材料｜復合超硬材料的主要用途、技術現(xiàn)狀和市場分析

當前，復合超硬材料的產(chǎn)品主要分為四類：石油天然氣鉆頭用聚晶金剛石復合片、煤田礦山用聚晶金剛石復合片、聚晶金剛石高品級拉絲模坯和刀具用聚晶金剛石/聚晶立方氮化硼復合片。

（1）石油天然氣鉆頭用聚晶金剛石復合片

石油天然氣聚晶金剛石復合片是由無數(shù)微小金剛石顆粒和粘結劑混合組成的切削層和硬質合金襯底層在高溫高壓下燒結合成的，具有很高強度、硬度、耐磨性、抗沖擊性以及良好的自銳性，這些優(yōu)良特性使其能夠應用在巖石的鉆探領域。該產(chǎn)品主要作為石油天然氣鉆頭的切削齒，是鉆頭上起到切削和掘進的核心部件。

（2）煤田礦山鉆頭用聚晶金剛石復合片

由于具有硬度高、耐磨性強、抗沖擊韌性良好等特點，復合超硬材料除了可用于制作石油天然氣用鉆頭外，還可用于制作煤田礦山鉆頭用PCD復合片，其用途并不局限制造于煤田和礦山作業(yè)用的鉆進和切割工具，還可廣泛應用于制造建筑建造、水電工程施工、鑿巖破碎、公路修補等眾多領域的鉆進工具。

（3）聚晶金剛石高品級拉絲模坯

拉絲模是各種金屬線材生產(chǎn)廠家（如電線電纜廠、鋼絲廠、焊條焊絲廠等）拉制線材的一種非常重要的易消耗性模具。拉絲模的適用范圍十分廣泛，主要用于拉拔棒材、線材、絲材、管材等直線型難加工物體，適用于鋼鐵、銅、鎢、鉬等金屬和合金材料的拉拔加工。復合超硬材料是制造高品級拉絲模最為理想的材料。

（4）刀具用復合片

使用PCD/PCBN刀具復合片制造的刀具可以替代幾乎所有傳統(tǒng)硬質合金材質的刀具，用途十分廣泛，包括制造汽車零部件、加工木材、開采石材、數(shù)控機床刀頭等。基于其下游行業(yè)規(guī)模龐大，市場對于刀具用復合片的需求量也十分巨大。

復合超硬材料生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)在于對單晶超硬材料和粘結劑的原材料配方處理；核心技術在于對單晶超硬材料和相應粘結劑通過高溫高壓進行燒結的工藝。市場上產(chǎn)品質量過硬，具有明顯競爭優(yōu)勢的廠家無不具有獨特的配方和先進的生產(chǎn)工藝，上述兩點構成了復合超硬材料行業(yè)的核心競爭力。在我國行業(yè)發(fā)展初期，我國復合超硬材料產(chǎn)品與國際先進產(chǎn)品相比在耐磨度、硬度、復合片均勻度和復合片尺寸等技術指標方面均存在一定的差距。但隨著我國業(yè)內(nèi)企業(yè)和科研人員不斷鉆研，充分發(fā)揮了六面頂壓機的性能優(yōu)勢、克服了劣勢，我國復合超硬行業(yè)技術水平已經(jīng)形成了自身特點，并且在總體技術指標上接近或達到了國際先進水平。

外國生產(chǎn)廠商以二面頂壓機為主（如E6，DI、住友、日進為兩面頂，USSynthetic，MegaDiamond、Novatek等為六面頂），我國生產(chǎn)復合超硬材料的壓機以六面頂壓機為主（如四方達、新亞、海明潤為六面頂、江鉆為兩面頂）。兩種設備各有特點，兩面頂壓機每組壓缸、頂錘的造價較高，高壓腔尺寸相對較大，適合生產(chǎn)尺寸較大的產(chǎn)品；六面頂壓機每組頂錘的造價較低，操作方便，高壓腔尺寸相對較小，適合生產(chǎn)尺寸較小的產(chǎn)品。但是隨著近年來六面頂壓機的大型化，其能生產(chǎn)的產(chǎn)品尺寸也越來越大，與兩面的的差異越來越小，我國四方達公司已經(jīng)可以生產(chǎn)直徑46毫米的PCD復合片，預計在不遠的將來，直徑2英寸的復合片也可以在六面頂壓機上生產(chǎn)出來。

（1）復合超硬材料行業(yè)市場規(guī)模現(xiàn)狀

根據(jù)市場調(diào)研和對下游市場需求、境外主流復合超硬材料制造商銷售數(shù)據(jù)的分析，按照主要產(chǎn)品分類估算2009年主要復合超硬材料的市場容量如下：石油用PDC全球市場容量約為97億元人民幣，其中國內(nèi)市場容量約為6億元人民幣；煤田礦山用PDC復合片由于下游產(chǎn)業(yè)礦山工具市場極其廣闊，其全球市場容量超過200億元人民幣；PCD高品級拉絲模坯目前的全球市場容量約為5億元人民幣，但隨著其性價比優(yōu)勢逐漸得到下游客戶的認可未來幾年內(nèi)市場容量將增長至10億元人民幣以上；刀具用PCD復合片的市場容量也達到100億元人民幣以上?？梢?，復合超硬材料的市場容量巨大，且行業(yè)前景極其廣闊。

（2）復合超硬材料行業(yè)競爭格局分析

總體而言，來自美國、日本、愛爾蘭等國的老牌復合超硬材料制造商在科研積累、行業(yè)經(jīng)驗、技術工藝、產(chǎn)品質量上保有一定程度的領先優(yōu)勢，在國際市場上占領了較大的市場；同時，來自韓國、中國等國的一批新興復合超硬材料制造企業(yè)經(jīng)過十幾年的技術科研開發(fā)和生產(chǎn)工藝探索，也形成了各具特色的生產(chǎn)工藝、優(yōu)勢產(chǎn)品，此外憑借一定的價格優(yōu)勢占據(jù)了一部分市場，其產(chǎn)品范圍、經(jīng)營領域和市場份額正在不斷地擴大，成為復合超硬材料市場不可忽視的競爭力量。