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2013年我國復(fù)合超硬材料行業(yè)的主要產(chǎn)品分析

Tag：復(fù)合超硬  
中國產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告網(wǎng)訊：

    自從1955年人造金剛石被發(fā)明以來，超硬材料行業(yè)不斷經(jīng)歷著技術(shù)進(jìn)步和工藝革新，聚晶金剛石和聚晶立方氮化硼的發(fā)明標(biāo)志著復(fù)合超硬材料行業(yè)的誕生。隨著復(fù)合超硬材料技術(shù)研發(fā)的深入，其材料性能不斷提高，適用范圍也日益擴(kuò)大到了工業(yè)加工生產(chǎn)的許多領(lǐng)域。目前，復(fù)合超硬材料產(chǎn)品主要下游用途包括制造石油/天然氣鉆頭的切削齒、制造煤田/礦山用工具的切削齒、制造高品級(jí)拉絲模的模坯和制造各類工業(yè)用刀具的刀頭四種，由此對(duì)應(yīng)復(fù)合超硬材料的四種主要產(chǎn)品：石油/天然氣鉆頭用PCD復(fù)合片（以下簡稱“石油用復(fù)合片”）、煤田/礦山工具用PCD復(fù)合片（以下簡稱“礦山用復(fù)合片”）、PCD高品級(jí)拉絲模坯（以下簡稱“PCD拉絲模坯”）和PCD/PCBN刀具用復(fù)合片（以下簡稱“刀具用復(fù)合片”）。

    （1）石油/天然氣鉆頭用PCD復(fù)合片

    在石油、天然氣勘探和開采行業(yè)，石油用復(fù)合片又稱為聚晶金剛石復(fù)合片（即Polycrystalline Diamond Compact，以下簡稱“PDC”）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)合金襯底層在超高壓高溫下燒結(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)用在地質(zhì)鉆探領(lǐng)域。按照鉆探地層和鉆探機(jī)械不同將符合特定要求的石油用復(fù)合片進(jìn)行加工后作為石油/天然氣鉆頭的切削齒固定在鉆頭之上，因此，石油用復(fù)合片是制造上述鉆頭的核心材料。

    石油、天然氣是任何一個(gè)國家的戰(zhàn)略資源，也是人類賴以生存和發(fā)展的必需物質(zhì)，目前石油、天然氣勘探和開采主要采用牙輪鉆頭和PCD鉆頭。最初，石油用復(fù)合片主要用于制造在軟到中硬地層以及具有一定研磨性的中等抗壓強(qiáng)度地層取芯或全面鉆進(jìn)的鉆頭，在高抗壓強(qiáng)度、致密膠結(jié)的研磨性沙巖、燧石和花崗巖中使用效果不好，但近幾年由于石油用復(fù)合片質(zhì)量的改進(jìn)和鉆頭設(shè)計(jì)、制造水平的提高，PCD鉆頭在以前認(rèn)為只有硬質(zhì)合金牙輪鉆頭才適用的硬夾層和硬地層鉆進(jìn)中也已獲得重大突破。因此，上世紀(jì)所用的牙輪鉆頭的比重較大，進(jìn)入二十一世紀(jì)后，隨著石油勘探和開采技術(shù)水平的提高，PCD復(fù)合片鉆頭的用量占據(jù)了主導(dǎo)地位。我國自上世紀(jì)80年代初開始引進(jìn)PCD鉆頭，上世紀(jì)90年代后各大油田開始使用PCD鉆頭，取得良好效果。目前，國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)在石油/天然氣鉆探行業(yè)廣泛采用石油用復(fù)合片制造的鉆頭。

    內(nèi)容選自產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《2013-2017年中國復(fù)合超硬材料市場(chǎng)運(yùn)營態(tài)勢(shì)與發(fā)展戰(zhàn)略咨詢報(bào)告》

    （2）煤田/礦山工具用PCD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)，PCD復(fù)合片除了可用于制作石油/天然氣用鉆頭外，還可用于制作煤炭挖掘、礦山開采、建筑施工、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。相比制造石油用復(fù)合片，制造其他領(lǐng)域用鉆頭的聚晶金剛石復(fù)合片性能要求略低，這主要是由于煤田礦山等作業(yè)地層較淺，地質(zhì)情況不像石油、天然氣開采作業(yè)的地質(zhì)情況那么惡劣，對(duì)于鉆頭的使用壽命和耐磨性能要求相對(duì)較低，下游客戶對(duì)于鉆頭的價(jià)格敏感度更高。因此，礦山用復(fù)合片與石油用復(fù)合片在生產(chǎn)成本、銷售和下游市場(chǎng)劃分上存在一定區(qū)別。

    （3）PCD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。由于拉絲模的成本約占拉絲費(fèi)用的1/2以上，降低拉絲模成本、提高其使用壽命是金屬線材生產(chǎn)單位迫切需要解決的問題。（來源：中國數(shù)控機(jī)床網(wǎng)）PCD拉絲模坯是生產(chǎn)高品級(jí)拉絲模的主要材料，聚晶金剛石拉絲模用于拉制銅、鋁、不銹鋼及各種合金線材，其使用壽命為硬質(zhì)合金拉絲模的100－300倍，且所拉線材的尺寸均勻，光潔度高，產(chǎn)出量高。

    （4）PCD/PCBN刀具用復(fù)合片

    PCD刀具用復(fù)合片主要用于生產(chǎn)加工除鐵系金屬以外的有色金屬及合金、非金屬材料的超硬刀具，由于聚晶金剛石（PCD）的化學(xué)成分是碳元素，切削鐵等黑色金屬時(shí)在高溫情況下容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，影響生產(chǎn)效果和使用壽命，因此，生產(chǎn)加工黑色金屬材料的超硬刀具主要采用PCBN刀具用復(fù)合片。

    使用刀具用復(fù)合片制造的超硬刀具不但硬度、耐磨性大大優(yōu)于傳統(tǒng)硬質(zhì)合金刀具，而且在進(jìn)行硬態(tài)切削時(shí)，可取得較好的工件表面光潔度，實(shí)現(xiàn)以車代磨。目前，PCD/PCBN刀具主要用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造、木材采伐加工、石材開采加工等領(lǐng)域。隨著汽車、航空、木材等行業(yè)的發(fā)展，PCD/PCBN刀具的用戶增長很快，其需求量也大幅度增加。由于復(fù)合超硬材料切削刀具的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，其未來市場(chǎng)需求將保持持續(xù)增長的態(tài)勢(shì)。

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