2013年我国复合超硬材料行业的主要产品分析
中国产业研究报告网讯：
自从1955年人造金刚石被发明以来，超硬材料行业不断经历着技术进步和工艺革新，聚晶金刚石和聚晶立方氮化硼的发明标志着复合超硬材料行业的诞生。随着复合超硬材料技术研发的深入，其材料性能不断提高，适用范围也日益扩大到了工业加工生产的许多领域。目前，复合超硬材料产品主要下游用途包括制造石油/天然气钻头的切削齿、制造煤田/矿山用工具的切削齿、制造高品级拉丝模的模坯和制造各类工业用刀具的刀头四种，由此对应复合超硬材料的四种主要产品：石油/天然气钻头用PCD复合片（以下简称“石油用复合片”）、煤田/矿山工具用PCD复合片（以下简称“矿山用复合片”）、PCD高品级拉丝模坯（以下简称“PCD拉丝模坯”）和PCD/PCBN刀具用复合片（以下简称“刀具用复合片”）。
（1）石油/天然气钻头用PCD复合片
在石油、天然气勘探和开采行业，石油用复合片又称为聚晶金刚石复合片（即Polycrystalline Diamond Compact，以下简称“PDC”）是由无数微小金刚石颗粒和粘结剂混合组成的切削层和硬质合金衬底层在超高压高温下烧结合成的，具有很高强度、硬度、耐磨性、抗冲击性以及良好的自锐性，这些优良特性使其能够应用在地质钻探领域。按照钻探地层和钻探机械不同将符合特定要求的石油用复合片进行加工后作为石油/天然气钻头的切削齿固定在钻头之上，因此，石油用复合片是制造上述钻头的核心材料。
石油、天然气是任何一个国家的战略资源，也是人类赖以生存和发展的必需物质，目前石油、天然气勘探和开采主要采用牙轮钻头和PCD钻头。最初，石油用复合片主要用于制造在软到中硬地层以及具有一定研磨性的中等抗压强度地层取芯或全面钻进的钻头，在高抗压强度、致密胶结的研磨性沙岩、燧石和花岗岩中使用效果不好，但近几年由于石油用复合片质量的改进和钻头设计、制造水平的提高，PCD钻头在以前认为只有硬质合金牙轮钻头才适用的硬夹层和硬地层钻进中也已获得重大突破。因此，上世纪所用的牙轮钻头的比重较大，进入二十一世纪后，随着石油勘探和开采技术水平的提高，PCD复合片钻头的用量占据了主导地位。我国自上世纪80年代初开始引进PCD钻头，上世纪90年代后各大油田开始使用PCD钻头，取得良好效果。目前，国内外相关企业在石油/天然气钻探行业广泛采用石油用复合片制造的钻头。
内容选自产业研究报告网发布的《2013-2017年中国复合超硬材料市场运营态势与发展战略咨询报告》
（2）煤田/矿山工具用PCD复合片
由于具有硬度高、耐磨性强、抗冲击韧性良好等特点，PCD复合片除了可用于制作石油/天然气用钻头外，还可用于制作煤炭挖掘、矿山开采、建筑施工、水电工程施工、凿岩破碎、公路修补等众多领域的钻进工具。相比制造石油用复合片，制造其他领域用钻头的聚晶金刚石复合片性能要求略低，这主要是由于煤田矿山等作业地层较浅，地质情况不像石油、天然气开采作业的地质情况那么恶劣，对于钻头的使用寿命和耐磨性能要求相对较低，下游客户对于钻头的价格敏感度更高。因此，矿山用复合片与石油用复合片在生产成本、销售和下游市场划分上存在一定区别。
（3）PCD高品级拉丝模坯
拉丝模是各种金属线材生产厂家（如电线电缆厂、钢丝厂、焊条焊丝厂等）拉制线材的一种非常重要的易消耗性模具。拉丝模的适用范围十分广泛，主要用于拉拔棒材、线材、丝材、管材等直线型难加工物体，适用于钢铁、铜、钨、钼等金属和合金材料的拉拔加工。由于拉丝模的成本约占拉丝费用的1/2以上，降低拉丝模成本、提高其使用寿命是金属线材生产单位迫切需要解决的问题。（来源：中国数控机床网）PCD拉丝模坯是生产高品级拉丝模的主要材料，聚晶金刚石拉丝模用于拉制铜、铝、不锈钢及各种合金线材，其使用寿命为硬质合金拉丝模的100－300倍，且所拉线材的尺寸均匀，光洁度高，产出量高。
（4）PCD/PCBN刀具用复合片
PCD刀具用复合片主要用于生产加工除铁系金属以外的有色金属及合金、非金属材料的超硬刀具，由于聚晶金刚石（PCD）的化学成分是碳元素，切削铁等黑色金属时在高温情况下容易发生化学反应，影响生产效果和使用寿命，因此，生产加工黑色金属材料的超硬刀具主要采用PCBN刀具用复合片。
使用刀具用复合片制造的超硬刀具不但硬度、耐磨性大大优于传统硬质合金刀具，而且在进行硬态切削时，可取得较好的工件表面光洁度，实现以车代磨。目前，PCD/PCBN刀具主要用于汽车发动机制造、木材采伐加工、石材开采加工等领域。随着汽车、航空、木材等行业的发展，PCD/PCBN刀具的用户增长很快，其需求量也大幅度增加。由于复合超硬材料切削刀具的性价比优势，其未来市场需求将保持持续增长的态势。
