湖南省科技信息研究所 www.hninfo.org.cn 时间:2020月04月07日 [字体: 大 中 小 ]
01 硬质合金基本概况
1.1 硬质合金概念
硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。高硬度难熔金属化合物主要是碳化钨(WC),粘结剂则以钴(Co)或镍(Ni)、钼(Mo)为主,因此硬质合金通常被称为碳化钨合金或者简称碳化钨。硬质合金具有高弹性模量、高强度、高硬度、耐磨损、耐腐蚀、抗冲击、热膨胀系数小以及室温和高温化学性质稳定等一系列优良性能,特别是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的温度下也基本保持不变,在1000℃时仍有很高的硬度。
1.2 硬质合金分类
硬质合金按照成分分类,可分为钨钴合金、钨钛钴合金、钨钛钽(铌)钴合金、碳化钛基合金和涂层合金(一般钴含量多的用于粗加工,钴含量少的用于精加工);按用途分类,尽管目前没有统一的分类标准,例如中国钨协将其分为切削刀片、矿用合金、耐磨零件、棒材、钢结合金、其他硬质合金等。
1.3 硬质合金应用
硬质合金作为现代工业基础材料,号称“工业牙齿”,主要应用于机床、汽车、工程机械与兵器、航空航天、信息产业等。硬质合金下游产品一般可分为四类:切削工具、地质矿山工具(矿用工具)、耐磨用具(模具、耐磨零件、耐高压高温腔体、结构零件等)和其他。其中切削刀具、矿用工具和耐磨用具是硬质合金三大主要应用领域,比例分别占到了硬质合金应用的30-33%、25-28%、17-28%,即各自为1/3,1/4,1/4左右。但这个数据并非固定,各应用领域会因为下游需求周期性波动而导致各个年份比例有差异。
1.4 硬质合金产业链
硬质合金的产业链主要包括上游原材料钨原矿、钨精矿,中游为中间冶炼产品APT、氧化物、碳化物、钨粉以及深加工产品硬质合金及其制品,下游在通用机械、汽车制造、航天航空等领域应用。钨产业链各个环节都能实现较大的增值空间,硬质合金是整个环节中盈利空间最大的环节。硬质合金产业链简图如下图所示:
02 全球硬质合金产业发展现状
全球硬质合金行业已经迈入成熟期,市场竞争非常激烈,基本处于比较饱和的状态。硬质合金主要生产国为中国,其他国家还包括美国、瑞典、德国、俄罗斯、日本、英国、法国等。
从产量方面分析,近年来全球硬质合金的产量稳步增长,增长速度与宏观经济密切相关。据估算,2017年全球硬质合金产量约为8.28万吨。根据中国有色金属行业协会数据,中国是世界上硬质合金产量最大的国家,硬质合金产量约占全球产量38%左右,欧洲则为26%左右。
从产品结构分析,瑞典、美国、以色列、日本等国基本占据了全球硬质合金高端市场,而中国基本占据了全球硬质合金中低端市场。
从生产企业方面分析,目前全球有600-700家硬质合金生产厂商(不包括中国规模以下中小型企业)。国际著名的硬质合金生产厂商主要有:瑞典山特维克集团、美国肯纳金属公司、以色列伊斯卡公司、卢森堡森拉天时、日本三菱综合材料株式会社与日本东芝泰珂洛株式会社(Toshiba)等。
03 国内硬质合金产业发展现状
3.1 国内硬质合金产业发展政策环境分析
继2015年发布《中国制造2025》计划以来,我国相继出台了《新材料产业发展指南》、《“十三五”国家科技创新规划》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》和《“十三五”材料领域科技创新专项规划》等一系列新材料产业发展政策,明确指出我国要以高强铝合金、高强韧钛合金、镁合金等先进有色金属材料等为重点;发展先进结构材料技术,重点是高温合金、高品质特殊钢、先进轻合金等技术及应用;重点研究包括高温合金、高端装备用特种合金、海洋工程用关键结构材料、轻质高强材料等关键材料和技术,实现我国高性能结构材料研究与应用的跨越发展。
3.2 国内硬质合金生产制造业现状分析
3.3 国内硬质合金产业下游市场需求分析
硬质合金作为现代工业基础材料,下游应用产业主要为通用机械、汽车制造、航空航天、高端整备制造等。其产品形式分为四类:切削工具、地质矿山工具(矿用工具)、耐磨用具(模具、耐磨零件、耐高压高温腔体、结构零件等)和其他。
