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中国硬质合金工业现状及发展趋势

日期: 2019-11-18
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01


中国硬质合金工业的现状中国硬质合金工业50年来从无到有,不断发展,取得了很大成绩,但整体技术水平与当今世界先进水平相比差距仍然很大。


1.1取得可喜成绩


(1)硬质合金产量:目前我国约有硬质合金生产厂(点)160多家。2001年全国硬质合金总产量已突破10000t,位居世界第一,是名符其实的硬质合金生产大国。


(2)硬质合金出口量:硬质合金出口量已从六、七十年代的不足100t/a,增长到今天的1 200t/a左右,约占世界硬质合金市场流通量的20%左右。创汇也从不足400万美元/a,增加到现在的4 000万美元/a以上。


(3)生产品种基本齐全:涉及应用于金属切削、矿山开采、拉拔模具、耐磨零件等各个领域,以及部分深加工产品均能生产。(4)装备和工艺技术不断提高:通过不断的科研攻关,以及引进技术的消化吸收,硬质合金生产过程中的高效球磨、喷雾干燥制粒、高精度压力机、真空烧结、压力烧结、研磨涂层等一系列先进装备和工艺技术已在不同生产厂家得到不同程度的应用。株洲硬质合金集团有限公司控股的株洲钻石(株洲钻石官方网站,株洲钻石社区,株洲钻石产品一览,株洲钻石应用案例)切削刀具股份有限公司数控刀片生产线是在环境、装备、工艺技术和质量标准等方面都按当代硬质合金生产先进水平设计建设的,已于2002年一季度正式投产,为提高产品质量,开发一流新品奠定了良好基础。


1.2形成竞争格局


同其他各行各业一样,市场经济导致我国硬质合金生产企业激烈竞争。一方面国外著名生产厂家纷纷在中国设厂,以数控刀具为例,北方有瑞典山特维克廊坊子公司,南方有美国肯纳金属(肯纳金属官方网站,肯纳金属产品一览)的浦东新基地,欧洲旧本、此类的一些厂商已在我国许多重要城市设有数以百计的推销点。卢森堡、韩国、德国的一些公司已经将他们制造的轧辊、顶锤、压缸等产品廉价推销给中国用户。外国公司的策略是牢牢控制技术优势,不转让、甚至不合资,集中精力致力于占有中国市场,其技术资本、经营理念,市场经验均明显优于中国企业,给中国高档硬质合金系列产品发展带来巨大压力。与此同时,国内企业间竞争也愈演愈烈,期间有的企业破产被淘汰,而一些民营、股份制企业,则不断在硬质合金宽广的应用领域中寻找自己的发展空间,扬长避短,发展壮大。从积极方面讲可以预见,只要正确因势利导,这种竞争格局将推动中国硬质合金工业不断向前发展。


1.3存在较大差距


(1)研发投入少、创新能力差。我国硬质合金工业,至今还没有一个高水平的研发机构,由于资金以及人才和管理的差距,高档产品的研发能力薄弱,很难产生有自己产权的原创性成果,企业技术改造也因此难以得到强有力的技术支撑。据了解,瑞典山特维克公司的可乐满厂,2000年研发投入为5 .5亿克朗,相当于株洲硬质合金厂近30年研发投入的总不口。


(2)装备档次低,差距大:应用于硬质合金研发和生产的高档专用设备主要依赖进口,国产设备差距很大,因资金等原因,有能力购置进口设备的厂家很少,就是国内大厂应用先进设备的数量也很有限,给研发和生产带来很大困难。


(3)合金生产与工具生产脱节:国外硬质合金大厂往往也是工具生产大厂,非常有利于硬质合金工具开发。我国由于历史原因、硬质合金与工具生产分属于冶金和机械两个系统管理,导致硬质合金生产与工具生产长期脱节,至今高档硬质合金工具开发问题尚未得到解决。


(4)产业经济效益较低:因上述等原因,我国硬质合金工业虽规模大,但高附加值产品少,像高性能合金、研磨涂层产品、特殊异型制品、精密硬质合金工具等高档产品量少且质量不高,由于高附加值产品价值几倍甚至几十倍于中低档硬质合金,所以我国的硬质合金厂家效益普遍不高。根据市场调查与分析,国外几家优秀企业在中国市场的占有率,按产量计算不到1%,而按销售收入计算,则超过10%。


