超硬刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具,以其高硬度、高耐磨性及優(yōu)異的熱穩(wěn)定性,在航空航天、汽車(chē)工業(yè)和消費(fèi)電子等領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。中國(guó)市場(chǎng)規(guī)?焖僭鲩L(zhǎng),預(yù)計(jì)2027年將增至88.1億元人民幣。中國(guó)企業(yè)在超硬材料合成和刀具制造方面取得顯著成就,株洲鉆石、沃爾德和鄭州市鉆石精密制造等領(lǐng)軍企業(yè)以技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品性能在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)贏得認(rèn)可。
高效、精密加工
超硬刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具,以其高硬度、高耐磨性及優(yōu)異的熱穩(wěn)定性,廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)制造和電子工業(yè)等領(lǐng)域。20世紀(jì)50年代人造金剛石合成以來(lái),超硬刀具經(jīng)歷了多次技術(shù)突破,為現(xiàn)代制造業(yè)的高效、精密和綠色加工提供支持。
1、超硬刀具概念。超硬刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具,具有高硬度、高耐磨性和低韌性的特點(diǎn)。它們主要為金剛石與立方氮化硼兩類(lèi),能夠在高速、高精度和高效率的加工過(guò)程中,對(duì)硬質(zhì)材料如硬質(zhì)合金、陶瓷、玻璃等進(jìn)行切削,實(shí)現(xiàn)鏡面或超精密加工效果,廣泛應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)、電子信息、航空航天等領(lǐng)域。近年來(lái),隨著制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和高端裝備的發(fā)展,超硬刀具行業(yè)迎來(lái)了快速發(fā)展的機(jī)遇。
2、超硬刀具發(fā)展歷程。超硬刀具的發(fā)展歷程始于20世紀(jì)50年代,人造金剛石的成功合成為這一領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)70年代,?美國(guó)GE公司壓出CBN(立方氮化硼)單晶粉,并且在70年代初制成聚晶的PCBN刀具;蘇聯(lián)也在1972年制成了PCBN刀具。2000-2015年,由于放電加工技術(shù)(如線切割、火花機(jī))的突破,PCD(聚晶金剛石)刀具的制造工藝得到顯著改進(jìn),使得金剛石刀具在金屬切削領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。2015年前后,德國(guó)DMG公司在市場(chǎng)上推出五軸激光加工設(shè)備,開(kāi)啟了金剛石刀具制造的全新時(shí)代。近年來(lái),行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了采用新型結(jié)合劑技術(shù)的超硬刀具,這種技術(shù)允許刀具在更高的速度和更嚴(yán)苛的條件下工作。超硬刀具的技術(shù)突破,為現(xiàn)代制造業(yè)的高效、精密和綠色加工提供了強(qiáng)有力的支持。
納米金剛石涂層技術(shù)、超硬材料的定向結(jié)晶技術(shù)以及精密磨削技術(shù)是超硬刀具的核心技術(shù)。納米金剛石涂層技術(shù)通過(guò)在工具表面形成超薄金剛石層,增強(qiáng)了工具的耐磨性與熱穩(wěn)定性。定向結(jié)晶技術(shù)通過(guò)*控制晶體生長(zhǎng)方向,優(yōu)化刀具材料性能。精密磨削技術(shù)則利用超硬磨料實(shí)現(xiàn)刀具刃口的精細(xì)加工。