总体而言,在硬质合金切削工具领域,传统汽车及机械行业增速平稳,对硬质合金需求相对稳定;而高端装备制造业的爆发式发展,将带动高端硬质合金需求将进一步爆发。2017年的切削刀具对硬质合金的需求量约为1.1万吨吨,根据太平洋研究院预测,预计2020年就能突破1.4万吨。
3.4国内硬质合金领域创新资源现状分析
硬质合金领域国内重点科研院所
国内硬质合金领域重点科研院所主要有中南大学、北京工业大学、北京科技大学、四川大学、湖南工业大学、北京有色金属研究总院、广东工业大学、江西理工大学。
硬质合金领域创新平台
在硬质合金领域,国内主要的国家级创新平台有:株硬集团的硬质合金国家重点实验室、中南大学的粉末冶金国家重点实验室、粉末冶金国家工程研究中心以及厦门钨业的国家钨材料工程技术研究中心等。
3.5国内硬质合金产业发展存在的主要问题
我国硬质合金行业主要问题为:一是科技投入较少,缺乏高端技术人才,技术研发能力较弱。二是高端产品不足,低端产品竞争激烈,产品结构有待调整。
数控刀具产业发展趋势正逐步由制造业逐步转向制造服务业,在为客户提供产品的同时,提供与该产品配套的包括信息系统、配套软件、操作程序以及维护服务等在内的一个完整的服务系统,产业链条的运转对服务的依靠程度加大,服务业的效率也将对整个链条的效率产生较大的影响。
(详细内容见报告)
04 湖南省硬质合金产业发展现状
4.1湖南省硬质合金产业发展政策环境分析
4.2湖南省硬质合金生产制造业现状分析
4.3湖南省硬质合金材料的市场需求分析
4.4湖南省硬质合金产业创新资源分布现状
4.5湖南省硬质合金产业发展特点
05 关键技术分析与发展路径
5.1硬质合金制造技术及湖南省技术水平评价分析
5.2 湖南省重点攻关技术遴选
5.3 技术路线图
06 产业与创新发展建议
6.1 产业发展重点
6.2 创新平台建设
6.3 人才培育与引进
6.4 企业培育与引进
附报告总目录
第一篇 国内外特种合金材料产业竞争态势 1
一、基本概况 1
(一)产业界定 1
(二)产业链 15
二、全球特种合金产业发展现状 18
(一)全球高温合金产业发展现状 18
(二)全球硬质合金产业发展现状 19
(三)全球轻合金产业发展现状 21
三、国内特种合金产业发展现状 24
(一)国内特种合金产业发展政策环境分析 24
(二)国内特种合金生产制造业现状分析 26
(三)国内特种合金产业下游市场需求分析 39
(四)国内特种合金产业创新资源现状分析 57
(五)国内特种合金产业发展存在的主要问题 65
第二篇 湖南省特种合金产业发展现状 69
一、湖南省特种合金产业发展政策环境分析 69
二、湖南省特种合金生产制造业现状分析 70
(一)湖南省高温合金领域生产制造业现状 70
(二)湖南省硬质合金领域生产制造业现状 72
(三)湖南省轻合金领域生产制造业现状 73
三、湖南省特种合金材料的市场需求分析 75
(一)省内对高温合金材料市场需求分析 75
(二)省内对硬质合金材料市场需求分析 76
(三)省内对轻合金材料市场需求分析 77
四、湖南省特种合金产业创新资源分布现状 77
(一)特种合金领域省内重点科研院校 77
(二)特种合金领域省内创新平台 78
(三)特种合金领域省内主要创新人才团队 80
五、湖南省特种合金产业发展特点 81
(一)高温合金科研基础较好,产业化基本处于空白 81
(二)硬质合金科研和产业化水平国内领先,产业结构急需转型升级 82
(三)铝合金创新资源丰富,产品结构水平相对低端 83
(四)钛合金产学研合作紧密,产业发展态势较好 85
第三篇 关键技术分析与发展路径 87
一、特种合金技术体系及湖南省技术水平现状分析 87
(一)高温合金制造技术及湖南省技术水平评价分析 87
(二)硬质合金制造技术及湖南省技术水平评价分析 92
(三)新型轻合金制造技术及湖南省技术水平评价分析 103
二、湖南省重点攻关技术遴选 113
(一)高温合金领域重点攻关技术 117
(二)硬质合金领域重点攻关技术 118
(三)新型轻合金领域重点攻关技术 123
三、技术路线图 127
第四篇 产业与创新发展建议 129
一、产业发展重点 129
二、创新平台建设 133
三、人才培育与引进 134
四、企业培育与引进 135
附件1:湖南省特种合金材料产业发展现状比较分析 137
附件2:湖南省特种合金材料技术水平现状图 139
附件3:湖南省特种合金产业重点技术攻关建议 141
附件4:湖南省特种合金材料产业发展技术路线图 143