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。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能,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。
硬质合金的概念
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。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能,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。
硬质合金广泛用作刀具材料,如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等,用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材,也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、电子通讯、建筑等领域。
根据中研普华产业研究院发布的《2022-2027年中国硬质合金行业市场全面分析及发展趋势调研报告》显示:
硬质合金刀具比高速钢切削速度高4~7倍,刀具寿命高5~80倍。制造模具、量具,寿命比合金工具钢高 20~150倍。可切削50HRC左右的硬质材料。但硬质合金脆性大,不能进行切削加工,难以制成形状复杂的整体刀具,因而常制成不同形状的刀片,采用焊接、粘接、机械夹持等方法安装在刀体或模具体上使用。
硬质合金的制作是将碳化钨与钴以一定的比例混合,加压成各种形状,然后半烧结。此烧结过程通常是在真空炉里进行。将其置于真空炉里完成烧结,此时之温度大约为摄氏一千三百至一千五百度之间。硬质合金烧结成型就是将粉末压制成坯料,再进烧结炉加热到一定温度(烧结温度),并保持一定的时间(保温时间),然后冷却下来,从而得到所需性能的硬质合金材料。
伴随下游产业的发展,硬质合金市场需求不断加大,并且未来高新技术武器装备制造、尖端科学技术的进步以及核能源的快速发展,将大力提高对高技术含量和高质量稳定性的硬质合金产品的需求。
硬质合金硬质合金产品主要以碳化钨为硬质相、钴为粘结相,经球磨、喷雾制粒、压制、烧结制得,具有很高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性,其产品特性使得硬质合金有“工业牙齿”的称号。
我国硬质合金行业起步较晚,但后续发展迅猛,从生产规模和市场容量来看,我国已是全球硬质合金第一生产大国和消费大国。2010~2018年行业呈波动上升趋势,年均复合增长率为7.25%。2019年我国硬质合金产量达3.65万吨。市场规模在35亿美元左右。
根据数据显示,2021年中国硬质合金产量为5.1万吨,同比增长24.4%;硬质合金表观需求量为4.91万吨,同比增长22.5%。2021年中钨高新-硬质合金行业主营收入119亿元,占总收入的98.38%;中钨高新硬质合金行业主营成本为96.32亿元,占总成本的98.79%。
随着我国硬质合金产量和质量的提升,近十年来我国硬质合金出口快速增长。中国刀具企业通过不断地学习和战略规划,已经在市场上占据了半壁江山,但是,企业在发展过程中还是凸显出几个致命的问题,比如重视不够、处理不当,这些都将会严重影响到企业的发展。现阶段,硬质合金刀具在发达国家已占刀具类型的主导地位,比重高达70%。而高速钢刀具却正以每年1%~2%的速度缩减,所占比例已降至30%以下。
硬质合金切削刀具在我国也已经成为加工企业所需的主力刀具,被广泛地应用在汽车及零部件生产、模具制造、航空航天等重工业领域,但我国刀具企业却盲目地、大量地生产高速钢刀以及一些低档标准刀具,完全没有考虑到市场饱和度和企业所需,最终把具有高附加值、高科技含量的中高端刀具市场“拱手相让”给国外企业。
2021年中国硬质合金进口数量为1285.8吨,同比下降12.8%;进口金额为6.2亿美元,同比下降1.6%。硬质合金出口数量为3190.3吨,同比增长33%;出口金额为2.6亿美元,同比增长52.9%。
我国硬质合金企业技术装备仍相对落后、研发能力弱、高端人才缺乏,难以满足国内制造业对硬质合金深加工产品的需求,大量高性能、高精度的高档硬质合金数控片等高技术含量、高附加价值的钨制品仍需从国外进口。
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