1、納米金剛石涂層技術(shù)。納米金剛石涂層技術(shù)是一種先進(jìn)的表面處理技術(shù),能夠顯著提升刀具的性能。這種技術(shù)通過(guò)在刀具表面涂覆一層由納米級(jí)金剛石顆粒組成的薄膜來(lái)顯著提升刀具的性能,被形象地比喻為給工具“穿上金剛外衣”。這層涂層不僅繼承了金剛石的高硬度、高熱導(dǎo)率和*的化學(xué)穩(wěn)定性,而且具有更高的表面能和附著力,能夠顯著提升工具的耐磨性、耐腐蝕性和熱穩(wěn)定性。例如,在機(jī)械加工領(lǐng)域,納米金剛石涂層的刀具在切削高硬度材料時(shí),展現(xiàn)出了極低的磨損率和更長(zhǎng)的使用壽命,尤其在高速切削和干切削條件下,這些涂層刀具能夠有效減少工具的換刀頻率,提高加工效率和工件的加工質(zhì)量。
2、超硬材料的定向結(jié)晶技術(shù)。超硬材料的定向結(jié)晶技術(shù)是超硬刀具制造中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),它通過(guò)*控制晶體生長(zhǎng)的方向來(lái)優(yōu)化刀具材料的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能。這一技術(shù)的原理基于晶體生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué),通過(guò)在高溫高壓條件下,利用觸媒或黏結(jié)劑促進(jìn)超硬材料如金剛石或立方氮化硼的晶體沿特定晶向生長(zhǎng),形成具有高度有序結(jié)構(gòu)的聚晶材料。這種有序結(jié)構(gòu)不僅增強(qiáng)了材料的硬度和耐磨性,還提高了其熱穩(wěn)定性和斷裂韌性,從而顯著提升了刀具的切削性能和使用壽命。例如,在制備聚晶金剛石刀具時(shí),定向結(jié)晶技術(shù)能夠確保刀具刃口的金剛石晶體具有一致的取向,減少了晶體間的應(yīng)力集中和微裂紋的產(chǎn)生,使得刀具在高速切削硬質(zhì)材料時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)異的耐用性和可靠性。
3、精密磨削技術(shù)。精密磨削技術(shù)是指通過(guò)高精度磨床和超硬磨料來(lái)實(shí)現(xiàn)刀具刃口的精細(xì)加工。這一技術(shù)的原理是通過(guò)磨削輪與刀具刃口的相對(duì)運(yùn)動(dòng),利用磨削輪上緊密排列的超硬磨粒逐步去除材料,實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具刃口形狀和尺寸的*控制。磨削過(guò)程中,磨粒對(duì)刀具材料施加高壓力,產(chǎn)生局部塑性變形和材料去除,同時(shí)伴隨有熱量的產(chǎn)生。為了確保磨削過(guò)程的穩(wěn)定性和刀具的高精度,精密磨削技術(shù)通常結(jié)合了先進(jìn)的冷卻系統(tǒng)和磨削液,以降低磨削區(qū)域的溫度,減少磨削力,防止磨削燒傷和裂紋的產(chǎn)生。例如,在制造聚晶金剛石(PCD)刀具時(shí),精密磨削技術(shù)能夠確保刃口的幾何精度和表面光潔度,從而提高刀具的切削性能和加工質(zhì)量。
汽車(chē)工業(yè)應(yīng)用*廣
在汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域,超硬刀具被用于發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器等核心部件的精密加工。在消費(fèi)電子領(lǐng)域,PCD和PCBN刀具用于智能手機(jī)、平板電腦的精密加工,確保尺寸精度和表面光潔度。航空領(lǐng)域中,超硬刀具的使用壽命和高加工精度滿足了航空部件復(fù)雜加工的嚴(yán)苛要求。
1、汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域。超硬刀具已大量應(yīng)用在汽車(chē)行業(yè)的精密加工中,加工技術(shù)成熟。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、缸體、缸蓋、汽車(chē)輪轂、變速箱齒輪殼體、曲軸和凸輪軸等已廣泛使用超硬材料進(jìn)行加工。金剛石刀具因其極高的硬度和熱穩(wěn)定性,常用于加工發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、曲軸等高精度部件,確保加工精度和表面光潔度。立方氮化硼刀具則因其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,特別適合加工硬度高、耐磨性強(qiáng)的合金材料,如齒輪和軸承。此外,超硬刀具在加工鋁合金輪轂、車(chē)身面板等輕量化材料時(shí),展現(xiàn)出了*的性能,如山特維克可樂(lè)滿的CoromantCapto模塊化系統(tǒng),提供了廣泛的刀具配置選項(xiàng),以適應(yīng)不同的加工需求。據(jù)開(kāi)源證券統(tǒng)計(jì),汽車(chē)工業(yè)約占我國(guó)超硬刀具下游應(yīng)用領(lǐng)域的70%左右。隨著汽車(chē)行業(yè)對(duì)節(jié)能減排和輕量化的不斷追求,超硬刀具的應(yīng)用前景廣闊。
