金剛石工具

金剛石工具已廣泛應(yīng)用在建筑、建材、石油、地質(zhì)、冶金、機(jī)械、電子、陶瓷、木材、汽車等工業(yè)。金剛石工具屬于新興產(chǎn)業(yè)，其對(duì)傳統(tǒng)工具的替代還有很大的空間。當(dāng)前，中國(guó)，韓國(guó)已經(jīng)成為世界金剛石工具生產(chǎn)基地，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家還保留少量的高端產(chǎn)能。

以美國(guó)為例，我國(guó)金剛石產(chǎn)品占其進(jìn)口量的45%左右，算上韓國(guó)大約75%左右。由于金剛石工具的進(jìn)入門檻不高，國(guó)內(nèi)集中度很低。在石材生產(chǎn)基地會(huì)有大量小的工具加工企業(yè)，往往只做少數(shù)幾種類型的產(chǎn)品，盈利能力與規(guī)?；髽I(yè)相比有較大差距，隨著金剛石工具品類的升級(jí)及毛利率的回歸，行業(yè)有整合的趨勢(shì)。

工具，是人類能力的延伸，是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的杠桿。在人類發(fā)展史上工具起著不可替代的作用，并且隨著高效率、高精度的工作要求，對(duì)工具的生產(chǎn)技術(shù)要求越來(lái)越高。50年前人們?cè)诳嗫鄬で笕绾胃淖冇泊嗖牧霞庸I(yè)艱辛而又效率低下勞動(dòng)狀態(tài)，直到1955 年人造金剛石首次在美國(guó)合成成功，為金剛石工具的制造及推廣奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也為許多艱難的硬脆非金屬材料加工業(yè)帶來(lái)了曙光，成為人類史上的一次劃時(shí)代的工具革命，其加工效率明顯地高于以往，金剛石工具以其無(wú)與倫比的性能優(yōu)勢(shì)，成為當(dāng)今公認(rèn)的、唯一有效的硬脆非金屬材料加工工具，比如，只有用金剛石刀具能加工超硬的陶瓷，尚無(wú)其他代用品。金剛石砂輪用來(lái)磨削硬質(zhì)合金，比碳化硅耐用一萬(wàn)倍。用金剛石磨料代替碳化硅磨料加工光學(xué)玻璃，生產(chǎn)效率可以提高數(shù)倍至數(shù)十倍。金剛石聚晶拉絲模比用硬質(zhì)合金的拉絲模的使用壽命長(zhǎng)250 倍。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，金剛石工具不僅被廣泛用于民用建筑與土木工程、石材 加工業(yè)、汽車工業(yè)、交通工業(yè)、地勘與國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域和其它現(xiàn)代高新技術(shù)領(lǐng)域，而且在寶石、醫(yī)療器械、木材、玻璃鋼、石材工藝品、陶瓷和復(fù)合非金屬硬脆材料等眾多新領(lǐng)域不斷出現(xiàn)，社會(huì)對(duì)金剛石工具的需求量正在逐年大幅增加。

就產(chǎn)品定位而言，金剛石工具市場(chǎng)大體上分為專業(yè)市場(chǎng)和通用市場(chǎng)。專業(yè)市場(chǎng)對(duì)金剛石工具的要求主要體現(xiàn)在對(duì)性能指標(biāo)要求較高，即針對(duì)特定切割設(shè)備、特定切割材料，要求金剛石工具必須滿足一定切割效率、切割壽命和加工精度等技術(shù)指標(biāo)。專業(yè)金剛石工具就其產(chǎn)量來(lái)說(shuō)僅為金剛石工具產(chǎn)品總量的10%左右，但其市場(chǎng)銷售額卻占金剛石工具市場(chǎng)總額的80%~90%。

20 世紀(jì)60 年代，金剛石工具制造業(yè)率先在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并迅速發(fā)展。70 年代，日本以其相對(duì)較低的制造成本贏得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，迅速成為金剛石工具制造業(yè)的主導(dǎo)者之一。80 年代，韓國(guó)替代日本成為金剛石工具產(chǎn)業(yè)的后起之秀。90 年代，伴隨著中國(guó)制造產(chǎn)業(yè)在全球的崛起，中國(guó)金剛石工具制造業(yè)也開(kāi)始起步，并逐漸顯示出強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力，經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，中國(guó)已有金剛石工具生產(chǎn)廠家上千家，年產(chǎn)值超過(guò)百億元，已成為繼韓國(guó)之后目前國(guó)際金剛石工具市場(chǎng)的主要供應(yīng)國(guó)之一。

隨著中國(guó)在金剛石工具制造業(yè)上的技術(shù)積累與進(jìn)步，中國(guó)金剛石工具企業(yè)目前已完全具備制造中高檔金剛石工具的能力，并具有顯著的產(chǎn)品性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，西方國(guó)家以往在中高端專業(yè)市場(chǎng)的技術(shù)壟斷已經(jīng)被打破。中國(guó)金剛石工具企業(yè)進(jìn)軍中高端市場(chǎng)的趨勢(shì)已經(jīng)顯現(xiàn)。

就產(chǎn)品類型而言，中國(guó)金剛石工具企業(yè)主要生產(chǎn):金剛石鋸片、金剛石鉆頭、金剛石碗磨和金剛石刀具、金剛石、金剛石樹(shù)脂磨塊等幾類產(chǎn)品。其中，金剛石鋸片是我國(guó)金剛石工具企業(yè)產(chǎn)量最大的品種。

1、 按結(jié)合劑劃分有:樹(shù)脂、金屬和陶瓷結(jié)合劑金剛石工具三大類。金屬結(jié)合劑工藝分為燒結(jié)、電鍍和釬焊等幾類。

2、 按用途結(jié)構(gòu)劃分

有:磨具--砂輪、滾輪、滾筒、磨邊輪、磨盤、碗磨、軟磨片等;

鋸切工具--圓鋸片、排鋸、繩鋸、筒鋸、帶鋸、鏈鋸、絲鋸;

鉆探工具--地質(zhì)冶金鉆頭、油(氣)井鉆頭、工程薄壁鉆頭、石材鉆頭、玻璃鉆頭等;

其它工具--修整工具、刀具、拉絲模等。

與金屬結(jié)合劑胎體相比，樹(shù)脂、陶瓷結(jié)合劑胎體強(qiáng)度較低，不適合做鋸切、鉆探、修整類工具，一般只有磨具類產(chǎn)品。

金剛石具有堅(jiān)硬性，故制成的工具特別適合加工硬脆材料尤其非金屬材料，如石材、墻地磚、玻璃、陶瓷、混凝土、耐火材料、磁性材料、半導(dǎo)體、寶石等;也可以用于加工有色金屬、合金、木材，如銅、鋁、硬質(zhì)合金、淬火鋼、鑄鐵、復(fù)合耐磨木板等。目前金剛石工具已廣泛應(yīng)用以建筑、建材、石油、地質(zhì)、冶金、機(jī)械、電子、陶瓷、木材、汽車等工業(yè)。

根據(jù)其的不同，主要分為:金剛石磨削工具、金剛石鋸切工具、金剛石刀具、金剛石鉆探工具等幾個(gè)大類。

《中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)"十一五"規(guī)劃教材:金剛石工具的設(shè)計(jì)與制造》由中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社出版。