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給模具穿上鉆石“外衣”

關(guān)鍵詞納米金剛石|2013-03-28 08:43:06|來源上海商報

摘要運用化學(xué)氣相技術(shù)法生產(chǎn)出的納米金剛石復(fù)合涂層拉拔模具產(chǎn)品不僅可以使模具的使用壽命大幅度提高，還能使生產(chǎn)效率顯著提高、有效節(jié)約原材料。上世紀(jì)80年代中期，張志明教授被派到日本學(xué)習(xí)。在...

運用化學(xué)氣相技術(shù)法生產(chǎn)出的納米金剛石復(fù)合涂層拉拔模具產(chǎn)品不僅可以使模具的使用壽命大幅度提高，還能使生產(chǎn)效率顯著提高、有效節(jié)約原材料。

上世紀(jì)80年代中期，張志明教授被派到日本學(xué)習(xí)。在日本名古屋大學(xué)學(xué)期間，張教授了解到了一種名為化學(xué)氣相法的技術(shù)，張教授思索著，這樣一種技術(shù)可以運用到很多行業(yè)之中，未來肯定有著廣闊的發(fā)展前景。回國后，張教授就在學(xué)校里申請了一個相關(guān)的科研項目。這位張志明教授便是上海交友鉆石涂層有限公司（以下簡稱“交友鉆石涂層”）的董事長。

鉆研技術(shù)不言放棄
5位創(chuàng)始人各出資十余萬創(chuàng)建公司
化學(xué)氣相法起源于國家“863”計劃。1986年3月3日，王大珩、王淦昌、楊嘉墀、陳芳允四位老科學(xué)家給中共中央寫信，提出要跟蹤世界先進水平，發(fā)展我國高技術(shù)的建議。鄧小平同志親自批示：此事宜速決斷，不可拖延。為此，中共中央、國務(wù)院組織200多位專家，經(jīng)過三輪極為嚴(yán)格的科學(xué)和技術(shù)論證后，批準(zhǔn)了《高技術(shù)研究發(fā)展計劃（“863”計劃）綱要》。
“863”計劃選擇了7個領(lǐng)域15個主題作為我國高技術(shù)研究與開發(fā)的重點，新材料領(lǐng)域便是“863”計劃的七個研究領(lǐng)域之一，而金剛石膜的制備和應(yīng)用就是新材料領(lǐng)域中所研究的一個方面。
為了克服天然金剛石自然資源匱乏以及人造金剛石體積限制等不足，發(fā)達國家自上世紀(jì)70年代起掀起了研制金剛石膜的熱潮。因此，金剛石膜的制備和應(yīng)用理所當(dāng)然就成了863計劃新材料領(lǐng)域的課題之一。
據(jù)張志明教授回憶，中國最早是在1987年開始研究化學(xué)氣相法的，而日本在這一技術(shù)領(lǐng)域較為先進。“早在1987年，上海交通大學(xué)就開始從事低壓氣相合成金剛石薄膜的研究工作，在國內(nèi)較早建立起金剛石薄膜涂層研究基地，承擔(dān)了國家"863"計劃新材料領(lǐng)域關(guān)于CVD金剛石薄膜的研究工作，研究工作主要集中在金剛石涂層具、模具和耐磨器件等應(yīng)用方面，取得了較多成果，在理論和工藝技術(shù)方面有多項突破。”
“那時，一些大學(xué)對這種方法的研究非常熱鬧，覺得這種技術(shù)很有用場。但事實上，在實際的生產(chǎn)應(yīng)用中還有很大的距離。”張志明教授介紹說：“之后，國內(nèi)也有不少企業(yè)在研究這種技術(shù)。但到了2000年，剩下研究這種技術(shù)的企業(yè)已經(jīng)寥寥無幾了。中國大多數(shù)企業(yè)還是將高溫高壓法運用到生產(chǎn)上，有數(shù)百家之多，但高溫高壓發(fā)的質(zhì)量不一定是最好的。化學(xué)氣相法則是近一、二十年才開始引起了大家的重視。”
事實上，起初在研究這項技術(shù)上會遇到很多問題，但張志明教授依然決定要繼續(xù)堅持下去，要將這一技術(shù)運用到生產(chǎn)實踐之中。不然，太辜負(fù)了國家。
張教授說，之前，國家在這一方面投入了幾百萬的的科研經(jīng)費，要知道，在那個時代，幾百萬是非常值錢的，如果不繼續(xù)鉆研下去，就太浪費了。
雖然有風(fēng)險，但在與現(xiàn)任上海交友鉆石涂層有限公司總經(jīng)理郭松壽商量之后，張志明教授決定要把科研轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。最終，張志明、郭松壽等四、五位創(chuàng)始人在商議后，決定每人拿了十幾萬元錢出來成立了現(xiàn)在的交友鉆石涂層。

