纖維和顆粒加強的複合材料等。

　　立方氮化硼與聚晶金剛石一樣，也是在高溫高壓下人工合成的，其多晶結構和性能也與金剛石類似，具有很高的硬度，很好的導熱性，很小的熱膨脹，較小的密度，較低的斷裂韌性。此外，立方氮化硼還具有卓越的化學和熱穩定性，同鐵族元素幾乎不發生反應，這一點要優於金剛石。立方氮化硼與金剛石相比，熱穩定性更高，對鐵族元素化學惰性大，抗粘結能力強，更適於加工各種淬硬鋼、熱噴塗材料、冷硬鑄鐵和HRC35以上的鈷基和鎳基等難切削材料。

　　在工業已開發國家，立方氮化硼刀具已廣泛應用於汽車、重型機械等機械加工行業。立方氮化硼刀具適合於高速干切削，可以用2000m/min以上的速度高速加工灰鑄鐵。立方氮化硼刀具在高速硬切削方面的應用也比較廣泛，尤其是精加工汽車發動機上的合金鋼零件，如HRC60～65之間的齒輪、軸、軸承，而這些零部件過去是靠磨削來保證尺寸精度和表面質量的。眾所周知，硬質合金刀片主要成分為碳化鎢，而鎢是一種稀缺資源，儘管我國是富鎢的國家，但照目前這種開發和使用程度，碳化鎢資源會迅速減少，有專家預測，未來60年後，也許將會枯竭。那麼新的超硬材料刀具將會在未來切削領域發揮更大的作用。

　　它既可用於精加工和半精加工，也可用於背吃刀量達6mm的粗加工。目前世界上立方氮化硼的年耗量大約以10%～15%的速度增長。人造立方氮化硼超硬刀具材料，目前單晶的向粗顆粒、高強度、多功能方向發展。日本無機材料所生產的單晶CBN直徑達3mm。DeBeers公司生產的PCBN產品，最大直徑達101.6mm，然後用雷射切割成所需要的任何形狀，可加工70HRC的高硬度材料。

　　超硬材料刀具行業發展概況

　　如今，超硬材料刀具在切削加工中的優勢已經被廣大用戶所熟知，並得到越來越廣泛的認可和應用，市場需求巨大。

　　從超硬材料本身來看，我國具有明顯的資源優勢，最近發現瓦房店地區的金剛石以往的勘探鑽孔大多只有200-300米，未能有效控制金伯利岩的整體形態，而最近施工的鑽孔近1000米，在800多米多處見到厚大金伯利岩體，可探上百萬克拉的金剛石資源量。

　　目前我國金剛石產量占世界總產量的80%以上，立方氮化硼（CBN）產量占世界總產量的60%以上，已經是世界第一大超硬材料生產國，在超硬材料方面中國已邁入世界強國行列，我國超硬材料產業率先成為在國際上有話語權的產業之一。

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