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深度解析國內金剛石工具的現狀與發展趨勢

2019-06-25 15:55

人造金剛石作為一種性能優異的超硬材料,其用途不可估量。從合成方法上來看,其經歷了高溫高壓法,爆轟法以及化學氣相沉積法,根本原理是提供類似地殼中高溫高壓類的環境,以達到合成的目的。從材料形態和質量上看,金剛石需要經歷低品質的微粉,到高品質、完美結構的納米尺寸和寶石級尺寸,單晶和多晶共同發展,最后還有各種摻雜以滿足功能性需求,簡單來說朝著微觀和宏觀雙向發展,最終實現功能化。從應用上看,金剛石需要從傳統的工具(主要是依靠高硬度和高耐磨)到高端工具(精密工具),再到功能類器件,才能更大的發揮其真正的價值。目前金剛石的應用恐怕還很難脫離工具的范疇,具體如下。

金剛石工具主要包括磨具、切割工具、鉆探工具、修整工具等,廣泛應用于地質勘探、石材、機械軸承、半導體、藍寶石、復合材料、汽車及國防工業等各個領域。目前我國金剛石工具已形成系列化產品,規格比較齊全,少數產品在國際市場上具有一定的競爭力,多數產品性能及性價比有待提高,競爭力較低。

全球金剛石工具的現狀分析
 
目前全球金剛石市場可以分為三個基本的類型,第一種類型是歐美國家,主要包括美國以及歐洲等工藝先進的國家,他們在金剛石工具制造方面具有超過四十年的經驗,實力雄厚,技術領先,銷售體系完善,很大程度上對市場形成了壟斷的趨勢。歐美國家一些代表性的金剛石工具制造集團,諸如Husqvarna 等,每年的營業額均超過三億美元。
 
第二種類型是以日韓為主,其生產金剛石及工具的經驗超過三十年,發展迅猛,在DIY市場以及高端市場占據了一定地位,并且逐步向專業性的市場進軍。在日本、韓國的生產企業之中,相關的工藝技術主要有熱壓燒結以及激光焊接工藝等,代表單位如日本旭金剛石工業株式會社,每年的產值可以超過兩億美元。
 
第三種類型則是以中國為主的制造企業,中國部分金剛石工具具備很高的質量水平,國外一些金剛石工具的品牌也委托中國的企業生產。但是,多數企業生產的大部分產品都是質次價低,雖然工具數量不少,都是低端產品。一起優質產品的數量和體量還不足以和國外抗衡。
 
現階段在國內已經形成了以北京地區、石家莊地區,以丹陽為主的長江三角洲地區,福建水頭、廈門、山東沿海地區、廣東佛山為主的珠三角地區等主要的金剛石工具出口基地;另外以鄭州為中心的中原地區和湖北鄂州地區的金剛石工具發展也很快。
 
金剛石工具發展中存在的問題和不足
 
(1)生產企業自主創新能力不強
 
行業的具體情況是:注重自主創新的標桿企業均能開發一些國際化的高端產品,但產量不大,難以滿足國內外市場需求。這些企業數量有限,可以代表國內的最高水平,但難以代表行業總體水平。多數企業存在質量和效益的問題,生產經營成本上升和創新能力不足。部分企業“去產能”任務更加繁重,落后的生產能力并沒有大規模淘汰,金剛石工具生產企業的發展難以滿足國內外市場多樣化的需求。目前很多新興產業所用高檔產品需要大力開發,進一步拓寬超硬材料各類制品的應用,這對企業的研發能力和創新能力是個大考驗。
 
(2)生產技術需進一步提高,走專業化道路
 
多數金剛石企業因為資金等問題不能及時完成技術更新,未能添置新型設備儀器。若想開發出一流產品,沒有先進的技術和設備是很難完成的。對原材料的檢測、生產工藝過程的嚴格控制等方面仍需不斷改進。眾所周知,通用產品利潤低,專用產品利潤高,要想做好專用產品,實現個性化及定制化服務,必須熟知用戶生產工藝,要能成為應用的指導專家,這一點不是一般性企業或單個團隊可以快速實現的。盡管近年來我國產品專用化程度有所提高,但任務依舊很重,這也是行業產品轉型升級的必由之路。
 
(3)完善產品質量標準,特別要提高檢驗檢測能力
 
金剛石行業自1973年開始進行標準研究并提出草案,1979年第一個行業標準《人造金剛石》誕生,開啟了行業產品標準制修訂的序幕。經過三十多年的發展,目前我國涉及超硬材料及其制品的現行國家與行業標準已達41項,為規范行業產品和推動行業發展起了巨大作用。但隨著我國工業化的發展,超硬材料行業不斷進步,超硬材料產品應用領域不斷拓展,超硬材料產品規格越來越多,很多產品無標準可循,加之我國生產企業眾多,直接導致了市售產品的規格混亂,不同廠家產品的通用性差。另外隨著金剛石產品的品種越來越多,對我們的檢驗檢測能力提出更高的要求。湖北省已經建立國家金剛石工具質量監督檢驗中心,逐步填補國內權威金剛石檢測的空白。
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