金属基复合材料制品行业分析报告Word文档格式.docx

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军品行业的主管部门为工业与信息化部下属的国家国防科技工业局，主要负责国防科技工业计划、政策、标准及法规的制定和执行情况的监督，及对武器装备科研生产实行资格审批。

2、行业主要法律法规及政策

金属基复合材料制品包含众多现代工业生产过程中的重要加工工具和机械装备的关键部件，对提高现代工业生产效率，降低现代工业生产的能源消耗具有基础性作用。

因此，支持金属基复合材料制品行业快速发展对提升我国现代工业及国民经济发展水平具有重要意义，国家近年来先后出台了一系列鼓励性政策，具体情况如下表所示：

此外，国家对军品行业实施严格的监控管理，相关的主要法律法规如下：

二、金属基超硬材料制品行业概况

1、行业概述

金属基超硬材料制品，是指依托金属基胎体材料，以金刚石和立方氮化硼等超硬材料为切磨材料，采用粉末冶金技术制成的具有一定形状、性能和用途的金属基复合材料制品。

金属基超硬材料制品凭借其结合强度高、成型性好、使用寿命长，能够满足高速磨削和超精密磨削技术的要求等显著特性，被作为硬脆材料的切割、磨削、抛光或钻探工具广泛应用于陶瓷加工、石材开采及加工、玻璃加工、建筑混凝土加工、机械加工、探矿、石油开采等传统领域，以及光伏、电子信息、国防军工、航空航天和汽车工业等新型精密加工领域，是目前最主要的超硬材料制品类别。

金属基超硬材料制品最早于20世纪60年代率先在欧美发达国家实现产业化并迅速发展，金属基超硬材料制品的出现是人类工业史上一次划时代的工具革命。

由于超硬材料制品“超硬”的物理性能，其加工对象几乎囊括了所有已知的材料，不但使得由于传统硬质合金加工工具硬度不够，部分硬脆材料无法得到工业应用的困局成为历史，而且大幅提升了现代工业的生产加工效率和能源利用效率。

例如在建筑陶瓷磨削加工工序中，以金刚石磨块替代传统的碳化硅磨块，磨块的使用寿命可获大幅延长，从而大幅减少了磨块产品的更换次数、显著提升了加工效率；

同时由于金刚石磨块的固体残留物仅为碳化硅磨块的1%左右，因此对促进建筑陶瓷产业在节能环保方面的发展发挥了十分重要的作用。

由于金属基超硬材料制品在现代工业中的突出地位，世界发达国家高度重视超硬材料及制品产业的发展，超硬材料及制品的研究与应用水平在某种程度上甚至代表着一个国家的科技发展水平。

我国的金属基超硬材料产业起步于20世纪70年代。

经过四十余年的发展，我国的金属基超硬材料制品产业逐步形成了一个由技术研发、设计制造、原材料供应以及营销管理体系组成的具有相当规模的完整工业体系，在建筑陶瓷加工、石材开采及加工等传统硬脆材料加工领域拥有了较为明显的国际竞争优势。

目前我国拥有超硬材料制品生产厂家达到1,000多家，年产值超过百亿元，已成为全球最大的传统应用超硬材料及制品生产国，相关产品不仅满足了国内市场的需求，更凭借较高的性价比优势远销海外。

但是，目前我国的超硬材料制品行业的整体技术与质量水平仍落后于意大利、日本等发达国家，特别是由于我国超硬材料制品行业对光伏及电子信息、国防军工、航空航天和汽车工业等新型精密加工领域的应用研究起步较晚，行业内相关基础研究的投入相对不足，行业内具有相关应用经验和研究创新能力的复合型人才较为缺乏，关键制造装备技术积累不足，导致我国超硬材料制品在新兴精密加工领域的产品开发能力和工艺技术方面与国外同行存在较大差距。

2、市场需求状况

由于金属基超硬材料独特的物理特性，其加工对象几乎可以包括所有的已知材料，随着科学技术的不断进步和超硬材料制品生产工艺水平的不断提高，其应用领域将不断扩展，在工业生产中的耗用量将不断增加，市场前景和空间十分广阔。

