57腔体在700mm压机的的研发应用1[1]

中国冶金地质总局科技创新项目申请书专业类别:超硬材料制造项目名称：φ57腔体在φ700缸径压机上的研发、应用项目实施单位：超硬材料制造部（公章）项目负责人：杨烨项目主管单位：晶日金刚石工业有限公司（公章）申报日期：2010年11月25日项目编号一、基本信息项目负责人情况姓名杨烨性别男出生年月1973.10文化程度大学职称高级工程师联系电话[e-mail]申请单位情况名称晶日金刚石工业有限公司通讯地址河北三河燕郊开发区东环路9号邮编065201单位性质其他主要联合申请单位单位名称参加形式（1.合作2.协作）单位性质联系电话成果提供形式01.发明专利02.新产品03.新装置04.新材料05.新工艺（或新方法、新模式）06.计算机软件07.技术标准08.其他总经费概算186万元项目研究期限一年拟申请年度总局科技经费90万元其他经费来源（万元）（请将提供经费方出具的同意提供经费的证明，作为其他附件附后。）其他科技计划国家其他资助协作合作单位匹配局院匹配银行贷款自有资金96其他资金合计186申报日期2010.11二、项目设计论证（一）本课题国内外研究现状述评，选题意义和价值近几年我国超硬材料行业快速发展，设备更新步伐明显加快，合成腔体迅速扩大，实现了单次产量、质量的大幅提升。随着单次合成效率的提高，使合成金刚石产量提高，单位生产成本下降。这已经成为国内金刚石生产企业的发展趋势。我公司作为超硬材料行业专业生产厂家之一，现有φ600mm-650mm缸径压机28台，明年即将引进开发200台φ700mm缸径压机，具备了进行φ57腔体研发、推广应用的基本设备条件。采用成熟的间接加热方式，合理设计顶锤尺寸、辅助材料、优化组装结构，可进一步改善金刚石生长环境，实现高品级、粗粒度金刚石的大腔体开发。目前，超硬材料行业市场竞争激烈，各个厂家均在想方设法挖掘设备的合成潜能，实现扩大合成腔体，提高单次产出量，降低自己的生产成本，使自己在市场价格竞争中具有更强竞争力。国内厂家，如黄河旋风、南阳中南公司等超硬材料制造大厂家也在试验引进大型压机进行腔体扩大的试验，凭借其雄厚的经济、技术实力和设备资源也已经进行该项技术的试验。我公司作为超硬材料行业专业生产厂家之一，具有了成熟的间接加热合成工艺和腔体设计研究经验，通过对700缸径压机合成57腔体的研发应用，进一步降低合成成本，提高合成产量、质量，使我公司的金刚石产能和产品质量达到国内领先水平。（二）研究内容、技术关键1、研究目标:目前国内700mm缸径压机刚刚开始试验性引进，合成腔体最大为φ54-56mm腔体，本课题旨在利用我公司新引进φ700mm缸径六面顶压机，通过对合成腔体的优化设计、对辅助材料的结构设计、优选合成柱材料、触媒比例，摸索研究合成组装结构，实现φ700mm缸径六面顶压机的φ57腔体合成的目标。2、研究内容:通过对φ57mm腔体合成工艺及辅助材料的设计研究，实现φ700mm缸径压机合成的单次合成产量和质量得到大幅度提高，使单块产量达到340ct以上/块，高品级JRD340以上比例达到55%以上，主粒度峰值比例（40/50）超过75%，同时降低合成成本，大幅度提高φ700mm缸径压机的合成效率。主要内容：组装工艺结构、辅助材料尺寸设计、合成工艺摸索、触媒比例确定。3、技术关键:1)合成用原辅材料尺寸设计（包括顶锤尺寸、合成附件尺寸）。2）组装结构、组装工艺设计。3）合成工艺设计。(三)研究计划本项目计划在2011年12月底完成。1、试验准备阶段：2011.1-3对所选材料进行可行性分析和确定，对合成腔体、组装结构进行设计。2、小批量试验阶段：2011.4-8对各种所选材料、腔体结构进行优选，对合成工艺进行对比试验，完成57腔体合成工艺、腔体结构的初步试验、验证、改进，并对合成产品进行相关检测、对比。3、中试阶段：2011.9-11对57腔体进行合成中试，合成材料、工艺、结构稳定性测试，完成合成中试。4、总结和推广阶段：2009.11-12对试验结果进行综合分析和总结，根据数据分析结果，编写与制定材料检验规程、合成工艺流程和工艺文件，完成57腔体合成工艺的推广与应用；5、课题鉴定：2009.12底提交总结报告，完成课题鉴定。(四)技术经济效益分析、推广应用前景分析性能厂家单块产量（克拉/块）低磁比主粒度比例高强比TTi≥75%600缸径设备目前国内最好180-190≤50%70%25%700缸径设备57腔体达到目标340-350≥55%≥75%35%新材料与现有材料主要经济预计目标对比数据分类项目φ600mm缸径φ700mm缸径同比增长率现有材料研发指标合成腔体（mm）4857合成时间（min）3235单块产值（元）5114130.3%单块产量18035094%压机台数20单台月产值（万元）6.1216.07162%单台年产值（万元）73.44192.84年新增产值（万元）119.4注：上表为30/60粒度以09年预测价计算。