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高溫無壓燒結技術

國外粉末冶金燒結技術的研究發現,高溫無壓燒結工藝對于那些在燒結工藝中出現液相的制品是更為適合規模生產的一種先進技術,在美國、日本、德國等工業發達國家已經被普遍采用。這種工藝綜合了無壓燒結及高溫燒結的技術優勢,在無壓的狀態下將燒結溫度提高到900℃以上,胎體材料具備優異的物理化學性能。采用高溫無壓燒結技術作為金剛石制品胎體材料的制備工藝,與傳統的熱壓燒結法相比,具有以下幾方面的優越性。

(1)可以解決制品的形狀問題,只要壓坯可以冷壓成型出來,通過高溫燒結,不僅可以達到燒結致密化的效果,而且由于整個工藝在均勻的溫度場中完成,可以保證燒結毛坯的形狀及尺寸精度,最大限度地減少燒結后的磨削加工余量。

(2)無壓燒結具有產量大、基本沒有模具損耗、能耗低、產品質量穩定的特點,適合于規模化生產。

3超硬材料制品應用領域節能減排前景廣闊

超硬材料制品通過技術改造以及不斷拓展其應用領域(尤其是替代普通磨料磨具)實現在應用領域節能減排的前景廣闊、空間巨大、近年來,在建筑陶瓷加工方式實現節能減排方面取得了很大的成效,表現為以下幾個方面:

3.1金屬結合劑金剛石磨塊替代菱苦土碳化硅磨塊已經批量應用,并呈快速成長的發展趨勢

菱苦土碳化硅磨塊自上世紀80年代以來被廣泛應用于建筑陶瓷表面的研磨拋光,具有拋光效率高、適應廣的特點。但菱苦土結合碳化硅磨塊使用壽命很短,平均使用壽命只有1到3小時,每個磨塊的重量約1.1公斤,含碳化硅磨料約235克,氯鎂水泥850克,塑料卡座20克,其中的氯鎂水泥和碳化硅磨料完成磨削后變成了廢渣,伴隨產生大量廢水,并且產生的廢水呈弱堿性。據統計,我國一天要消耗1800000塊,折合423噸碳化硅,1530噸氧化鎂,36噸塑料,100噸包裝紙,同時意味著一天要產生2000噸的廢料及大量堿性廢水,并且需要每天超過2000噸的運輸量。碳化硅磨塊的大量使用造成了自然資源的過度開采和消耗。碳化硅磨塊的生產與使用均對環境造成了比較大的破壞。目前,氧化鎂作為自然資源已經被列為國家控制的不可再生的戰略物資,碳化硅作為高能耗、高污染物資也受到國家限制發展,因此開發應用金屬結合劑金剛石磨塊在節能減排方面具有重要的意義。

3.2金剛石干法磨邊輪

用于內墻裝飾的釉面磚(俗稱 瓷片 )的四邊往往需要經過磨邊輪磨削加工獲得較精準的尺寸。常規的磨邊輪磨削時需要水冷卻,由于釉面磚的吸水率一般在20%左右,冷卻的同時釉面磚吸收了大量的水分,容易導致包裝物受潮而使釉面磚染色發霉,因此需要對吸水后的釉面磚進行干燥,要建專用的干燥窯,消耗大量能源。通過開發金剛石干法磨邊輪,實現無水冷卻磨削,可省去磚坯干燥過程,節約場地和能源消耗。上海斯米克的批量使用比較表明,使用干法磨邊輪磨邊,每平方米釉面磚可以節約天然氣0.3立方米,綜合加工成本每平方米節約0.56元。若以全國年產釉面磚13億平方米計算,每年可節約天然氣3.9億立方米(或相當于其它能源),節約費用7.28億元。

3.3超薄陶瓷切割片

陶瓷切割用金剛石超薄鋸片的厚度一般在1.4以下,用于建筑陶瓷的分條、馬賽克、開槽等切割加工,與普通的切割金剛石鋸片相比(以1.2mm厚度的超薄片與2.0mm厚度的普通片為例),具有以下優點:

(1)能耗低。切割過程中,超薄片的電流要比普通切割鋸片降低45%以上。

(2)粉塵排放少。由于刀頭變薄,切割過程中的加工對象的去除量明顯減少,粉塵排放降低37%。

(3)效率提高。由于鋸片減薄,切割過程材料去除量、切削力量等減少,切割速度可以大大提高,加工效率明顯上升。

(4)噪音低。由于鋸片減薄,切割過程中的切削力減少,鋸片與加工對象之間由于摩擦產生的震動降低,噪音明顯下降。

4.展望與建議

金剛石工具的出現是人類工具史上的革命,不但極大減輕了人們的勞動強度,提高了工作效率,而且已經成為節能減排的 利器 ,并將在更多領域節能減排方面發揮無可替代的作用。超硬材料制品行業必將成為節能減排不可或缺的基礎性行業之一,擁有廣闊的發展前景和美好的未來。

在超硬材料制品設計制造過程中,隨著新材料、新技術、新工藝、新設計的開發與應用,節能減排同樣大有作為。為引導企業更好地開展節能減排工作,建議協會和企業加強以下兩方面的工作。

(1)協會建立有代表性的不同類別產品的萬元產值(銷售值)的能耗評價指標,評價行業在節能減排方面的發展趨勢,促進企業的節能減排。

(2)企業內部要建立節能減排的評價考核體系,如萬元產值(銷售值)結合劑消耗標準,萬元產值(銷售值)結合劑能耗指標、萬元產值(銷售值)磨料消耗標準等,通過內部考核激勵,引導企業自主開展節能減排工作。


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