2020年中國超硬材料刀具行業市場調研分析預測咨詢
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高速鋼→硬質合金→陶瓷→超硬材料。按照刀具材料不同，目前工業切削刀具可以主要分為高速鋼、硬質合金、陶瓷以及超硬材料四類產品。機械加工早期主要采用高速鋼刀具。隨后，以硬質合金和陶瓷刀具為代表的新型材料刀具開始逐步替代原有高速鋼刀具。隨著產業升級與技術進步，超硬材料刀具開始廣泛應用于工業加工，并在部分領域替代硬質合金和陶瓷刀具。
超硬材料刀具指用硬度可與金剛石相比擬的超硬材料制成的刀具。超硬材料刀具所用的超硬材料主要是與天然金剛石的硬度、性能相近的人造金剛石和CBN（立方氮化硼）。由于天然金剛石價格比較昂貴，所以生產上大多采用人造聚晶金剛石（PCD）、聚晶立方氮化硼（PCBN），以及它們的復合材料。
刀具材料分類及主要應用場合
描述 | 主要應用場合 |
高速鋼 | 高速鋼是高碳高合金鋼,必須通過熱處理強化。在淬火狀態下，高速鋼中的鐵、鉻、部分鎢與碳形成極硬的碳化物，可以提高鋼的耐磨性。另一部分鎢溶于基體，增加鋼的紅硬性。 | 在復雜刀具，尤其是制造孔加工刀具、銑刀、螺紋刀具、拉刀、切齒刀具等一些刃形復雜刀具，高速鋼仍占據主要地位。 |
硬質合金 | 主要通過優化合金材料和研制新型涂層來提高刀具硬度、耐磨性和表面惰性，以提高刀具的整體加工性能和使用壽命 | 常用于制造結構較為簡單的刀具，如車刀、端銑刀、刨刀等。 |
陶瓷 | 主要通過添加不同化合物、改進加工工藝和研制新型涂層來提高刀具耐磨性、韌性，提高刀具的使用壽命，擴展刀具是使用范圍 | 主要用于冷硬鑄鐵、高硬鋼和高強鋼等難加工材料的半精加工和精加工。 |
超硬材料刀具 | 人造聚晶金剛石(PCD) | 指用硬度可與金剛石相比擬的超硬材料制成的刀具。由于天然金剛石價格比較昂貴，所以超硬材料刀具生產上大多采用人造聚晶金剛石（PCD）、聚晶立方氮化硼（PCBN），以及它們的復合材料。 | 主要用于精加工有色金屬及非金屬，如鋁、銅及其合金、陶瓷、合成纖維、強化塑料和硬橡膠等。 |
聚晶立方氮化硼
(PCBN) | 適于用來精加工各種淬火鋼、硬鑄鐵、高溫合金、硬質合金、表面噴涂材料等難切削材料。 |
各類刀具材料性能對比
主要性能指標 | 優點 | 缺點 |
高速鋼 | 淬火硬度：HRC63～67，熱硬性：500℃～600℃，允許切削速
度：40m/min。 | 具有較高的強度和韌性，并且具有一定的硬度和耐磨性；制造工藝簡單。 | 硬度低，紅硬性差。 |
硬質合金 | 硬度：HRC74～82，熱硬性：可達800～1000℃，切削速度：100～300m/min。 | 硬度、耐磨性、耐熱性都很高。切削性能比高速鋼高得多，硬度比高速鋼高，耐用度可提高幾倍到幾十倍，在耐用度相同時，切削速度可提高4～10倍。 | 抗彎強度和韌性比高速鋼低，工藝性也不如高速鋼。 |
陶瓷 | 硬度91～95HRA，熱硬性：1200℃，常用速度：100～400m/min，甚至可高達750m/min。 | 有很高的硬度與耐磨性；有很高的耐熱性；有很高的化學穩定性，陶瓷與金屬親和力小，高溫抗氧化性能好，即使在熔化溫度下也不與鋼相互作用，因而刀具的粘結、擴散、氧化磨損較少。 | 脆性大，強度與韌性低，抗彎強度只有硬質合金的1/2～1/5；陶瓷刀導熱率低，僅為硬質合金的1/2～1/5，熱膨脹系數卻比硬質合金高10～30%，抗熱沖擊性較差。 |
超硬材料刀具 | 人造聚晶金剛石(PCD) | 硬度：HV5000以上，熱硬性：700～800℃，切削速度：2500～5000m/min。 | 極高的硬度和耐磨性；很低的摩擦系數；切削刃非常鋒利；具有很高的導熱性能；具有較低的熱膨脹系數，金剛石的熱膨脹系數比硬質合金小幾倍，由切削熱引起的刀具尺寸的變化很小。 | 熱硬性差，不能在高溫下切削；與鐵元素的親和力很強，不易加工黑色金屬。 |
聚晶立方氮化硼(PCBN) | 硬度：8000HV～10000HV，熱硬性溫度：1400℃～1500℃。 | 極高的硬度和耐磨性；具有很高的熱穩定性；優良的化學穩定性；具有較好的熱導性，熱導性僅次于金剛石；具有較低的摩擦系數。 | 抗沖擊性能較硬質合金差，使用時應注意提高工藝系統的剛性，盡量避免沖擊切削。 |
行業消費額：“十三五”以后我國制造業進入轉型與升級時期。以高溫合金、鈦合金、不銹鋼、等靜壓石墨、硅材料、藍寶石、超高強度鋼以及高溫結構陶瓷等為代表的工業材料由于加工難度大，成本高，對配套加工工具也提出了更高要求。因此超硬刀具成為了產業升級中的優選材料。據中金企信國際咨詢公布的《2020-2026年中國超硬材料刀具市場研究及投資建議預測報告》統計數據顯示：我國刀具市場總消費規模從2017年的388億元人民幣增加到2018年的421億元，同比增長8.5%。
2010-2018年中國刀具行業消費額現狀分析
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數據統計：中金企信國際咨詢
