超硬材料刀具指用硬度可与金刚石相比拟的超硬材料制成的刀具。超硬材料刀具所用的超硬材料主要是与天然金刚石的硬度、性能相近的人造金刚石和CBN(立方氮化硼)。由于天然金刚石价格比较昂贵,所以生产上大多采用人造聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN),以及它们的复合材料。
超硬材料刀具过去主要用于精加工领域,近年来由于改进了人造超硬刀具材料的生产工艺,控制了原料纯度和晶粒尺寸,采用了复合材料和热压工艺等,应用范围不断扩大,除适于一般的精加工和半精加工领域外,还可用于粗加工领域,可有效提高生产率。目前,随着科技的进步,制造业的高速发展,CNC加工技术的迅猛发展以及数控机床的普遍使用,超硬材料刀具的应用范围越来越大,已广泛应用于机械、冶金、地质、石油、煤炭、石材、建筑等传统领域,电子信息、航天航空、国防军工等高技术领域以及汽车、家电等产业。
超硬材料刀具的制造工艺集合了材料学、化学、高压物理、机械力学等多个学科的前沿科技成果,技术门槛较高,且超硬材料刀具价格较高。因此,在全球范围内,超硬材料刀具的生产和消费主要集中在美国、日本、德国等发达国家。全球超硬材料刀具行业的中高端市场份额主要由DI公司、元素六公司、住友电气工业株式会社、日进公司等跨国公司所占据。
根据新思界产业研究中心公布的
《2018-2023年中国超硬材料刀具行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,由于超硬材料刀具多为高端产品,制造强度大,技术门槛高,目前主要为发达国家制造商所控制,中国所占的市场份额较小,技术水平与美国、日本等发达国家相比还存在一定的差距,中国能够规模化生产用于加工汽车、航空航天关键零件的超硬材料刀具企业数量较少,高精度复杂结构的超硬材料刀具设计制造技术水平有待提高。2013-2017年,我国超硬材料刀具行业市场规模呈现出快速增长的态势,增长率维持在12.8%-15.7%之间。其中2012年我国超硬材料刀具的市场规模为5.97亿元,同比增长12.8%;2017年我国超硬材料刀具的市场规模增长至8.96亿元,同比增长14.6%。
新思界
产业研究员认为,随着我国超硬材料刀具生产技术的不断完善及产品性价比的不断提升,超硬材料刀具将替代更多的硬质合金等普通刀具。超硬材料刀具市场需求将快速增加,带动其产量快速增加。2018年,预计中国超硬材料刀具产量为553.9万件,同比增长16.7%;2023年,预计中国超硬材料刀具产量为1154.8万件,同比增长13.7%。