按此计算，公司全面推广应用57腔体，每年公司预计新增产值119.4万元/台。200台φ700mm缸径压机，每年公司预计新增产值23880万元。三、完成项目研究的条件和保证(一)项目负责人和主要成员相关研究情况1、项目负责人：杨烨：负责新材料实验工艺的设计和组织合成实验，最终确定合成工艺。2、主研人员：姜杰、吴华源：负责工艺的设计、生产工艺监控。侍立新、张兵振：负责新材料合成实验的具体实施。王津：负责资料收集，试验数据分析，制定材料的验收标准与产品标准。苑春燕：负责金刚石单晶质量分析检测，提供产品质量依据。(二)完成本课题研究的时间保证，资料设备等科研条件1、具有金刚石压机，先进的程控设备，成熟的间接加热技术；2、有成熟的检测手段和检测设备、人员；3、有完善的研发机构和组织研发能力。4、具有腔体开发的设计经验。(三)本科研项目依托生产工程项目情况及其他必要支撑条件公司作为最早超硬材料行业专业生产厂家之一，拥有完善的生产、经营、管理模式，先进的金刚石合成技术，稳定的生产工艺，现有∮500mm、∮600mm缸径压机，最大能满足∮50mm以上腔体的合成需要，年生产能力超过1亿克拉，具有很强的腔体设计开发和推广应用能力。1．各种辅助材料有稳定供货厂家，以及完整焙烧处理工艺；2．具有完整的金刚石后处理、选型、检测设备和工艺。3．有从事超硬材料研究多年的专业技术人员和技术熟练的一线工人。4．有φ45腔体、φ48、φ51腔体合成工艺开发的经验。四、项目主要技术经济指标及考核指标（具有明确的可考核性）项目成果应达到的技术与经济目标，主要技术、经济指标和水平：技术指标：1、单块产量比56腔体提高10%，达到340ct以上，2、JRD340以好占55%以上；（参照标准GB/T6407-86）3、单块产值收入比600缸径压机提高150%以上。经济指标：φ700mm缸径六面顶压机57腔体研发应用，每台年公司预计新增产值119.4万元。本项目实施，将使金刚石单晶生产设备、金刚石合成工艺水平达到国内领先水平。五、合作、协作单位情况（一）合作单位任务分工（二）合作申请单位的情况无六、预期研究成果主要阶段性成果序号研究阶段（起止时间）阶段成果名称成果形式承担人12011年3月前准备阶段完成合成腔体、组装结构设计杨烨、姜杰、吴华源22011年8月前试验阶段完成57腔体合成工艺、腔体结构的初步试验、验证、改进，并对合成产品进行相关检测、对比杨烨、侍立新32011年11月前中试和推广阶段对57腔体进行合成中试，合成材料、工艺、结构稳定性测试，完成合成中试，观察合成稳定性，并推广使用。杨烨、侍立新42011年12月前总结阶段对试验结果进行综合分析，考察课题指标的完成情况，提交总结报告，完成课题杨烨完成时间最终成果名称成果形式参加人最终成果2011.1257腔体在700mm缸径压机上的研发、应用鉴定杨烨、姜杰、吴华源、侍立新、张兵振、王津、苑春艳七、预期成果归属与管理（一）预期主要成果形式完成课题鉴定（二）知识产权归属与管理知识产权归属与晶日金刚石工业有限公司所有八、经费预算项目总经费支出预算（包含拟申请计划经费、匹配经费以及各类其他来源经费）单位：万元科目单位数量单位预算标准预算金额备注一专用仪器设备费371.购置费台115RE.TEK型冲击韧性测定仪、台115DiaHeat冲击强度高温加热炉台22显微镜台15电沉积分筛机2.试制费二材料费1251.原材料及辅助材料45合成用石墨柱及辅件2.低值易耗品零配件购置75顶锤、护套、小垫块3.其他5后处理费用三外协费151.试验费52.测试费43.加工费64.软件开发研制费四合作费五业务费91.测试分析费52.学术会议会23.成果鉴定、发布等24.其他合计186九、项目组主要研究开发人员序号姓名性别出生年月职务/职称从事专业为本项目工作时间（人年）在项目中的职务（组长、副组长或成员）及分担的任务所在单位杨烨男1973.10高级工程师超硬材料制造1组长超硬材料制造部1姜杰男1956.10工程师超硬材料制造1副组长公司2吴华源男高级工程师超硬材料制造1副组长超硬材料制造部3侍立新男1971.03工程师超硬材料制造1成员超硬材料制造部4王津男1962.06高级工程师超硬材料制造1成员超硬材料制造部5苑春艳女1973.02工程师超硬材料制造1成员超硬材料制造部6张兵振男1965.8工程师超硬材料制造1成员超硬材料制造部十、主管单位意见（一）项目主管单位意见签章二00年月日（二）合作单位意见（空格不够可另加页）合作单位（一）签章二00年月日合作单位（二）签章二00年月日十一、其他需要说明的问题和附件