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中國超硬材料刀具行業(yè)市場發(fā)展分析

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-14     來源:[標簽:出處]     作者:[標簽:作者]     瀏覽次數(shù):111
核心提示:

  近年來,隨著切削加工工件材料的不斷發(fā)展,尤其是一些難加工材料的出現(xiàn),超硬材料刀具得到了越來越廣泛的應(yīng)用,其中超硬材料刀具包括金剛石刀具和立方氮化硼刀具。國內(nèi)超硬材料刀具制造商的數(shù)量、規(guī)模和制造水平都在迅速提高。在國內(nèi)超硬材料以及超硬材料刀具,最要就集中在河南。最具代表性的是河南富耐克超硬材料股份有限公司,它一直是超硬材料行業(yè)的先鋒,同時擁有先進超硬刀具研發(fā)和制造技術(shù)。

  超硬材料刀具在整個刀具市場中的地位

  在目前的刀具市場上,占據(jù)最大市場份額的刀具材料仍為高速鋼和硬質(zhì)合金,但這些刀具的硬度最高僅為2000~3000HV,若加上粘接物質(zhì),其總體硬度則在2000HV以下。對于難加工材料和高速高精加工來說,較低硬度的刀具材料已不能勝任。以金剛石和立方氮化硼刀具為代表的超硬材料刀具則迅速占領(lǐng)這個市場。其中金剛石刀具有極高的硬度和耐磨性,其硬度可達10000HV,是刀具材料中最硬的,熱穩(wěn)定性可達700℃~800℃。而立方氮化硼的硬度僅次于金剛石(可達8000HV~9000HV),并且熱穩(wěn)定性更高(達1250℃~1350℃)。

  超硬材料刀具具有加工效率高、使用壽命長和加工質(zhì)量好等特點,過去主要用于精加工,近幾年來由于改進了人造超硬刀具材料的生產(chǎn)工藝,控制了原料純度和晶粒尺寸,采用了復(fù)合材料和熱壓工藝等,應(yīng)用范圍不斷擴大,除適于一般的精加工和半精加工外,還可用于粗加工,在國際上公認為是當代提高生產(chǎn)率最有希望的刀具材料之一。利用超硬材料加工鋼、鑄鐵、有色金屬及其合金等零件,切削速度可比硬質(zhì)合金高一個數(shù)量級,刀具壽命可比硬質(zhì)合金高幾十甚至幾百倍。同時它的出現(xiàn),還使傳統(tǒng)的工藝概念發(fā)生變化,利用超硬刀具常常可直接以車、銑代磨(或拋光),對淬硬零件加工,可用單一工序代替多道工序,大大縮短工藝流程。

  金剛石材料刀具具有極高的硬度和耐磨性,能有效地加工銅、鋁等有色金屬及其合金、陶瓷、末燒結(jié)的硬質(zhì)合金、各種纖維和顆粒加強的復(fù)合材料等。金剛石俗稱“金剛鉆兒”,也就是我們常說的鉆石。天然金剛石礦藏都是史前就已經(jīng)形成的,且無生長規(guī)律可循。“人造金剛石主要應(yīng)用于軍工業(yè)和航空航天業(yè)。因為它耐高溫、高壓,宇航員的頭盔膜、航空飛船的隔熱板、高鐵的軌枕等都需要它!焙幽鲜〗饎偸爸破饭こ碳夹g(shù)研究中心總工程師、該項目主持人王秦生教授介紹說,人造金剛石還廣泛應(yīng)用于先進制造業(yè)和現(xiàn)代加工業(yè),從牙科的修牙鑲牙刀、整容醫(yī)院的磨骨刀,到汽車的軸承、電子元件都用得到它。而人造金剛石鑲嵌的大型波紋片,可用來切割巨大的石料和公路水泥,在地質(zhì)勘探和石油開采中也發(fā)揮了重要的作用。

  金剛石產(chǎn)業(yè)鏈簡介:金剛石產(chǎn)業(yè)鏈自上而下分別為石墨、單晶、微粉、聚晶復(fù)合片、金剛石制品。目前,我國50%左右的單晶用于生產(chǎn)鋸切工具。根據(jù)聚晶制品應(yīng)用領(lǐng)域的不同,聚晶復(fù)合片又分為:石油開采用、礦山開采用、刀具用、拉絲模坯。金剛石制品分為單晶制品(磨具、鋸切工具)、聚晶制品(地質(zhì)鉆頭、刀具、拉絲模)。下游應(yīng)用領(lǐng)域介紹:磨具主要應(yīng)用于電子信息領(lǐng)域IC芯片加工、汽車領(lǐng)域發(fā)動機加工、空調(diào)及冰箱壓縮機加工、刀具加工等;鋸切工具主要應(yīng)用于石材工業(yè)、建筑工業(yè);鉆進工具主要應(yīng)用于礦山、石油開采;刀具主要應(yīng)用于車床加工。市場空間預(yù)測:2011年國內(nèi)單晶市場需求約為94億克拉,未來兩年增長率11.33%、10.33%;2011年全球石油復(fù)合片需求78億元,未來兩年增速12%;礦山復(fù)合片92億元,未來兩年增速12%;刀具復(fù)合片132億元,未來兩年增速45.33%。

