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 1963年，中國科學(xué)家成功合成了我國第一顆人造金剛石，前后用了兩年多時間，圓了國內(nèi)外眾多人的百年夢想，走完了工業(yè)發(fā)達國家用了10多年才走完的路程。

作為一種新材料，以金剛石為代表的超硬材料在航空航天、國防軍工、光伏及電子信息等國民經(jīng)濟建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，引領(lǐng)著我國高端制造業(yè)的發(fā)展。

近年來，中國已經(jīng)成為了世界工廠，國內(nèi)人造金剛石產(chǎn)量也迅速增長。數(shù)據(jù)顯示，我國人造金剛石產(chǎn)量已占世界總產(chǎn)量的90％以上，成為名副其實的超硬材料生產(chǎn)制造大國。

但“大國”不等于“強國”，我國超硬材料在高端產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用上仍存在短板。可喜的是，這種局面在以北京安泰鋼研超硬材料制品有限責(zé)任公司（以下簡稱“安泰超硬”）等為代表的企業(yè)的努力下，正在不斷被打破。

近日，《大國之材》獨家專訪了業(yè)內(nèi)資深專家、安泰超硬總工程師/副總經(jīng)理劉一波。

“說實話，作為行業(yè)內(nèi)一員，肯定由衷期盼超硬材料行業(yè)可以發(fā)展得更好。”劉一波剛從鄭州參加完專業(yè)會議回到北京，風(fēng)塵仆仆。但在講起超硬材料時，語調(diào)仍是不自覺上揚。

在他的回憶下，安泰超硬與我國超硬材料行業(yè)的發(fā)展畫卷，徐徐展開。

△ 右一為劉一波

從“進口”向“出口”轉(zhuǎn)變

作為切削用金剛石工具，金剛石鋸片具有成本低、效率高等特點，廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探、石材、機械軸承、半導(dǎo)體、藍寶石、復(fù)合材料、汽車及國防工業(yè)等各個領(lǐng)域。

在上世紀80年代早期，中國的金剛石工具產(chǎn)業(yè)才剛剛起步。當時，劉一波正在武漢工業(yè)大學(xué)（現(xiàn)武漢理工大學(xué)）求學(xué)。

“那會兒，金剛石還不是一個專業(yè)，更談不上超硬材料了。”那個年代，洋品牌的金剛石單晶、刀頭、機體、機具一統(tǒng)天下，且產(chǎn)品價格非常昂貴，中國的金剛石工具主要依賴進口。

為了擺脫國外企業(yè)壟斷的局面，中國鋼研科技集團（原鋼鐵研究總院）于 1993 年創(chuàng)建北京安泰鋼研超硬材料制品有限責(zé)任公司。經(jīng)過不懈的攻關(guān)，率先在國內(nèi)開發(fā)出冷壓燒結(jié)金剛石鋸片、熱壓燒結(jié)金剛石鋸片、激光焊接金剛石鋸片、金剛石繩鋸等重大工藝。

更振奮人心的是，安泰超硬開發(fā)的粉末觸媒合成材料全套技術(shù)，為中國的人造金剛石產(chǎn)業(yè)做出了巨大貢獻。

在技術(shù)開發(fā)進程中，作為技術(shù)核心骨干乃至主導(dǎo)人的劉一波創(chuàng)新性地提出了金剛石工具設(shè)計“三個五”原則：金剛石品級、濃度、粒度、外形與處理、分布的五要素；工具胎體的耐磨性、把持性、燒結(jié)性、焊接性、成形性五特性；金剛石工具制造工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計、質(zhì)量可控制性、生產(chǎn)效率、設(shè)計成本五要素。雖然他自己沒有提及，但這對安泰超硬和國內(nèi)各行業(yè)金剛石工具的設(shè)計、研究開發(fā)都具備良好的指導(dǎo)意義。

發(fā)展至今，安泰超硬擁有金剛石刀頭、金剛石鋸片、金剛石工程鉆、金剛石磨輪、釬焊金剛石工具和精密超硬砂輪等系列產(chǎn)品，共計 3000 余種產(chǎn)品，產(chǎn)品均擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，年產(chǎn)各類超硬材料工具 1000 萬件以上，產(chǎn)品 80%以上出口美國和歐盟地區(qū)，占我國同類產(chǎn)品出口量的 20%左右，是國內(nèi)最大的金剛石工具出口基地之一。