技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化
傳統(tǒng)行業(yè)中的先進技術(shù)
交友鉆石涂層的宗旨是：實現(xiàn)“CVD金剛石涂層”技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化，以高新技術(shù)改造、提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，以獨特的技術(shù)優(yōu)勢、靈活的經(jīng)營模式迅速擴大市場份額，以優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)創(chuàng)立著名品牌，爭取經(jīng)濟效益，以先進、規(guī)范的體制治理企業(yè)，努力辦成國內(nèi)最大、國際著名的CVD金剛石涂層技術(shù)公司。
交友鉆石涂層所研究的化學(xué)氣相法技術(shù)主要應(yīng)用在低碳鋼拉拔行業(yè)、鋁塑復(fù)合管行業(yè)以及電線電纜行業(yè)。
據(jù)交友鉆石涂層總經(jīng)理郭松壽介紹：“公司開發(fā)的納米金剛石復(fù)合涂層拉拔模具產(chǎn)品，已在一百多家電纜和金屬制品生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用，為應(yīng)用企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟效益。”
記者在采訪時了解到，交友鉆石涂層開發(fā)的納米金剛石復(fù)合涂層拉拔模具產(chǎn)品使用壽命大幅度提高。采用納米金剛石復(fù)合涂層緊壓模，圓形導(dǎo)體絞線長度從原來的25－30公里提高到300－500公里以上，最高的模具使用壽命可達1000公里，其產(chǎn)量可為普通模具的15－30倍甚至更高。
“采用納米金剛石復(fù)合涂層緊壓模，在其全壽命使用周期內(nèi)可大幅度提高產(chǎn)量，減少了停機檢測、換模的次數(shù)，單絲斷線率明顯下降，減少工人勞動強度，生產(chǎn)效率顯著提高，據(jù)此統(tǒng)計可為應(yīng)用企業(yè)每年帶來很大的經(jīng)濟效益。”郭松壽在接受商報記者采訪時介紹到。
另外，采用納米金剛石復(fù)合涂層緊壓模電纜截面的穩(wěn)定性非常好，導(dǎo)體截面長距離（300公里或更長）保持不變，有利于絕緣生產(chǎn)的半導(dǎo)體屏蔽層和絕緣層厚度的穩(wěn)定控制，對提高電纜的耐壓水平也是大有好處的。
郭松壽回憶道：“當(dāng)時，公司自己也沒有注意到這一優(yōu)點。模具能節(jié)約材料的這個優(yōu)點還是公司的一家用戶在使用之后來告訴我們的。”
使用納米金剛石復(fù)合涂層緊壓模可以保證絞制緊壓圓導(dǎo)體的截面數(shù)百公里不變，完全避免了采用硬質(zhì)合金緊壓模所產(chǎn)生的截面波動和由此產(chǎn)生的各種原材料的浪費，因而可有效節(jié)約原材料（銅、半導(dǎo)體屏蔽料、絕緣材料等），其中以節(jié)約銅材最為注目。
據(jù)測量導(dǎo)體截面穩(wěn)定，比原有的硬質(zhì)合金模具節(jié)約銅材1%，再加上可以避免采用硬質(zhì)合金模具換模時所造成的線芯材料的浪費，因此使用納米金剛石復(fù)合涂層緊壓模節(jié)約材料費用將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益。
根據(jù)據(jù)用戶實驗統(tǒng)計，一般金剛石涂層拉絲模拉拔低碳鋼絲的，使用壽命為硬質(zhì)合金拉絲模的6－10倍以上；在電線電纜行業(yè)，金剛石涂層緊壓模的使用壽命是硬質(zhì)合金模具的15－30倍；拉拔鋁塑復(fù)合管的金剛石復(fù)合涂層焊接套與定徑套，其使用壽命是氟塑料模具的數(shù)百倍以上。

遭遇瓶頸：
如何批量生產(chǎn)是一大瓶頸
雖然有著先進的技術(shù)，但是交友鉆石涂層這一路走來，也遇到過不少困難。例如，公司成立的第二年，交友鉆石涂層以外虧損了10萬元。在經(jīng)過分析探討后，公司發(fā)現(xiàn)由于模具的壽命較長，所以公司的銷量也出現(xiàn)了一定的下滑。
此外，一些用戶在使用交友鉆石涂層生產(chǎn)的模具時也遇到過光潔度不夠好、掉銅屑、導(dǎo)電性能變差等問題，公司在本身技術(shù)上也暴露出一些問題。
之后，交友鉆石涂層的領(lǐng)導(dǎo)層對用戶所提出、反映的問題一一進行了研究，從技術(shù)著手，不斷進行改進，使公司的產(chǎn)品性能越來越好，越來越深得用戶喜愛。
郭松壽總經(jīng)理坦言，公司目前仍面臨著一些問題需要，例如如何實現(xiàn)批量生產(chǎn)。隨著交友鉆石涂層的客戶、訂單越來越多，公司需要盡快解決這一問題。

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