貿易現狀:國產刀具約273億元人民幣，與2017年相比增幅為9.6%，占比65%;進口刀具(境外品牌)148億元人民幣，同比增長6.5%，占比35%。2018年的刀具消費額超過2011年400億的高點，創歷史最高記錄。國產刀具在中國市場的增長高于進口刀具。
未來高端機床及與之對應的刀具消費規模將持續提高，刀具市場存在廣闊的上升空間。2010年以來，我國機床消費額屢次突破2,000億元，而同期刀具消費規模僅占機床消費的17%左右，與全球平均比例40%相比，處于較低水平。2018年隨著中國經濟供給側結構性改革工作的深化，中國機床工具消費市場呈現明顯的恢復性增長態勢，機床消費市場呈現“總量趨穩、結構升級”的新特征。
2018年我國刀具進出口規模均創下2005年以來的歷史新高。2018年我國制造業的良好發展形勢，我國刀具進口(含在中國生產并銷售的境外品牌)總規模從2017年的139億元人民幣增加到2018年的148億元人民幣，同比增長6.5%，連續兩年創新高。根據數據，我國刀具出口從2017年的96億人民幣增加到2018年的101億元，同比增長5.2%，連續兩年創新高。
市場規模：近年來，超硬材料切削刀具市場占比穩步擴大，開始擠占原硬質合金、陶瓷切削刀具市場份額。2018年我國超硬刀具市場規模約為42億元。
2014-2018年中國超硬刀具市場規模現狀分析
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數據統計：中金企信國際咨詢
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超硬材料刀具制造強度大，技術門檻高，目前主要為發達國家制造商所控制，中國所占的市場份額較小，技術水平與美國、日本等發達國家相比還存在較大的差距。中國能夠規模化生產用于加工汽車、航空航天關鍵零件的超硬材料刀具企業數量較少，高精度復雜結構的超硬材料刀具設計制造技術水平有待提高。在精加工領域，我國還需要進口一定量的超硬材料刀具。我國的刀具消費結構還未達到世界平均水平，超硬刀具占切削工具的比例較低，超硬刀具市場成長空間大。
下游應用領域：?雖然隨著智能手機的市場滲透率不斷提高，智能手機、平板電腦的出貨量增速逐漸下降，但總量仍在不斷擴大。目前行業整體規模趨于穩定，全球智能手機全年出貨量在2014年至2018年期間維持在14億臺以上。2018年全球顯示面板出貨面積達到2.13億平方米,同比增加1780萬平方米,增長率為9.1%；其中,中國大陸面板企業出貨面積將同比增加1390萬平方米,對全球增長貢獻率達到78%。不同于智能手機、平板電腦等小型顯示設備在近年來出貨數量需求平穩，電視、顯示器等大型顯示設備的旺盛需求，消費電子面板的快速發展，有望成為超硬刀具的主要驅動力。
顯示面板行業屬于資金和技術密集型行業,目前全球參與競爭主要企業僅10余家,主要集中在韓國、中國大陸、中國臺灣地區和日本。中國大陸顯示面板產能正在飛速增長，液晶面板生產企業逐步向大陸轉移。隨著國內京東方、華星光電、深天馬等企業不斷加大投入力度，同時日韓企業逐漸推出市場，中國大陸面板產能持續提升，產能全球占有率從2%經過十幾年的發展,2018年中國大陸液晶面板產能就將趕超臺灣,到2019年,中國大陸地區液晶面板將占全球產能的39%,超過韓國位居世界第一。
面板規格向超大尺寸和超高清分辨率加速邁進。2018年是超大尺寸顯示的元年，各大面板廠爭相投入更多資源生產60英寸以上的面板，預計2019年全球60寸以上電視面板出貨量達到3000萬片，2025年達到5400萬片。2016年到2025年期間，從出貨面積來看其總份額大約會增長三倍，從12%提升到33%。
從需求的角度分析，液晶電視、智能手機等產品的大尺寸化趨勢是推動TFT-LCD顯示面板需求面積增長的主要動力之一。
在電視和顯示器面板的帶動下，2018年全球大尺寸LCD面板出貨面積增至1.99億平方米，較2017年增長10.6%。2018年全球大尺寸LCD面板出貨數量達到7.56億片，同比增長7.4%。全球液晶電視面板的平均尺寸從2013年的38.6英寸增長至2016年的42.7英寸，預計到2022年平均尺寸將超過50英寸。雖然面板行業整體增速受限，但是大尺寸面板需求增速相對維持在高位。電視面板需求占據顯示面板需求面積的絕大比重,是TFT-LCD面板最重要的下游需求領域。
從供給角度來看,高世代產線的產能爬坡使TFT-LCD大尺寸面板出貨量和出貨面積都保持可觀的同比增長率。LGD、京東方、華星光電等各大廠商均在布局10代以上產線，考慮到10代以上產線在切割65寸、75寸等超大尺寸面板上有更高經濟性，預計未來2-3年65寸以上超大尺寸電視的占比將逐步提高；京東方目前已有4條8.5代線量產，1條10.5代線2018年開始投產，并有1條10.5代線在建。華星光電主要以供應大尺寸液晶面板為主，目前已有2條8.5代產線實現滿產，并有1條11代產線在建。