中國粉體網(wǎng)訊
【編者按】粉體材料工業(yè)屬于支撐國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)和贏得國際競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵領(lǐng)域，近些年，國內(nèi)粉體材料工業(yè)轉(zhuǎn)型升級成效顯著，綜合實(shí)力穩(wěn)步增長，國際競爭力持續(xù)增強(qiáng)，一些企業(yè)長期專注于粉體材料領(lǐng)域、生產(chǎn)技術(shù)工藝國際領(lǐng)先、從而成為全球細(xì)分市場領(lǐng)導(dǎo)者的典范，有效改善了國內(nèi)高端粉材的緊缺局面，提升了核心工藝技術(shù)與裝備的自主可控水平以及關(guān)鍵戰(zhàn)略資源的保障能力。中國粉體網(wǎng)通過尋找“中國好粉材”這一活動(dòng)，以期促進(jìn)相關(guān)企業(yè)更好發(fā)揮示范作用，引領(lǐng)中國粉體工業(yè)的發(fā)展，并讓“好粉材”發(fā)出它們更大的光彩。
金剛石：自然界最硬物質(zhì)，人工制造打開應(yīng)用空間
金剛石的化學(xué)成分為碳（C），屬于碳元素的一種同素異形體，其密度為3.52g/cm3、硬度為莫氏10級，是目前人類已知自然界中最堅(jiān)硬的物質(zhì)。金剛石按照成因可分為天然金剛石和人造金剛石。
天然金剛石礦屬于非可再生資源且具有礦藏儲(chǔ)量稀少、開采成本高昂以及開采過程對生態(tài)環(huán)境破壞程度較高等特點(diǎn)，無法被大范圍應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，因此，全球工業(yè)用金剛石主要是人造金剛石。人造金剛石作為一種先進(jìn)碳材料，不僅具有超硬、耐磨和抗腐蝕等優(yōu)異力學(xué)特性，還具有其他材料無可比擬的熱學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、電學(xué)和化學(xué)等優(yōu)異性能，屬于高效、高精、半永久性、節(jié)能、綠色環(huán)保型材料，對其他高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的支撐作用極大，享有“材料之王”的美譽(yù)。
中國人造金剛石行業(yè)經(jīng)過50多年的發(fā)展，已形成相對完整的產(chǎn)業(yè)體系，人造金剛石行業(yè)經(jīng)歷從無到有、由弱變強(qiáng)的過程，并且逐步發(fā)展成為引領(lǐng)全球的民族產(chǎn)業(yè)。從2000年開始，中國一直是全球金剛石單晶生產(chǎn)和消費(fèi)大國，目前我國金剛石單晶產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的90%以上，其中微粉占比35%左右。
金剛石微粉：下游景氣帶動(dòng)需求增長
金剛石微粉是指由人造金剛石單晶經(jīng)過特殊工藝處理加工而形成的一種新型超硬超細(xì)磨料，具有硬度高、耐磨性好、熱敏、傳熱導(dǎo)等一系列優(yōu)良性能。
金剛石微粉的應(yīng)用主要包括兩個(gè)方面，一是利用人造金剛石超硬、耐磨、抗腐蝕的力學(xué)特性，可制作磨、削、切、割等各類金剛石工具，終端應(yīng)用領(lǐng)域于清潔能源、消費(fèi)電子、半導(dǎo)體、陶瓷石材、油氣開采、地質(zhì)鉆探、機(jī)械加工等領(lǐng)域；二是利用人造金剛石在光、電、聲、磁、熱等方面的特殊性能，作為重要的功能性材料，應(yīng)用于航空航天、國防軍工、生物醫(yī)藥等高科技領(lǐng)域。
隨著智能制造國家戰(zhàn)略的深入推進(jìn)，超高速、超精密、智能數(shù)控、精細(xì)加工等先進(jìn)制造技術(shù)不斷創(chuàng)新應(yīng)用，精密機(jī)械加工、清潔能源、消費(fèi)電子、半導(dǎo)體等新興行業(yè)快速發(fā)展帶動(dòng)金剛石微粉產(chǎn)品市場需求不斷增長。按現(xiàn)在35%的占比粗略統(tǒng)計(jì)，金剛石微粉需求2024年可達(dá)30億元。
惠豐鉆石，微粉冠軍
