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2018年中國超硬刀具行業(yè)市場規(guī)模及下游應(yīng)用領(lǐng)域分析[圖]

    一、中國超硬刀具行業(yè)市場規(guī)模

    高速鋼→硬質(zhì)合金→陶瓷→超硬材料。按照刀具材料不同,目前工業(yè)切削刀具可以主要分為高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷以及超硬材料四類產(chǎn)品。機(jī)械加工早期主要采用高速鋼刀具。隨后,以硬質(zhì)合金和陶瓷刀具為代表的新型材料刀具開始逐步替代原有高速鋼刀具。隨著產(chǎn)業(yè)升級與技術(shù)進(jìn)步,超硬材料刀具開始廣泛應(yīng)用于工業(yè)加工,并在部分領(lǐng)域替代硬質(zhì)合金和陶瓷刀具。

    超硬材料刀具指用硬度可與金剛石相比擬的超硬材料制成的刀具。超硬材料刀具所用的超硬材料主要是與天然金剛石的硬度、性能相近的人造金剛石和CBN(立方氮化硼)。由于天然金剛石價格比較昂貴,所以生產(chǎn)上大多采用人造聚晶金剛石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN),以及它們的復(fù)合材料。

刀具材料分類及主要應(yīng)用場合

描述
主要應(yīng)用場合
高速鋼
高速鋼是高碳高合金鋼,必須通過熱處理強(qiáng)化。在淬火狀態(tài)下,高速鋼中的鐵、鉻、部分鎢與碳形成極硬的碳化物,可以提高鋼的耐磨性。另一部分鎢溶于基體,增加鋼的紅硬性。
在復(fù)雜刀具,尤其是制造孔加工刀具、銑刀、螺紋刀具、拉刀、切齒刀具等一些刃形復(fù)雜刀具,高速鋼仍占據(jù)主要地位。
硬質(zhì)合金
主要通過優(yōu)化合金材料和研制新型涂層來提高刀具硬度、耐磨性和表面惰性,以提高刀具的整體加工性能和使用壽命
常用于制造結(jié)構(gòu)較為簡單的刀具,如車刀、端銑刀、刨刀等。
陶瓷
主要通過添加不同化合物、改進(jìn)加工工藝和研制新型涂層來提高刀具耐磨性、韌性,提高刀具的使用壽命,擴(kuò)展刀具是使用范圍
主要用于冷硬鑄鐵、高硬鋼和高強(qiáng)鋼等難加工材料的半精加工和精加工。
超硬材料刀具
人造聚晶金剛石(PCD)
指用硬度可與金剛石相比擬的超硬材料制成的刀具。由于天然金剛石價格比較昂貴,所以超硬材料刀具生產(chǎn)上大多采用人造聚晶金剛石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN),以及它們的復(fù)合材料。
主要用于精加工有色金屬及非金屬,如鋁、銅及其合金、陶瓷、合成纖維、強(qiáng)化塑料和硬橡膠等。
聚晶立方氮化硼
(PCBN)
適于用來精加工各種淬火鋼、硬鑄鐵、高溫合金、硬質(zhì)合金、表面噴涂材料等難切削材料。

數(shù)據(jù)來源:公共資料整理

    相關(guān)報告:智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國刀具行業(yè)發(fā)展規(guī)劃建議及未來發(fā)展?jié)摿蟾?/a>》

