磁性磨料研磨技术专利分析

刘娇 吕文权

摘  要：文章基于CNABS和DWPI专利数据库，对全球范围内的磁性磨料研磨（MAF， Magnetic Abrasive Finishing）技术专利文献进行检索和分析，针对专利申请量年度分布、申请区域分布及技术发展演进路线进行统计和分析。

关键词：磁性;磨料;研磨;专利;分析

中图分类号：T-18         文献标志码：A       文章编号：2095-2945（2019）26-0016-02

Abstract： Based on CNABS and DWPI patent database， this paper retrieved the global patents of Magnetic Abrasive Finishing（MAF） technology， and provided the statistic and  analysis of the annual distribution， area distribution and technology development evolution routes of MAF.

Keywords： magnetic; abrasive; filishing; patent; analysis

引言

随着工业技术发展，对零件光整加工的表面质量提出越来越高的要求。研磨是一种常用的光整加工工艺。为了适应不同的加工要求，研磨方法不断地进步和更新，产生了如机械研磨、超声波抛光、化学抛光等光整加工技术。但机械研磨存在操作要求高、加工质量不稳定、残余应力较大且劳动强度大等缺点;而化学抛光不可避免地产生腐蚀问题，会影响加工工件的表面质量;超声波抛光需要价格较高的超声波发生器，加工成本高。在国内外精加工领域中，人们正通过各种渠道，借助多种能量形式，探索新的研磨加工工艺途径。近年来，在制造加工领域中利用磁场进行研磨的加工方法引起了人们的极大兴趣，例如将磁场应用于研磨加工中的磁力研磨加工技术。相较于传统的机械研磨，磁力研磨加工工艺具有许多不可替代的优点，如适用范围广、研磨升温小、加工质量高、研磨压力可控等，因而在机械制造领域的应用日益广泛。

1 磁性磨料研磨的特点及分类

1.1 磁性磨料研磨的特点

磁性磨料研磨是磁力研磨技术的重要分支，与传统的研磨、抛光工艺相比，磁性磨料研磨由于磨料“磁刷”是柔性的，因此它的形状在加工过程中能够随工件形状变化而变化，因而具有很好的自适应性，同时，在研磨过程中，磨料相对工件表面滑动的同时出现滚动，磁性磨料之间不断更换位置，因此不存在磨料堵塞或钝化现象，自锐性极好。此外，磁性磨料研磨还具有切削深度小、适用范围广、磨削效率高等优点。

1.2 磁性磨料研磨的分类

磁性磨料研磨技术按照磁场产生形式的不同可以分为恒定磁场下的研磨和交变磁场下的研磨，其中恒定磁场又分为永磁体产生的磁场和直流励磁线圈产生的磁场。永磁体产生的恒定磁场，其结构简单，体积小，但存在磨料取出和放入不方便的缺点;而向励磁线圈通直流电产生的恒定磁场，磁场强度便于调节，磨料放入和取出方便，但结构复杂。通过向励磁线圈通交变电流可产生交变旋转磁场，磁场强度易于调节，便于放入和取出磨料，工件和励磁组件均可固定，但转速不易控制，结构复杂。

2 专利数据统计与分析

2.1 数据来源

本文基于德温特世界专利索引数据库（DWPI）和中国专利文摘数据库（CNABS）进行专利数据检索。本次检索对象为世界范围内2018年8月9日之前公开或公告的专利文献。通过专利库检索得到相关专利文献，经去噪、人工筛选、标引得到最终所要分析的专利数据样本。

2.2 申请量年度分析

检索共获得897篇相关的专利文献，涵盖了自1967年至2018年期间全球范围内关于磁性磨料研磨技术的专利数据，其中中文专利文献256篇，外文专利文献641篇。全球以及中国范围内关于磁性磨料研磨技术的专利申请量年度分布情况，年度分布图如图1所示。

从图1中可以看出，全球范围内关于磁性磨料研磨技术的专利申请量总体上呈上升趋势，最早的专利申请始于1967年，这与苏联从上世纪60年代开始对磁性磨料研磨技术开始研究的时间相吻合。1967-1992年是磁性磨料研磨技术的起步期，这一时期的专利申请量增长较为缓慢，这一时期中早期的专利申请绝大部分来自于苏联。1993-2004年，磁性磨料研磨技术进入高速发展期，随着磁性磨料研磨技术的发展，越来越多的国家和地区开始重视和研究这一关键技术。2005年至今是磁性磨料眼膜技术的快速上升期，磁性磨料研磨专利申请量呈飞跃式增长，该研磨技术在全球范围内得到更多的投入和研究。

