山西启能新材料科技有限公司：十年砥砺炼就“金刚钻”

作为一家专业生产传统矿用设备的科技型制造企业，山西启能新材料科技有限公司（以下简称“启能公司”）始终将技术研发作为企业高质量发展之本。公司2012年即组建专家团队，不断开展技术创新，掌握关键技术，推出一系列拳头产品。

谈到公司成长的秘诀，董事长闫少杰说：“十年来，我们持续推动传统制造业与新材料产业深度融合，全力做好产业升级、科技创新。新质生产力就是推动企业高质量发展的核心引擎。”

瞄准一流产品

持续研发新材料

8月16日，阳泉高新技术产业开发区智能制造产业园，启能公司生产车间内，截齿生产线正在满负荷运行。经过激光熔覆、打孔、焊接、淬火、冷却等一系列程序，一件件有新材料助力的高强度防火花矿用截齿基本成型。

截齿是煤炭开采、掘进机械上的零部件，是切割煤岩的关键刀具。

“矿用截齿分为采煤机截齿和掘进机截齿，前者适用于煤矿开采，后者适用于巷道掘进。后者在硬度、韧性上要求更高。”闫少杰介绍，截齿是采煤机和掘进机上消耗量非常大的零件之一，品质好的截齿可有效提高开采效率，在矿山开采、隧道掘进中有着非常重要的作用。

“一把截齿的好坏，耐用性是首先要考虑的问题，也是最大的问题。”闫少杰说，国内传统截齿产品，以前普遍存在的问题是易脱落、龟裂、崩头、不耐磨、易弯曲或折断。施工过程中频繁更换截齿，不仅增加生产成本，还会降低生产效率。

“其次，传统截齿在高瓦斯矿井开采过程中与岩层摩擦会产生大量火花，易引发瓦斯燃烧、爆炸等事故，是煤矿井下安全生产的重大隐患。”闫少杰告诉记者，硬度高、韧性好、质量高的截齿，以前主要依赖进口。

发展新质生产力离不开生产工具的创新突破。

瞄准一流产品目标，启能公司与中国矿业大学、太原理工大学、山西工程技术学院、澳大利亚TEK矿业工程有限公司签署战略合作协议，组建专家团队，并与国内刀具龙头企业开展广泛合作，技术共研共享，不断创新发展。

2020年，启能公司与太原理工大学机械与运载工程学院合作，研发出一种混合高硬度阻燃耐磨新材料，并应用该材料，研制出符合高瓦斯矿井采掘要求的截齿产品——硬岩抗磨防火花截齿。

“高瓦斯矿井煤炭采掘过程中最大的安全隐患就是火花。硬岩抗磨防火花截齿，是在截齿表面耐磨层熔覆一层我们自主研发的高硬度阻燃耐磨材料，使其大量减少截齿作业时产生的火花。”启能公司市场部经理吕文杰说，与传统截齿相比，硬岩抗磨防火花截齿的抗磨性能显著提高，耐磨性提高4—5倍，火花量减少98%以上，降低采煤生产成本的同时，极大地提高了煤炭开采安全性。

吕文杰告诉记者，多家煤炭企业井下试用对比结果显示，硬岩抗磨防火花截齿品质可以与进口截齿相媲美，价格却低于进口截齿，性价比更高。“使用硬岩抗磨防火花截齿后，有的煤矿企业年消耗截齿量由3万把降至1万把以下，成功实现煤矿生产降本增效。”

2021年，该防火花截齿获得实用新型专利。

攻坚关键技术

培育发展新动能

近年来，随着大型采掘机械在煤矿采掘施工领域的广泛应用，对截齿性能的要求也相应提高。

“一般来说，煤矿井下岩层的硬度越高，对截齿硬度的要求也就越高。”闫少杰说，井下岩层的硬度超过一定等级时，如果还使用传统截齿，消耗量会非常大。

闫少杰告诉记者，澳大利亚煤矿和金属矿藏较多，其采矿业机械技术在全球领先。启能公司先后多次赴澳大利亚考察，与澳大利亚TEK矿业工程有限公司签订采购意向，希望引进部分设备和硬度较高截齿工艺技术，但最终都没洽谈成功。

“核心技术是买不来的。”闫少杰说，掌握核心技术的过程很艰难，但这条道路必须走。

科技创新是发展新质生产力的核心要素。企业要想发展，一定要打好关键核心技术攻坚战，培育发展新质生产力的新动能。

继研发出硬岩抗磨防火花截齿后，启能公司与本土合作伙伴太原理工大学、太原工具厂有限责任公司展开更深入的校企合作，以先进技术为依托，共同推进矿用截齿和高端精密刀具的技术研发及定制生产。

