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超硬材料行业应用情况及发展因素分析

信息来源:soouoo.com  时间:2018-12-29  浏览次数:129

超硬材料行业应用情况及发展因素分析

一、行业概况

超硬材料是指以金刚石为代表的具有很高硬度物质的总称。中国机床工具工业协会超硬材料分会一般把以金刚石和硬度接近于金刚石的材料做主要原材料的生产企业纳入其管理范畴。

超硬材料制品是指以金刚石或其它超硬材料为磨料,借助于结合剂或其它辅助材料,在一定的生产条件下制成的具有一定形状、性能和用途的产品。超硬材料制品按结合剂种类主要可分为金属结合剂制品、陶瓷结合剂制品、高分子(树脂、橡胶)结合剂制品。超硬材料制品的应用方面概括起来包括两大领域:一是硬脆材料加工领域,主要指建筑陶瓷、石材、钢筋混凝土建筑材料、宝石、耐火材料、玻璃、石油开采、地质钻探等硬脆材料加工领域;二是各种机械精密加工领域,主要指家电、汽车制造、新能源、电子信息、航空航天等精密加工领域。

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超硬材料制品的出现使得以前只能依靠繁重的手工劳动、低效率加工硬脆材料的方式成为历史,代之以机电一体化的现代先进加工方式,其加工效率得以实

现大幅提高,超硬材料制品在建筑陶瓷、石材、钢筋混凝土等硬脆材料加工领域是目前最有效的工具。

随着超硬材料制品技术发展,其可加工的对象几乎囊括了所有的已知材料,大大提高了各种机械精密加工领域的加工效率、加工质量,尤其是作为高速、精密、数控、微细加工等先进制造技术的重要组成部分,广泛应用于家电、汽车制造、新能源、电子信息、航空航天等精密加工领域,超硬材料制品已经成为现代工业不可替代的基础装备工具之一。

全球超硬材料制品生产遍及世界各地,其中,建筑陶瓷、石材等领域加工工具制造水平最高的是意大利,磨削切削类工具以日本、德国、美国及韩国制造水平为高,这些国家磨削工具正快速向超硬材料制品转化,其它磨具用量已在逐年减少。由于超硬材料制品具有高效、节能、寿命长、环境友好的突出特点,其效率和寿命比传统工具高数十倍。

我国的超硬材料制品行业起始于二十世纪七十年代。在此之前,金刚石锯片等超硬材料制品几乎全部依赖进口,八十年代全国各地兴起了大批以生产小直径金刚石锯片为主的生产企业,九十年代开始进入高速发展期。我国超硬材料制品产业实现了从无到有、从小到大,形成了一个门类齐全、具有相当规模的完整工业体系,包括配套的原材料供应体系、设备供应体系、辅助材料体系和市场体系,已经能够生产出基本满足各行业发展所需的超硬材料制品,每年还有大量产品出口,尤其在中低端产品上具有明显竞争优势,但在高端产品制造和技术水平上与国外先进水平相比仍存在一定的差距。

随着我国科学技术的不断进步,超硬材料的独特性能得到不断的开发利用,超硬材料制品技术水平不断提高,应用领域不断扩展,超硬材料制品行业已经成为国民经济和国防建设不可缺少的重要组成部分。

二、行业应用情况

1 、建筑陶瓷加工市场需求

建筑陶瓷,主要用于建筑物饰面与建筑构件,是世界上应用最广泛的建筑材料之一。其最基本的功能是用于铺贴地面和墙面,以起到清洁、防水、美化等作用。由于建筑陶瓷是一种通过1,100-1,250℃高温烧结而成的无机非金属材料制品,具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损及抗热冲击等特点,属于硬脆材料的一种,其莫氏硬度达到6-8级,部分甚至达到9级,因此,几乎不能采用普通的加工方法进行加工。在上世纪80年代末以前,由于加工装备、加工工具和加工技术的限制,我国只能生产低端的建筑陶瓷产品,建筑陶瓷的消费只能处于基本的功能应用阶段,产品附加值低。

