我国超硬材料刀具行业发展情况分析

　　近年来，随着切削加工工件材料的不断发展，尤其是一些难加工材料的出现，超硬材料刀具得到了越来越广泛的应用，其中超硬材料刀具包括金刚石刀具和立方氮化硼刀具。国内超硬材料刀具制造商的数量、规模和制造水平都在迅速提高。在国内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业的先锋，同时拥有先进超硬刀具研发和制造技术。

　　超硬材料刀具在整个刀具市场中的地位

　　在目前的刀具市场上，占据最大市场份额的刀具材料仍为高速钢和硬质合金，但这些刀具的硬度最高仅为2000～3000HV，若加上粘接物质，其总体硬度则在2000HV以下。对于难加工材料和高速高精加工来说，较低硬度的刀具材料已不能胜任。以金刚石和立方氮化硼刀具为代表的超硬材料刀具则迅速占领这个市场。其中金刚石刀具有极高的硬度和耐磨性，其硬度可达10000HV，是刀具材料中最硬的，热稳定性可达700℃～800℃。而立方氮化硼的硬度仅次于金刚石（可达8000HV～9000HV），并且热稳定性更高（达1250℃～1350℃）。

　　超硬材料刀具具有加工效率高、使用寿命长和加工质量好等特点，过去主要用于精加工，近几年来由于改进了人造超硬刀具材料的生产工艺，控制了原料纯度和晶粒尺寸，采用了复合材料和热压工艺等，应用范围不断扩大，除适于一般的精加工和半精加工外，还可用于粗加工，在国际上公认为是当代提高生产率最有希望的刀具材料之一。利用超硬材料加工钢、铸铁、有色金属及其合金等零件，切削速度可比硬质合金高一个数量级，刀具寿命可比硬质合金高几十甚至几百倍。同时它的出现，还使传统的工艺概念发生变化，利用超硬刀具常常可直接以车、铣代磨（或抛光），对淬硬零件加工，可用单一工序代替多道工序，大大缩短工艺流程。

　　金刚石俗称“金刚钻儿”，也就是我们常说的钻石。天然金刚石矿藏都是史前就已经形成的，且无生长规律可循。金刚石材料刀具具有极高的硬度和耐磨性，能有效地加工铜、铝等有色金属及其合金、陶瓷、末烧结的硬质合金、各种纤维和颗粒加强的复合材料等。

　　立方氮化硼与聚晶金刚石一样，也是在高温高压下人工合成的，其多晶结构和性能也与金刚石类似，具有很高的硬度，很好的导热性，很小的热膨胀，较小的密度，较低的断裂韧性。此外，立方氮化硼还具有卓越的化学和热稳定性，同铁族元素几乎不发生反应，这一点要优于金刚石。立方氮化硼与金刚石相比，热稳定性更高，对铁族元素化学惰性大，抗粘结能力强，更适于加工各种淬硬钢、热喷涂材料、冷硬铸铁和HRC35以上的钴基和镍基等难切削材料。

　　在工业发达国家，立方氮化硼刀具已广泛应用于汽车、重型机械等机械加工行业。立方氮化硼刀具适合于高速干切削，可以用2000m/min以上的速度高速加工灰铸铁。立方氮化硼刀具在高速硬切削方面的应用也比较广泛，尤其是精加工汽车发动机上的合金钢零件，如HRC60～65之间的齿轮、轴、轴承，而这些零部件过去是靠磨削来保证尺寸精度和表面质量的。众所周知，硬质合金刀片主要成分为碳化钨，而钨是一种稀缺资源，尽管我国是富钨的国家，但照目前这种开发和使用程度，碳化钨资源会迅速减少，有专家预测，未来60年后，也许将会枯竭。那么新的超硬材料刀具将会在未来切削领域发挥更大的作用。

　　它既可用于精加工和半精加工，也可用于背吃刀量达6mm的粗加工。目前世界上立方氮化硼的年耗量大约以10%～15%的速度增长。人造立方氮化硼超硬刀具材料，目前单晶的向粗颗粒、高强度、多功能方向发展。日本无机材料所生产的单晶CBN直径达3mm。DeBeers公司生产的PCBN产品，最大直径达101.6mm，然后用激光切割成所需要的任何形状，可加工70HRC的高硬度材料。

　　超硬材料刀具行业发展概况

　　如今，超硬材料刀具在切削加工中的优势已经被广大用户所熟知，并得到越来越广泛的认可和应用，市场需求巨大。

　　从超硬材料本身来看，我国具有明显的资源优势，最近发现瓦房店地区的金刚石以往的勘探钻孔大多只有200-300米，未能有效控制金伯利岩的整体形态，而最近施工的钻孔近1000米，在800多米多处见到厚大金伯利岩体，可探上百万克拉的金刚石资源量。

　　目前我国金刚石产量占世界总产量的80%以上，立方氮化硼（CBN）产量占世界总产量的60%以上，已经是世界第一大超硬材料生产国，在超硬材料方面中国已迈入世界强国行列，我国超硬材料产业率先成为在国际上有话语权的产业之一。

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