2、消費(fèi)電子領(lǐng)域。超硬刀具,以其*的硬度和耐磨性,在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。在智能手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)品的精密加工過(guò)程中,超硬刀具如人造金剛石復(fù)合片(PCD)刀具和立方氮化硼復(fù)合片(PCBN)刀具,被廣泛應(yīng)用于玻璃蓋板的切割、攝像頭鏡片的精密銑削以及電路板的微孔鉆孔等工序。這些刀具能夠在高速旋轉(zhuǎn)下保持穩(wěn)定,減少加工過(guò)程中的熱影響,從而確保產(chǎn)品尺寸的*度和表面光潔度。例如,肯納金屬公司(KennametalInc.)生產(chǎn)的Korloy品牌刀具,特別是KG系列的超硬刀具,因其高效率和長(zhǎng)壽命被廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)和平板電腦的玻璃、金屬和其他硬質(zhì)材料的精密加工。此外,在3C行業(yè),精密構(gòu)件的制造開(kāi)始采用鈦合金這類(lèi)高性能材料。依據(jù)艾邦高分子的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),鈦合金手機(jī)中框的制造良品率大約在30%到40%之間,這一比例顯著低于鋁合金中框的80%;鈦合金的加工時(shí)間是鋁合金加工所需時(shí)間的三到四倍。鑒于鈦合金的獨(dú)特性質(zhì),對(duì)加工刀具提出了更高的要求。聚晶金剛石(PCD)刀具,包括其輪廓刀、倒角刀和銑刀,在鈦合金外殼的加工上有著*的應(yīng)用表現(xiàn),能夠?qū)崿F(xiàn)一次性成型,從而提升了加工效率和成品率,并且確保了產(chǎn)品表面的光滑度。2022年,蘋(píng)果公司在其高端智能手表的鈦合金表殼制造中,已經(jīng)采用了某個(gè)國(guó)內(nèi)品牌的超硬刀具。此外,隨著越來(lái)越多的智能手機(jī)品牌開(kāi)始廣泛采用鈦合金材料,以及消費(fèi)電子市場(chǎng)的回暖,超硬刀具在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用前景看好。
3、航空領(lǐng)域。超硬刀具因其刀具壽命長(zhǎng)、加工精度高及穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì),在航空航天領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。根據(jù)中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)以及《第五屆切削刀具用戶調(diào)查分析報(bào)告》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2022年我國(guó)刀具市場(chǎng)消費(fèi)總規(guī)模為464億元人民幣,航空航天市場(chǎng)占比約為9.91%,市場(chǎng)消費(fèi)規(guī)模約46億元人民幣。隨著國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)的商業(yè)運(yùn)行及訂單的持續(xù)落地,預(yù)計(jì)航空航天刀具市場(chǎng)空間將進(jìn)一步增加。航空航天領(lǐng)域的主要零部件材料較為固定,主要包括耐高溫的金屬和非金屬材料,以及輕量化材料如復(fù)合材料。由于這些原材料的加工成本極高,對(duì)刀具的加工壽命、加工精度和穩(wěn)定性提出了較高要求。例如,在加工航空發(fā)動(dòng)機(jī)的盤(pán)環(huán)類(lèi)零件時(shí),為保證加工周期和刀具與機(jī)床的適配性,中間不允許換刀,這就對(duì)刀具的使用壽命提出了極高的要求。同時(shí),對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)葉片葉輪等型面的精加工,要求刀具尺寸公差和跳動(dòng)精度非常高。
