原標題:打破壟斷，南京（jīng）高（gāo）新區這家企業“硬（yìng）核”助力精密製造

來源:中國南京網

中國網-感知南京6月10日訊超硬（yìng）磨具被（bèi）譽為先進製造領域不可或缺的“工業牙齒”。航空航天、國防軍工、光伏、電子信息等領域的各種材料加工難題，在它（tā）麵前都能迎刃而解。但該領域的（de）高端市場一直被進口產（chǎn）品壟斷（duàn），部分關鍵產品在國內屢禁不止。雖然國產超硬磨具的技術（shù）一直在發展，但在（zài）線修（xiū）整仍存在一些困難。傳統的產品（pǐn）結合劑隻能對磨料產生物理包（bāo）埋作用，握持力不足。在南京高新（xīn）區（qū），2016年成立的一家（jiā）年輕企業——匠工精密(南京)有限公司，通（tōng）過自（zì）主研發，顛覆傳統熱（rè）壓燒（shāo）結工藝，走出了一條粘結劑（jì）技術的創新之路（lù）。新一代金（jīn）屬基多孔超硬磨具應運而生，實現了該領域的順利突破（pò）。近日，記者走進工匠精密，聽公司總經理工匠精（jīng）密講述他們的突破故事。

三年研發攻克技術（shù）難關

“你看我們手機殼的（de）邊緣為什麽這麽光滑？為什麽這個弧線這（zhè）麽平滑？這些都是用銑刀銑削的，我們最早進入硬質合金（jīn）銑刀（dāo）鑽頭加工行業。”采訪（fǎng）一開（kāi）始，當記者問及超硬磨具的作用時，匠人精密首先以一部（bù）手機為案例做了簡（jiǎn）單的解釋（shì）。“基（jī）礎加工製造業大致可以分為車、銑、磨（mó）三大類。粘結磨具不僅承（chéng）擔磨（mó）削領域的（de）工作，還支持車銑行業車刀和銑刀（dāo）的生產加工。在製造業中的重要性不言（yán）而喻。”他告訴記者，超硬磨具被譽為先進製造領域不可或缺的（de）“工業牙齒”，是現代製造業實現精（jīng）密加工、super 精密加工最有效、應用（yòng）最廣泛的製造技術。

超硬磨具（jù），簡單來說就是將金剛石和立方氮化硼固結成型為各種磨具。超硬磨具的（de）使用壽命是常規磨具的300倍以（yǐ）上，工作效率是（shì）常規磨具（jù）的6至8倍，優勢突出。但由於（yú）在線修整困難，一直無法實現全部更換。

經過三年多的時間，上（shàng）千次的實驗，匠人成（chéng）功研發出一種全新（xīn）的合（hé）金體係，對金剛石和CBN超硬磨料都具有極佳的潤（rùn）濕性。被稱為新一代金屬（shǔ）基多孔超硬磨（mó）料，因為它是超硬磨料與結合劑之間的化學金冶金（jīn）結合，顛覆了傳統工藝中結合劑對磨料的（de）物（wù）理包埋，完全彌（mí）補了傳統超硬磨料無氣（qì）孔、不（bú）在線修整等缺點。

工匠精（jīng）密告訴記者，超硬磨具的磨料（liào）、結合劑和（hé）孔隙率是（shì）固結磨具的三大要素，是決定其磨削性能的（de）關鍵。“對於超硬磨具來說，磨料是金剛石和CBN，結合劑和氣孔是目前傳統超硬（yìng）磨具麵臨的問題。”據工匠（jiàng）的精確介紹，傳統磨具主要有樹脂、陶瓷、金屬等。作為鍵合劑，所有（yǒu）這些都是（shì）通過（guò）物理方法包埋（mái）在鍵合劑中的。但在加工過程中（zhōng），結合劑對磨料的握持力有限，不僅容易損壞產品，而且影響磨（mó）具（jù）的使用壽（shòu）命（mìng）。同時，傳統的超（chāo）硬產品（pǐn）沒（méi）有氣孔，容易堵塞，冷卻性差，最（zuì）重要的是不能在線修整，很難滿足複雜形狀（zhuàng）的成型和磨削需要。