“在質(zhì)量穩(wěn)定性、可靠性和技術(shù)工藝方面，安泰超硬的產(chǎn)品已達到國際先進水平，得到了歐美、日本等國外主流用戶以及國內(nèi)同行的認可，逐漸成為超硬材料的引領(lǐng)者。”如今擔(dān)任安泰超硬總工程師/副總經(jīng)理的劉一波頗為欣慰。

而在安泰超硬等企業(yè)的不懈努力下，目前，中國已經(jīng)成為全球最大的超硬材料基地，產(chǎn)量占全球90%以上。中國的超硬材料行業(yè)形成了規(guī)模化，產(chǎn)品除滿足國內(nèi)市場需求外，憑借性價比優(yōu)勢“揚帆”海外市場。

用創(chuàng)新點亮前行“明燈”

世界經(jīng)濟發(fā)展的全球化趨勢早已成為定局。

蕓蕓企業(yè)，只有不斷提升創(chuàng)新能力、掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，才能拔尖冒頭。

作為一家有科研院所歷史背景的科技型公司，安泰超硬一直堅持“四新”（新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應(yīng)用）作為公司的產(chǎn)品開發(fā)核心，并通過技術(shù)的牽引獲得市場競爭優(yōu)勢。劉一波表示，安泰超硬的研發(fā)人員通常會根據(jù)市場需求，通過深入的技術(shù)研究，研發(fā)出具有市場競爭力的產(chǎn)品。

這種以市場為導(dǎo)向的研發(fā)思路，像是茫茫大海上的一盞明燈。

△ 安泰超硬管理團隊

安泰超硬在國內(nèi)率先實現(xiàn)了超細預(yù)合金粉、非晶態(tài)合金粉末等應(yīng)用于金剛石工具的配方設(shè)計開發(fā)，從而形成具有鋼研特色的安泰超硬專業(yè)金剛石工具胎體系列胎體配方，并根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域和切割對象的不同特性，解決了激光焊接過渡層與刀頭配方的匹配，粉末燒結(jié)體和鋼基體的結(jié)合強度等問題，確保實現(xiàn)了焊接和燒結(jié)產(chǎn)品抗彎強度達到 900MPa 以上的國際先進水平，成為從 2004 年起國內(nèi)唯一一家工具產(chǎn)品通過 OSA 組織（歐盟磨削工具安全組織）認證會員企業(yè)。

目前，安泰超硬擁有500余名員工，50多項專利 ( 其中18項為國家發(fā)明專利）；主持和參與制定 8 項國家和行業(yè)標準，是超硬材料行業(yè)的龍頭企業(yè)之一。

最近幾年，安泰超硬開發(fā)新興工業(yè)材料（硬脆難加工材料）金剛石工具制備技術(shù)，實現(xiàn)了在光伏、LED 和半導(dǎo)體領(lǐng)域晶硅、藍寶石等硬脆材料超精細加工用金剛石套料鉆、超薄切割片、減薄砂輪等產(chǎn)品國產(chǎn)化，全面替代進口，填補國內(nèi)空白，達到了國際先進水平。

劉一波表示，安泰超硬將會繼續(xù)加大研究超硬材料在工業(yè)市場的應(yīng)用力度，實施相關(guān)多元化戰(zhàn)略，以金剛石工具為基礎(chǔ)，拓展、延伸、整合超硬材料產(chǎn)業(yè)鏈，為機械加工、半導(dǎo)體、光電行業(yè)等新興產(chǎn)業(yè)提供精密工具和解決方案，加快我國高端制造領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化步伐。

“硬拳之路”正當時 

“拳頭硬”，才是王道。

誠然，經(jīng)過三十余年快速發(fā)展，中國超硬材料行業(yè)邁出了一大步。特別是人造金剛石和立方氮化硼的加工領(lǐng)域，在世界上享有市場上的話語權(quán)，產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平已達到世界先進水平。但中國超硬材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然面臨著眾多挑戰(zhàn)。

