Когда говорят про карбид бора, многие сразу думают про бронеплиты, но на деле спектр применения шире - от абразивов до регулирующих стержней в атомной промышленности. Вот уже семь лет работаю с этой темой, и до сих пор сталкиваюсь с заблуждениями, будто главное - просто добиться твердости. На практике же вязкость и чистота сырья часто важнее.
На нашем производстве в Яане сначала тоже гнались за тоннажем, пока не столкнулись с проблемой расслоения спеченных заготовок. Оказалось, дефект возникал не из-за температуры спекания, а из-за микропор в исходном порошке. Пришлось пересматривать весь цикл подготовки шихты.
Сейчас линия глубокой переработки на 2000 тонн как раз и заточена под такие задачи. Важно не просто измельчить, а выдержать фракционный состав - для формовочных смесей нужна своя гранулометрия, для напыления совершенно другая. Кстати, марка 'Хуангэн' изначально создавалась именно под прецизионные применения.
Запуск первой очереди в 2015-ом показал: даже при идеальном оборудовании надо учитывать климатические особенности. В сезон дождей влажность в цехах подскакивала, и это влияло на текучесть порошка при прессовании. Пришлось ставить дополнительные осушители - мелочь, а без нее стабильность страдала.
В атомной отрасли, например, требования к чистоте карбида бора просто драконовские. Не только по бору-10, но и по примесям - даже следы кадмия или гадолиния могут свести на нет поглощающие свойства. Нарабатывали методики контроля методом ICP-MS буквально по крупицам.
А вот для абразивных составов иногда сознательно допускаем более широкий фракционный состав - так получается лучше удерживаться в связке. Но это уже ноу-хау, которое отрабатывали годами. Кстати, на сайте ООО Шимань Босэн Технолоджи Абразив есть технические спецификации, где эти моменты частично отражены.
Самое сложное - подбор режимов спекания для крупногабаритных изделий. Температурный градиент по сечению даже в современных печах остается проблемой. Как-то пробовали ступенчатый нагрев - заготовку в 300 мм удалось пропечь равномерно, но цикл занял почти 70 часов. Для серийного производства неприемлемо.
Прессы для холодного изостатического прессования у нас немецкие, но оснастку пришлось дорабатывать самостоятельно. Стандартные матрицы не обеспечивали нужной плотности у краев - появлялась зона пористости до 3-5 мм. Сделали плавающие пуансоны с подпружиниванием, проблема ушла.
Печи спекания - отдельная история. Вакуумные хороши для чистоты, но дороги в эксплуатации. Газостатические хоть и дают лучшую плотность, но требуют сложной подготовки заготовок. Мы в итоге пошли по гибридному пути: предварительное уплотнение в вакууме, потом доводка в аргоне.
Из мелочей: система транспортировки порошка. Первоначально использовали пневмоподачу - оказалось, при трении частицы электризуются и слипаются. Перешли на виброконвейеры с азотной завесой. Такие нюансы в учебниках не пишут, только опытным путем.
Метод рентгеноструктурного анализа у нас идет как основной, но для оперативного контроля в цехе держим установки УЗД. Недавно выявили интересную корреляцию: если скорость ультразвука в изделии падает ниже 10 500 м/с - значит, есть скрытые дефекты спекания.
По отзывам с предприятий-потребителей: для механической обработки важнее всего не абсолютная твердость, а ее стабильность по партии. Были претензии от одного завода - говорили, что инструмент из разных поставок ведет себя по-разному. Разобрались: виной оказалась разная влажность при хранении сырья.
Сейчас внедряем систему прослеживаемости каждой партии - от сырья до готового продукта. Для карбид-борных изделий это особенно актуально, ведь даже незначительные отклонения в технологии могут радикально менять свойства.
При полной загрузке мощностей можем выходить на 100 млн юаней в год, но это в идеале. Реально же загрузка колеблется от 65% до 80% - зависит от сезонности спроса в смежных отраслях. Осенью, например, традиционно растет потребление в строительном секторе.
Инвестиции в основной капитал на первом этапе составили 50 млн - это без учета оборотных средств. Сейчас считаем, что для выхода на новые рынки нужны вложения еще в 20-25 млн, в основном в аналитическое оборудование. Без современной диагностики сложно конкурировать с мировыми брендами.
Перспективы вижу в композитных материалах - чистый карбид бора уже достиг своего потолка по свойствам. Экспериментируем с добавками карбида кремния и нитрида алюминия, но пока серийных продуктов нет. Технология требует отработки.
Главный урок за эти годы: не стоит пытаться делать универсальные продукты. Лучше специализироваться на 2-3 направлениях, но доводить их до совершенства. Мы, например, сосредоточились на абразивах и защитных элементах.
Начинающим производителям советую сразу закладывать средства на НИОКР - без этого в нашей сфере делать нечего. Технология кажется отработанной, но под каждое применение нужны свои корректировки.
Что касается сычуаньского производства - расположение в промышленном парке Чжума оказалось удачным решением. И логистика нормальная, и экологические требования можно выполнять без чрезмерных затрат. Хотя с энергоснабжением иногда бывают перебои - но это общая проблема региона.