匠精所克服（fú）的是傳統超硬磨具技術的“硬（yìng）傷”。他們研製的新一代金屬基多孔超硬磨具，能使超硬材料與（yǔ）結合（hé）劑的金屬成分發生化學冶金反應，形成合金過渡（dù）層，不僅能大（dà）大提高磨料的握持度（dù），延（yán）長其使用壽命（mìng），使（shǐ）其不易脫落，而且在燒結過程中還能產生40%的孔隙率。這使（shǐ）得磨具具有四個重要的優點。一是在研磨過程中，孔（kǒng）隙賦予（yǔ）產品超強的容屑能力，不易堵塞；其次，冷卻液可以完全浸沒在（zài）孔隙中，賦予產品超強的冷卻效果，不容（róng）易灼傷工件；第三，它賦予了產品（pǐn）超強的自（zì）銳性，避免了傳統磨具的鈍化。“第四個優點是裏程碑式的突破，可以滿足（zú）各種在線修整方式，實現高效成形磨削，完全替代普通磨具。”工匠精密告訴記者，這項關鍵技（jì）術不僅獲得了兩項發明專利（lì），還擁有完全自主的知識產權，徹底顛覆了傳統生（shēng）產工藝，填補了（le）國內高端磨料行業的一大空白。

打破國際壟斷，實現國內（nèi）替代

工匠精密告訴（sù）記者，新一代金屬基多孔（kǒng）超硬磨具的多孔蜂窩結（jié）構，匹配磨粒與金屬基體冶金結合帶來的超強握持力，產品具（jù）有獨特的持屑能力和冷卻（què）效果，以及超乎想象的鋒利和自銳性（xìng），可廣泛應用（yòng）於磨削各種附著力強（qiáng）的（de）難加（jiā）工（gōng）材料。包括航空發動機（jī）鈦合金及高溫合金、硬質合金刀具及絲錐行業、金屬陶瓷刀具行業、高速鋼刀具係列、汽車（chē）凸輪軸曲（qǔ）軸、精密軸承及齒輪、藍寶石襯底、單晶矽等關鍵零部件的磨削。“其在線修整能力特別適用於傳統超硬磨具難以適用（yòng）的各種成形磨削。”

其中，硬質合金銑刀和車刀是製（zhì）造業的基礎工具，應用廣泛，產量巨大。而硬質合金銑刀和鑽頭加工的（de）強力槽型砂輪多為進口品牌。工匠（jiàng）製作的這一係（xì）列產品不僅（jǐn）可以完全替代進口產品，而且在性能上也大（dà）大超越。如潘蔚強力切槽係列產品以其優異的（de）效果、超高的認知度和良好的性價比，在硬質合金工具行業建立了廣泛的口碑，正在取代進口（kǒu）產品的（de）市場份額（é），改變了業內“國（guó）產強力切槽砂輪沒有好產品（pǐn）”的認知（zhī）。幾（jǐ）家進口產品（pǐn）代理商已逐（zhú）漸轉向代理潘蔚產品。

高速鋼刀具由於砂輪在（zài）線（xiàn）修整整形的要求，不（bú）能使用高效CBN超硬磨具，一（yī）般使用附加值低、易消耗的（de）低端剛（gāng）玉磨具。工匠（jiàng）精密告訴記者，他們在上海的一個客戶，之（zhī）前用剛玉磨具（jù）加工大（dà）尺寸高速鋼鑽頭，每加（jiā）工一個鑽頭都需要修整（zhěng），嚴重影響了生產效率。但使用潘蔚CBN產品後，每300個鑽頭修整一次，磨床功率大（dà）大（dà）降低，冷卻液更換周期大大延長，產品質量提高，一線（xiàn）工人的勞動強度也降低了。據（jù）客戶評價，在潘蔚（wèi）產品價格超過傳統產品十倍以上的情況下，整體生產成本仍降低了45%。