各類刀具材料性能對比

主要性能指標(biāo)
優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)
高速鋼
淬火硬度:HRC63~67,熱硬性:500℃~600℃,允許切削速
度:40m/min。
具有較高的強(qiáng)度和韌性,并且具有一定的硬度和耐磨性;制造工藝簡單。
硬度低,紅硬性差。
硬質(zhì)合金
硬度:HRC74~82,熱硬性:可達(dá)800~1000℃,切削速度:100~300m/min。
硬度、耐磨性、耐熱性都很高。切削性能比高速鋼高得多,硬度比高速鋼高,耐用度可提高幾倍到幾十倍,在耐用度相同時,切削速度可提高4~10倍。
抗彎強(qiáng)度和韌性比高速鋼低,工藝性也不如高速鋼。
陶瓷
硬度91~95HRA,熱硬性:1200℃,常用速度:100~400m/min,甚至可高達(dá)750m/min。
有很高的硬度與耐磨性;有很高的耐熱性;有很高的化學(xué)穩(wěn)定性,陶瓷與金屬親和力小,高溫抗氧化性能好,即使在熔化溫度下也不與鋼相互作用,因而刀具的粘結(jié)、擴(kuò)散、氧化磨損較少。
脆性大,強(qiáng)度與韌性低,抗彎強(qiáng)度只有硬質(zhì)合金的1/2~1/5;陶瓷刀導(dǎo)熱率低,僅為硬質(zhì)合金的1/2~1/5,熱膨脹系數(shù)卻比硬質(zhì)合金高10~30%,抗熱沖擊性較差。
超硬材料刀具
人造聚晶金剛石(PCD)
硬度:HV5000以上,熱硬性:700~800℃,切削速度:2500~5000m/min。
極高的硬度和耐磨性;很低的摩擦系數(shù);切削刃非常鋒利;具有很高的導(dǎo)熱性能;具有較低的熱膨脹系數(shù),金剛石的熱膨脹系數(shù)比硬質(zhì)合金小幾倍,由切削熱引起的刀具尺寸的變化很小。
熱硬性差,不能在高溫下切削;與鐵元素的親和力很強(qiáng),不易加工黑色金屬。
聚晶立方氮化硼(PCBN)
硬度:8000HV~10000HV,熱硬性溫度:1400℃~1500℃。
極高的硬度和耐磨性;具有很高的熱穩(wěn)定性;優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性;具有較好的熱導(dǎo)性,熱導(dǎo)性僅次于金剛石;具有較低的摩擦系數(shù)。
抗沖擊性能較硬質(zhì)合金差,使用時應(yīng)注意提高工藝系統(tǒng)的剛性,盡量避免沖擊切削。

數(shù)據(jù)來源:公共資料整理

各類刀具材料韌性與硬度的關(guān)系

數(shù)據(jù)來源:公共資料整理

    “十三五”以后我國制造業(yè)進(jìn)入轉(zhuǎn)型與升級時期。以高溫合金、鈦合金、不銹鋼、等靜壓石墨、硅材料、藍(lán)寶石、超高強(qiáng)度鋼以及高溫結(jié)構(gòu)陶瓷等為代表的工業(yè)材料由于加工難度大,成本高,對配套加工工具也提出了更高要求。因此超硬刀具成為了產(chǎn)業(yè)升級中的優(yōu)選材料。我國刀具市場總消費(fèi)規(guī)模從2017年的388億元人民幣增加到2018年的421億元,同比增長8.5%。

2009-2018年中國刀具行業(yè)消費(fèi)額增長趨勢(億元,%)

數(shù)據(jù)來源:公共資料整理

    國產(chǎn)刀具約273億元人民幣,與2017年相比增幅為9.6%,占比65%;進(jìn)口刀具(境外品牌)148億元人民幣,同比增長6.5%,占比35%。2018年的刀具消費(fèi)額超過2011年400億的高點(diǎn),創(chuàng)歷史最高記錄。國產(chǎn)刀具在中國市場的增長高于進(jìn)口刀具。

2018年刀具消費(fèi)額市場結(jié)構(gòu)(單位:%)

數(shù)據(jù)來源:公共資料整理

    未來高端機(jī)床及與之對應(yīng)的刀具消費(fèi)規(guī)模將持續(xù)提高,刀具市場存在廣闊的上升空間。2010年以來,我國機(jī)床消費(fèi)額屢次突破2,000億元,而同期刀具消費(fèi)規(guī)模僅占機(jī)床消費(fèi)的17%左右,與全球平均比例40%相比,處于較低水平。2018年隨著中國經(jīng)濟(jì)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革工作的深化,中國機(jī)床工具消費(fèi)市場呈現(xiàn)明顯的恢復(fù)性增長態(tài)勢,機(jī)床消費(fèi)市場呈現(xiàn)“總量趨穩(wěn)、結(jié)構(gòu)升級”的新特征。