超硬刀具行業(yè)面臨材料合成、刀具設(shè)計(jì)和多層金剛石釬焊工具修整的技術(shù)難題,同時(shí)原材料和生產(chǎn)過(guò)程的高成本結(jié)構(gòu)限制了其廣泛應(yīng)用。此外,超硬刀具合成過(guò)程中的能源消耗和有害排放,以及磨削和修整產(chǎn)生的粉塵問(wèn)題,對(duì)環(huán)境保護(hù)構(gòu)成挑戰(zhàn)。
1、技術(shù)難點(diǎn)。超硬刀具行業(yè)的技術(shù)挑戰(zhàn)主要集中在超硬材料的合成與應(yīng)用、刀具設(shè)計(jì)等方面。首先,超硬刀具的材料如PCD和PCBN需要通過(guò)復(fù)雜的合成過(guò)程來(lái)獲得所需的物理特性,這需要*控制的高溫高壓環(huán)境以及后續(xù)的晶體生長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。這些過(guò)程對(duì)設(shè)備和工藝的要求極高,而技術(shù)難點(diǎn)在于如何進(jìn)一步提升材料的均勻性和性能穩(wěn)定性。其次,刀具設(shè)計(jì)方面,超硬刀具的形狀、角度和刃口處理對(duì)其性能有直接影響。技術(shù)難點(diǎn)在于如何優(yōu)化刀具的幾何設(shè)計(jì)和刃口處理,以達(dá)到更高的切削效率和加工質(zhì)量。此外,多層金剛石釬焊工具的制造技術(shù)雖已成形,但修整困難,嚴(yán)重制約了其產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用。這些難題是當(dāng)前行業(yè)需要重點(diǎn)攻克的技術(shù)瓶頸。
2、成本控制。超硬刀具的成本控制挑戰(zhàn)在于其整個(gè)生產(chǎn)鏈的高成本結(jié)構(gòu),這直接影響到*終產(chǎn)品的市場(chǎng)定價(jià)和競(jìng)爭(zhēng)力。首先,超硬刀具使用的原材料成本高昂,其價(jià)格遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)硬質(zhì)合金和陶瓷刀具。例如,在中國(guó),超硬材料如金剛石材料/復(fù)合片、立方氮化硼材料/復(fù)合片、大尺寸單晶金剛石等占據(jù)了超硬刀具的主要生產(chǎn)成本,合計(jì)占比達(dá)到59.2%。其次,超硬刀具的生產(chǎn)過(guò)程涉及多個(gè)高成本環(huán)節(jié),包括高溫高壓合成、精密磨削加工以及復(fù)雜的涂層技術(shù)。高溫高壓合成需要特殊的設(shè)備和大量的能源消耗,而精密磨削和涂層工藝則需要高精度的機(jī)床和高技能的操作人員,這些因素都推高了超硬刀具的生產(chǎn)成本,限制了其在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用。
3、環(huán)境保護(hù)。隨著全球?qū)沙掷m(xù)發(fā)展的重視以及環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格,超硬刀具的生產(chǎn)和使用面臨著環(huán)境保護(hù)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。首先,超硬材料的合成過(guò)程通常需要高溫高壓,消耗大量的能源,同時(shí)可能產(chǎn)生有害氣體和固體廢物。例如,工業(yè)金剛石的合成過(guò)程中可能釋放出氮?dú)夂图淄,這些溫室氣體對(duì)氣候變化有顯著影響。此外,超硬刀具的磨削和修整過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生大量粉塵和微粒,這些物質(zhì)若未經(jīng)妥善處理,會(huì)對(duì)空氣質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境造成損害。在政策層面,多國(guó)政府已經(jīng)采取了行動(dòng),如歐盟的《工業(yè)排放指令》(IED)規(guī)定了工業(yè)設(shè)施的排放限值,并要求企業(yè)采取*佳可用技術(shù)(BAT)減少污染物排放;中國(guó)《大氣污染防治法》的實(shí)施也對(duì)工業(yè)粉塵排放提出了更嚴(yán)格的控制要求。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),超硬刀具的制造商需要不斷創(chuàng)新,開(kāi)發(fā)更為環(huán)保的生產(chǎn)技術(shù)。