建筑陶瓷加工市场、石材开采及加工市场、玻璃加工市场、建筑混凝土市场、机械及电子精密加工是目前我国金属基超硬材料制品行业的主要应用市场，具体应用领域及产品如下表所示：

（1）建筑陶瓷加工市场

建筑陶瓷是一种通过1,100~1,250℃的高温烧结而成的无机非金属材料制品，其莫氏硬度达到6~8级，几乎不能采用普通的加工工具进行加工。

金属基超硬材料制品及配套产品主要用于建筑陶瓷的切割、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到中高档建筑陶瓷产品带来的生活品质的提高。

因此，金属基超硬材料制品及配套产品已成为日益增长的建筑陶瓷行业不可或缺的加工工具。

我国是全球最大的陶瓷砖生产国。

根据中国建筑卫生陶瓷协会出版的2009年至2013年各期《建筑卫生陶瓷年鉴》，我国建筑陶瓷砖产量从2009年的642,711万平方米增长到2013年的968,979万平方米，年均复合增长率约为10.81%。

上述建筑陶瓷砖主要包括抛光砖、抛釉砖、瓷片、外墙砖等。

按照行业经验，其中需进行磨抛加工处理的建筑陶瓷砖占80%以上。

目前建筑陶瓷行业内主要企业与金属基超硬材料制品供应商之间大部分采用消耗管理模式进行合作，即根据各月或季度为客户产品实施磨抛处理的面积和合同约定的单位面积磨抛价格结算货款，因此以2013年度国内市场每平方米建筑陶瓷砖的平均磨抛价格0.93元/m2进行估算，2013年建筑陶瓷加工领域金属基超硬材料制品及配套产品的国内市场容量超过70亿元。

2012年，党的十八大会议将坚持走中国特色新型城镇化道路，着力在城乡规划、基础设施、公共服务等方面推进城乡一体化，以及将保障房建设纳入中央未来政策的重要着力点。

2013年，十八届三中全会通过的《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》中再次强调了要以市场化为主要原则,适时推出利于我国房地产行业健康发展的长效机制。

可以看出，未来我国走新型城镇化道路的政策方针和推进保障房建设的政策布局将为房地产行业及相关的下游建筑材料行业的平稳发展提供保障。

根据国家统计局的数据，我国商品房销售面积由2008年的6.60亿平方米增长至2013年的13.06亿平方米，年均增长率达14.63%。

尽管该数据2014年度受经济环境和限购等政策影响下滑至12.06亿平方米，比上年度下降了7.6%。

但2015年初以来，随着我国货币政策的逐步放宽以及各地解除限购政策的陆续出台，使房地产行业有望恢复活力并带动建筑陶瓷、石材、玻璃等产业对金属基超硬材料制品的需求。

海外市场方面，根据中国建筑卫生陶瓷协会出版的2009年至2013年各期《建筑卫生陶瓷年鉴》，除中国以外，全球主要陶瓷砖生产制造国历年陶瓷砖产量如下：

参照国内市场标准进行估算，2013年建筑陶瓷加工领域金属基超硬材料制品及配套产品的海外市场容量超过30亿元人民币。

近年来，中国在国际超硬材料制品市场的地位日益突出，越来越多的国外建筑陶瓷生产商开始从中国采购超硬材料制品。

随着“一带一路”战略合作和亚洲基础设施投资银行的逐步构建，中国周边亚洲地区以及从亚洲至欧美海陆运输沿线地区都将大幅增加基础设施以及配套住房的建设投入，因此不断增长的国际建材市场将为国内领先的超硬材料制品生产企业带来市场机会。

