復(fù)合超硬材料及其市場前景

復(fù)合超硬材料是指以金剛石和立方氮化硼(cBN)單晶超硬材料為主要原材料,添加金屬或非金屬粘結(jié)劑并通過超高壓高溫?zé)Y(jié)工藝制成的聚晶復(fù)合材料,是工業(yè)生產(chǎn)和加工所必需的新型復(fù)合材料,被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、地質(zhì)、石油、煤炭、木材、建筑、汽車、家電等傳統(tǒng)領(lǐng)域,以及電子信息、航空航天、國防軍工等高技術(shù)領(lǐng)域。復(fù)合超硬材料的主要制品包括:石油/天然氣鉆頭用金剛石燒結(jié)體(PCD)復(fù)合片、煤田/礦山工具用PCD復(fù)合片、PCD高品級拉絲模坯和PCD/聚晶立方氮化硼(PcBN)刀具用復(fù)合片。

2000年前后我國超硬材料產(chǎn)業(yè)迎來了第一次產(chǎn)業(yè)大發(fā)展,傳統(tǒng)的片狀工藝被升級為粉末工藝,使得生產(chǎn)金剛石的成本大幅下降。此后中國的金剛石產(chǎn)量快速上升,年產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的80%。近幾年來,由于我國金剛石產(chǎn)業(yè)六面頂壓機(jī)的大型化進(jìn)展迅速,超硬材料產(chǎn)業(yè)迎來了第二次產(chǎn)業(yè)大發(fā)展,金剛石生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低,產(chǎn)品質(zhì)量、工藝技術(shù)均接近國際水平。國產(chǎn)金剛石復(fù)合片在切削刀、煤田、礦山工具等領(lǐng)域逐步替代進(jìn)口金剛石復(fù)合片,國產(chǎn)高端石油復(fù)合片打入國際市場,出口量不斷增加。

現(xiàn)階段,我國復(fù)合超硬材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有兩個方面的顯著優(yōu)勢。其一,我國復(fù)合超硬材料產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)形成一定規(guī)模,在原材料采購方面擁有本土優(yōu)勢。我國金剛石產(chǎn)量自20世紀(jì)90年代開始進(jìn)入高速增長期, 2009年產(chǎn)量達(dá)到54億克拉,2011年產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到110億克拉,人造金剛石總產(chǎn)量占全球的90%以上。其二,中國擁有相對較低的生產(chǎn)制造成本,在國際市場上擁有低價優(yōu)勢。隨著技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)工藝的持續(xù)改進(jìn),復(fù)合超硬材料性價比逐漸體現(xiàn),硬質(zhì)合金、高速鋼逐漸被金剛石替代,我國金剛石復(fù)合片產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展的時機(jī)已經(jīng)成熟。

目前,復(fù)合超硬材料下游需求呈現(xiàn)較快增長的態(tài)勢,其中高品級金剛石的市場需求占整個市場的比例大約為60%～70%。首先,我國天然氣產(chǎn)量一直呈現(xiàn)高速增長趨勢,2011年我國天然氣產(chǎn)量達(dá)到1025億m3。隨著我國油氣產(chǎn)量的不斷增長,對于油氣用PCD復(fù)合片的需求量也表現(xiàn)出旺盛的需求。目前,油氣用PCD復(fù)合片全球市場規(guī)模約為110億元,我國市場空間大約為14億元,發(fā)展?jié)摿薮?。中國是全球頁巖氣儲量最多的國家,可采儲量約為36.1萬億m3。我國將頁巖氣勘探開發(fā)作為國家能源戰(zhàn)略的重要發(fā)展領(lǐng)域之一,2020年產(chǎn)量將達(dá)到600～1000億m3。隨著頁巖氣開發(fā)利用的深入,油氣用PCD復(fù)合片必將迎來新的發(fā)展機(jī)遇。其次,在煤炭產(chǎn)量的不斷帶動下,我國礦用PCD復(fù)合片市場規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。全球礦山用PCD復(fù)合片市場規(guī)模近200億元,中國市場規(guī)模約為20億元?？傊?全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇和國內(nèi)宏觀經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展,將為復(fù)合超硬材料產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展帶來更大的發(fā)展機(jī)遇和市場空間。

(中國電鍍網(wǎng))