  立方氮化硼與聚晶金剛石一樣,也是在高溫高壓下人工合成的,其多晶結(jié)構(gòu)和性能也與金剛石類似,具有很高的硬度,很好的導(dǎo)熱性,很小的熱膨脹,較小的密度,較低的斷裂韌性。此外,立方氮化硼還具有卓越的化學(xué)和熱穩(wěn)定性,同鐵族元素幾乎不發(fā)生反應(yīng),這一點要優(yōu)于金剛石。立方氮化硼與金剛石相比,熱穩(wěn)定性更高,對鐵族元素化學(xué)惰性大,抗粘結(jié)能力強,更適于加工各種淬硬鋼、熱噴涂材料、冷硬鑄鐵和HRC35以上的鈷基和鎳基等難切削材料。

  在工業(yè)發(fā)達國家,立方氮化硼刀具已廣泛應(yīng)用于汽車、重型機械等機械加工行業(yè)。立方氮化硼刀具適合于高速干切削,可以用2000m/min以上的速度高速加工灰鑄鐵。立方氮化硼刀具在高速硬切削方面的應(yīng)用也比較廣泛,尤其是精加工汽車發(fā)動機上的合金鋼零件,如HRC60~65之間的齒輪、軸、軸承,而這些零部件過去是靠磨削來保證尺寸精度和表面質(zhì)量的!北娝苤操|(zhì)合金刀片主要成分為碳化鎢,而鎢是一種稀缺資源,盡管我國是富鎢的國家,但照目前這種開發(fā)和使用程度,碳化鎢資源會迅速減少,有專家預(yù)測,未來60年后,也許將會枯竭。那么新的超硬材料刀具將會在未來切削領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

  它既可用于精加工和半精加工,也可用于背吃刀量達6mm的粗加工。目前世界上立方氮化硼的年耗量大約以10%~15%的速度增長。人造立方氮化硼超硬刀具材料,目前單晶的向粗顆粒、高強度、多功能方向發(fā)展。日本無機材料所生產(chǎn)的單晶CBN直徑達3mm。DeBeers公司生產(chǎn)的PCBN產(chǎn)品,最大直徑達101.6mm,然后用激光切割成所需要的任何形狀,可加工70HRC的高硬度材料。

  超硬材料刀具行業(yè)發(fā)展概況

  如今,超硬材料刀具在切削加工中的優(yōu)勢已經(jīng)被廣大用戶所熟知,并得到越來越廣泛的認可和應(yīng)用,市場需求巨大。

  從超硬材料本身來看,我國具有明顯的資源優(yōu)勢,最近發(fā)現(xiàn)瓦房店地區(qū)的金剛石以往的勘探鉆孔大多只有200-300米,未能有效控制金伯利巖的整體形態(tài),而最近施工的鉆孔近1000米,在800多米多處見到厚大金伯利巖體,可探上百萬克拉的金剛石資源量。

  目前我國金剛石產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的80%以上,立方氮化硼(CBN)產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的60%以上,已經(jīng)是世界第一大超硬材料生產(chǎn)國,在超硬材料方面中國已邁入世界強國行列,我國超硬材料產(chǎn)業(yè)率先成為在國際上有話語權(quán)的產(chǎn)業(yè)之一。

  復(fù)合超硬刀具市場目前主要為國外制造商所控制,在2009年,復(fù)合超硬刀具材料市場全球占有率前幾位的公司為清一色的國外公司,分別是元素六(30%)、DI公司(20%)、日本住友(18%)、韓國日進(9%)、MegaDiamond(4.5%)、TomeiDiamond(4.5%)、Dennistools(4%),幾大公司就占據(jù)了市場的90%。

  在非復(fù)合超硬刀具市場中,立方氮化硼整體聚晶刀片已經(jīng)是我國的強項,富耐克不僅在整體聚晶立方氮化硼刀片(PCBN刀片)技術(shù)上有用著先進技術(shù),同時在立方氮化硼超強焊接刀片擁有著先進技術(shù),在我國的超硬刀具行業(yè)獨樹一幟,在焊接聚晶氮化硼刀片綜合效益上比國外更有優(yōu)勢。

(來源:互聯(lián)網(wǎng))
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