半導（dǎo）體工業的發展也離不開超（chāo）硬磨具的（de）幫助。精密磨削過程必須（xū）保證晶片的光潔度和平行度（dù），整個晶片（piàn）不（bú）能有任何細小裂紋，這對（duì）所用的金剛石磨具提出了很高的要求。目（mù）前，該領域高（gāo）端金（jīn）屬結合（hé）劑產（chǎn）品（pǐn）市（shì）場主要（yào）被國外產品占據。工匠精密正在利（lì）用（yòng）自（zì）身結合（hé）劑的優勢，與南京、深圳的幾家公司合作，開發用於藍寶石芯片減薄（báo）拋光（guāng）的金（jīn）剛（gāng）石磨盤。目前部分技術指標已達到進口產（chǎn）品水平，後續研發仍（réng）在進行中，最終將突破（pò）半導體矽片研磨。

加大推廣力度助力國家精密製造

雖然在（zài）技術上取得了突破，但要獲得市（shì）場認（rèn）可並不容易。“畢竟高端（duān）市場一直被國外（wài）壟斷。作為一家年輕的創業公司（sī），我們還有很長的路要（yào）走。”工匠（jiàng）精密告訴記者，即使他（tā）們的產品可（kě）以替代進口產品，而且價格優勢明顯（xiǎn）；即使他們（men）的（de）技術獲得了多項專利，也獲得了2021年全國顛覆性技術創新大賽的獲獎項目。“但許（xǔ）多用戶仍然連測試的機會都（dōu）不給我們。”但匠精並沒有灰心，而是不斷（duàn）溝通，爭取測試（shì）機會。在一次又一（yī）次的測試（shì）中，相對於進口產品的優勢得到了充分的驗證（zhèng）。這樣，相對於一個（gè）歐洲進口的強開產品，對方加工一個20 mm直徑（jìng）的成型銑刀產品需要45分鍾，而潘蔚的強開產品（pǐn）隻需要30分鍾；還有一次，用（yòng）戶（hù）使用（yòng）進口冬季強（qiáng）製（zhì）開口產品加（jiā）工51個12mm直（zhí）徑銑刀產品，需要停機修整（zhěng）。然而，潘蔚的強製打開產品可（kě）以在不停（tíng）機的情（qíng）況下處理超（chāo）過1500件，而且從來沒有工人在（zài）上麵工作過...正是通過一次又（yòu）一（yī）次的產品（pǐn）測試對比，展（zhǎn）示了國產品牌的無限可能，讓更多的用戶（hù）了解了潘蔚的產（chǎn）品，市場（chǎng）也在（zài）逐步打開和擴大（dà）。

在匠人精密看來，產品研發和銷售很重要，一直在這兩個方向努力。“要達到國際（jì）先進（jìn）水平，不僅需要核心關鍵技術的突破，還（hái）需要持續（xù）創（chuàng）新。”正因如此，匠人精密與中國科學（xué）院冶金研究所、東北大學、北京理工大學重慶創新中心（xīn）、湖南大學高效磨削工程與技術國家研究中心等相（xiàng）關領域的國家科研團隊建立了緊密的集成（chéng）連接。接下來，在不斷擴充R&D團隊的同時，他們還將加大銷售團隊的建設，“擴大（dà）資源的積累，讓國產超硬磨具真正在（zài）先（xiān）進製造業（yè）得到廣（guǎng）泛應用。”

工匠精密（mì）告訴記者，潘蔚，取自《舊五（wǔ）代史（shǐ）·唐書》，意（yì）為重任在肩，保家衛國。“接下來，我們（men）將繼續發揚工匠精神，不忘助力國家精密製造行業的初心，為國家貢獻自己的一份（fèn）力量。”