第一，低價競爭。隨著國內(nèi)企業(yè)投資規(guī)模逐漸增大，由于規(guī)模化生產(chǎn)帶來的成本優(yōu)勢，從而嚴重導(dǎo)致產(chǎn)品價格的下降，并最終壓縮企業(yè)的盈利空間。雖然競爭最終會拓寬超硬材料的市場，但激烈的競爭仍會給企業(yè)帶來較大的挑戰(zhàn)。

第二，知識產(chǎn)權(quán)薄弱。多數(shù)企業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)受到侵犯，嚴重挫傷了超硬材料行業(yè)自主創(chuàng)新的動力。隨超硬材料行業(yè)市場競爭愈加激烈，知識產(chǎn)權(quán)保護意識亟待加強。

第三，創(chuàng)新能力不足。國內(nèi)超硬材料設(shè)計創(chuàng)新動力不足，產(chǎn)品重復(fù)率高，市場同質(zhì)化現(xiàn)象越來越凸顯，導(dǎo)致市場秩序被打亂，市場競爭陷入惡性循環(huán)。

第四，國際環(huán)境變幻莫測。2018年美國發(fā)起對中國幾乎所有輸美商品的貿(mào)易戰(zhàn)，超硬材料類商品包含其中，對行業(yè)發(fā)展造成了非常不利的影響。

劉一波在超硬材料行業(yè)行走數(shù)十載，同時還擔(dān)著中國機床工具協(xié)會超硬材料專家委員會委員、中國磨料磨具協(xié)會標準委員會副主任兼超硬材料與制品標準委員會主任等職責(zé)，常常被憂慮包圍著。

與眾多行內(nèi)人意見一致，他也認為，中國超硬材料行業(yè)急需加快轉(zhuǎn)型升級，培育國際高端客戶群，營造好的政策環(huán)境，提高創(chuàng)新能力，加強保護自主知識產(chǎn)權(quán)，不斷提高自動化智能化制造水平，為客戶提供優(yōu)質(zhì)解決方案。

“與此同時，配套領(lǐng)域要適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需求，市場競爭秩序要規(guī)范，市場營銷、品牌建設(shè)等方面也要適應(yīng)新時代制造業(yè)發(fā)展的新形勢。只有這樣，我國超硬材料行業(yè)才能得到穩(wěn)定健康的發(fā)展。”

關(guān)于金剛石的應(yīng)用發(fā)展和行業(yè)未來的走勢，劉一波做出了一番闡述。他認為，在已充分利用超硬材料性能優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，行業(yè)可以通過自身創(chuàng)新擴大應(yīng)用領(lǐng)域，具體如下：

一是由于金剛石合成技術(shù)進步，使得其價格進一步降低，在替代傳統(tǒng)硬質(zhì)材料（硬質(zhì)合金和各種磨料）方面體現(xiàn)性價比優(yōu)勢，將會在應(yīng)用領(lǐng)域有更多作為，目前在行業(yè)已有體現(xiàn)；

二是寶石級金剛石合成技術(shù)的成功，將孕育出一個首飾級市場的發(fā)展機會；目前國內(nèi)已在起步運行；

三是由于金剛石具有最佳的聲光電熱性能，圍繞功能金剛石開發(fā)利用成為行業(yè)研發(fā)熱點，未來在最高端的電子材料、熱擴散管理材料、窗口材料等方面的應(yīng)用發(fā)展將改變超硬材料行業(yè)的格局，行業(yè)人士預(yù)測目前以金剛石硬度為主的應(yīng)用將是未來金剛石應(yīng)用的一個小分支；

四是目前最成熟的金剛石硬度為主的應(yīng)用發(fā)展趨勢是常規(guī)的鋸切鉆進磨削工具，將隨著金剛石價格下降，設(shè)備自動化，環(huán)保，新產(chǎn)品等因素進一步降價，價格戰(zhàn)還會保持相當長的時間，但專業(yè)的工程施工工具、油氣鉆采、數(shù)控加工及自動生產(chǎn)線用各類超硬磨具刀具、廣電（單晶硅、藍寶石等）精細精密加工工具還是美歐日產(chǎn)品為主，國內(nèi)企業(yè)努力進取仍有分享這個高端市場市場的機會。