02


我国硬质合金工业面临的机遇和挑战


中国已经加入世贸组织,硬质合金工业和其他行业一样,将在享受多边贸易体制协议框架下权利的同时,履行相应的义务。企业是市场竞争的主体,中国的硬质合金企业将直接面对全球市场与国际知名跨国公司竞争,这对广大硬质合金企业来说,既面临一个新的发展机遇,也面临着新的更大的挑战。


2.1面临的机遇


国内外市场对硬质合金需求不断扩大,我国硬质合金工业面临难得机遇。


(1)国内市场:由于国家实施积极稳健的宏观经济政策,我国国民经济持续增长,全国硬质合金近三年年产量也均递增1 000t以上。如2002年1月至9月,国内钢材、汽车、建材、煤炭、集成电路制造等行业分别较上年同比增长19%、33%、11%、18•3%、35.3%,预计全年国内生产总值较上年增长8%左右,从硬质合金行业统计情况看,2002年硬质合金产量又将有新的增长,预计可突破11 000t。今后相当一段时间我国国民经济仍将快速发展,为硬质合金发展提供了良好的发展空间。与此同时,高档硬质合金需求也将不断扩大,以汽车工业为例,据德国奔驰汽车公司提供数据,每辆奔驰车的硬质合金工具费用约200马克,以此推算,我国2005年的汽车生产量达320万辆,2010年达600万辆,硬质合金工具费用将分别达40亿和80亿以上,与汽车工业相似的摩托车制造业,硬质合金工具需求也将增长。随着国家建设的不断发展,各行业对数控机床、加工中心的应用将越来越多,对高档硬质合金刀片及工具的需求同样存在巨大市场。近几年硬质合金应用领域开始深入民用装饰品行业,如表链、表壳、箱包的拉链头和标牌,甚至衣服钮扣也开始应用,可以想像其发展空间该有多大。


(2)国外市场:据统计,全世界年生产硬质合金约32 000t,包括其配套工具的年销售收入超过100亿美元。硬质合金在国际市场的流通量约6 000t,我国硬质合金出口量已占20%左右,基本全部是中低档产品。根据亚洲银行发布《2002年亚洲发展展望》报告中的预测,今年亚洲经济将有新的增长,不断发展的亚洲区域内贸易将对中国产品出口起到重要的支撑作用,印度、巴基斯坦、海湾六国以及许多第三世界国家对中、低档合金的需求是越来越大。中低档合金出口是我国优势,但是我们必须清醒地看到,我国出口硬质合金量虽然占世界硬质合金国际市场流通量的20%,而销售收入仅占1 .5%,高档硬质合金蕴藏着十分可观的经济效益,从事硬质合金工业的中国企业家、专家要珍惜资源,迅速摆脱低档产品恶性竞争,努力开发高附加值产品。2 .2硬质合金技术发展趋势及研究开发重点80年代中期,不少专家学者都以为硬质合金的发展到了一个相对稳定,难有重大突破的历史时期,然而高新技术的发展却完全改变了这一观点。进入90年代,代表世界硬质合金先进水平的公司在技术上取得了突出成就。新技术、新材料、新工艺不断研究成功并广泛应用形成产业,如超细纳米硬质合金、功能梯度材料、先进涂层合金、净成型技术、生产过程的cI略应用,金属陶瓷等高性能、高精度硬质合金以及高效精密刀具不断推向市场,具有很强的市场适应能力和竞争能力。面对硬质合金技术发展新趋势,我们必须奋力直追。


(1)高精度硬质合金及配套刀具,为适应汽车工业及高新技术产品的发展,随着数控机床及加工中心的普及,普通刀具逐渐朝模块工具系统演变,转位精度和径向跳动达到微米级水平,使零件加工达到高速、高效和高精度。能满足这一工艺要求的涂层刀具仍处于强劲上升势头。涂层技术也因此不断进步,日趋复杂、多样化,从最初的cvD为主到目前的CVD、PVD、PCVD共存,涂层基体不断更新,涂层种类也从单一化合物涂层,朝着多元复杂化合物涂层发展,涂层数也从几层到十几层。最近美国一家公司又报道了纳米涂层的研究成果,涂层数可到百层,因此其使用寿命可达普通cvD涂层合金刀片4倍以上。此外,金刚石涂层、cBN涂层等也正越来越受到世界各大公司的追求,部分产品已经推向市场。


