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超硬材料行业技术发展现状分析

　

　　制品总体上仍处于生产大国，不是强国。主要特征是：高端制品仍大量进口，价格居高，许多核心技术仍由国外掌控，国内原创技术不多。因此，加快技术创新，提升产品性能，拓展应用领域，是当前较为紧迫的问题。

　　组锯技术研发成功，是对大板切割工艺的一项重要创新，标志着我国金刚石绳锯全面进入世界先进水平。

　　精密加工工具是附加值很高的产品，近几年取得较大进展，如超薄切割片、玻璃加工刀轮、超高速高性能 CBN 砂轮等。国内个别公司的 PCBN 精密刀具早已进入市场，用于手机背板加工的 PCD 刀具也有重大突破。

　　囯 外 PCD 片 最 大 直 径 超 过了 100mm， 主 流 产 品 尺 寸 60-80mm，而国内最大尺寸只能做到60mm 左右。高端 PCD 复合片目前市场仍以元素六、DI、住友等公司为主。

　　国内的 PCD 刀具可分为低端、中端、高端三部分，低端以粗粒度PCD 为代表，国内生产厂家多 ; 中端是指中粒度 PCD，能完全替代进口产品 ; 高端产品是指细粒度内的PCD，此类产品国内外差距明显，每年需大量进口。高端 PCD 刀具的研发和生产对设备投入要求较高，存在技术和资金双重壁垒。

　　PCBN 可分为低端和高端产品。低端片，即高含量、粗粒度产品，可以替代国外产品 ; 高端片，即低含量、细粒度的 PCBN 产品，与国外同类产品差距明显，高端片以进口为主。

　　金刚石锯片必须持续不断进行技术创新，并且在产品细节、工艺等方面有持续的改进，才能在残酷的市场竞争中占有一席之地。

　　当前，单层钎焊技术已基本成熟，并且有产业化应用和生产。多层金刚石钎焊工具的制造技术已成形，但修整困难，严重制约了其产业化和应用。

　　在功能材料方面，CVD 金刚石只有在一些特殊场合，如红外窗口、光刻机等方面有应用。CVD 的真正优势是应用在功能材料方向，超硬材料行业要加快 CVD 金刚石生长技术研究及其产业化进程，促进 CVD金刚石在功能材料领域的快速发展。

　　球齿的应用实验成本高，投入大，短期内还难以进入盾构机等主要工程应用领域。有资料表明，在囯外球齿在石油冲击钻头上有应用，占到油气井钻头产值的 10%。国内也有相应的报道，如某公司生产的球齿已经出口到欧美市场，年出口约为 2000 万元，主要应用在石油钻头的非主要部位。

　　我国的高端超硬制品，如精密加工工具、专业锯片、高速砂轮、细 粒 度 低 含 量 PCBN 等， 与 国 外同类产品相比仍有较大差距。努力提高我国超硬材料及制品的技术水平，发展高端制品，已成为迫在眉睫的事。行业人士应重点选择一些更有发展前景或有望得到快速应用的新产品新技术进行开发。

　　发展金刚石长线等高端制品，将会促进我国光伏及相关产业的快速发展，对中国的经济发展具有重要意义。

　　研究针对不同形状、不同材质的高端金刚石线，开发多线、网面切或曲面切等加工方式，是未来超硬制品的一个重要发展方向。

　　要重点开发大尺寸、纯度高、晶形完整的单晶，加强在军工、航天及窗口的应用。高端 PCBN 和 PCD 要重视大直径、细粒度带来的均匀性问题及质量稳定性问题，推动 PCBN、PCD刀具替代陶瓷、高速钢、硬质合金等刀具。

　　未来几年超硬行业应加大 NPD的研发力度，重点关注 NPD 的理论研究和后期加工两个主要问题，在军工、航空航天等高端应用领域进行应用探索，进一步培育市场，推动高端 NPD 的产业化。