Когда говорят про низкое содержание примесей в карбиде бора, многие сразу думают про стандартные ГОСТовские показатели. Но на практике даже в рамках одного класса бывают расхождения, которые влияют на конечные свойства абразива. Вот, например, у нас в ООО Шимань Босэн Технолоджи Абразив с 2015 года работает линия на 3000 тонн – там сразу заметили, что партии с одинаковым паспортом могут по-разному вести себя при прессовании.
Если брать наш опыт на площадке в Яане, то ключевым оказался не столько химический состав шихты, сколько режим термообработки. При перегреве всего на 50 градусов выше оптимального даже при использовании чистого сырья начинала расти доля аморфной фазы. Это потом вылезало при микроскопии – частицы теряли четкую границу.
Кстати, про аморфную фазу – мы сначала думали, что это исключительно вопрос времени выдержки в печи. Оказалось, важнее равномерность прогрева по садке. В 2018 году переделали систему подачи аргона в камеру, после чего вариабельность содержания свободного бора между партиями упала с 0.7% до 0.2%.
Сейчас на сайте cn-boroncarbide.ru мы указываем параметры по ГОСТ Р , но в техкартах всегда прописываем внутренние допуски ужесточенные. Потому что знаем – если по нашему паспорту примесей 0.8%, то у других производителей с такими же цифрами реальный состав может быть хуже на 0.3-0.5%.
Лабораторные измерения – это одно, а когда идет отгрузка 20 тонн в сутки, нужны другие методы. Мы в Шимань Босэн сначала пытались использовать портативные спектрометры для экспресс-анализа, но для карбида бора они давали погрешность по легким элементам до 15%.
Пришлось разрабатывать свою методику отбора проб – брать не из транспортера, а сразу после дробилки, причем в трех точках по сечению потока. Обнаружили интересное: крупные фракции всегда чище мелких на 0.1-0.15%. Теперь это учитываем при фасовке.
Самое сложное – контроль содержания кислорода. Даже в инертной атмосфере при помоле он поднимается до 0.3%. Пришлось ставить дополнительную вакуумную прокалку для ответственных партий. Дорого, но для марки 'Хуангэн' необходимо – иначе теряется именно тот признак, за который ее ценят клиенты.
Когда запускали вторую очередь в 2015 году, думали, что главное – найти поставщика бора с стабильным составом. Оказалось, даже при идеальном боре проблемы создает углеродная составляющая. Использовали разные марки сажи – и разброс по железу достигал 0.05% между партиями.
Сейчас работаем только с двумя заводами-поставщиками графита, причем требуем от них не только химический анализ, но и данные по микроструктуре. Обнаружили корреляцию – если у графита слишком развитая поверхность, в готовом продукте растет содержание азота.
Кстати, про месторождения – наш индустриальный парк в Чжума изначально выбирали с учетом логистики сырья. Но все равно пришлось строить дополнительный цех предварительной подготовки бора. Без этого не удалось бы выйти на стабильные 0.5% примесей в среднем по году.
Для абразивных инструментов важна не просто чистота, а определенный баланс примесей. Например, наличие кальция даже 0.1% улучшает связывание со связкой, но для абразивной обработки кремния это уже критично. Поэтому мы сейчас выпускаем несколько субмарок под разные применения.
Интересный случай был в 2019 году – заказчик жаловался на быстрый износ шлифовальных головок. Стали разбираться, оказалось, у них технологи требовали порошок с минимальными примесями, но не учитывали, что слишком чистый карбид бора дает хрупкую режущую кромку. Пришлось специально поднимать содержание бора на 0.3%.
Сейчас в техподдержке всегда уточняем условия применения. Потому что иногда клиенты просят 'самый чистый', а по факту им нужен не наш премиум-класс с 0.3% примесей, а стандартный с 0.7%, но с определенным гранулометрическим составом.
Когда считали инвестиции в первую очередь – 50 миллионов юаней на 3000 тонн – не сразу поняли, сколько уйдет именно на систему очистки. Оказалось, почти треть капитальных затрат. Но сейчас видно, что это окупилось – можем держать цену на 15% выше рынка за счет стабильности параметров.
Годовой объем в 100 миллионов юаней достигли не сразу – первые два года работали на 40% мощности, потому что рынок не готов был платить за качество. Переломный момент наступил, когда крупные производители бронекерамики начали переходить на наш порошок – они первыми оценили важность низкого и стабильного содержания примесей.
Сейчас расширяем линию глубокой переработки – хотим к 2025 году довести долю продукции с содержанием примесей менее 0.5% до 70% против текущих 45%. Это потребует еще около 20 миллионов инвестиций, но без этого нельзя удерживать марку 'Хуангэн' на премиальном сегменте.