(2)功能梯度材料:硬质合金的硬度和韧性是一对矛盾,两者的高度统一是研究人员追求的目标。近年研究人员通过硬质合金贫q或富Q结构,在可控气氛下烧结或熔体渗透以达到粘结相的分布按需要呈梯度结构,从而获得硬度和韧性的统一。该技术已经越来越多地应用于凿岩工具、顶锤,涂层刀片基体等生产,使合金的性价比明显提高。据报道日本已经研究出表面王c相对富集,wc颗粒向中心迁移的特殊结构的金属陶瓷工具,这些研究成果为硬质合金质量不断提高展示良好前景,其市场前景近几年将有很大发展。


(3)超细和纳米硬质合金开发:由于信息技术革命带来的集成电路集成度的高速发展,用于其微细加工达微米级,如目前硬质合金微钻尺寸,直径小的已达@.1 mm,打印针@.smm。此类材料要求高硬度的同时要求高强度,HRA93 .5的硬质合金其强度可超过5 000Mpa。这种需求使超细、纳米材料技术迅速、有效地进入了硬质合金研究领域、且快速发展。这个领域研究范围十分丰富,包括纳米级wc一co复合粉末以及其它难熔金属碳化物,固溶体等制粉技术研究,纳米级硬质合金生产技术研究,纳米合金烧结新技术、新设备,纳米涂层合金技术,纳米级涂复材料研究,纳米粉末和纳米合金分析,检测技术研究,以及相关的基础理论研究等。研究的不断深入,为高性能硬质合金开发展示出良好的前景。


(4)净成型技术研究:所谓硬质合金净成型技术包括高精度模压技术、注射成型技术、挤压技术、粉末轧制技术、粉浆浇注技术等。这些技术与硬质合金生产高效以及应用领域不断拓展紧密相关。近年注射成型技术发展很快,在我国也不例外。该技术能制造出形状复杂且非常接近产品最终尺寸的产品,在硬质合金整体螺旋铣刀、整体球形铣刀、整体合金钻头,特别在装饰用硬质合金,如表链、表壳、钩鱼坠子、高档钮扣、产品标牌等应用越来越多。净成型技术的深入研究,将使硬质合金的应用领域不断开拓。


(5)金属陶瓷、非金属陶瓷发展迅猛:在高速精加工中,金属陶瓷、非金属陶瓷刀具,立方氮化硼、聚晶金刚石和金刚石涂层刀具等在国外已经得到快速发展和应用。研究正朝着超细纳米结构、晶须(纤维)增韧复合陶瓷、带压烧结新技术应用等方向发展。可以预见其适用范围随着材料性能的不断提高将部分替代硬质合金、节约宝贵钨资源。发达国家陶瓷刀具应用的比例在扩大,如日本、金属陶瓷刀具已占可转位刀具的三分之一。陶瓷刀具材料不用钻或少量用钻,这对钻资源相对贫乏的我国无疑也是应该加大力度研究开发的一个方向。


(6)基础理论研究不断深入:国外硬质合金技术发展迅速,是与基础理论的研究扎实、深入分不开的。我国这方面研究工作尤为薄弱。近期要加快研究粉末的显微特性对粉体材料的物理力学性能的影响,实现原料粉末产品质量加速升级,研究材料组分显微结构对材料使用性能的影响,建立相应的新材料数据库,切实提高新产品的自主开发能力;研究合金烧结过程的致密化和物质迁移的控制规律,以加速开发梯度功能材料、复合材料;研究硬质合金槽型系列化和牌号优化,迅速形成有中国知识产权的高性能精密切削刀具系列产品。


(7) 计算机集成技术在硬质合金制造中的应用:国外著名公司已将计算机集成技术改造传统的管理模式,即从市场预测与分析、合同签订、产品设计、加工制造、物质供应、质量保证、产品销售,直到售后服务等各个环节有机地结合起来,形成高度自动化、总体最优化的计算机一体化智能营销一生产系统,同时传统的人工装卸舟皿、压制、半检、干燥烧结等几乎所有制造工序上的操作实现了智能机器人担任,使产品精度和材料性能的稳定完全处于受控状态,从而提高了产品质量的可靠性和生产效率,为生产优质、高性能硬质合金提供了强有力的保证。


硬质合金工业在我国已有很大的发展,但与国外先进厂家相比差距还很大。该产业在我们面前展示出良好的发展前景和机遇,我们应紧紧抓住这个机遇,百倍地珍惜我们宝贵的资源,面对挑战,通过我们不懈的努力把我国钨资源优势变成产业优势,为振兴中华做出新的贡献。

END


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