（2）石材加工市场

石材是建筑史上应用最早的建筑材料，具有极高的艺术价值和经济价值。

由于加工难度高，世界石材加工业的发展在一定程度依赖于加工工具的发展和进步。

自20世纪60年代新型石材加工工具在石材产业中推广应用以来，有力推动了世界石材产业的日益发展壮大。

金属基超硬材料制品的应用贯穿于石材产业链的始末，从最初的矿山开采到石材大板加工，再到下游的工程石材设计及加工，各个环节都需要消耗大量的金属基超硬材料制品。

以工程石材设计及加工这一环节为例，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。

金属基超硬材料工具的应用使得石材加工效率大幅提高，已成为石材工业的必不可少的加工工具。

根据中国石材协会发布的《中国天然大理石白皮书（2013）》，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%。

其中，我国花岗岩石材产量已由2008年的2.32亿平方米增长到2012年的4.13亿平方米，年平均增长率达到15.51%；

大理石板材已由2008年的0.25亿平方米增长到2012年的1.28亿平方米，年平均增长率达到50.42%。

我国石材产量的持续增长，将直接拉动金刚石工具市场容量的不断扩大。

根据《石材》杂志“金刚石锯片技术发展现状和走势分析”（2014年第6期）引述中国机床工具工业协会超硬材料分会的预计，金刚石锯片国外市场容量达人民币250亿元，国内市场容量达人民币50亿元。

（3）玻璃加工市场

在玻璃加工领域，由于金属基超硬材料制品及配套产品与普通工具相比具有加工质量好，使用寿命长等优点，同时对于加工玻璃器件所需的下料、切割、铣磨、磨边以及凸、凹曲面精磨等工序，采用金刚石磨具加工的综合生产效率比普通磨具可提高数倍至数十倍，因此，金属基超硬材料制品及配套产品是玻璃加工领域最经济有效的加工工具。

近年来，随着我国工业化、城镇化进程的加快，以及国家相关节能环保政策法规的相继出台，人们对玻璃制品的安全性、环保性、舒适性及美观性的要求日益提高，我国平板玻璃工业发展迅速，玻璃深加工率不断提高。

根据《平板玻璃工业“十二五”发展规划》，我国平板玻璃产量由2005年的4.0亿重量箱增至2010年的6.6亿重量箱，年均增长速度达到10.5%；

平板玻璃深加工率也由2005年的25%提至2010年的36%，但仍低于世界平均水平近20%。

预计未来几年，平板玻璃行业将步入平稳增长期，行业年平均增长率保持在2.6%左右；

而高端产品和精深加工产品的市场需求仍将保持较高增长，预计到2015年，玻璃深加工率将由2010的36%进一步提高至45%。

随着玻璃深加工市场规模的不断扩大，金属基超硬材料制品及配套产品的市场空间亦将不断提升。

（4）建筑混凝土市场

混凝土是目前世界上产量最大的人造建筑材料，广泛应用于道路、桥梁、建筑等基础设施的建设和施工。

超硬材料工具作为混凝土建材的高效施工工具，在混凝土建筑的梁体、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等切割加工、磨削加工、钻孔以及板材磨平修边环节，起到了不可替代的作用。

随着世界经济的快速发展，人们对道路、桥梁、建筑等基础设施施工质量、施工效率的要求不断提高，普通的施工工具将逐步被淘汰。

目前，部分发达国家已明文规定，在高速公路、机场跑道、楼宇改造、公共广场等市政工程施工中必须用金刚石锯片进行切割和金刚石薄壁钻头进行钻孔，禁止采用传统的手工开挖或凿击，这一趋势必将很快向其它国家和地区扩展。

另一方面，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，为金属基超硬材料制品提供了新的巨大的市场需求。

（5）电子及机械精密加工市场

在电子信息领域，对于硅、锗、砷化镓、磷化镓等硬脆的贵重半导体材料，需要通过切割和研磨加工制成小片状的半导体器件。

采用超硬材料制品进行加工，不仅提高了生产效率，而且可以使半导体达到极高的光洁度。

在家电领域，采用超硬材料制品进行加工可以满足大型家电压缩机主要零部件对磨具平面度、平行度、以及耐用度的极高要求。

在汽车工业领域，需要采用超高速高效精密成型磨削工具对发动机凸轮轴、曲轴进行加工，而采用超硬材料制品较普通磨具在强度、锋利度以及动平衡性能等方面具有不可比拟的优势，超硬材料制品取代普通磨具成为汽车工业发展的长期趋势。