柘城惠豐鉆石科技股份有限公司（簡稱“惠豐鉆石”）是專業(yè)從事人造單晶金剛石粉體的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)，主要產(chǎn)品包括金剛石微粉和金剛石破碎整形料兩大系列。公司自成立以來，堅(jiān)持聚焦金剛石微粉“切磨拋”及“新型功能材料”方面的應(yīng)用，經(jīng)過多年的技術(shù)積累與創(chuàng)新，已發(fā)展成為國內(nèi)領(lǐng)先的金剛石微粉產(chǎn)品供應(yīng)商，參與“超硬磨料人造金剛石微粉”國家標(biāo)準(zhǔn)的起草。2020年12月公司被國家工信部授予專精特新“小巨人”稱號；2021年11月24日，公司“人造單晶金剛石微粉”被國家工信部確定為第六批制造業(yè)單項(xiàng)冠軍產(chǎn)品。
敢攬瓷器活，定有“金剛鉆”
惠豐鉆石以技術(shù)研發(fā)為先導(dǎo)，淬煉“金剛鉆”。公司注重開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的金剛石微粉核心關(guān)鍵技術(shù)，擁有金剛石破碎整形、提純、自動(dòng)分選、泡沫化金剛石微粉制備工藝及納米金剛石制備工藝等主要核心技術(shù)。目前已取得4項(xiàng)發(fā)明專利、103項(xiàng)國家實(shí)用新型專利。
破碎技術(shù)
破碎技術(shù)在金剛石微粉的生產(chǎn)中占有非常重要的位置，它不僅能將粗顆粒破碎成細(xì)顆粒，增加細(xì)顆粒的含量，同時(shí)又影響著產(chǎn)品的顆粒形狀。惠豐鉆石在生產(chǎn)過程中，通過對工藝參數(shù)的調(diào)整形成了一種既能滿足生產(chǎn)效率、又能滿足破碎效果提高物料成品轉(zhuǎn)化率的破碎篩分技術(shù)。該技術(shù)克服了普通滾筒式球磨機(jī)在研磨過程中無法及時(shí)掌握金剛石破碎粒度大小、需要人工切斷電源來控制研磨介質(zhì)對金剛石破碎時(shí)間，導(dǎo)致增加中間勞動(dòng)力且生產(chǎn)效率低、產(chǎn)生的細(xì)粒度粉末較多等弊端，提高了機(jī)械自動(dòng)化程度；可將金剛石的加料、破碎、篩分自動(dòng)化一體完成，降低了多顆粒金剛石的產(chǎn)生，并且整個(gè)過程無需機(jī)械的反復(fù)開關(guān)，提高了整套流水線生產(chǎn)作業(yè)的生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)力的生產(chǎn)成本，增強(qiáng)生產(chǎn)企業(yè)的競爭力。
微粉整形技術(shù)
物料破碎后，形狀為不規(guī)則體，要滿足客戶需求就需要對破碎后的物料進(jìn)行整形處理。而普通滾筒球磨機(jī)等機(jī)械磨容易讓金剛石微粉隨機(jī)械運(yùn)行而引入新的雜質(zhì)造成二次污染、為后期除雜帶來很多問題。惠豐鉆石金剛石微粉整形技術(shù)提供了一種內(nèi)循環(huán)式金剛石微粉整形裝置，使得金剛石微粉在整形過程中可以連續(xù)循環(huán)，整形合格的碎粉通過引風(fēng)氣流排到機(jī)外集料桶中收集，未合格粉末由輸送裝置送回整形磨中繼續(xù)整形。該技術(shù)有效減少了機(jī)械運(yùn)行對整形產(chǎn)品的雜質(zhì)污染，既提高了生產(chǎn)效率，又提升了整形效果。
微粉自動(dòng)分選技術(shù)
惠豐鉆石金剛石微粉分選工藝中2微米以粗的粉體采用的是自然沉降法，其技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是：自動(dòng)化程度高，無雜質(zhì)污染，在分選過程中不需要人工干預(yù)，減少了人為因素對產(chǎn)品品質(zhì)的影響，也減少了人工勞動(dòng)強(qiáng)度；一次性投料量大，可24小時(shí)自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行；產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定，一致性好。2微米以細(xì)粉體的分選工藝采用的是離心沉降法，利用離心機(jī)進(jìn)行快速分選亞微米、納米級微粉，其特點(diǎn)是分級速度快，分級精度高，大大縮短了超細(xì)粉體的生產(chǎn)周期。
