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成都工具研究所有限公司成都工具研究所有限公司成都工具研究所有限公司成都工具研究所有限公司 罗罗勇勇勇勇 超硬刀具国内市超硬刀具国内市场现场现状及状及发发展展1.现现代制造代制造业业正在向正在向“精密、高效、柔性、智能、精密、高效、柔性、智能、绿绿色色环环保保”方向方向发发展,必展,必须须采用先采用先进进的加工技的加工技术术来来保障。不断地向工具行保障。不断地向工具行业业提出了切削加工的新要求。提出了切削加工的新要求。2.“三高一三高一专”高精度高效率高可靠性专业化3.提出提出现现代高效刀具的判定代高效刀具的判定标标准是准是“进进入我国入我国现现代制造代制造业业实际实际使用使用领领域并替代域并替代进进口的刀具,就是口的刀具,就是现现代高效刀具。代高效刀具。”在在我国,我国,现现代制造代制造业业的的领领域比域比较较明确,它明确,它们们是:汽是:汽车车工工业业、航、航空航天工空航天工业业、能源装、能源装备备工工业业、电电子工子工业业、现现代造船工代造船工业业、现现代兵器工代兵器工业业、现现代模具工代模具工业业等。等。航空航天能源能源发电汽汽车制造制造4.随着科技的进步,CNC加工技术的迅猛发展以及数控机床的普遍使用,超硬刀具已广泛应用于机械加工的各个行业,极大地促进了高速切削加工及先进制造技术的飞速发展,权威机构甚至用这种刀具的应用比例来衡量一个国家加工技术的先进程度。高速切削高速切削加工加工高速切削机床高速切削机床新新结构刀具构刀具5.随着可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的超硬刀具的应用也日渐普及,同时引入了许多先进的切削加工概念,如高速切削、硬态加工、高稳定性加工、以车代磨、干式切削等。超硬刀具已成为现代切削加工中不可缺少的重要手段。6.随着航空航天、汽车、能源工业的发展,涌现出大量的高性能新型材料,如硅铝合金、纤维增强复合材料等,这些高性能新型材料的切削加工成为亟待解决的问题,推动了金刚石、立方氮化硼等超硬刀具材料的发展。超硬刀具已成为解决这一类型问题的主要选择。7.主要刀具材料分主要刀具材料分类46%29%9%5%7%4%硬质合金高速钢PCBN、PCD陶瓷Cermet其它高速高速钢8.PCBN刀具PCD刀具显微硬度HV6000-8000HV8000-10000耐热性14001500700-800摩擦系数 0.10.30.1-0.3适用范围黑色金属有色金属及硬质材料 主要超硬刀具材料性能主要超硬刀具材料性能9.“十一五十一五”我国我国刀具市我国我国刀具市场情况情况据据中中国国机机床床工工具具协会会的的数数据据,2010年年我我国国刀刀具具消消耗耗约330亿元元,其中,其中,进口刀具口刀具110亿元,主要是元,主要是现代高效刀具,代高效刀具,约占三分之一。占三分之一。10.我国已经成为全球最大的制造业基地。刀具是为制造业服务的,我国制造业的刀具消费已超过日、美、德等工业发达国家,居全球第一位。20082008年各国机床年各国机床拥有量(万台)有量(万台)中国美国日本010020030040050060070080070024014011.20072007年主要国家机床、刀具消年主要国家机床、刀具消年主要国家机床、刀具消年主要国家机床、刀具消费对费对比(比(比(比(单单位:位:位:位:亿亿美元)美元)美元)美元)采用采用高性能刀具高性能刀具进行高速切削加工以充分行高速切削加工以充分发挥机床制造潜力已成共机床制造潜力已成共识,发达国家每年达国家每年刀具消刀具消费均在机床消均在机床消费的的5050左右,而我国的刀具消左右,而我国的刀具消费仅及机及机床消床消费的的20202020。说明在我国刀具消明在我国刀具消费中,廉价低效的中,廉价低效的传统刀具仍占主流,机刀具仍占主流,机床功能床功能远未充分未充分发挥。161.72876.23572.53061.733 12.我国刀具消我国刀具消费构成构成35%65%进口刀具国产刀具国国产刀具刀具进进口刀具口刀具13.我国不同刀具材料我国不同刀具材料应用构成用构成55%40%2%1%2%高速钢刀具等硬质合金刀具PCD、PCBN陶瓷刀具金属陶瓷14.