1987年,我国从意大利引进第一条抛光砖生产线,成为我国建筑陶瓷发展的新起点。进入20世纪90年代后,以抛光砖为代表的中高档建筑陶瓷产品在我国得以迅速发展,抛光砖加工所需的超硬材料制品需求也迅速增长。进入21世纪后,随着社会经济的不断发展和人们生活水平的不断提高,人们对建筑装饰的要求越来越高,越来越追求装饰艺术与文化品味的融合,于是抛光砖、仿天然石材纹理的抛釉砖、艺术拼图的马赛克等高附加值产品越来越受到人们的青睐,建筑陶瓷朝着具有天然大理石、花岗岩乃至于各种玉石特质效果的方向发展。这些建筑陶瓷产品的发展,一方面得益于建筑陶瓷生产装备技术和色釉料等原辅材料制备技术的快速发展和进步,另一方面,金刚石滚刀、金刚石磨边轮、金刚石磨块、金刚石抛釉块、金刚石锯片等精细化深加工的超硬材料制品也起到了不可替代的作用,从而使得每平方米建筑陶瓷产品附加值从原来的十几元提高到几十元乃至几百元。建筑陶瓷加工用超硬材料制品主要用于生产过程中的切割、磨削和抛光加工工序,切割主要是对产品进行锯切加工以达到不同的形状和规格要求,磨削、抛光加工则是对产品的精细化深加工,在消除其烧结过程中形成的凹凸不平、尺寸不一等缺陷的基础上,使产品表面达到设计的艺术效果。超硬材料制品的技术进步和广泛应用不但推动了普通建筑陶瓷产品不断向中高档产品提升的速度,而且由于加工成本的不断降低,使得越来越多的消费者能够享受中高档建筑陶瓷产品带来的生活品质的提高。因此,超硬材料制品已成为日益增长的建筑陶瓷不可或缺的加工工具。

从国际市场来看,建筑陶瓷行业已发展成为比较成熟的行业,目前,意大利、西班牙等国家建筑陶瓷产品整体实力较强,在技术和设计方面处于领先地位。而由于受原料、燃料、人工费用等因素影响,发达国家对建筑陶瓷业进行产业结构调整和战略转移,使得近年来印度、巴西、伊朗、越南、印度尼西亚、沙特阿拉伯、墨西哥等发展中国家建筑陶瓷产业得到迅速发展。俄罗斯、中亚、蒙古也正在进行新一轮的基础设施建设,特别是哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦等国家长期以来以资源和重工业生产为主,轻工建材产品非常缺乏,未来一个时期对建陶产品的需求量将达到 2 亿平方米左右,市场亟待开发。

随着“中国制造 2025”、“互联网+”、“一带一路”等战略布局的实施以及亚洲基础设施投资银行的逐步建立,亚欧“一带一路”沿线地区必将大幅增加基础设施以及配套住房的建设投入,这将为中国国内领先的超硬材料制品企业进一步拓展海外市场带来较好的发展机会和发展空间。

2 、石材开采及加工市场需求

石材既是人类历史上最古老的建筑材料,又是全球最具艺术价值和经济价值的建筑装饰材料。长期以来,由于石材产品量产困难,世界石材业发展缓慢。直到 20 世纪 60 年代,随着科学技术的进步,特别是金刚石工具在石材产业中的大量应用,世界石材业迅速发展成为国际化产业。近年来,全球对建筑材料出现追求环保和返璞归真的热潮,世界石材产品的需求迅猛增加,更加快了石材产业的发展,超硬材料制品在石材矿山开采与石材的各种加工和石材装饰工程施工等方面的作用日趋凸显,从而带动石材产业对超硬材料制品需求的更大增长。目前,超硬材料制品在石材行业的应用主要表现为:

① 石材矿山开采。过去,石材荒料采集主要采用控制爆破、火焰切割等方式进行。这种传统的开采方式,不但成材率低,对不可再生的石材资源浪费严重,而且劳动强度大,开采效率低,安全性差,环境破坏严重。近年来,采用金刚石绳锯、金刚石圆盘锯、链锯等机械切割组合开采方式得以快速发展,相对于传统的开采方式,这些应用金刚石工具的新型开采方式具有成材率高、安全、高效、环保的明显优势。