自主技術(shù)推動(dòng)中國(guó)超硬刀具行業(yè)
中國(guó)超硬刀具市場(chǎng)因制造業(yè)需求增長(zhǎng)而持續(xù)擴(kuò)張,市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)2027年增至88.1億人民幣。中國(guó)超硬刀具行業(yè)自20世紀(jì)末起快速發(fā)展,成功研發(fā)自主技術(shù),實(shí)現(xiàn)高端制造領(lǐng)域應(yīng)用。
1、中國(guó)超硬刀具市場(chǎng)情況。根據(jù)恒州誠(chéng)思發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,中國(guó)超硬刀具2022年市場(chǎng)規(guī)模為73億元,2018-2022年間中國(guó)超硬刀具市場(chǎng)規(guī)模CAGR為12.7%,預(yù)測(cè)到2027年,中國(guó)超硬刀具市場(chǎng)規(guī)模將增至88.1億元,2022-2027年CAGR為3.8%;未來(lái)中國(guó)整體刀具市場(chǎng)增速將有所減緩,而超硬刀具增長(zhǎng)將優(yōu)于整體刀具市場(chǎng)。細(xì)分市場(chǎng)方面,根據(jù)富耐克招股說(shuō)明書(shū)數(shù)據(jù)顯示,2021年中國(guó)超硬刀具市場(chǎng)規(guī)模57.80億元,其中PCBN刀具占據(jù)主導(dǎo)地位,規(guī)模為33億元,占比為57%左右,金剛石刀具市場(chǎng)規(guī)模為24.80億元,占比43%左右。
2、國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。自20世紀(jì)末起,國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)始致力于超硬刀具的研發(fā)與生產(chǎn)。進(jìn)入21世紀(jì),隨著“十五”和“十一五”規(guī)劃的實(shí)施,中國(guó)超硬刀具行業(yè)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。2005年左右,中國(guó)成功研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的金剛石涂層刀具,標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)超硬刀具技術(shù)的突破。隨后,各類(lèi)超硬刀具產(chǎn)品如CBN(立方氮化硼)刀具、PCD(聚晶金剛石)刀具相繼問(wèn)世,廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、航空航天、電子信息等高端制造領(lǐng)域。2019年,牧激科技進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了超精密激光五軸的刀具加工國(guó)產(chǎn)化,推出了0.3MM金剛石微鉆,以及530D雙激光五軸設(shè)備,這些設(shè)備在精度上經(jīng)過(guò)市場(chǎng)驗(yàn)證,不低于進(jìn)口設(shè)備,為PCD刀具的定義帶來(lái)了新的理解。這些突破展現(xiàn)了中國(guó)在超硬刀具技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展和自主創(chuàng)新能力,為推動(dòng)高端制造業(yè)的進(jìn)步和提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力奠定了基礎(chǔ)。
產(chǎn)業(yè)鏈以及領(lǐng)軍企業(yè)
