材料｜復(fù)合超硬材料的主要用途、技術(shù)現(xiàn)狀和市場(chǎng)分析

當(dāng)前，復(fù)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(fù)合片、煤田礦山用聚晶金剛石復(fù)合片、聚晶金剛石高品級(jí)拉絲模坯和刀具用聚晶金剛石/聚晶立方氮化硼復(fù)合片。

（1）石油天然氣鉆頭用聚晶金剛石復(fù)合片

石油天然氣聚晶金剛石復(fù)合片是由無數(shù)微小金剛石顆粒和粘結(jié)劑混合組成的切削層和硬質(zhì)合金襯底層在高溫高壓下燒結(jié)合成的，具有很高強(qiáng)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(yīng)用在巖石的鉆探領(lǐng)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(jìn)的核心部件。

（2）煤田礦山鉆頭用聚晶金剛石復(fù)合片

由于具有硬度高、耐磨性強(qiáng)、抗沖擊韌性良好等特點(diǎn)，復(fù)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(fù)合片，其用途并不局限制造于煤田和礦山作業(yè)用的鉆進(jìn)和切割工具，還可廣泛應(yīng)用于制造建筑建造、水電工程施工、鑿巖破碎、公路修補(bǔ)等眾多領(lǐng)域的鉆進(jìn)工具。

（3）聚晶金剛石高品級(jí)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(fù)合超硬材料是制造高品級(jí)拉絲模最為理想的材料。

（4）刀具用復(fù)合片

使用PCD/PCBN刀具復(fù)合片制造的刀具可以替代幾乎所有傳統(tǒng)硬質(zhì)合金材質(zhì)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(jī)床刀頭等。基于其下游行業(yè)規(guī)模龐大，市場(chǎng)對(duì)于刀具用復(fù)合片的需求量也十分巨大。

復(fù)合超硬材料生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)在于對(duì)單晶超硬材料和粘結(jié)劑的原材料配方處理；核心技術(shù)在于對(duì)單晶超硬材料和相應(yīng)粘結(jié)劑通過高溫高壓進(jìn)行燒結(jié)的工藝。市場(chǎng)上產(chǎn)品質(zhì)量過硬，具有明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的廠家無不具有獨(dú)特的配方和先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，上述兩點(diǎn)構(gòu)成了復(fù)合超硬材料行業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。在我國(guó)行業(yè)發(fā)展初期，我國(guó)復(fù)合超硬材料產(chǎn)品與國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品相比在耐磨度、硬度、復(fù)合片均勻度和復(fù)合片尺寸等技術(shù)指標(biāo)方面均存在一定的差距。但隨著我國(guó)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(jī)的性能優(yōu)勢(shì)、克服了劣勢(shì)，我國(guó)復(fù)合超硬行業(yè)技術(shù)水平已經(jīng)形成了自身特點(diǎn)，并且在總體技術(shù)指標(biāo)上接近或達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

外國(guó)生產(chǎn)廠商以二面頂壓機(jī)為主（如E6，DI、住友、日進(jìn)為兩面頂，USSynthetic，MegaDiamond、Novatek等為六面頂），我國(guó)生產(chǎn)復(fù)合超硬材料的壓機(jī)以六面頂壓機(jī)為主（如四方達(dá)、新亞、海明潤(rùn)為六面頂、江鉆為兩面頂）。兩種設(shè)備各有特點(diǎn)，兩面頂壓機(jī)每組壓缸、頂錘的造價(jià)較高，高壓腔尺寸相對(duì)較大，適合生產(chǎn)尺寸較大的產(chǎn)品；六面頂壓機(jī)每組頂錘的造價(jià)較低，操作方便，高壓腔尺寸相對(duì)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(jī)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(guó)四方達(dá)公司已經(jīng)可以生產(chǎn)直徑46毫米的PCD復(fù)合片，預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來，直徑2英寸的復(fù)合片也可以在六面頂壓機(jī)上生產(chǎn)出來。

（1）復(fù)合超硬材料行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模現(xiàn)狀

根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研和對(duì)下游市場(chǎng)需求、境外主流復(fù)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(fù)合超硬材料的市場(chǎng)容量如下：石油用PDC全球市場(chǎng)容量約為97億元人民幣，其中國(guó)內(nèi)市場(chǎng)容量約為6億元人民幣；煤田礦山用PDC復(fù)合片由于下游產(chǎn)業(yè)礦山工具市場(chǎng)極其廣闊，其全球市場(chǎng)容量超過200億元人民幣；PCD高品級(jí)拉絲模坯目前的全球市場(chǎng)容量約為5億元人民幣，但隨著其性價(jià)比優(yōu)勢(shì)逐漸得到下游客戶的認(rèn)可未來幾年內(nèi)市場(chǎng)容量將增長(zhǎng)至10億元人民幣以上；刀具用PCD復(fù)合片的市場(chǎng)容量也達(dá)到100億元人民幣以上。可見，復(fù)合超硬材料的市場(chǎng)容量巨大，且行業(yè)前景極其廣闊。

（2）復(fù)合超硬材料行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局分析

總體而言，來自美國(guó)、日本、愛爾蘭等國(guó)的老牌復(fù)合超硬材料制造商在科研積累、行業(yè)經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量上保有一定程度的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，在國(guó)際市場(chǎng)上占領(lǐng)了較大的市場(chǎng)；同時(shí)，來自韓國(guó)、中國(guó)等國(guó)的一批新興復(fù)合超硬材料制造企業(yè)經(jīng)過十幾年的技術(shù)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(shì)產(chǎn)品，此外憑借一定的價(jià)格優(yōu)勢(shì)占據(jù)了一部分市場(chǎng)，其產(chǎn)品范圍、經(jīng)營(yíng)領(lǐng)域和市場(chǎng)份額正在不斷地?cái)U(kuò)大，成為復(fù)合超硬材料市場(chǎng)不可忽視的競(jìng)爭(zhēng)力量。