目前，应用于电子及机械精密加工的超硬材料制品主要被西方发达国家垄断，绝大部分产品需要依赖进口。

随着我国制造业加速转型升级，电子信息、汽车制造、家电、航空等新兴产业有望实现跨越式的发展，这将推动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，从而带动新型金属基超硬材料制品的增长需求。

3、行业竞争状况

（1）行业的竞争格局及市场化程度

在光伏、电子信息、国防军工、汽车制造业等新兴精密加工应用领域，来自欧美、日韩等地区的大型跨国超硬材料制品供应商由于在科研积累、行业经验、技术工艺、产品质量上具有较为明显的领先优势，并且拥有数十年的制造和营销历史，因此在国际高端超硬材料制品市场基本处于垄断地位，我国光伏及电子信息产业半导体加工用金刚石线锯、金刚石减薄轮，国防军工及汽车制造业加工用高速、精密磨削砂轮等新兴应用超硬材料制品基本采用进口产品；

高精度陶瓷、石材、玻璃等加工用的组锯锯片以及其他精密工具产品依赖进口的局面亦尚未有效扭转。

在建筑陶瓷、石材等传统应用领域，虽然欧美、日韩等地区的大型跨国超硬材料制品供应商仍然在技术工艺和产品品质方面具有一定优势，但我国的超硬材料制品行业伴随着近年来国内建筑陶瓷、石材等相关行业的高速发展，应用技术和生产工艺技术均取得了长足的进步，形成了自身独具特色的生产工艺和优势产品。

目前，我国的超硬材料制品企业不但占据了国内传统应用领域绝大部分的市场份额，而且正以明显的性价比优势快速抢占国际市场。

同时，我国目前传统应用领域的超硬材料制品生产企业众多，产业集中度低，总体处于充分竞争状态；

但具有自主研发能力和综合服务能力的企业较少，行业内领先企业具有较为明显的竞争优势。

（2）行业内的主要企业

①奥地利泰利莱

奥地利泰利莱始建于1919年，主要从事砂轮、切割片、锯片和钻探工具的制造。

该集团是世界上固结磨具主要供应商，提供所有类型常用磨料和结合剂的磨具以及各种修整工具。

该集团在12个国家有29个生产厂家，销售网点分布超过65个国家，2014年营业收入6.02亿欧元

②瑞典富世华

瑞典富世华创立于1689年，在建筑机械、石材机械、园林机械、金刚石工具等多个领域内确立了世界领先的地位。

2006年，该公司以设立合资公司的形式收购了石家庄冀凯金刚石制品有限公司（主要生产金刚石锯片），从而进入中国市场。

③韩国二和

韩国二和金刚石工业株式会社成立于1975年，主要从事金刚石锯片、金刚石砂轮等超硬材料制品的生产和销售。

该公司共计投资2,000万美元，在中国福建、威海、上海设有工厂。

④韩国新韩

韩国新韩金刚石工业株式会社，创立于1978年，主要经营金刚石工具。

2002年，韩国新韩在青岛保税区注册了青岛新韩金刚石工业有限公司（外商独资）。

该公司投资总额1000万美元，注册资金500万美元，主要经营金刚石工具及相关设备的生产、开发，其产品全部出口国外市场。

⑤广东奔朗

广东奔朗始建于2000年，主要生产金刚石磨具、金刚石锯片以及碳化硅磨中国超硬材料制品行业的领先企业之一，2011年度营业收入56,184.80万元，在陶瓷加工用超硬材料制品细分行业的市场占有率处于行业前列。

⑥博深工具

博深工具创立于1994年，主要生产建筑工程用金刚石工具（如锯片、薄壁钻头等），注册资本33,813万元，是中国超硬材料制品行业的领先企业之一，2014年营业收入为54,845.81万元。

