復合超硬材料及其市場前景

復合超硬材料及其市場前景

復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劑并通過超高壓高溫燒結工藝制成的聚晶復合材料,是工業生產和加工所必需的新型復合材料,被廣泛應用于機械、冶金、地質、石油、煤炭、木材、建筑、汽車、家電等傳統領域,以及電子信息、航空航天、國防軍工等高技術領域。復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體(PCD)復合片、煤田/礦山工具用PCD復合片、PCD高品級拉絲模坯和PCD/聚晶立方氮化硼(PcBN)刀具用復合片。

2000年前后我國超硬材料產業迎來了第一次產業大發展,傳統的片狀工藝被升級為粉末工藝,使得生產金剛石的成本大幅下降。此后中國的金剛石產量快速上升,年產量約占世界總產量的80%。近幾年來,由于我國金剛石產業六面頂壓機的大型化進展迅速,超硬材料產業迎來了第二次產業大發展,金剛石生產成本進一步降低,產品質量、工藝技術均接近國際水平。國產金剛石復合片在切削刀、煤田、礦山工具等領域逐步替代進口金剛石復合片,國產高端石油復合片打入國際市場,出口量不斷增加。

現階段,我國復合超硬材料產業的發展有兩個方面的顯著優勢。其一,我國復合超硬材料產業的產業鏈已經形成一定規模,在原材料采購方面擁有本土優勢。我國金剛石產量自20世紀90年代開始進入高速增長期, 2009年產量達到54億克拉,2011年產量已經達到110億克拉,人造金剛石總產量占全球的90%以上。其二,中國擁有相對較低的生產制造成本,在國際市場上擁有低價優勢。隨著技術研發和生產工藝的持續改進,復合超硬材料性價比逐漸體現,硬質合金、高速鋼逐漸被金剛石替代,我國金剛石復合片產業化、規模化發展的時機已經成熟。

目前,復合超硬材料下游需求呈現較快增長的態勢,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,我國天然氣產量一直呈現高速增長趨勢,2011年我國天然氣產量達到1025億m3。隨著我國油氣產量的不斷增長,對于油氣用PCD復合片的需求量也表現出旺盛的需求。目前,油氣用PCD復合片全球市場規模約為110億元,我國市場空間大約為14億元,發展潛力巨大。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作為國家能源戰略的重要發展領域之一,2020年產量將達到600～1000億m3。隨著頁巖氣開發利用的深入,油氣用PCD復合片必將迎來新的發展機遇。其次,在煤炭產量的不斷帶動下,我國礦用PCD復合片市場規模也在不斷擴大。全球礦山用PCD復合片市場規模近200億元,中國市場規模約為20億元。總之,全球經濟復蘇和國內宏觀經濟持續快速發展,將為復合超硬材料產業的進一步發展帶來更大的發展機遇和市場空間。

(中國電鍍網)