金剛石微粉提純技術(shù)
國內(nèi)金剛石微粉多為以一型料的單晶金剛石為原料，由于一型料固有的特性：雜質(zhì)含量高、強(qiáng)度低，不能滿足高端市場對金剛石微粉的產(chǎn)品要求。此外，由于物料在破碎、整形等過程中會(huì)引入一些金屬或非金屬雜質(zhì)，所以需要對物料進(jìn)行凈化提純處理，以最終滿足客戶需求。惠豐鉆石金剛石微粉凈化提純裝置，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，通過少量、多次、分批向反應(yīng)容器中加入去雜試劑的方式，及對處理量、處理時(shí)間、處理溫度等條件的控制，讓雜質(zhì)去除更徹底，保證了金剛石微粉的質(zhì)量，可以使物料表面的潔凈度達(dá)到ppm級。
泡沫化金剛石微粉制備技術(shù)
針對金剛石微粉與結(jié)合劑結(jié)合不牢及在磨削拋光過程中過早脫落等問題，惠豐鉆石創(chuàng)新研發(fā)一種泡沫化金剛石微粉制備技術(shù)。該技術(shù)以金屬粉末為腐蝕劑，將金剛石微粉與金屬粉末混合均勻后，置于保護(hù)性氣氛中，在高溫下焙燒，提純處理后得到泡沫化金剛石微粉。通過增大金剛石微粉的比表面積和增加磨粒切削刃數(shù)，提高磨粒磨具的使用壽命及加工效率，實(shí)現(xiàn)硬脆材料的高效精密加工。
惠豐鉆石的核心技術(shù)
不斷創(chuàng)新，打造“硬核”產(chǎn)品
金剛石微粉根據(jù)下游用途可細(xì)分為線鋸用微粉、研磨用微粉、復(fù)合片用微粉和砂輪及其他用微粉。
各類產(chǎn)品特點(diǎn)、下游及終端應(yīng)用情況
伴隨著尖端科技和高端制造業(yè)發(fā)展的需要，對金剛石微粉性能提出不同程度的要求。當(dāng)前國內(nèi)少數(shù)廠家已經(jīng)能夠根據(jù)用途生產(chǎn)不同類型的金剛石微粉，未來金剛石微粉行業(yè)將朝著精細(xì)化、專用化、功能化方向發(fā)展。
依托技術(shù)創(chuàng)新，惠豐鉆石不斷豐富產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，覆蓋了清潔能源、消費(fèi)電子、半導(dǎo)體、油氣開采、機(jī)械加工、陶瓷石材等多個(gè)終端應(yīng)用領(lǐng)域。此外，公司結(jié)合下游行業(yè)及終端領(lǐng)域?qū)饎偸庸すぞ咭蠹皹?biāo)準(zhǔn)的不斷提升，研發(fā)了多種切、磨、拋應(yīng)用解決方案，根據(jù)客戶需求及產(chǎn)品特點(diǎn)的不同，對金剛石微粉顆粒形貌、強(qiáng)度、粒度集中度、純凈度和表面改性等進(jìn)行差異化定制，為客戶提供強(qiáng)有力的技術(shù)服務(wù)和支持，滿足下游客戶的定制化產(chǎn)品需求。
目前惠豐鉆石已研發(fā)出高端專用金剛石微粉、改性金剛石系列微粉、納米金剛石和微粒復(fù)合結(jié)構(gòu)金剛石磨粒等創(chuàng)新產(chǎn)品，且以上產(chǎn)品具備業(yè)內(nèi)可比的技術(shù)先進(jìn)性。
高端專用金剛石微粉：研究高強(qiáng)度、粒度分布集中、顆粒圓形度好的金剛石微粉，提高有效磨削力顆粒含量，增強(qiáng)耐磨性及熱穩(wěn)定性，形成專用金剛石微粉產(chǎn)品系列，替代低品級通用型金剛石微粉以滿足高端產(chǎn)品市場需求。
改性金剛石系列微粉：研究化學(xué)、物理方法對金剛石微粉進(jìn)行表面粗糙化處理，改善金剛石微粉表面性能，形成密集的微納尺度表面切削刃，提高金剛石磨粒磨具加工效率，形成刻蝕率3%-40%改性金剛石微粉產(chǎn)品系列，提高金剛石微粉在單晶硅、多晶硅、藍(lán)寶石、第三代半導(dǎo)體、視窗玻璃等硬脆材料精密研磨的加工效率。
納米金剛石：研究納米金剛石表面修飾功能性官能團(tuán)，達(dá)到良好生物相容性、無毒性和化學(xué)穩(wěn)定性，將納米金剛石從傳統(tǒng)研磨拋光拓展到生物成像、癌癥診斷治療、藥物傳輸?shù)壬镝t(yī)藥領(lǐng)域。
微粒復(fù)合結(jié)構(gòu)金剛石磨粒：研究細(xì)顆粒金剛石微粉和結(jié)合劑復(fù)合形成多刃化金剛石磨粒，達(dá)到高自銳性、高切削、長壽命加工效果，提高復(fù)合金剛石磨粒對玻璃、藍(lán)寶石等硬脆材料加工效率、表面質(zhì)量以及金剛石磨料的利用率。
