新亞PDC憑什么強(qiáng)——我看鄭州新亞
來源： 測試1 時間： 2026-01-19
鄭州新亞作為金剛石復(fù)合材料的行業(yè)領(lǐng)袖（至少目前如此），依托鄭州三磨所發(fā)展而來，占盡天時地利人和的資源優(yōu)勢，新亞的發(fā)展史從一個側(cè)面反映了中國金剛石復(fù)合片的發(fā)展歷史。
鄭州新亞超硬復(fù)合材料有限公司是國內(nèi)同行的領(lǐng)先企業(yè)。2007年底鄭州新亞的趙云良發(fā)表了《金剛石復(fù)合片及其石油、天然氣鉆頭的發(fā)展概況》主題報(bào)告，這是一篇關(guān)于金剛石復(fù)合片及其鉆頭的技術(shù)發(fā)展簡史，從這個報(bào)告中我們?nèi)媪私饬私饎偸瘡?fù)合片三十年的技術(shù)發(fā)展歷程。鄭州新亞作為金剛石復(fù)合材料的行業(yè)領(lǐng)袖（至少目前如此），依托鄭州三磨所發(fā)展而來，占盡天時地利人和的資源優(yōu)勢，新亞的發(fā)展史從一個側(cè)面反映了中國金剛石復(fù)合片的發(fā)展歷史。新亞源于研究所又不局限于研究所，最終成為一家成功的企業(yè)，這不光有機(jī)遇和技術(shù)人才優(yōu)勢的原因，它的技術(shù)發(fā)展軌跡很值得我們學(xué)習(xí)。
一、從技術(shù)積累/文獻(xiàn)看新亞
新亞是1991年三磨所與外商建立的合資企業(yè)，其建立之初的技術(shù)源頭源于三磨所的積淀，后來的技術(shù)支持一定也和三磨所有關(guān)。以下是以三磨所和新亞名義公開發(fā)表的和金剛石復(fù)合片相關(guān)的部分論文，時間跨度從1976年到2005年，由于考慮到新亞和三磨所的親密關(guān)系，沒有將論文按發(fā)表機(jī)構(gòu)分開排列和分析。
第一類：工藝裝備
六面頂壓機(jī)用頂錘疲勞破壞的初步分析 1976年
超細(xì)WC—Co硬質(zhì)合金頂錘試驗(yàn) 1981年
超硬材料專用設(shè)備及儀器經(jīng)驗(yàn)交流會簡介 1984年
合成金剛石用六面頂壓機(jī)的改造 1990年
六面頂硬質(zhì)合金頂錘最佳幾何參數(shù)的選擇 1991年
第二類：基礎(chǔ)原理
立方氮化硼單晶的生長方法 1980年
微米級晶粒度金剛石燒結(jié)體的研究 1984年
金剛石—硬質(zhì)合金復(fù)合片在石油、地質(zhì)鉆探中的應(yīng)用 1987年
不同添加劑對超細(xì)晶粒度金剛石燒結(jié)體組織和性能的影響 1992年
金剛石—硬質(zhì)合金復(fù)合片的耐熱性能 1987年
金剛石表面金屬化 1991年
金剛石-立方氮化硼新型復(fù)合材料的研制 1992年
新型傳壓介質(zhì)的研究 2001年
第三類：質(zhì)量檢測技術(shù)
金剛石復(fù)合片主要缺陷及產(chǎn)生的原因討論 2001年
對國內(nèi)金剛石復(fù)合片(PDC)耐磨性測試方法的探討 2001年－（缺口尺寸測量法）
PDC抗沖擊性及耐磨性的測試與研究 2002年－（鉆頭實(shí)地試驗(yàn)法）
PDC磨耗比檢測中稱重問題的探討 2003年
PDC的超聲檢測 2004 年
第四類：刀具相關(guān)
多晶金剛石(PCD)刀具技術(shù) 1992年
金剛石刀具(PCD)在強(qiáng)化復(fù)合地板中的應(yīng)用 1998年
CVD金剛石厚膜刀具的耐磨性試驗(yàn) 1999年
強(qiáng)化復(fù)合地板加工用金剛石刀具的研制及應(yīng)用 1999年
金剛石刀具及切削有機(jī)復(fù)合材料磨損狀況的研究 2000年
PCD、PCBN 切削刀具的發(fā)展淺析 2003年
綠色切削與PCBN刀具切削技術(shù) 2004
超硬材料刀具的特性及應(yīng)用 2005年
以上論文主題涉及了工藝裝備、原理研究、檢測技術(shù)和刀具方面，而前三個主題正好形成了一條完整的產(chǎn)品技術(shù)鏈。如果忽略1992年這個時間原點(diǎn)，把三磨所和新亞的歷史銜接起來，正好呈現(xiàn)了一段很清晰的技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)?？梢钥吹剑に囇b備和基本原理的基礎(chǔ)研究工作在1992年之前基本已經(jīng)完成了。1992年之后到2000年左右，即新亞成立后的幾年，比較安靜，沒有文章可見。2000年后，發(fā)表最多的文章是關(guān)于產(chǎn)品檢測技術(shù)的，說明新亞進(jìn)入了一個特殊階段，這一階段他們對產(chǎn)品質(zhì)量評價(jià)的置信度非常關(guān)注，表明產(chǎn)品的層次已經(jīng)提高，舊有的檢測技術(shù)體系已經(jīng)無法滿足需要。這個階段的工作表明新亞真正完成了從研究所到技術(shù)型企業(yè)的轉(zhuǎn)變。