（资料来源：

博深工具2014年年度报告）。

⑦四方达

四方达成立于1997年，主要生产聚晶金刚石拉丝模坯，石油/天然气钻头用金刚石复合片，切削刀具用金刚石复合片、煤田/矿山用金刚石复合片以及包括矿山工具、超硬刀具、成品拉丝模具、金刚石砂轮在内的复合超硬材料工具。

注册资本47,520万元，是中国复合超硬材料行业的领先企业之一，2014年度营业收入为18,907.32万元。

4、行业特点

（1）行业技术水平及发展趋势

金属基超硬材料制品行业技术水平的核心是不断研发新配方、新工艺，以促进超硬材料制品在相关产业中的应用。

在硬脆材料加工领域，随着被加工对象的多样化和加工难度的提高，各种前沿新技术正在被高度关注与重点研发，部分已逐步得到应用。

这些技术中，金刚石表面处理技术有效增加了胎体对磨料的把持力，提高了金刚石的利用率；

超细金刚石有序排布技术有效改善了磨粒分布状态，可以成倍提高金刚石工具的生产效率和使用寿命；

预合金粉末和改性材料的应用可有效改善胎体性能；

无压烧结技术可显著提高产品烧结质量，降低烧结能耗；

激光焊接技术能够保证较高的焊接强度，且可实现无水切割，满足用户对安全、环保、施工条件等多方面的综合要求。

但是，目前我国的超硬材料制品行业的整体技术与质量水平仍落后于意大利、日本等发达国家。

虽然近年来广东奔朗、博深工具等少数几家超硬材料制品企业脱颖而出，逐步掌握了用于传统硬脆材料加工的金属基超硬材料制品的先进生产技术，但我国超硬材料制品企业发展极不平衡，低端生产企业数量众多且规模相对较小，大多数低端超硬材料制品生产企业缺乏自主研发设计能力，仍然采用单质金属粉末、手工称料装料等低水平的生产技术和加工工艺，导致其产品质量和使用性能低下。

特别是我国用于生产超硬材料制品的金属粉末胎体材料的制备技术及应用与发达国家存在差距。

根据中国超硬材料网2011年发表的《超硬材料制品未来两年市场发展及行业展望》，在超硬材料制品生产过程中，发达国家约有60%的超硬材料制品采用预合金粉作为胎体材料，而我国采用预合金粉做为胎体材料的超硬材料制品不到10%，大多数超硬材料制品生产企业仍采用单质粉作为胎体材料。

各种新技术的不断开发和使用，符合现代加工技术高效率、低消耗的环保理念，也是基础工业飞速发展的的实际需求。

就硬脆材料加工用超硬材料制品而言，新材料、新技术、新工艺将不断涌现和推广应用，促进了超硬材料制品技术的升级，使超硬材料制品性能不断提升并保持了活力。

未来，金属基超硬材料制品行业的主要技术发展趋势如下：

①金刚石工具用超细预合金粉末的应用

金属基超硬材料制品性能优劣的关键在于金属粉末烧结体对超硬磨粒的把持力及烧结体与磨粒间的磨损适配性，而金属粉末烧结体的性能主要取决于金属粉末颗粒间相互作用时的合金化程度。

目前，国内多数生产企业的配方体系中以较粗的单质元素粉料为成分主体。

尽管采用单质粉进行生产在配方调节的灵活性和易于成型的方面优势明显，但是金属粉末颗粒之间属于表层部分合金化，导致胎体强度较低，对金刚石的包镶效果差，且刀齿胎体容易产生成份偏析。

此外，完成单质元素粉末合金化过程需要足够的温度和较长的时间，能源消耗较大，导致产品的经济效益较低。

随着市场竞争的日益激烈和对产品性能要求的提升，有关胎体粉末的研究受到行业内的广泛关注，预合金粉的研发和应用将在行业中取得了较好的反响。

预合金粉是指按照特定的成分配比，通过雾化、机械破碎或化学方法将金属制成特定粒度的合金粉末。

与单质粉相比，预合金粉具有合金化成分均匀、成形性好、烧结体致密程度高等特点。

采用预合金粉作胎体生产的金刚石工具，具有生产效率高、衰减慢的特点。

目前，国内仅有少数企业采用预合金粉进行生产，预计未来几年将逐渐占据主导地位。

近年来，以有研粉末新材料（北京）有限公司为代表的行业领先企业，凭借较为领先的研发优势，掌握了金刚石工具用超细预合金粉的制备技术。

与传统预合金粉相比，超细预合金粉的粒度更细，具有比表面积大、粉末活性强等特点，能够以较低的烧结温度和较短的烧结时间，获得较高的烧结硬度，产品具有把持性好、锋利度高、耐磨性强、能耗小等特点。

