中国人造金刚石中间试验和工业化生产

作者:本网编辑 文章来源:中国超硬材料网 发布时间:2011-05-17
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人造金刚石的诞生标志着中国人民的科研能力和水平,取得人造金刚石研制的重大科技成果后,工业化生产成了迫切需要解决的问题。1965年4月,第一机械工业部正式下达了由国家科委批复的“关于人造金刚石中间试验计划任务书”,要求在磨料磨具磨削研究所建成人造金刚石中间试验基地。参加中间试验的单位有第一机工业部部属研究所:磨料磨具磨削研究所(郑州)、铸造锻压机械研究所(济南)、材料研究所(上海),由磨料磨具磨削研究所全面负责,并负责合成工艺、原材料加工工艺、产品分选工艺和物理、化学检验方法的研究,铸造锻压机械研究所负责设计、试制六面顶超高压合成装置,材料研究所负责硬质合金顶砧的研究试制。1965年8月铸造锻压机械研究所在磨料磨具磨削研究所的积极配合下试制成功中国第一台6×6MN DS-023型铰链式六面砧超高压高温金刚石合成装置,这是具有中国特色金刚石合成装置的开端,磨料磨具磨削研究所派有关科技人员到铸造锻压机械研究所参加调试并进行合成工艺试验,在工艺试验过程中各方密切合作改进了顶砧结构和同步机构调整方法,弥补了充液过程中同步性差的不足,改进了操作方法,基本上解决了试样被冲出的现象(高压腔爆炸的问题),保证了高压腔的密封,满足了合成工艺试验的需要,同时完成了石墨、触媒合金、叶腊石等原辅材料加工工艺、顶砧加工工艺、产品后处理及分级等试验工作,并提出了中间试验鉴定所需全部技术资料。

1966年6月7日该六面顶合成装置由济南起运,10日到达郑州磨料磨具磨削研究所,1966年7月3日便投人合成试验。参加试验的科技人员和工人,个个精神振奋,发扬艰苦奋斗、自力更生的精神,土方上马创造条件,硬是把几十公斤的叶腊石用手锯、手磨方法制成符合要求的试块,以后又修旧利废自制切割机、试棒组装模具、掏料刀、磨钢圈机等,还改进了电解装置、金刚石分选设备等。当年完全中间试验并生产人造金刚石10000克拉。完成了人造金刚石的中间试验任务,这是继我国人造金刚石诞生之后的又一重大进展。

1966年10月,第一机械工业部批准在我国三线-贵州省贵阳市郊建设我国第一家人造金刚石厂-第六砂轮厂,该厂由第二砂轮厂对口援建,由磨料磨具磨削研究所提供全套工艺设计和技术资料,密切配合设计部门进行工艺布置,毫无保留、认真负责地为该厂培训技术人员和工人。同时向我国第一砂轮厂、第二砂轮厂、上海砂轮厂、苏州砂轮厂、哈尔滨砂轮厂、武汉712厂等十几家工厂推广。第六砂轮厂于1970年部份投产,1974年全部建成投产,当年生产金刚石36万克拉。这是我国完全依靠自已的力量,并拥有全部知识产权的第一个超硬材料及制品专业生产厂家,它填补了我国工业的一个空白,它标志着我国一个新兴工业的开端。可以毫不夸张的说,这是中国解决了人工合成金刚石有无之后的又一次跨越。它奠定了我国超硬材料工业起飞的基础。

人造金刚石研制成功和工业化生产,极大地鼓舞了我国科技工作者,磨料磨具磨削研究所1967年又研制成功了我国第一颗立方氮化硼(CBN),并于1974年投入生产。CBN是对铁基合金等硬韧材料加工十分有效的超硬材料品种,这是中国超硬材料科学研究的又一重要进展。

在人造金刚石的研制的同时第一机械工业部磨料磨具磨削研究所开展了制品的研究开发工作,1964年研制成功我国第一片树脂和金属结合剂砂轮,这是我国超硬材料制品的开端。

1970年7月30日至8月4日,第一机械工业部在郑州召开了“大颗粒人造金刚石组织会战座谈会”,提出要设计、试制单缸5000吨六面顶合成压机,以适应研制大颗粒人造金刚石的需要。该型6×50MN合成压机于1972年安装,后因硬质合金顶锤不过关而未能投入生产,但扩大压机吨位、增加压腔容积这一思路至今尚可借鉴。1970年10月2日,时任国务院副总理的李先念同志到北京152所(北京人工晶本研究所)参观,其后,国务院成立了全国金刚石领导小组,组长由时任第一机械工业部副部长的周子健同志担任、副组长由时任建材部部长的白向银同志担任,将全国金刚石生产统一由第一机械工业部归口领导。1971年9月,第一机械工业部在郑州主持召开了全国金刚石会议,全国研究人造金刚石合成工艺装备、工艺、原材料等各方面的专家云集郑州,共商发展我国金刚石工业的大计,周子健同志亲临会议并鼓励与会专家把我国金刚石工业搞上去。这次会议可以说是我国发展人造金刚石工业的动员会,它推动了我国金刚石工业的全面发展,此后,人造金刚石在中国遍地开花。

在此要特别指出的是,北京人工晶体研究所(原152所)等单位,以极大的毅力致力于我国两面顶合成设备和工艺的试验研究至今,使我国两面顶合成工艺和设备已进入生产实用阶段并不断完善,对我国超硬材料工业由大变强将发挥重要作用。

中国六面顶合成压机设计者:陆乃琨(原第一机械工业部济南铸造锻压研究所)

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