早期的基礎(chǔ)研究工作為新亞的技術(shù)發(fā)展做了很好的積累。工藝裝備方面的研究工作包括壓機(jī)能力和頂錘尺寸設(shè)計(jì)，這是產(chǎn)品制造所需的最基本條件。產(chǎn)品基本原理方面的研究工作涵蓋了晶體生長、晶粒度影響、結(jié)合劑的對比、燒結(jié)行為、微觀結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品應(yīng)用等方向，非常全面，為合成產(chǎn)品工藝指明了方向。
值得注意的是，新亞在2000年左右之后對產(chǎn)品檢測技術(shù)的重視程度非常高，從發(fā)表的文章來看，檢測工作應(yīng)當(dāng)是由趙大鋼領(lǐng)銜的，檢測方向包含了合成后的外觀、耐磨性、抗沖擊性、C超。在耐磨性檢測方面，可以看出他們也經(jīng)歷了磨耗比“稱不準(zhǔn)”的痛苦，進(jìn)而尋求更科學(xué)的測量方法，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品性能差異的“放大”。2002年發(fā)表的《PDC抗沖擊性及耐磨性的測試與研究》提出用模擬鉆井的方法來檢驗(yàn)PDC質(zhì)量，其思路是，不僅需要對PDC質(zhì)量進(jìn)行合理的評價(jià)和檢測，并且不同類型的PDC在不同結(jié)構(gòu)的鉆頭上是否達(dá)到合理的使用也需要驗(yàn)證，這說明此時新亞對產(chǎn)品個性化設(shè)計(jì)和評價(jià)的思路已經(jīng)初步形成。誠如報(bào)告中所說，新亞對產(chǎn)品質(zhì)量的重視到了無以復(fù)加的程度，檢測范圍包括燒結(jié)外觀、加工外觀、界面結(jié)合情況、厚度均勻性、耐磨性、抗沖擊性等，反映了新亞注重細(xì)節(jié)關(guān)注差異的態(tài)度，同時，全面性的和高置信度的產(chǎn)品檢測體系成為新亞產(chǎn)品技術(shù)鏈中非常重要的一個環(huán)節(jié)，為其產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供強(qiáng)有力的依據(jù)支持。
二、從產(chǎn)品的構(gòu)成和發(fā)展看新亞
新亞的金剛石復(fù)合片主要產(chǎn)品系列有：
1.MC 系列，是新亞公司中期開發(fā)研制的非平齒PDC，金剛石層厚度約0.9mm。齒型由寬度和深度不同的縱向齒組成，主要為小規(guī)格產(chǎn)品：1308、1303、1008、0811、0808、0803 等。
2.RTC 系列，非平齒PDC，是新亞公司1999年研制的應(yīng)用與石油鉆頭用的高端產(chǎn)品。是近幾年國內(nèi)PDC市場中主力產(chǎn)品，市場占有率最高，產(chǎn)品技術(shù)成熟，性能穩(wěn)定優(yōu)異，在國內(nèi)和國際市場中均有令客戶普遍滿意的表現(xiàn)。RTC產(chǎn)品金剛石厚度達(dá)1.7mm（局部2.5mm），最適合應(yīng)用于軟－中軟地層的石油鉆探。具有優(yōu)秀的耐磨性，抗沖擊性，耐熱溫度為650°?？商峁?3mm/16mm/19mm各個尺寸的產(chǎn)品。
3.RNC 系列，網(wǎng)狀齒結(jié)合面，是2004 年研制成功的新一代高端產(chǎn)品，是目前國內(nèi)最先進(jìn)的PDC產(chǎn)品，同時達(dá)到了國際水平，產(chǎn)品品質(zhì)接近目前世界最先進(jìn)的高端產(chǎn)品。金剛石層厚度增加到2.0mm，抗沖擊強(qiáng)度較之以往產(chǎn)品明顯提高，耐熱溫度提高700 度。
從新亞三代產(chǎn)品的特點(diǎn)可以看到它們在以下方面發(fā)生了明顯演變：
1.結(jié)合面結(jié)構(gòu)從簡單到復(fù)雜：從單向槽型到網(wǎng)狀齒型，增加了結(jié)合面積，提高 結(jié)合強(qiáng)度，同時改善了受力的方向性，從而可以獲得更高的抗沖擊能力；
2.金剛石層厚度的增加：從0.7到1.7，再到2.0，金剛石層厚度的增加，不但可以提高金剛石層的抗破損能力，還提高了整產(chǎn)品的抗研磨能力，延長了產(chǎn)品的使用壽命。
3.產(chǎn)品性能方面：耐熱性不斷提高，達(dá)到700度；耐磨性也不斷提高。
從新亞公開的資料中還可以看到對一些新技術(shù)的應(yīng)用：