② 石材加工与工程施工。金刚石排锯用于大理石荒料切割,金刚石磨轮、磨块用于板材定厚、磨抛,金刚石锯片用于规格板材锯切,金刚石绳锯用于石材异型加工,各种钻、切金刚石工具用于工程施工现场的石材加工等,超硬材料制品越来越成为石材加工不可或缺的加工工具。

我国石材资源丰富,石材工业发展迅速,国内建筑行业的发展不断推动着石材需求的增长。我国已成为世界第一大石材生产国、出口国和消费国,石材产量约占全球石材总产量的近 20%。我国石材产量的持续增长,为石材产业所需的超硬材料制品提供了市场发展空间。

3 、建筑混凝土市场需求

建筑混凝土是建筑行业必备的建筑材料之一,建筑混凝土建筑的梁体、墙、柱的拆除改造,混凝土路面的伸缩缝切割,桥梁、高速公路路肩加宽改造的切割,都离不开超硬材料制品,机场跑道、高速公路防滑也需利用金刚石锯片进行切割。

随着世界经济的快速发展,人们对道路、桥梁、建筑等基础设施的施工质量、效率要求越来越高,普通的施工工具将逐步被淘汰,作为公路、桥梁、建筑等基础设施建设和修缮的高效施工工具,超硬材料制品在建筑混凝土加工领域发展前景非常广阔。同时,新兴发展中国家正进入高速公路、大型机场等基础设施兴建的高峰期,这也为超硬材料制品提供了新的市场增长需求。

4 、机械精密加工市场需求

超硬材料制品是机械精密加工领域无可替代的工具产品,随着我国电子信息、汽车、家电、航空航天等新兴产业以及机床、工具等行业的快速发展,这些行业必不可缺的精密加工应用需求迅速增长。目前,应用于机械精密加工的超硬材料制品主要被西方发达国家垄断,绝大部分还要依赖进口,随着我国超硬材料制品生产技术水平和产品质量水平的不断提升与突破,仅国内产品替代进口产品的需求量就相当大。

三、影响行业发展因素

1 、原材料波动因素

超硬材料制品的主要原材料为金刚石、预合金粉、铜粉、镍粉、钴粉、锡粉、铁粉、钢材、树脂粉、银焊片、碳化硅、氧化镁、氯化镁等材料,原材料占产品成本的比重较大,原材料价格的波动对产品盈利能力有较大影响。金刚石、金属粉末及钢材等原材料价格主要受市场影响,有些原材料波动较大,若原材料向上波动将对本行业的利润率产生一定负面影响。

2 、与国际先进水平的技术差距

经过二十余年的不懈努力,我国超硬材料制品企业在部分产品和部分领域已经接近或达到国际先进水平,但从整体科研能力和研究成果而言,与国际先进水平还存在一定的技术差距,阻碍了我国新型高技术超硬材料制品的发展。例如,加工汽车汽缸等高精密部件的国产 CBN 工具在质量稳定性和加工精度方面尚不能完全满足客户的要求。

3 、行业内企业发展水平良莠不齐

虽然近年来博深工具和本公司等少数几家国内超硬材料制品企业脱颖而出,并处于行业领先地位,但我国超硬材料制品行业整体发展很不平衡,低端技术水平企业数量众多且规模小,大多数缺乏自主创新研发能力,并依赖于传统落后工艺,生产的产品质量、性能低下;另外,低端生产企业主要采取相互压价等恶性竞争方式获取客户,严重影响行业发展环境。

4 、行业下游企业需求具有一定季节性

超硬材料制品企业的下游客户主要为建筑陶瓷生产企业、石材开采与加工企业等,其产品主要用于建筑装潢。由于春节期间建筑陶瓷生产企业通常需要停炉检修,检修完毕重新恢复生产后还需要一段时间才能达到正常生产水平,使得每年一季度建筑陶瓷的生产处于相对的淡季,进而使得超硬材料制品行业一季度也处于相对的销售淡季。业务收入因此呈现一定的季节性特征,通常下半年业务收入高于上半年;由于受上述季节性因素的影响,超硬材料制品行业的财务状况和经营成果在年度内表现出一定的波动性,经营业绩面临季节性波动的风险。

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