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劉書楨:片狀觸媒合金早期研發的回顧

關鍵詞 劉書楨 , 片狀觸媒合金 , 回顧|2014-03-26 10:21:23|來源 中國超硬材料網
摘要 1973年秋,湖南冶金地質研究所來人,委托我院熔煉加工Ni76Mn24合金帶材,任務由崔用留和我負責實施,我們參考一般Ni基合金制作工藝,為對方提供了兩批帶材,此后二機部233廠和...
  1973年秋,湖南冶金地質研究所來人,委托我院熔煉加工Ni76Mn24合金帶材,任務由崔用留和我負責實施,我們參考一般Ni基合金制作工藝,為對方提供了兩批帶材,此后二機部233廠和桂林冶金地質研究所也來人要求熔煉加工合金帶,其成份均為(Ni76Mn24)。

  1973年12月,室領導派我外出調查國內人造金剛石觸媒合金的發展現狀,走訪了北京和上海兩地的主要金剛石研究單位和合金生產廠家,對行業大體情況有個初步了解。

  1974年5月,國家三部一局在湖南錫礦山召開人造金剛石應用和學述討論會,會上對“鉆石100型”金剛石鉆機進行鑒定,由于湖南冶金地質所使用我院觸媒合金片合成的金剛石,在制成鉆頭后,配合“鉆石100型”鉆機其鉆進效果特別突出(11級石灰巖中:時效2米/時,總進尺11米)。當時位列全國之首,號稱單打冠軍,我院觸媒合金因此一炮走紅,引起上級和行業的注意。會后冶金部,一機部和國家地質總局的領導相繼來我院參訪。冶金部地質司石司長要求我院加強觸媒合金方面的研究工作,并決定撥款完善我院合金熔煉條件。1974年7月院里派方俊和我去鄭州與三磨所商談觸媒合金科研合作,協議提出用NiMnCo三元合金取代當時流行的NiMn二元合金(如Ni70Mn30、Ni76Mn20)和NiCrFe合金,商定由長沙院負責觸媒合金研制,三磨所負責金剛石合成中觸媒合金的應用。

  1974年8月,一機部在上海召開“大顆粒人造金剛石研討會”(我院受邀參加),在會上制定的全國金剛石發展規劃中,指定我院為人造金剛石用觸媒材料研制的負責單位,會后我立即將此事向上作了匯報。

  1974年10月,我們給三磨所發出第一批N70iM25nCo5合金帶材,一個月后,三磨所返饋合成結果。據稱:已達到該所內定的課題指標,后來課題通過三磨所內部鑒定。

  1975年初,領導決定成立觸媒合金組,由王光祖任組長,正式開展金剛石和觸媒的研究課題,隨著參與人員增加,除NiMnCo合金外,后來又開展了2#觸媒(NiMnCoNbCu)3#觸媒(NiMnCu)的研究工作,分別在1977年和1986年通過部級鑒定, 在國內得到推廣應用。

  Ni70M25nCo5合金(或稱1#觸媒)作為組里工作重點,一開始在合金成份配比上存在爭議,由于合金中大量使用Ni和Co,它們都是有價金屬,依賴進口,特別是金屬Co價格昂貴,最好少用或不用,我們在相應調節Ni、Mn百分比的前提下將Co含量選定為3%、5%、7%、10%、15%,參照以前的工藝又制備一批合金帶材,分別發往三磨所、桂林冶地所和湖南冶地所,三家先后返回的檢驗結果表明:①Co%<3%金剛石顏色偏淡,強度降低,②Co%>10%金剛石顏色和強度與含5% Co合金的效果并無明顯改變。在合金成份上統一認識后,我們較多時間都花在改進合金工藝和提高合金性能上,包括熔煉加工工藝改進及添加C、B 、Cr、Al、Ce、La等微量元素對合金物性和金剛石合成效果的影響,與此同時還經常收集國內各地用戶反饋的信息,作為改進合金的依據。歷經10年研制和推廣,N70iM25nCo5觸媒合金在國內金剛石廠家得到普遍應用,已成為六面頂壓機上合成金剛石單晶的最佳選擇。1984年由冶金部組織技術鑒定,評價為“國內首創,對我國金剛石工業的發展起到了積極的推動作用,實際上已成為定型產品”。

  從經濟效益方面看,僅我院一家出產的N70iM25nCo5合金1984年13.5噸(產值147.75萬元),1994年505噸(產值8,867.8萬元),10年間產量增加37倍,產值增加60倍。

  在1#觸媒鑒定后的10年間,我們一直關注著行業的發展趨勢,先后于1986年和1993年推出86—8#(含Cr 、Si)和CHS3(含Fe)兩種觸媒合金,均有較好的推廣應用,并通過部級技術鑒定,不過其影響面遠不及N70iM25nCo5合金觸媒之廣泛。

  我于1994年12月退休,其它情況不甚了解。(作者:長沙礦冶研究院  劉書楨
 

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