基于专利分析的PCD超硬刀具发展态势研究
2021-07-26郭文娟刘玉琴
中国材料进展 2021年6期
郭文娟,刘玉琴,孙 源,叶 茂
(1. 中国科学院武汉文献情报中心,湖北 武汉 430070)(2. 北京印刷学院新闻出版学院,北京 102600)
1 前 言
硬度明显高于硬质材料的一类材料称为超硬材料[1]。目前使用的超硬材料主要包括金刚石和立方氮化硼及以其为主材制成的复合材料[2]。超硬材料具备优异的力学、光学、电学、热学、声学和生物学等性能,因此享有“材料之王”的美誉[2, 3]。
随着航空航天、汽车、能源工业的发展,大量高性能新型材料涌现出来,如硅铝合金、纤维增强复合材料等,这些高性能新型材料的切削加工需求推动了超硬刀具材料的发展。用超硬材料制作的刀具具有硬度高、耐磨性和热稳定性好等特点,可以实现高速、高效和高精度加工。其中,聚晶金刚石(PCD)超硬刀具因其良好的加工质量和加工经济性在非金属材料、有色金属及其合金材料、金属基复合材料等的切削加工领域显示出其它刀具难以比拟的优势,在超硬刀具领域的地位尤为重要,已被广泛应用于汽车、航空航天、木材加工、电子及石油地质钻探等多个领域[4]。
PCD是由金刚石微粉与结合剂在高温高压下烧结而成的,其耐磨性为硬质合金的100多倍、硬度为硬质合金的2~4倍、寿命为硬质合金的几十至数百倍[5]。工业发达国家对PCD超硬刀具的研究开展较早,PCD超硬刀具的应用已比较成熟,在切削刀具中的应用比例约为10%。在国内,PCD超硬刀具的应用仅占约2%,相关产业仍以高速钢刀具和硬质合金刀具为主[6]。
为了推动PCD超硬刀具在我国相关领域的应用,应该明确其技术热点及竞争优势,而以专利为突出代表的知识产权作为一种新兴生产要素,在世界范围内的产业竞争中发挥着越来越重要的战略性作用。……
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