2022年，启能公司被省小企业发展促进局认定为省级“专精特新”科技企业，成为省科技厅“高端精密刀具系统省技术创新中心”会员单位，建立“超硬材料地矿刀具研发基地”。同时，该公司研发出一种ZRH2增强钴基金刚石耐磨涂层的激光熔覆制备方法，并应用该制备方法，研制出硬度比硬岩抗磨防火花截齿更高的产品——金属陶瓷基金刚石截齿。

“要做就做最好的，同质化的行业‘内卷’，没有任何意义。”吕文杰说，金属陶瓷基金刚石截齿专为破岩而生，应用高能束熔覆技术，极大地增强了截齿强度和耐磨性，使其无论是在高温恶劣环境，还是在持续、高强度工作条件下，均能减少停机时间，确保工作的连续性和高效性，进而提高工作效率，实现降本增效。

启能公司在内蒙古某井下岩层硬度F>12级煤矿的试用对比结果显示，使用传统截齿生产，一天共计消耗截齿50多把，掘进1米；使用金属陶瓷基金刚石截齿，一天共计消耗截齿8把，掘进4米。“金属陶瓷基金刚石截齿的掘进工作是传统截齿的4倍，消耗量还不到传统截齿的1/6。”

2023年，上述制备方法获得发明专利。

坚持创新驱动

不断创造新价值

新质生产力之“新”，核心在于以科技创新推动产业创新。发展新质生产力，就是将科学研究的最新发现和技术发明的先进成果应用到具体产业中，不断创造新价值。

以关键短板新材料为突破口，启能公司不断加大科技研发力度，持续开展技术攻坚，进一步增强产品核心竞争力。同时整合截齿生产产业链，积极参与国内各大煤炭企业截齿研发与生产任务，形成全系列截齿产品体系，产品囊括岩层硬度F3到F13之间各种岩性需求的截齿。

2023年，启能公司研发出一种激光熔覆镍铝基耐磨性涂层及其制备方法，并应用该制备方法，研制出国内首个破岩硬度达F16级别的合金头——金刚石硬质合金头。

截齿的整体构件主要由毛坯、合金头、耐磨层三部分构成。“金刚石硬质合金头是一种截齿合金刀头，通过WC、C等高硬材料与Co基材料相融合，实现高硬度与高强度的完美结合。”吕文杰说，金刚石硬质合金头的硬度高达1962HV20，能提高产品在高负荷、恶劣环境下工作的稳定性。耐磨性和抗冲击性是传统硬质合金头的3—5倍，可提高工作效率50%以上，降低采掘成本30%以上。使用寿命是传统硬质合金头的2—3倍，更适用于高硬度坚固型煤岩层。

今年6月，上述制备方法获得发明专利。金刚石硬质合金头目前已进入试生产阶段。

7月12日，全国城市工业品贸易中心联合会发布《陶瓷金刚石合金刀具》团体标准。该标准由太原理工大学、太原工具厂有限责任公司、山西启能新材料科技有限公司等单位联合起草，于今年7月27日实施。

7月18日至7月20日在乌鲁木齐举办的第19届中国新疆国际煤炭工业博览会上，启能公司展出的金属陶瓷基金刚石截齿、金刚石硬质合金头等核心产品，受到众多业内专家、学者和企业代表高度评价。

在这之前，4月中旬在西安举办的第二届中国（西安）国际矿业装备与技术展览会，4月下旬在山西潇河国际会展中心举办的第二十二届太原煤炭（能源）工业技术与装备展览会，启能公司的金刚石系列核心产品及硬岩抗磨防火花截齿等，都受到众多参展企业及用户关注。

中国煤炭机械工业协会理事长杨树勇表示，启能公司研制的国内首个破岩硬度达F16级别的金刚石硬质合金头，突破行业壁垒，“对我们实现国产化替代，形成新质生产力，贡献很大”。

如今，启能公司金刚石系列截齿生产线达到年生产12万把的能力，产品订单每月达8000—10000件，年生产规模不断扩大，销售额上亿元。产品布局遍及京、陕、蒙、豫、鲁、云、贵、黑等多个地区和省内40多座煤矿，并取得一致好评。

“未来，我们的研究方向是智能化截齿、齿座、齿套。”闫少杰说，公司将持续加大研发力度，不断推动科技创新和产业升级，为矿山智能化建设贡献更多力量。

记者手记

没有金刚钻，不揽细瓷活。启能公司将生产出更硬、更耐磨的金刚钻作为目标，充分展现其在矿用设备领域的强大研发实力和创新能力。

高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点。科技创新是发展新质生产力的核心要素。12年专利研发，启能公司始终致力于推动煤炭工业科技创新和产业升级，金刚石系列核心产品的研制，成为以新质生产力推动产业创新升级的生动案例。

新质生产力的显著特点是创新。启能公司必将继续做好创新这篇大文章，不断以新质生产力增强发展新动能，在助力我省经济社会高质量发展路上大步前进。