WC-Co硬質合金專利分析

余姣姣 李軻

（國家知識產權局專利局專利審查協作河南中心，河南 鄭州 450000）

WC-Co硬質合金專利分析

余姣姣 李軻

（國家知識產權局專利局專利審查協作河南中心，河南 鄭州 450000）

本文通過對WC-Co硬質合金相關專利與非專利內容的大量檢索與分析，從全球與區域專利申請發展趨勢、重點技術領域專利分布、全球與國內主要申請人等方面統計分析，給出WC-Co硬質合金技術領域的專利研發建議。

硬質合金；WC；Co；燒結；專利分析

硬質合金是以高硬度、高彈性模量的難熔金屬間化合物（WC、TiC、NbC等）為基體，以過渡金屬（Fe、Co、Ni等）作為粘結劑，采用粉末冶金的方法制備復合材料，是粉末冶金領域中最重要、最典型的材料制品之一。硬質合金綜合了硬質相和粘結相的優良性能，具有很高的硬度（80～94HRA）和耐磨性，尤其在高溫下仍能保持較高的硬度和強度［1］。因此，硬質合金幾乎成為所有新技術領域和工業部門中不可缺少的結構材料和工模具材料，在國防軍工及石材、金屬切削加工、礦山采掘等方面獲得了廣泛應用，被譽為“工業的牙齒”［2，3］。

專利申請數量的變化對于科學地評價和預測專利技術發展、專利權人動態變化具有極其重要的價值。人們通過對專利申請數量與時間的關系分析，發現專利技術在理論上具備技術引入期、技術發展期、技術成熟期和技術淘汰期4個階段的周期性變化。

對涉及WC-Co硬質合金技術在全球及國內專利庫進行檢索，獲得2 761件相關專利申請，檢索截止日期2017年3月1日。下面從專利申請趨勢、重點技術主題和主要申請人4個方面，對檢索到的相關專利進行統計分析。

1 專利申請趨勢分析

由于申請人可以將一項專利技術內容向多個國家或地區提出申請，而只要求本國在先申請的優先權，所以優先權數量和申請數量的統計結果是不同的。申請數量的統計結果反映的是全球范圍專利申請的總體情況，優先權數量的統計結果反映的是全球范圍原創專利申請的情況。因此，通過全球范圍優先權數量隨時間的變化來分析原創專利申請趨勢，通過各個區域的專利申請量與原創專利申請量來分析區域專利布局。

1.1 全球專利申請發展趨勢

專利數據庫所收錄的專利數據中，涉及WC-Co硬質合金相關專利共2 761件。通過專利申請量隨時間變化的情況統計專利技術發展趨勢，如圖1所示。

從圖1可以看出，在長期的發展過程中，1973年以前處于技術引進期，專利申請數量較少，每年保持在幾件到十幾件的水平。1974年以后，隨著對WC-Co硬質合金的不斷研究，專利申請數量逐步增加，進入技術發展期。一直持續到21世紀，專利申請數量呈波浪式增長，雖然個別年份（1978、1980、2003年）專利申請數量有所下降，但整體上仍呈快速發展態勢。特別是2003年以后，人們對WC-Co硬質合金相關技術掌握更加深入，以及全球對其市場潛力認知度的不斷提升，專利申請數量達到歷史高峰。從專利申請數量的直觀表現可以推斷，從全球范圍來看，未來相當長一段時間WC-Co硬質合金技術仍然會受到持續關注。

圖1 全球專利申請量隨時間的變化

1.2 區域專利布局分析

全球范圍內涉及WC-Co硬質合金相關專利中，申請量排名前10位的區域如圖2所示。從圖2可以看出，WC-Co硬質合金相關專利申請量排名前三位分別是日本、中國、美國，尤其是日本，高居榜首，可見日本在該領域的領先地位。德國、瑞典等歐洲國家，專利申請總量較大，需要引起重視。韓國、加拿大、澳大利亞在該領域也具有較高的申請量，但是排名相對靠后，說明其在WCCo硬質合金的技術水平與日本等國有一定的差距。

圖2 全球范圍區域專利申請量排名

專利申請通常在申請人所在國家進行申請，然后以該申請為優先權基礎向他國提出申請。因此，按優先權數量進行統計可以反映原創申請的區域專利分布。全球范圍內涉及WC-Co硬質合金相關專利中，優先權數量排名前10位的區域如圖3所示。從圖3可以看出，原創專利申請中仍然是日本、中國、美國的申請量較大，說明上述三國比較重視相關技術的開發與應用。德國、瑞典、英國等歐洲國家的原創申請量也較大，韓國、加拿大、澳大利亞的申請量較小。

