“工业牙齿”与新兴产业“咬合”越来越紧密
“十五五”规划建议提出，“强化企业科技创新主体地位”。在河南郑州，有一家“60多岁”的老企业，曾造出新中国第一批人造金刚石。如今，企业瞄准产业需求，持续发力创新，不断挺进新赛道，充分体现科技创新主体地位。
——编 者
走进河南郑州梧桐街121号院，一台铰链式六面顶压机矗立在园区。60多年前，新中国第一批人造金刚石，从厚重的钢铁腔体内淬炼而出。这台“功勋压机”作为我国超硬材料工业发展的见证，退役后保存在其研发地——郑州磨料磨具磨削研究所有限公司(以下简称“三磨所”)。
“牙齿是人体最坚硬的部件。用这个大块头合成的金刚石，就是工业领域最锋利的‘牙齿’。”抚摸钢铁机身，92岁的三磨所老职工王光祖不胜感慨。
新中国成立后，刚起步的工业领域急需大量金刚石。为打破西方封锁，由原国家第一机械工业部批准成立的三磨所，被赋予自主研发“金刚钻”的使命。
“我们的任务课题代号是121，这也是公司厂址门牌数字的由来。我是学化工的，一开始都不知道金刚石长啥样。大家从各领域抽调来，就是要实现超硬材料‘从0到1’的突破。”作为课题组主要成员，王光祖至今忘不了1963年的那个冬夜：伴随着压机内传来的巨响，历经30余次试验，我国首颗人造金刚石成功问世。
1965年，三磨所参与研制出第一台六面顶压机，国产金刚石实现量产；1966年，第一颗立方氮化硼研制成功，两大超硬材料的拼图自此完整……如今，我国人造金刚石年产量约占全球的95%。
生产车间内，巨型压机整齐列阵，监视平台数据屏上显示多项数据。液压系统嗡鸣声起，6个粗壮的顶锤缓缓合拢。平静的钢铁外壳内，碳原料正经历着高温高压，进而孕育出金刚石晶体。
“这是我们研制的新型六面顶压机，缸径更大、性能更高、寿命更长。”老职工鲁涛是一名60后，去年刚退休的他语带自豪，“压机不断升级，公司的业务板块也在不断拓展。”
1981年入职第一天，鲁涛便被老师傅带到车间，学习压机操作要领。当时，他只知道金刚石很贵：“1克(5克拉)够我1个月的工资。”老师傅说，要让金刚石发挥更大作用，还要把它做成砂轮等磨削工具。
超硬材料产品长期被用作传统磨具、刀具，服务于机械工业领域。改革开放后，新需求涌现，三磨所也开始拥抱市场、尝试变革。
“老厂的转型很艰难。尤其是上世纪90年代科研院所改制，我们成了自负盈亏的企业。”鲁涛回忆，当时科研资金短缺、员工工资减少、技术骨干流失，“走在车间，听到的都是连片叹气声。”
很快，三磨所调整发展定位，瞄准蓬勃发展的汽车、电子信息领域，开始在新赛道谋求突围。
“转型初期，所里确定陶瓷结合剂立方氮化硼砂轮为一个专攻产品。当时国内没有可用的高速磨床，所里也不具备磨削试验条件。”鲁涛说，他们只好跑到省外，在客户改装的设备上做试验。“砂轮产品重20多公斤，害怕运输磕碰，大伙儿轮流背着上火车。试验失败，再灰溜溜地回所里总结。”
靠着这股冲劲，三磨所的超高速砂轮跟上了行业步伐，不仅实现了国产替代，还进入国际知名车企生产线。如今，汽车发动机动力总成、变速箱、转向系统、刹车系统等精密零部件的加工，都能找到超硬材料的身影。
从大国重器的矢量发动机，到信息处理的手机芯片；从大型船舶的传动曲轴，到细如发丝的医用刀具……曾长期应用于机械领域的“工业牙齿”，正“咬合”在人类探索的多个新兴领域。
“越是战略性新兴产业，越可能遭遇‘卡脖子’。打通超硬材料领域的关卡，是我们这代青年科研人员的使命。”全国劳动模范、三磨所超精密加工技术研究室主任王帅说。
近两年，国产人形机器人备受瞩目。在机器人“关节”等关键部件上，王帅和同事们找到了新市场：人形机器人使用的内齿轮，多是硬度较低的软齿面，传统加工工艺很难兼顾精度与效率。“齿面硬度和精度直接影响机器人‘关节’能不能顺滑、省力地反向驱动，如果做成硬齿面，还能提升‘关节’的使用寿命。”
去年，王帅团队成功申报国家级科研项目，研发用于人形机器人“关节”加工的精密超硬磨具。由于该磨具形状极为复杂、精度要求在微米级，王帅形容其研发难度不亚于在头发丝上“绣花”——而且是在几十根发丝上绣出精度一致的“花”，否则各齿便无法使用。经过艰苦攻关，团队已完成机床软硬件升级改造，在实验室里突破了多齿精密超硬磨具的微米级修整技术。
近年来，人造金刚石的应用领域还从工业材料拓宽到功能材料、消费产品。在三磨所钻石品牌展柜，胸针、钻戒等培育钻石产品璀璨夺目。
“金刚石是自然界最坚硬的物质，千磨万击才孕育出来。比金刚石更坚硬的，是我们攻克难题的决心。”站在历经60多年风雨的“功勋压机”旁，王光祖的话语充满坚定。
《 人民日报 》( 2025年11月16日 02 版)
本报记者 张文豪
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