超硬材料包括天然和人造两种,天然超硬材料主要有钻石、黑钻石,人造超硬材料主要有聚合钻石纳米棒、化学气相沉积金刚石、多晶立方氮化硼。
我国的超硬材料制品行业起始于二十世纪七十年代。在此之前,金刚石锯片等超硬材料制品几乎全部依赖进口,八十年代全国各地兴起了大批以生产小直径金刚石锯片为主的生产企业,九十年代开始进入高速发展期。
目前,我国是超硬材料生产及出口大国,2015年人造金刚石产量占全球总产量的90%以上,立方氮化硼产量占全球总产量的70%。现以形成以河南为中心的产业链,河南是我国乃至全世界最主要的超硬材料产区,拥有郑州、方城、柘城几大生产基地,该产业园金刚石原辅材料在全国市场的占有率达30%,金刚石材料年产量7.2亿克拉,占全国总量的30%以上,立方氮化硼材料产量排名全球第二,占全国生产总量的80%,重要原材料金刚石微粉年产量约1.2亿克拉,占全国总量的60%。
据《超硬材料工程》数据,2016年全世界超硬材料及制品工业产业规模预计为6000亿元,其中超硬材料约1000亿元,其中超硬复合材料市场规模约为550亿元,超硬材料制品约为5000亿元。按照超硬材料制品与超硬材料产值6:1的比例计算,我国超硬材料行业的市场规模约为97亿元。
此外,超硬材料的应用领域也在不断扩张和延伸,超硬工具可加工的对象囊括了从汽车、日用建筑、大规模集成电路,到卫星、导弹、火箭、飞机、大型军舰及民用船舶、核电站原子能反应堆等,是必不可少的配套加工工具,加工性能和效率远优于传统硬质合金,对硬质合金具有较高的替代性。今年来,油气钻采领域PDC钻头对硬质合金钻头的替换正在进行,替代效应在机械、冶金、地质、电子、汽车、加点等领域也逐步体现,预计未来在各类超强超硬加工、高端精密制造领域内超硬材料对硬质合金的替代进程将进一步加速。
2015年我国硬质合金行业实现营业收入146.99亿元,根据“十三五”规划,到2020年行业收入目标为360亿元(其中控股境外公司60亿元)。到目前磨具领域超硬材料对碳化硅、刚玉磨具替代率不到30%,刀具领域对硬质合金、高速钢的替代率不到10%,按照20%的产品替换率计算,我国超硬材料对硬质合金的替代空间到2020年有望达到60亿元。
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