人造金剛石作為一種性能優(yōu)異的超硬材料,其用途不可估量。從合成方法上來(lái)看,其經(jīng)歷了高溫高壓法,爆轟法以及化學(xué)氣相沉積法,根本原理是提供類似地殼中高溫高壓類的環(huán)境,以達(dá)到合成的目的。從材料形態(tài)和質(zhì)量上看,金剛石需要經(jīng)歷低品質(zhì)的微粉,到高品質(zhì)、完美結(jié)構(gòu)的納米尺寸和寶石級(jí)尺寸,單晶和多晶共同發(fā)展,最后還有各種摻雜以滿足功能性需求,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)朝著微觀和宏觀雙向發(fā)展,最終實(shí)現(xiàn)功能化。從應(yīng)用上看,金剛石需要從傳統(tǒng)的工具(主要是依靠高硬度和高耐磨)到高端工具(精密工具),再到功能類器件,才能更大的發(fā)揮其真正的價(jià)值。目前金剛石的應(yīng)用恐怕還很難脫離工具的范疇,具體如下。
金剛石工具主要包括磨具、切割工具、鉆探工具、修整工具等,廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探、石材、機(jī)械軸承、半導(dǎo)體、藍(lán)寶石、復(fù)合材料、汽車(chē)及國(guó)防工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。目前我國(guó)金剛石工具已形成系列化產(chǎn)品,規(guī)格比較齊全,少數(shù)產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力,多數(shù)產(chǎn)品性能及性價(jià)比有待提高,競(jìng)爭(zhēng)力較低。
全球金剛石工具的現(xiàn)狀分析
目前全球金剛石市場(chǎng)可以分為三個(gè)基本的類型,第一種類型是歐美國(guó)家,主要包括美國(guó)以及歐洲等工藝先進(jìn)的國(guó)家,他們?cè)诮饎偸ぞ咧圃旆矫婢哂谐^(guò)四十年的經(jīng)驗(yàn),實(shí)力雄厚,技術(shù)領(lǐng)先,銷售體系完善,很大程度上對(duì)市場(chǎng)形成了壟斷的趨勢(shì)。歐美國(guó)家一些代表性的金剛石工具制造集團(tuán),諸如Husqvarna 等,每年的營(yíng)業(yè)額均超過(guò)三億美元。
第二種類型是以日韓為主,其生產(chǎn)金剛石及工具的經(jīng)驗(yàn)超過(guò)三十年,發(fā)展迅猛,在DIY市場(chǎng)以及高端市場(chǎng)占據(jù)了一定地位,并且逐步向?qū)I(yè)性的市場(chǎng)進(jìn)軍。在日本、韓國(guó)的生產(chǎn)企業(yè)之中,相關(guān)的工藝技術(shù)主要有熱壓燒結(jié)以及激光焊接工藝等,代表單位如日本旭金剛石工業(yè)株式會(huì)社,每年的產(chǎn)值可以超過(guò)兩億美元。
第三種類型則是以中國(guó)為主的制造企業(yè),中國(guó)部分金剛石工具具備很高的質(zhì)量水平,國(guó)外一些金剛石工具的品牌也委托中國(guó)的企業(yè)生產(chǎn)。但是,多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)的大部分產(chǎn)品都是質(zhì)次價(jià)低,雖然工具數(shù)量不少,都是低端產(chǎn)品。一起優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的數(shù)量和體量還不足以和國(guó)外抗衡。
現(xiàn)階段在國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成了以北京地區(qū)、石家莊地區(qū),以丹陽(yáng)為主的長(zhǎng)江三角洲地區(qū),福建水頭、廈門(mén)、山東沿海地區(qū)、廣東佛山為主的珠三角地區(qū)等主要的金剛石工具出口基地;另外以鄭州為中心的中原地區(qū)和湖北鄂州地區(qū)的金剛石工具發(fā)展也很快。
金剛石工具發(fā)展中存在的問(wèn)題和不足
(1)生產(chǎn)企業(yè)自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)
行業(yè)的具體情況是:注重自主創(chuàng)新的標(biāo)桿企業(yè)均能開(kāi)發(fā)一些國(guó)際化的高端產(chǎn)品,但產(chǎn)量不大,難以滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求。這些企業(yè)數(shù)量有限,可以代表國(guó)內(nèi)的最高水平,但難以代表行業(yè)總體水平。多數(shù)企業(yè)存在質(zhì)量和效益的問(wèn)題,生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本上升和創(chuàng)新能力不足。部分企業(yè)“去產(chǎn)能”任務(wù)更加繁重,落后的生產(chǎn)能力并沒(méi)有大規(guī)模淘汰,金剛石工具生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展難以滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)多樣化的需求。目前很多新興產(chǎn)業(yè)所用高檔產(chǎn)品需要大力開(kāi)發(fā),進(jìn)一步拓寬超硬材料各類制品的應(yīng)用,這對(duì)企業(yè)的研發(fā)能力和創(chuàng)新能力是個(gè)大考驗(yàn)。
(2)生產(chǎn)技術(shù)需進(jìn)一步提高,走專業(yè)化道路
多數(shù)金剛石企業(yè)因?yàn)橘Y金等問(wèn)題不能及時(shí)完成技術(shù)更新,未能添置新型設(shè)備儀器。若想開(kāi)發(fā)出一流產(chǎn)品,沒(méi)有先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備是很難完成的。對(duì)原材料的檢測(cè)、生產(chǎn)工藝過(guò)程的嚴(yán)格控制等方面仍需不斷改進(jìn)。眾所周知,通用產(chǎn)品利潤(rùn)低,專用產(chǎn)品利潤(rùn)高,要想做好專用產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化及定制化服務(wù),必須熟知用戶生產(chǎn)工藝,要能成為應(yīng)用的指導(dǎo)專家,這一點(diǎn)不是一般性企業(yè)或單個(gè)團(tuán)隊(duì)可以快速實(shí)現(xiàn)的。盡管近年來(lái)我國(guó)產(chǎn)品專用化程度有所提高,但任務(wù)依舊很重,這也是行業(yè)產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路。
(3)完善產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),特別要提高檢驗(yàn)檢測(cè)能力
金剛石行業(yè)自1973年開(kāi)始進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)研究并提出草案,1979年第一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《人造金剛石》誕生,開(kāi)啟了行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制修訂的序幕。經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展,目前我國(guó)涉及超硬材料及其制品的現(xiàn)行國(guó)家與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)41項(xiàng),為規(guī)范行業(yè)產(chǎn)品和推動(dòng)行業(yè)發(fā)展起了巨大作用。但隨著我國(guó)工業(yè)化的發(fā)展,超硬材料行業(yè)不斷進(jìn)步,超硬材料產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,超硬材料產(chǎn)品規(guī)格越來(lái)越多,很多產(chǎn)品無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可循,加之我國(guó)生產(chǎn)企業(yè)眾多,直接導(dǎo)致了市售產(chǎn)品的規(guī)格混亂,不同廠家產(chǎn)品的通用性差。另外隨著金剛石產(chǎn)品的品種越來(lái)越多,對(duì)我們的檢驗(yàn)檢測(cè)能力提出更高的要求。湖北省已經(jīng)建立國(guó)家金剛石工具質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,逐步填補(bǔ)國(guó)內(nèi)權(quán)威金剛石檢測(cè)的空白。