而较之于国外对磁性磨料研磨技术的研究，国内的研究则起步较晚，最早出现的专利申请在1993年，直到2005年申请量才呈现稳步增长态势，说明我国在这一时期的研究实现了技术瓶颈的突破。虽然国内的技术研发起步较晚，但经过2005-2012年7年时间的投入和研究，自2012年起我国的磁性磨料研磨技术得到了飞速和全面的发展，这一时期的申请量占据全球申请量的半壁江山，且在全球公开的专利申请中，2017年的专利申请几乎全部来自国内，而这些专利申请均未提出国际申请，说明国外对磁性磨料研磨技术的研究已较为成熟，国内技术已很难打入国际市场。

2.3 申请量地域分布

专利申请的地域分布可以反映出不同国家在磁性磨料研磨技术领域的創新能力、发展状况以及企业的产品市场重心特征。对磁性磨料研磨专利申请的所在国家和地区产权组织分布进行统计，得到图2的数据。

从图2中可以看出，世界范围内对于磁性磨料研磨技术的专利申请量排名前三位的国家分别是中国、日本和俄罗斯，这三个国家的专利申请量占据了所有专利申请量的91%，是磁性磨料研磨最主要的技术市场。虽然中国对于磁性磨料研磨技术的研究起步较晚，却后来者居上，申请量排名世界第一，这跟中国近年来经济的快速发展以及国家对于知识产权行业的重视和激发是密不可分的。

2.4 专利技术发展演进路线分析

通过对磁性磨料研磨技术各个时期的专利文献进行梳理和分析，可以得到该领域的专利技术演进路线。磁性磨料研磨技术专利申请的发展大致经历了以下三个主要发展阶段：

第一阶段（1967年-1992年）为起步期。该阶段属于磁性磨料研磨技术的起步阶段，早期磁性磨料研磨技术研究发展的中心主要集中在苏联、美国和日本，主要涉及对圆柱形工件内、外表面以及平面的研磨，且主要是采用永磁体作为磁场发生装置。

第二阶段（1993年-2004年），为快速发展时期。这一阶段，磁性磨料研磨技术由于其具有柔性好、自锐性好，适应性强等优点而受到越来越多的国家和企业的重视和青睐，同时由于在第一阶段，美国、日本和苏联对磁性磨料研磨技术的研究已经取得了一定的研究基础，这一时期磁性磨料研磨技术进入了飞速发展期。在1993-2004年的这12年时间里，美国和日本在磁性磨料研磨领域进行了更加深入的研究，相比于第一阶段的基础性研究，这一阶段的研究主要解决的技术问题在于：如何对复杂表面工件进行加工、如何提高研磨效率以及如何提高工件表面质量。

第三阶段（2005年至今），这一阶段是磁性磨料研磨的快速上升期。这一时期，国外对于磁性磨料研磨技术的研究已经较为成熟，申请量有下降的趋势，而中国的相关研究才刚刚起步。基于国外已有的研究基础，中国在2005年以后的专利申请呈飞跃式增长，而大多数专利申请都来源于高校或科研院所，其研究重点依然在于如何提高研磨效率以及如何对异形工件进行研磨，而在企业中关于该技术的专利申请则较少。

3 结束语

本文对磁性磨料研磨技术的发展状况进行了梳理，通过检索该领域的相关专利文献，统计并分析了专利申请量年度分布、申请地域分布、技术发展路线等信息。值得注意的是，虽然磁性磨料研磨技术起源于苏联，在日本和美国得到进一步的技术突破和发展，但在中国的研究则达到全盛时期。同时，我们也应该注意到，中国目前对于该项技术的研究主要停留在理论研究阶段，企业对该技术的实际应用还较少，这说明该项技术的实际应用还存在一定的技术难点。从《专利法》的立法宗旨来看，专利保护的目的在于推动发明创造的应用，促进科学技术进步和经济社会发展，因此，国内学者特别是要高校研究团队应更加重视校企联合发展，加大力度推进该项技术在企业中的应用，使中国制造向“中国智造”迈向新台阶。

参考文献：

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[3]田力普.发明专利审查基础教程.审查分册：第3版[M].北京：知识产权出版社，2012：11.

[4]田力普.发明专利审查基础教程.检索分冊：第3版[M].北京：知识产权出版社，2012：73，95-97.