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超硬材料在精密加工中的应用现状与展望

　

　　精密加工是衡量一个国家制造水平高低的重要标志，是现代技术发展的基础。超硬材料广泛应用在汽车、空调压缩机、轴承、半导体、手机背板、石油钻进以及生物医疗等领域的精密加工中。超高速磨削 CBN 砂轮、PCD/PCBN 超硬刀具，金刚石超薄砂轮等超硬制品在汽车发动机、空调压缩机活塞、气缸、半导体芯片等精密加工中发挥关键作用。

　　在转向器、变速箱、万向节等配件加工上，国产砂轮正在逐步替代进口砂轮。

　　目前，在铸铁类的粗加工方面，国内高含量 PCBN产品已占主流，但在加工淬火钢的低含量 PCBN 和精加工方面，仍以国外产品为主。

　　几年前，空调压缩机行业用的 CBN 砂轮几乎全部使用国外产品，目前己全部替代，它是超硬材料精密加工中取代国外产品最成功的范例。

　　航空航天是超硬材料下一步应用拓展的十分有前景的领域，应该重点关注。目前半导体行业用砂轮 ( 切割、减薄、抛光 )80%以上是进口，这是国内超硬材料在精密加工领域与国外差距最大，产品进口比例最高的行业。

　　轴承行业产量大，是 CBN 砂轮应用拓展很重要的一个领域。

　　随着 5G 时代的到来，5G 手机背板的选材成为热点，目前判断会以氧化锆陶瓷为主。

　　近年来中国油气钻井用 PCD 复合片取得了很大的进展，大部分产品性能同国外同类产品接近，价格约为国外产品的 80%。在国际市场上也获得初步认可。但在高端钻头和关键部位应用上，国内产品所占有的份额仍然较少。目前，与国外的差异性主要体现产在产品稳定性和产品结构上。

　　随着医疗技术的发展，对医疗材料的品种和质量提出了更高要求，为金刚石材料的应用开拓了一片新的市场。由于金刚石手术刀具在手术过程中对手术部位的挤压、撕拉损伤小、伤口边缘整齐，易愈合。目前，主要用于眼科、神经外科、骨科、口腔科以及生物组织切片等。人体植入物是近年来医用领域中的一个热门方向。吕智，谢志刚等对共其未来发展提出了以下认知：

　　(1) 加强基础研究，大力推进产学研结合，全面攻克 5G 背板业加工难题和实质缩小半导体加工差距。

　　(2) 加 大 稳 定 性、 针 对 性 和 扩大片径研究，明显提高高端 PCD、PCBN 的产品性能，加快替代步伐。

　　(3) 加强与汽车整车企业的联系和沟通，做好示范工程，局部突破，以点带面。

　　(4) 深入调研，客观分析，制定超硬材料在航空航天领域的发展对策。

　　(5) 加大金刚石微粉深度加工的研发力度，争取在短期内突破技术瓶颈。

　　(6) 密切跟踪超硬材料在陶瓷、硬质合金、以及生物医疗等行业的动态，扩大应用领域。

　　(7) 加大 NPD 研发力度，推动高端 NPD 的产业化。