超细预合金粉是目前世界范围内最为先进的金属基金刚石工具的胎体制备材料，将成为金刚石工具领域的未来发展趋势。

②金刚石表面处理工艺

金刚石工具的寿命和使用效率除了与胎体材料和磨料的性能有关外，还取决于二者之间的结合强度。

由于金刚石磨料与一般金属的粘结能力较差，与金属基胎体材料之间无界面结合力，仅靠胎体对磨料的机械镶嵌作用，在使用过程中磨粒易出现脱落，导致金刚石工具使用寿命短且工作效率低。

金刚石表面处理技术的应用，使金刚石表面具有了金属本身的特性，从而增强了金刚石与金属胎体之间结合力，大幅提高了金刚石工具的切削性能和使用寿命。

随着金刚石工具应用日益广泛，对其应用指标和性能要求也越来越高，化学沉积、真空沉积等各种表面处理技术与方法应运而生。

在众多表面处理技术中，目前真空微蒸发沉积技术在金属基超硬材料制品实际生产中得到了较为广泛的应用，但是该技术应用成本较高。

未来，具有成本低、适用性广、性能好、实用性强等特点的金刚石表面处理工艺将成为行业技术的发展方向。

③金刚石有序排列技术

传统金刚石工具胎体中的金刚石是随机分布、无序排列的，容易产生偏析与聚集，造成金刚石工具生产效率低、使用寿命短。

采用金刚石有序排列（多层、均布金刚石）技术，使每粒金刚石都得到充分的利用，克服了采用机械混料工艺带来的金刚石分布不均严重影响到切割性能的缺陷，能够显著提高金刚石工具的生产效率和使用寿命，同时提升加工对象的光洁度，减少金刚石重复磨损，是当今世界生产金刚石工具的最新技术。

④自动冷压及制粒工艺

建筑陶瓷用金刚石工具刀头自动冷压技术近几年才开始推广应用。

自动冷压技术可以提高刀头单次热压数量和烧结质量，从而提高冷压效率，降低物料消耗和人工成本。

通过冷压后烧结，单模产量可提高约一倍，电耗可降低约40%，物料消耗可降低约30%，产品质量也因单重误差减小而更加稳定。

制粒工艺是实现较大尺寸金刚石刀头高效自动冷压的重要环节，在国外已被广泛应用。

“制粒”又叫“造粒”，是把粉末、熔融液、水溶液等状态的物料经加工制成具有一定形状与大小粒状物的过程，是为了改善粉末流动性而使较细颗粒团聚成粗粉团粒的一种工艺。

目前的金刚石工具生产中广泛采用湿法制粒技术，通过将熔融金属通过小孔或筛网自动地注入空气或水中，冷凝后便得到金属粉末，该法得到的粉末粒度较粗，一般可以达到0.5～1mm，适于制取较低熔点金属粉末。

通过制粒技术的成功应用，可以改善粉末流动性，防止金刚石颗粒和超细粒度粉末如钴、镍等成分的偏聚，防止粉尘扩散及在器壁上的黏附，有效提高金刚石制品的尺寸与重量精度，改善金刚石刀头生产中压力的均匀传递。

随着我国金刚石工具行业技术的发展，制粒工艺作为一项重要的技术将被广泛应用于建筑陶瓷用金刚石工具刀头生产过程中，但目前尚存在制粒成本较高的难题有待解决。

⑤采用先进节能的烧结工艺

烧结是金属基超硬材料制品制造过程中最关键的工序之一，也是能