1.原材料的選用進(jìn)行了改進(jìn)，選用了更高級別的金剛石微粉；
2.采用新型的硬質(zhì)合金，提高了焊接強(qiáng)度；
3.改進(jìn)了燒結(jié)腔體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使壓力和溫度更均衡（這點(diǎn)對于PDC 燒結(jié)工藝尤為重要）；
4.采用新的超級耐熱金屬，避免燒結(jié)過程的腐蝕；
5.調(diào)整了燒結(jié)過程工藝，提高了PCD 層中金剛石-金剛石鍵的結(jié)合強(qiáng)度。
分析新亞的產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品功能性的設(shè)計(jì)，即產(chǎn)品概念方面，新亞并沒有提出新奇的觀點(diǎn)，產(chǎn)品性能的要求集中在耐磨性、抗沖擊性、熱穩(wěn)定性方面，都是行業(yè)的共識，新亞過人的地方在于為實(shí)現(xiàn)這些功能要求所做的細(xì)節(jié)改進(jìn)，這些工作幾乎是全方位的，涵蓋原材料選用、基體結(jié)構(gòu)、合成環(huán)境改善、微觀組織控制等，它們的對應(yīng)關(guān)系是：
金剛石微粉——改善強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性（是否還有改善燒結(jié)的因素？）
基體材料——改善釬焊強(qiáng)度、基體支撐強(qiáng)度
基體結(jié)構(gòu)——提高結(jié)合強(qiáng)度，改善抗沖擊性能
金剛石層厚度——提高金剛石層強(qiáng)度，延長壽命
合成腔內(nèi)環(huán)境——改善溫度、壓力分布，改善燒結(jié)，改善應(yīng)力
料杯材料/保護(hù)材料——防止污染，改善燒結(jié)，提高材料純度、強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性
燒結(jié)工藝——控制燒結(jié)行為，改善微觀組織，改善應(yīng)力，提高強(qiáng)度
以上項(xiàng)目可以劃分為三類：材料、結(jié)構(gòu)、過程，共同實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品功能的支撐。從新亞產(chǎn)品的進(jìn)化和技術(shù)的改進(jìn)創(chuàng)新過程，可以感受到他們對現(xiàn)狀的不滿足和對自我的大膽懷疑和大膽否定的精神，這是推動新亞不斷探索不斷超越的原動力。
三、新亞給我們的啟示
1.金剛石復(fù)合片技術(shù)是一個復(fù)雜的體系，需要多方面技術(shù)的支持。新亞的發(fā)展告訴我們一套產(chǎn)品技術(shù)的積累過程應(yīng)當(dāng)是這樣的：產(chǎn)品概念的生成→所需設(shè)備、工裝硬件能力的建設(shè)和匹配設(shè)計(jì)→產(chǎn)品原理的探索和驗(yàn)證→評價(jià)和檢測體系的建立→改進(jìn)→更新的產(chǎn)品。這些條件和過程是環(huán)環(huán)相扣的，任何一項(xiàng)的缺失都不可能為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造提供 有力的支撐。新亞今天能夠持續(xù)地高速地發(fā)展，推陳出新，它已經(jīng)建立了完整的技術(shù)體系，積累了豐富的技術(shù)沉淀，而且能夠不停息地循環(huán)運(yùn)行，能夠不斷創(chuàng)造出新的知識。
2.對待技術(shù)的態(tài)度——關(guān)注細(xì)節(jié)，關(guān)注差異。前提是具備對產(chǎn)品全面而清晰的認(rèn)知和相應(yīng)的評價(jià)和檢測水平。新亞所關(guān)注的焦點(diǎn)，在產(chǎn)品應(yīng)用層面上也許比我們高明不了太多，但是他們能夠做到把功能層面的需求分解到構(gòu)成產(chǎn)品的各個細(xì)節(jié)，并且想盡辦法“放大”這些細(xì)節(jié)的差異。
3.新亞對待產(chǎn)品的定位——個性化/或適宜性，引用新亞自己的話說，就是要為客戶“提供最優(yōu)化的解決方案”。不論是產(chǎn)品對地層的適應(yīng)性，還是工藝方法對產(chǎn)品的適應(yīng)性，新亞都在做積極的探索，它的技術(shù)是完全的“動態(tài)”的，只有不斷地追求，懷疑，否定，才會找到更適合的方法。
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