超硬刀具国内市场现状及发展

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
5% 9%
7% 4%
29%
46%
100% 80% 60% 40% 20% 0%
3% 22% 20%
35%
20% 总生产成本
3% 22% 15% 30% 15% 总成本降低15%
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。
0 中国
240 美国
140 日本
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。
2007年主要国家机床、刀具消费对比（单位：亿美元）

200
161.7
150
100
50
0
28
中国
76.2 35
日本
72.5
30
德国
机床 刀具
61.7 33
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
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。
1% 2% 2%
40%
高速钢刀具等
55%
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
10% 12%
28%
50%
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%。
“十二五” 期间，工具行业的发展目标
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%。
美国
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。
我国刀具消费构成
65%
35%
进口刀具 国产刀具
我国不同刀具材料应用构成
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。
人民币,亿元 400 350 300 250 200 150 137.4 100 50 0 2005
十一五期间我国刀具消费变化
160.6
204.3
289 243.3
2006
2007
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。
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
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。
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。
硬质合金
高速钢
PCBN、PCD
陶瓷
Cermet
其它
主要超硬刀具材料性能
显微硬度 耐热性 摩擦系数 适用范围
PCBN刀具
HV6000-8000 1400～1500℃ 0.1～0.3 黑色金属
PCD刀具
HV8000-10000 700-800℃ 0.1-0.3
有色金属及硬质材料
“十一五”我国我国刀具市场情况
2008
年份
2009
330 2010
人民币,亿元 140
120
100
80
60
40
36
20
0 2005
十一五期间我国刀具进口变化
63.2 42.9
98 83.3
2006
2007
2008
年份
2009
110 2010
2008年各国机床拥有量（万台）
800 700
600
500
400 700
300
200
100