超硬刀具国内市场现状及发展

成都工具研究所有限公司罗勇超硬刀具国内市场现状及发展现代制造业正在向“精密、高效、柔性、智能、绿色环保”方向发展，必须采用先进的加工技术来保障。不断地向工具行业提出了切削加工的新要求。“三高一专”高精度高效率高可靠性专业化提出现代高效刀具的判定标准是“进入我国现代制造业实际使用领域并替代进口的刀具，就是现代高效刀具。”在我国，现代制造业的领域比较明确，它们是：汽车工业、航空航天工业、能源装备工业、电子工业、现代造船工业、现代兵器工业、现代模具工业等。随着科技的进步，CNC加工技术的迅猛发展以及数控机床的普遍使用，超硬刀具已广泛应用于机械加工的各个行业，极大地促进了高速切削加工及先进制造技术的飞速发展，权威机构甚至用这种刀具的应用比例来衡量一个国家加工技术的先进程度。随着可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的超硬刀具的应用也日渐普及，同时引入了许多先进的切削加工概念，如高速切削、硬态加工、高稳定性加工、以车代磨、干式切削等。超硬刀具已成为现代切削加工中不可缺少的重要手段。随着航空航天、汽车、能源工业的发展，涌现出大量的高性能新型材料，如硅铝合金、纤维增强复合材料等，这些高性能新型材料的切削加工成为亟待解决的问题，推动了金刚石、立方氮化硼等超硬刀具材料的发展。超硬刀具已成为解决这一类型问题的主要选择。主要刀具材料分类46%29%9%5%7%4%硬质合金高速钢PCBN、PCD陶瓷Cermet其它PCBN刀具PCD刀具显微硬度HV6000-8000HV8000-10000耐热性1400～1500℃700-800℃摩擦系数0.1～0.30.1-0.3适用范围黑色金属有色金属及硬质材料主要超硬刀具材料性能“十一五”我国我国刀具市场情况据中国机床工具协会的数据，2010年我国刀具消耗约330亿元，其中，进口刀具110亿元，主要是现代高效刀具，约占三分之一。十一五期间我国刀具消费变化137.4160.6289243.3204.3330050100150200250300350400200520062007200820092010年份人民币,亿元十一五期间我国刀具进口变化3642.99883.363.2110020406080100120140200520062007200820092010年份人民币,亿元我国已经成为全球最大的制造业基地。刀具是为制造业服务的，我国制造业的刀具消费已超过日、美、德等工业发达国家，居全球第一位。2008年各国机床拥有量（万台）7002401400100200300400500600700800中国美国日本2007年主要国家机床、刀具消费对比（单位：亿美元）采用高性能刀具进行高速切削加工以充分发挥机床制造潜力已成共识，发达国家每年刀具消费均在机床消费的50％左右，而我国的刀具消费仅及机床消费的20％。说明在我国刀具消费中，廉价低效的传统刀具仍占主流，机床功能远未充分发挥。050100150200中国日本德国美国机床刀具161.72876.23572.53061.733我国刀具消费构成35%65%进口刀具国产刀具我国不同刀具材料应用构成55%40%2%1%2%高速钢刀具等硬质合金刀具PCD、PCBN陶瓷刀具金属陶瓷我国PCBN刀具应用领域50%28%12%10%汽车行业重型机械飞机制造其它行业国外对于超硬刀具材料制备、磨削加工机理、刀具刃磨设备、加工工艺参数选用等方面的研究已基本进入成熟阶段，超硬刀具产品也向多样化、系列化方向发展，许多公司已建立起较完善的超硬刀具选择库，超硬刀具在难加工材料加工领域的应用日益广泛，美国超硬刀片产值已增加到全部刀片的8%。在发达国家，切削刀具消费在制造业成本中的比重一般为3%-4%，而我国制造业的刀具消费水平较低，约占1%-2%，因未使用现代高效刀具，致使我国机械工业的生产效率远远低于发达国家。采用高效先进刀具：使零件生产成本下降10%～15%高效刀具的使用效果•使用高效刀具，效率提高20%，生产成本变化情况0%20%40%60%80%100%总生产成本总成本降低15%20%15%35%30%20%15%22%22%3%3%刀具成本原材料成本劳动力成本设备成本其它成本国内能够满足制造业高端需求的现代高效硬质合金刀具、高效高性能高速钢刀具和新型超硬刀具约为15亿元，仅占制造业高端需求的15％左右。与国外相比，尽管目前国内超硬材料磨料的制备技术已趋于成熟，人造金刚石的年产量已突破50亿克拉，居全球第一，国产CBN的产量也超过3亿克拉，但超硬复合刀片的研发相对落后，尚不能成熟地制备出成系列的、性能良好且稳定的超硬复合刀片，造成超硬材料磨料大量出口、而国内超硬刀具用刀片尤其是高端超硬刀具产品基本上依赖进口的现状。我国现代新兴制造业发展对高效刀具的需求，基本上依靠进口来满足，如汽车、航空航天、发电设备、新能源、通用机械等重要市场，基本由进口刀具占领，国产刀具在这些领域的比重仅占10%－20%。在2011年我国一季度底端产品旺销的情况下，而国际著名工具企业从市场得到的信号正好相反。如Sandvik宣布，当年一季度订单增加21％，主要是高效硬质合金刀具和超硬刀具，传统高速钢刀具市场继续疲软。随着制造业朝着更高生产率、更高切削速度和更低成本的方向发展。更耐磨和更难加工工件材料的增多，各类超硬刀具的应用将持续大量增加。“十二五”期间，工具行业的发展目标大幅度提高国产高效刀具在制造业高端市场的占有率具体指标：高端市场的占有率从目前的15％左右提高到30%－40%。要改变高端超硬复合刀片完全依赖进口的现状，需要深入开展基础技术研究工作，加快超硬刀具的研发。不断扩大PCD、PCBN超硬刀具的应用领域，大幅度提高加工效率。“十二五”期间，工具行业的发展目标为制造业切削加工提供“整体解决方案”方面，跨出实际步伐：为用户提供成套服务“整体解决方案”的比重在国产现代高效刀具的总销售额中达到10%以上。“十二五”期间，工具行业的发展目标“十二五”期间，工具行业的发展目标随着数控机床发展，切削刀具朝着三高一专方向不断发展。部分复杂刀具可转位化刀具功能复合化切削新工艺的不断创新HSK工具柄的广泛应用提供整体解决方案