憑借扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)、可靠的產(chǎn)品質(zhì)量和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，惠豐鉆石產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)受到了客戶的廣泛認(rèn)可。且公司制訂了嚴(yán)格的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對產(chǎn)品質(zhì)量要求更高、對產(chǎn)品粒度分級更細(xì)，產(chǎn)品性能指標(biāo)優(yōu)于超硬磨料國家標(biāo)準(zhǔn)。公司產(chǎn)品有較好的口碑，暢銷國內(nèi)的同時(shí)，還通過子公司遠(yuǎn)銷美國、日本、韓國、歐洲等地區(qū)。
小結(jié)
人造金剛石行業(yè)是國家政策支持和鼓勵(lì)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。隨著下游金剛石工具產(chǎn)品升級和應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，對金剛石微粉產(chǎn)品性能和品質(zhì)提出更高要求，行業(yè)集中化趨勢不斷加強(qiáng)，掌握先進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新型企業(yè)將占據(jù)優(yōu)勢地位。
作為國內(nèi)領(lǐng)先的金剛石微粉供應(yīng)商，惠豐鉆石始終堅(jiān)持“一日承諾，守信百年”的經(jīng)營管理理念，為客戶提供全品級的金剛石微粉產(chǎn)品。在人造金剛石行業(yè)，惠豐鉆石率先提出金剛石微粉“四超一穩(wěn)”（超純、超細(xì)、超精、超強(qiáng)，質(zhì)量穩(wěn)定）的產(chǎn)品質(zhì)量戰(zhàn)略。
應(yīng)對市場需求，公司積極擴(kuò)產(chǎn)金剛石微粉。2022年惠豐鉆石北交所上市，公司募資部分?jǐn)M用于金剛石微粉智能生產(chǎn)基地?cái)U(kuò)建項(xiàng)目，項(xiàng)目建成達(dá)產(chǎn)后，預(yù)計(jì)每年可新增金剛石微粉產(chǎn)量7.5億克拉，有望實(shí)現(xiàn)金剛石微粉業(yè)務(wù)“量”與“質(zhì)”的共同提升，進(jìn)一步提升公司在全球金剛石微粉領(lǐng)域的市場競爭力。
參考資料：
柘城惠豐鉆石科技股份有限公司招股說明書
柘城惠豐鉆石科技股份有限公司公開轉(zhuǎn)讓說明書
柘城惠豐鉆石科技股份有限公司2022年度報(bào)告
山西證券.惠豐鉆石：深化產(chǎn)業(yè)鏈布局，微粉冠軍蓄力CVD金剛石新未來
安信證券.惠豐鉆石：金剛石微粉的國家級專精特新“小巨人”，下游景氣募投擴(kuò)產(chǎn)求發(fā)展
【尋找“中國好粉材”活動(dòng)簡介】 為推動(dòng)國產(chǎn)高端粉材發(fā)展，提升高端粉體材料進(jìn)口替代，宣傳和推廣國產(chǎn)優(yōu)秀好粉材及研發(fā)單位，讓更多用戶了解和使用國產(chǎn)好粉材，尋找“中國好粉材“活動(dòng)應(yīng)運(yùn)而生，活動(dòng)由中國粉體網(wǎng)主辦、北京粉體技術(shù)協(xié)會(huì)協(xié)辦，主題為助力高端粉材研發(fā)創(chuàng)新行動(dòng)。歡迎實(shí)力企業(yè)（產(chǎn)品市占率全球前列、取得豐富的創(chuàng)新技術(shù)成果）自主申報(bào)，申報(bào)資料請發(fā)送到郵箱：cnpowder@163.com。主辦方將依托線上線下宣傳資源，幫助企業(yè)營銷拓客，助力企業(yè)品牌推廣，提升企業(yè)的國際知名度。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
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