2 重點技術主題專利分析

WC-Co硬質合金重點技術主題主要包括以下6個方向：①硬質相，主要包括TiC、TaC、NbC、CrC和VC等；②晶粒度，按粒度分級可分為粗晶、細晶、納米晶等；③表面處理，包括熱噴涂、沉積、磁控濺射、鍍覆等工藝；④燒結工藝，包括放電等離子燒結（SPS）、真空燒結、低壓燒結、微波燒結和熱等靜壓燒結等；⑤梯度結構，如功能梯度結構材料等；⑥其他。由于一件申請可能涉及多個方向，因此各方向申請量的總和會超過專利總量。

圖3 全球范圍區域原創專利申請排名

全球專利數據庫所收錄的專利數據中，涉及WC-Co硬質合金相關專利共2 761件，在上述6個研究方向的重點技術主題申請量分布如圖4所示。

從圖4可以看出，全球范圍的相關專利申請中，大約53%涉及燒結工藝的改進，居于首位，37%涉及硬質相的專利申請，涉及晶粒度的專利申請為21%，上述三類屬于WC-Co硬質合金的重點技術領域，還有7%涉及表面處理，4%涉及梯度結構，以及其他領域，也需要引起相關研究人員的關注。

圖4 全球相關專利申請的技術主題分布

3 主要申請人分析

3.1 全球主要申請人專利分析

全球專利數據庫所收錄的2 761件相關專利申請中，專利申請量排名居前十位的專利權人如表1所示。從表1可以看出，前十位中有6家來自日本公司，特別是三菱公司，高居榜首，可見日本在該領域強大的研發實力。此外，瑞典的山特維克公司具有較高的申請量，其次還有中國的株洲硬質合金集團有限公司、中南大學，以及美國的肯納金屬公司，都具有較強的技術水平。

表1 全球相關專利申請量排名

表2 國內相關專利申請量排名

3.2 國內主要申請人專利分析

國內專利申請量排名居前10位的專利權人如表2所示。從表2可以看出，株洲硬質合金集團有限公司、中南大學的專利申請量遙遙領先于國內其他公司或科研院所，其次是北京工業大學，然后是浙江恒成硬質合金有限公司，都具有一定的技術實力，其他申請人的申請量較小。可見在該領域，中國與世界其他國家還有不小的差距，需要加大研發投入。

4 結語

綜合以上分析可以看出，近幾年WC-Co硬質合金專利申請量及申請量增速都保持在較高的水平，可以預見未來很長一段時間，該領域的專利申請量仍將高速增長。日本、中國及美國、德國與瑞典等歐洲國家，掌握著核心專利技術，處于領先地位，特別是日本的三菱材料株式會社、瑞典的山特維克知識產權股份有限公司、中國的株洲硬質合金集團有限公司，具有強大的技術實力。重點研究領域包括燒結工藝、硬質相、晶粒度等，需要引起相關研究人員的重視。

［1］張鳳林，王成勇，宋月賢.WC-Co硬質合金的強韌化［J］.粉末冶金技術，2003（4）：236-240.

［2］葛啟錄，肖振聲，韓歡慶.高性能難熔材料在尖端領域的應用與發展趨勢［J］.粉末冶金工業，2000（1）：7-13.

［3］P Fan，ZZ Fang，J Guo.A review of liquid phase migration and methods for fabrication of functionally graded cemented tungsten carbide.Int［J］.International Journal of Refractory Metals and Hard Materials，2013（36）：2-9.

The Patents Analysis of WC-Co Cemented Carbide

Yu JiaojiaoLi Ke
（Patent Examination Cooperation Center of the Patent Office，SIPO，Zhengzhou Henan 450000）

After a lot of searches and analysis of WC-Co cemented carbide patent and non-patent,through statistical analysis of patent applications,applications,and key technologies field of international patents about WC-Co cemented carbide,this paper gave some constructive suggestions.

cemented carbide；tungsten carbide；cobalt；sinter；patents analysis

TG135

A

1003-5168（2017）05-0134-03

2017-04-16

余姣姣（1989-），男，碩士，研究實習員，研究方向：材料領域專利審查；李軻（1987-），女，碩士，研究實習員，研究方向：材料領域專利審查（等同于第一作者）。