自从1955年人造金刚石被发明以来，超硬材料行业不断经历着技术进步和工艺革新，聚晶金刚石和聚晶立方氮化硼的发明标志着复合超硬材料行业的诞生。随着复合超硬材料技术研发的深入，其材料性能不断提高，适用范围也日益扩大到了工业加工生产的许多领域。目前，复合超硬材料产品主要下游用途包括制造石油/天然气钻头的切削齿、制造煤田/矿山用工具的切削齿、制造高品级拉丝模的模坯和制造各类工业用刀具的刀头四种，由此对应复合超硬材料的四种主要产品：石油/天然气钻头用PCD复合片（以下简称“石油用复合片”）、煤田/矿山工具用PCD复合片（以下简称“矿山用复合片”）、PCD高品级拉丝模坯（以下简称“PCD拉丝模坯”）和PCD/PCBN刀具用复合片（以下简称“刀具用复合片”）。
（1）石油/天然气钻头用PCD复合片
在石油、天然气勘探和开采行业，石油用复合片又称为聚晶金刚石复合片（即Polycrystalline Diamond Compact，以下简称“PDC”）是由无数微小金刚石颗粒和粘结剂混合组成的切削层和硬质合金衬底层在超高压高温下烧结合成的，具有很高强度、硬度、耐磨性、抗冲击性以及良好的自锐性，这些优良特性使其能够应用在地质钻探领域。按照钻探地层和钻探机械不同将符合特定要求的石油用复合片进行加工后作为石油/天然气钻头的切削齿固定在钻头之上，因此，石油用复合片是制造上述钻头的核心材料。
石油、天然气是任何一个国家的战略资源，也是人类赖以生存和发展的必需物质，目前石油、天然气勘探和开采主要采用牙轮钻头和PCD钻头。最初，石油用复合片主要用于制造在软到中硬地层以及具有一定研磨性的中等抗压强度地层取芯或全面钻进的钻头，在高抗压强度、致密胶结的研磨性沙岩、燧石和花岗岩中使用效果不好，但近几年由于石油用复合片质量的改进和钻头设计、制造水平的提高，PCD钻头在以前认为只有硬质合金牙轮钻头才适用的硬夹层和硬地层钻进中也已获得重大突破。因此，上世纪所用的牙轮钻头的比重较大，进入二十一世纪后，随着石油勘探和开采技术水平的提高，PCD复合片钻头的用量占据了主导地位。我国自上世纪80年代初开始引进PCD钻头，上世纪90年代后各大油田开始使用PCD钻头，取得良好效果。目前，国内外相关企业在石油/天然气钻探行业广泛采用石油用复合片制造的钻头。
内容选自产业研究报告网发布的《2013-2017年中国复合超硬材料市场运营态势与发展战略咨询报告》
（2）煤田/矿山工具用PCD复合片
由于具有硬度高、耐磨性强、抗冲击韧性良好等特点，PCD复合片除了可用于制作石油/天然气用钻头外，还可用于制作煤炭挖掘、矿山开采、建筑施工、水电工程施工、凿岩破碎、公路修补等众多领域的钻进工具。相比制造石油用复合片，制造其他领域用钻头的聚晶金刚石复合片性能要求略低，这主要是由于煤田矿山等作业地层较浅，地质情况不像石油、天然气开采作业的地质情况那么恶劣，对于钻头的使用寿命和耐磨性能要求相对较低，下游客户对于钻头的价格敏感度更高。因此，矿山用复合片与石油用复合片在生产成本、销售和下游市场划分上存在一定区别。
（3）PCD高品级拉丝模坯
拉丝模是各种金属线材生产厂家（如电线电缆厂、钢丝厂、焊条焊丝厂等）拉制线材的一种非常重要的易消耗性模具。拉丝模的适用范围十分广泛，主要用于拉拔棒材、线材、丝材、管材等直线型难加工物体，适用于钢铁、铜、钨、钼等金属和合金材料的拉拔加工。由于拉丝模的成本约占拉丝费用的1/2以上，降低拉丝模成本、提高其使用寿命是金属线材生产单位迫切需要解决的问题。（来源：中国数控机床网）PCD拉丝模坯是生产高品级拉丝模的主要材料，聚晶金刚石拉丝模用于拉制铜、铝、不锈钢及各种合金线材，其使用寿命为硬质合金拉丝模的100－300倍，且所拉线材的尺寸均匀，光洁度高，产出量高。
（4）PCD/PCBN刀具用复合片
PCD刀具用复合片主要用于生产加工除铁系金属以外的有色金属及合金、非金属材料的超硬刀具，由于聚晶金刚石（PCD）的化学成分是碳元素，切削铁等黑色金属时在高温情况下容易发生化学反应，影响生产效果和使用寿命，因此，生产加工黑色金属材料的超硬刀具主要采用PCBN刀具用复合片。
使用刀具用复合片制造的超硬刀具不但硬度、耐磨性大大优于传统硬质合金刀具，而且在进行硬态切削时，可取得较好的工件表面光洁度，实现以车代磨。目前，PCD/PCBN刀具主要用于汽车发动机制造、木材采伐加工、石材开采加工等领域。随着汽车、航空、木材等行业的发展，PCD/PCBN刀具的用户增长很快，其需求量也大幅度增加。由于复合超硬材料切削刀具的性价比优势，其未来市场需求将保持持续增长的态势。
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