2011年-2018年數(shù)控機(jī)床市場規(guī)模

數(shù)據(jù)來源:公共資料整理

    2018年我國刀具進(jìn)出口規(guī)模均創(chuàng)下2005年以來的歷史新高。2018年我國制造業(yè)的良好發(fā)展形勢,我國刀具進(jìn)口(含在中國生產(chǎn)并銷售的境外品牌)總規(guī)模從2017年的139億元人民幣增加到2018年的148億元人民幣,同比增長6.5%,連續(xù)兩年創(chuàng)新高。根據(jù)數(shù)據(jù),我國刀具出口從2017年的96億人民幣增加到2018年的101億元,同比增長5.2%,連續(xù)兩年創(chuàng)新高。

2005-2018年中國刀具進(jìn)口變化情況(單位:億元,%)

數(shù)據(jù)來源:公共資料整理

2005-2018年中國刀具出口變化情況(單位:億元,%)

數(shù)據(jù)來源:公共資料整理

    近年來,超硬材料切削刀具市場占比穩(wěn)步擴(kuò)大,開始擠占原硬質(zhì)合金、陶瓷切削刀具市場份額。2018年我國超硬刀具市場規(guī)模約為42億元。

2014-2018年中國超硬刀具市場規(guī)模增長趨勢(單位:億元)

數(shù)據(jù)來源:公共資料整理

    超硬材料刀具制造強(qiáng)度大,技術(shù)門檻高,目前主要為發(fā)達(dá)國家制造商所控制,中國所占的市場份額較小,技術(shù)水平與美國、日本等發(fā)達(dá)國家相比還存在較大的差距。中國能夠規(guī)?;a(chǎn)用于加工汽車、航空航天關(guān)鍵零件的超硬材料刀具企業(yè)數(shù)量較少,高精度復(fù)雜結(jié)構(gòu)的超硬材料刀具設(shè)計制造技術(shù)水平有待提高。在精加工領(lǐng)域,我國還需要進(jìn)口一定量的超硬材料刀具。我國的刀具消費(fèi)結(jié)構(gòu)還未達(dá)到世界平均水平,超硬刀具占切削工具的比例較低,超硬刀具市場成長空間大。

    二、下游應(yīng)用領(lǐng)域:下游消費(fèi)電子行業(yè)是主要驅(qū)動力

    雖然隨著智能手機(jī)的市場滲透率不斷提高,智能手機(jī)、平板電腦的出貨量增速逐漸下降,但總量仍在不斷擴(kuò)大。目前行業(yè)整體規(guī)模趨于穩(wěn)定,全球智能手機(jī)全年出貨量在2014年至2018年期間維持在14億臺以上。根據(jù)數(shù)據(jù),2018年全球顯示面板出貨面積達(dá)到2.13億平方米,同比增加1780萬平方米,增長率為9.1%;其中,中國大陸面板企業(yè)出貨面積將同比增加1390萬平方米,對全球增長貢獻(xiàn)率達(dá)到78%。不同于智能手機(jī)、平板電腦等小型顯示設(shè)備在近年來出貨數(shù)量需求平穩(wěn),電視、顯示器等大型顯示設(shè)備的旺盛需求,消費(fèi)電子面板的快速發(fā)展,有望成為超硬刀具的主要驅(qū)動力。

2014年-2019年全球顯示行業(yè)收入

數(shù)據(jù)來源:公共資料整理

2009年-2019年TFT液晶面板營收

數(shù)據(jù)來源:公共資料整理

    顯示面板行業(yè)屬于資金和技術(shù)密集型行業(yè),目前全球參與競爭主要企業(yè)僅10余家,主要集中在韓國、中國大陸、中國臺灣地區(qū)和日本。中國大陸顯示面板產(chǎn)能正在飛速增長,液晶面板生產(chǎn)企業(yè)逐步向大陸轉(zhuǎn)移。隨著國內(nèi)京東方、華星光電、深天馬等企業(yè)不斷加大投入力度,同時日韓企業(yè)逐漸推出市場,中國大陸面板產(chǎn)能持續(xù)提升,產(chǎn)能全球占有率從2%經(jīng)過十幾年的發(fā)展,2018年中國大陸液晶面板產(chǎn)能就將趕超臺灣,到2019年,中國大陸地區(qū)液晶面板將占全球產(chǎn)能的39%,超過韓國位居世界第一。