我国我国PCBNPCBN刀具刀具应用用领域域50%28%12%10%汽车行业重型机械飞机制造其它行业15.国国外外对于于超超硬硬刀刀具具材材料料制制备、磨磨削削加加工工机机理理、刀刀具具刃刃磨磨设备、加加工工工工艺参参数数选用用等等方方面面的的研研究究已已基基本本进入入成成熟熟阶段段,超超硬硬刀刀具具产品品也也向向多多样化化、系系列列化化方方向向发展展,许多多公公司司已已建建立立起起较完完善善的的超超硬硬刀刀具具选择库,超超硬硬刀刀具具在在难加加工工材材料料加加工工领域域的的应用用日日益益广广泛泛,美美国超硬刀片国超硬刀片产值已增加到全部刀片的已增加到全部刀片的8%。16.在发达国家,切削刀具消费在制造业成本中的比重一般为3%-4%,而我国制造业的刀具消费水平较低,约占1%-2%,因未使用现代高效刀具,致使我国机械工业的生产效率远远低于发达国家。采用高效先进刀具:使零件生产成本下降10%15%17.高效刀具的使用效果高效刀具的使用效果高效刀具的使用效果高效刀具的使用效果使用高效刀具,效率提高使用高效刀具,效率提高使用高效刀具,效率提高使用高效刀具,效率提高20%20%,生,生,生,生产产成本成本成本成本变变化情况化情况化情况化情况20%35%20%22%3%15%30%15%22%3%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%总生产成本总成本降低15%刀具成本原材料成本劳动力成本设备成本其它成本18.国内能够满足制造业高端需求的现代高效硬质合金刀具、高效高性能高速钢刀具和新型超硬刀具约为15亿元,仅占制造业高端需求的15左右。19.与国外相比,尽管目前国内超硬材料磨料的制备技术已趋于成熟,人造金刚石的年产量已突破50亿克拉,居全球第一,国产CBN的产量也超过3亿克拉,但超硬复合刀片的研发相对落后,尚不能成熟地制备出成系列的、性能良好且稳定的超硬复合刀片,造成超硬材料磨料大量出口、而国内超硬刀具用刀片尤其是高端超硬刀具产品基本上依赖进口的现状。20.我国现代新兴制造业发展对高效刀具的需求,基本上依靠进口来满足,如汽车、航空航天、发电设备、新能源、通用机械等重要市场,基本由进口刀具占领,国产刀具在这些领域的比重仅占10%20%。21.在2011年我国一季度底端产品旺销的情况下,而国际著名工具企业从市场得到的信号正好相反。如Sandvik宣布,当年一季度订单增加21,主要是高效硬质合金刀具和超硬刀具,传统高速钢刀具市场继续疲软。22.随着制造业朝着更高生产率、更高切削速度和更低成本的方向发展。更耐磨和更难加工工件材料的增多,各类超硬刀具的应用将持续大量增加。“十二五十二五十二五十二五”期期期期间间,工具行,工具行,工具行,工具行业业的的的的发发展目展目展目展目标标23.大幅度提高国产高效刀具在制造业高端市场的占有率具体指标:高端市场的占有率从目前的15左右提高到30%40%。要改变高端超硬复合刀片完全依赖进口的现状,需要深入开展基础技术研究工作,加快超硬刀具的研发。不断扩大PCD、PCBN超硬刀具的应用领域,大幅度提高加工效率。“十二五十二五十二五十二五”期期期期间间,工具行,工具行,工具行,工具行业业的的的的发发展目展目展目展目标标24.为制造业切削加工提供“整体解决方案”方面,跨出实际步伐:为用户提供成套服务“整体解决方案”的比重在国产现代高效刀具的总销售额中达到10%以上。“十二五十二五十二五十二五”期期期期间间,工具行,工具行,工具行,工具行业业的的的的发发展目展目展目展目标标25.“十二五十二五十二五十二五”期期期期间间,工具行,工具行,工具行,工具行业业的的的的发发展目展目展目展目标标随着数控机床发展,随着数控机床发展,切削刀具朝着三高切削刀具朝着三高一专方向不断发展。一专方向不断发展。部分复杂刀具可部分复杂刀具可转位化转位化刀具功能复合化刀具功能复合化切削新工艺的不切削新工艺的不断创新断创新HSKHSK工具柄的广泛工具柄的广泛应用应用提供整体解决方提供整体解决方案案为用户“提高加工效率、降低制造成本”26.27.
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