超硬刀具產(chǎn)業(yè)鏈上游聚焦超硬材料的精密合成以及專(zhuān)用制造設(shè)備的供應(yīng),中國(guó)企業(yè)在超硬材料市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位;中游涉及刀具設(shè)計(jì)、精密加工及涂層工藝;下游除汽車(chē)領(lǐng)域外,廣泛應(yīng)用于機(jī)床、新能源等領(lǐng)域。
1、上游產(chǎn)業(yè)鏈。超硬刀具的產(chǎn)業(yè)鏈上游主要涵蓋了超硬材料的生產(chǎn)以及專(zhuān)用制造設(shè)備的供應(yīng)。超硬材料主要涉及人造金剛石(PCD)、立方氮化硼(CBN)等材料,這些材料具備極高的硬度和耐磨性。我國(guó)在超硬材料方面具有明顯的資源優(yōu)勢(shì),據(jù)中郵證券數(shù)據(jù)顯示,目前我國(guó)金剛石產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的80%以上,立方氮化硼產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的60%以上,2020-2022年我國(guó)人造金剛石產(chǎn)量分別為148.74億克拉、162.35億克拉、162.95億克拉,中國(guó)已經(jīng)是世界*大超硬材料生產(chǎn)國(guó)。此外,超硬材料的生產(chǎn)過(guò)程需要精密的合成技術(shù),通常在高溫高壓的條件下進(jìn)行,這要求上游企業(yè)具備先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和工藝。專(zhuān)用制造設(shè)備方面,六面頂壓機(jī)是合成人造金剛石和立方氮化硼的主要設(shè)備,其制造精度和穩(wěn)定性直接影響到超硬材料的質(zhì)量。
2、中游產(chǎn)業(yè)鏈。中游產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋了從刀具的初步設(shè)計(jì)、材料選擇、精密加工到*終的熱處理和涂層工藝的全過(guò)程。在這一過(guò)程中,制造商利用先進(jìn)的工程技術(shù),將人造金剛石、立方氮化硼等超硬材料制成各類(lèi)刀具,如鉆頭、銑刀、磨輪和切割工具等,以滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。這些刀具的制造不僅需要精密的機(jī)械加工,還涉及到復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以確保刀具的性能*優(yōu)化。制造商還需對(duì)刀具進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制,以保證其在高速、高壓的工作環(huán)境中的可靠性和耐用性。此外,中游產(chǎn)業(yè)鏈還包括刀具的涂層處理,如TiN、TiCN等,以進(jìn)一步提高刀具的耐用性和抗粘結(jié)性。中游環(huán)節(jié),國(guó)際企業(yè)如元素六(ElementSix)、DI公司和日本住友(SumitomoElectric)等企業(yè)憑借高端產(chǎn)品和全產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)占據(jù)了市場(chǎng)大部分份額。
3、下游產(chǎn)業(yè)鏈。超硬刀具的下游產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋了眾多高端制造領(lǐng)域,除汽車(chē)工業(yè)是*主要的應(yīng)用領(lǐng)域外,機(jī)床配件行業(yè)也是超硬刀具的一個(gè)重要下游市場(chǎng),高質(zhì)量的超硬刀具能夠顯著提高機(jī)床配件的加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。新能源領(lǐng)域中,特別是風(fēng)能領(lǐng)域,超硬刀具用于加工大型風(fēng)力渦輪的部件,如齒輪箱和軸承。此外,在石材雕刻、木材加工、硬質(zhì)塑料以及陶瓷和寶石加工等領(lǐng)域,超硬刀具因其優(yōu)異的切削性能,同樣擁有廣闊的市場(chǎng)前景。