    面板規(guī)格向超大尺寸和超高清分辨率加速邁進(jìn)。2018年是超大尺寸顯示的元年,各大面板廠爭相投入更多資源生產(chǎn)60英寸以上的面板,預(yù)計2019年全球60寸以上電視面板出貨量達(dá)到3000萬片,2025年達(dá)到5400萬片。2016年到2025年期間,從出貨面積來看其總份額大約會增長三倍,從12%提升到33%。

    從需求的角度分析,液晶電視、智能手機(jī)等產(chǎn)品的大尺寸化趨勢是推動TFT-LCD顯示面板需求面積增長的主要動力之一。

    在電視和顯示器面板的帶動下,2018年全球大尺寸LCD面板出貨面積增至1.99億平方米,較2017年增長10.6%。2018年全球大尺寸LCD面板出貨數(shù)量達(dá)到7.56億片,同比增長7.4%。全球液晶電視面板的平均尺寸從2013年的38.6英寸增長至2016年的42.7英寸,預(yù)計到2022年平均尺寸將超過50英寸。雖然面板行業(yè)整體增速受限,但是大尺寸面板需求增速相對維持在高位。電視面板需求占據(jù)顯示面板需求面積的絕大比重,是TFT-LCD面板最重要的下游需求領(lǐng)域。

2016年-2025年全球60寸以上電視面板出貨量

數(shù)據(jù)來源:公共資料整理

2013年-2022年全球液晶電視面板平均尺寸

數(shù)據(jù)來源:公共資料整理

2012年-2019年主要面板出貨量(百萬片)

數(shù)據(jù)來源:公共資料整理

2012年-2019年大尺寸面板出貨量(百萬片)

數(shù)據(jù)來源:公共資料整理

    從供給角度來看,高世代產(chǎn)線的產(chǎn)能爬坡使TFT-LCD大尺寸面板出貨量和出貨面積都保持可觀的同比增長率。LGD、京東方、華星光電等各大廠商均在布局10代以上產(chǎn)線,考慮到10代以上產(chǎn)線在切割65寸、75寸等超大尺寸面板上有更高經(jīng)濟(jì)性,預(yù)計未來2-3年65寸以上超大尺寸電視的占比將逐步提高;京東方目前已有4條8.5代線量產(chǎn),1條10.5代線2018年開始投產(chǎn),并有1條10.5代線在建。華星光電主要以供應(yīng)大尺寸液晶面板為主,目前已有2條8.5代產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)滿產(chǎn),并有1條11代產(chǎn)線在建。

液晶面板世代線以及對應(yīng)的玻璃基板尺寸和主要生產(chǎn)產(chǎn)品

世代
玻璃基板尺寸(mm)
大致對應(yīng)的產(chǎn)品尺寸
1代線
320*400
9寸以下的移動及專用產(chǎn)品
2代線
370*470
3代線
550*650
4代線
680*880
4.5代線
730*920
15寸以下的移動及專用產(chǎn)品
5代線
1100*1300
8寸~32寸移動、筆記本、顯示器、電視
6代線
1500*1850
18寸~37寸顯示器、電視
7代線
1950*2250
32寸~42寸電視
8代線
2200*2500
32寸~60寸電視
9代線
2880*3130
40寸以上電視
10代線
3000*3320
50寸以上電視

數(shù)據(jù)來源:公共資料整理

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2025-2031年中國超硬刀具行業(yè)市場全景評估及發(fā)展趨勢研究報告
2025-2031年中國超硬刀具行業(yè)市場全景評估及發(fā)展趨勢研究報告

《2025-2031年中國超硬刀具行業(yè)市場全景評估及發(fā)展趨勢研究報告》共七章,包含超硬刀具行業(yè)下游應(yīng)用及需求分析,中國超硬刀具行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)經(jīng)營情況,中國超硬刀具行業(yè)發(fā)展趨勢與投資戰(zhàn)略規(guī)劃等內(nèi)容。

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