住友電氣工業(yè)株式會(huì)社、肯納金屬和山特維克是全球*的超硬刀具制造商。住友電氣工業(yè)以BL-UPC超精密刀具和CVD單晶車(chē)削刀片著稱(chēng)?霞{金屬的HARVI?ITE系列刀具以AVF技術(shù)和專(zhuān)利設(shè)計(jì)在航空航天、汽車(chē)制造等領(lǐng)域表現(xiàn)*。山特維克集團(tuán)以CBN材質(zhì)硬車(chē)刀片和創(chuàng)新切斷、銑削工具滿足行業(yè)需求。
1、住友電氣工業(yè)株式會(huì)社(SumitomoElectricIndustries,Ltd.)。日本住友電氣工業(yè)株式會(huì)社是全球知名的超硬刀具制造商。在住友電氣的超硬刀具產(chǎn)品線中,BL-UPC(金剛石超精密刀具)是其核心產(chǎn)品,這種刀具以其納米級(jí)刀尖精度和使用SUMIDIA?BINDERLESS材料的刀尖而著稱(chēng),特別適合對(duì)超硬合金和高硬度材料進(jìn)行高精度的鏡面切削加工;BL-UPC刀具具備出色的耐缺損性和耐磨性,能夠?qū)崿F(xiàn)與單晶金剛石同等鋒利的精細(xì)刀刃,且不具各向異性,避免了因結(jié)晶方位不同而產(chǎn)生的偏磨損問(wèn)題。此外,住友電氣工業(yè)還致力于開(kāi)發(fā)新型切削工具,例如開(kāi)發(fā)了CVD單晶車(chē)削刀片,這種刀片使用CVD單晶金剛石材料,具有高潛力,能實(shí)現(xiàn)鏡面加工、抑制毛刺加工,并具有長(zhǎng)壽命。住友電氣工業(yè)株式會(huì)社的財(cái)務(wù)報(bào)告顯示,公司的銷(xiāo)售額在2024年3月期達(dá)到了44,028億日元。
2、肯納金屬(Kennametal)。美國(guó)肯納金屬是全球*的金屬切削工具制造商,其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)制造等領(lǐng)域?霞{金屬的HARVI?ITE系列立銑刀是其超硬刀具產(chǎn)品線的杰出代表,這些刀具采用專(zhuān)利的后刀面設(shè)計(jì),具備先進(jìn)的AVF(AirVortexFinishing)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了*的小平面偏心后角,有效減少振動(dòng)和摩擦,提升了切削效率。專(zhuān)利的排屑槽設(shè)計(jì)降低了切削力并有效排出切屑,保證了在多種材料上的出色加工性能。這些刀具適用于高進(jìn)給加工鋼、不銹鋼、鑄鐵和高溫合金材料,能夠?qū)崿F(xiàn)*的金屬去除率,同時(shí)適用于多種操作,包括動(dòng)態(tài)銑削和極端坡銑操作。2023財(cái)年,肯納金屬的總營(yíng)收為21億美元,其中,金屬切削(MetalCutting)部門(mén)的收入達(dá)到了約12.28億美元。
3山特維克(Sandvik)。瑞典山特維克集團(tuán)是全球超硬刀具行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者之一,產(chǎn)品線涵蓋了車(chē)削、銑削、鉆孔等多種加工工具,其中CBN材質(zhì)CB7125和CB7135是新一代的高性能硬車(chē)刀片,專(zhuān)為中載到重載斷續(xù)車(chē)削設(shè)計(jì),優(yōu)化了刀具壽命和加工效率,同時(shí)提供了良好的表面質(zhì)量和尺寸公差,以及能夠在高速條件下實(shí)現(xiàn)單次切削,從而降低單個(gè)零件成本。此外,山特維克還推出了CoroCut?2通用型切斷和切槽刀具、CoroMill?MS60方肩銑、CoroMill?Plura球頭立銑刀等創(chuàng)新產(chǎn)品,滿足了不同行業(yè)的特定需求。2023年,山特維克的訂單量增長(zhǎng)5%,達(dá)到1,250.11億瑞典克朗,營(yíng)業(yè)收入增長(zhǎng)13%,達(dá)到1,265.03億瑞典克朗。
株洲鉆石、沃爾德和鄭鉆是中國(guó)超硬刀具行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)。株洲鉆石的QD系列鉆頭和GD系列麻花鉆等產(chǎn)品展現(xiàn)出優(yōu)異性能。沃爾德專(zhuān)注于超高精密超硬刀具的研發(fā),其核心技術(shù)形成高技術(shù)壁壘。鄭鉆自主研發(fā)的“鄭鉆CVJ球頭銑刀”推動(dòng)了汽車(chē)關(guān)鍵部件球籠式萬(wàn)向節(jié)的國(guó)產(chǎn)化。
1、株洲鉆石。株洲鉆石切削刀具股份有限公司是國(guó)內(nèi)*的硬質(zhì)合金切削刀具綜合供應(yīng)商,其產(chǎn)品線覆蓋了高精度車(chē)削、銑削、鏜削、鉆削等多種加工需求,廣泛應(yīng)用于機(jī)床、汽車(chē)、模具、航空、國(guó)防、鋼鐵和電子等多個(gè)關(guān)鍵工業(yè)領(lǐng)域。株洲鉆石公司的明星產(chǎn)品包括QD系列強(qiáng)烈鉆頭,以其圓弧倒角相切過(guò)渡和刃口強(qiáng)化技術(shù),實(shí)現(xiàn)了高耐磨性能和*的切削性能。此外,GD系列新一代通用加工麻花鉆以其直線型切削刃和優(yōu)化的鉆尖結(jié)構(gòu),提供了更高的加工穩(wěn)定性和綜合性能。還有淺孔鉆產(chǎn)品,通過(guò)內(nèi)冷沖液和雙螺旋內(nèi)冷卻孔設(shè)計(jì),確保了良好的沖液角度和排屑空間,使得切削力平衡,減少切削時(shí)的振動(dòng)。2022年,株洲鉆石實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入20.23億人民幣,其中外銷(xiāo)收入占總收入的35%左右。
2、沃爾德。北京沃爾德金剛石工具股份有限公司(沃爾德)是國(guó)內(nèi)超硬刀具行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)之一,專(zhuān)注于超高精密、高精密超硬刀具及超硬材料制品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。沃爾德的超硬刀具產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品中的觸摸屏、液晶面板等消費(fèi)電子玻璃的超高精密切割,以及汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等核心部件的高精密切削等先進(jìn)制造領(lǐng)域。公司憑借“超硬材料激光微納米精密加工技術(shù)”、“真空環(huán)境加工技術(shù)”、“PCD超薄聚晶片及復(fù)合片精密研磨及鏡面拋光技術(shù)”、“自動(dòng)化設(shè)備研制技術(shù)”等四大類(lèi)核心技術(shù),已經(jīng)形成較高的技術(shù)壁壘,有效提高了生產(chǎn)效率,降低了產(chǎn)品成本。沃爾德在2023年的營(yíng)業(yè)總收入達(dá)到了6.03億元人民幣,同比增長(zhǎng)了45.52%;凈利潤(rùn)為1.01億元人民幣,同比增長(zhǎng)了61.37%。
3、鄭州市鉆石精密制造。鄭州市鉆石精密制造有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)鄭鉆)自成立以來(lái),專(zhuān)注于高端切削刀具研發(fā)、生產(chǎn)銷(xiāo)售與技術(shù)服務(wù)。公司的技術(shù)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在刀具設(shè)計(jì)和制造工藝上,如PCD刀具結(jié)構(gòu)*設(shè)計(jì)技術(shù)、PCD刀具高速銑削動(dòng)平衡關(guān)鍵技術(shù)等,確保刀具精度控制在0.005mm范圍內(nèi)。公司還擁有先進(jìn)的制造設(shè)備,包括瑞士伊瓦格全自動(dòng)磨削中心、德國(guó)孚爾默數(shù)控精密線切割機(jī)床等,為公司的技術(shù)及加工工藝提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。產(chǎn)品方面,鄭鉆擁有5,000多種刀具產(chǎn)品,涵蓋車(chē)削、銑削、鏜削、鉆削、鉸削、珩磨等精加工工藝,廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造、航空航天、精密電子、風(fēng)力發(fā)電等產(chǎn)業(yè)。其中,鄭鉆完全自主研發(fā)的“鄭鉆CVJ球頭銑刀”,用于汽車(chē)關(guān)鍵部件萬(wàn)向節(jié)的高效加工,實(shí)現(xiàn)了“以銑代磨”的先進(jìn)綠色工藝,推動(dòng)了汽車(chē)關(guān)鍵部件球籠式萬(wàn)向節(jié)的國(guó)產(chǎn)化。
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