復(fù)合超硬材料發(fā)展歷程

      復(fù)合超硬材料行業(yè)的產(chǎn)生與發(fā)展得益于20世紀(jì)50年代，通用電氣公司(GE)成功研制人造金剛石，這一時(shí)期屬于初步研發(fā)階段，具有技術(shù)水平低，生產(chǎn)規(guī)模小的特點(diǎn)。

       此后，在1977年GE公司又開(kāi)發(fā)出金剛石燒結(jié)體(PCD)和立方氮化硼(PCBN)，并制造成刀片，使得金剛石超硬材料得到迅速發(fā)展，技術(shù)水平顯著上升，應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展到鉆探工具和切削工具。目前，聚晶金剛石復(fù)合片的技術(shù)工藝已經(jīng)十分成熟，可以滿足各種地質(zhì)勘探工作，大大提高了油氣勘探工作的工作效率。

       相對(duì)于國(guó)外超硬材料行業(yè)的發(fā)展，我國(guó)超硬材料行業(yè)起步較晚，直到1963年才研制成功人造金剛石。
       
       早期人造金剛石主要應(yīng)用于磨料，2000年前后我國(guó)超硬材料行業(yè)迎來(lái)了第一次產(chǎn)業(yè)大發(fā)展，傳統(tǒng)的片狀工藝被升級(jí)為粉末工藝，使得金剛石的成本大幅下降。此后中國(guó)的金剛石產(chǎn)量快速上升，年產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的80%。

       近幾年來(lái)，由于我國(guó)金剛石行業(yè)六面頂壓機(jī)的大型化進(jìn)展迅速，超硬材料行業(yè)迎來(lái)了第二次產(chǎn)業(yè)大發(fā)展，金剛石生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低，產(chǎn)品質(zhì)量、工藝技術(shù)均接近國(guó)際水平。國(guó)產(chǎn)金剛石復(fù)合片在切削刀、煤田、礦山具等領(lǐng)域逐步替代進(jìn)口金剛石復(fù)合片，國(guó)產(chǎn)高端石油復(fù)合片打入國(guó)際市場(chǎng)，出口量不斷增加。

復(fù)合超硬材料市場(chǎng)規(guī)模及行業(yè)未來(lái)發(fā)展前景

       隨著下游應(yīng)用市場(chǎng)需求的不斷擴(kuò)大，復(fù)合超硬材料下游需求呈現(xiàn)較快增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，目前國(guó)內(nèi)超硬材料與制品產(chǎn)值大約在1:3-1:6之間，隨著下游復(fù)合超硬材料制品市場(chǎng)規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，復(fù)合超硬材料的市場(chǎng)需求隨之?dāng)U大，其中高品級(jí)金剛石的市場(chǎng)需求占整個(gè)市場(chǎng)的比例大約為60-70%。

       首先，石油/天然氣鉆頭用PCD復(fù)合片的市場(chǎng)容量和需求主要由下游油氣鉆頭市場(chǎng)需求量決定，而油氣鉆頭需求量主要由油氣市場(chǎng)需求和油氣開(kāi)采企業(yè)開(kāi)采計(jì)劃決定。

       統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2009年我國(guó)石油產(chǎn)量為18,949萬(wàn)噸，消費(fèi)量卻高達(dá)38,384.5萬(wàn)噸，石油對(duì)外依賴性強(qiáng)。《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》中明確指出要加大石油勘探開(kāi)發(fā)力度，穩(wěn)定國(guó)內(nèi)石油產(chǎn)量。

       另一方面，中國(guó)天然氣產(chǎn)量和消費(fèi)量總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。數(shù)據(jù)顯示，2005年到2011年我國(guó)天然氣產(chǎn)量一直呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)趨勢(shì)。2011年我國(guó)天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)迅猛，產(chǎn)量占全球天然氣總產(chǎn)量的3.1%，達(dá)到1,025億立方米，同比增長(zhǎng)8.12%。

       隨著我國(guó)油氣產(chǎn)量的不斷增長(zhǎng)，對(duì)于油氣用金剛石復(fù)合片的需求量也表現(xiàn)出旺盛的需求。目前，油氣用PCD復(fù)合片全球市場(chǎng)規(guī)模約為110億元人民幣，我國(guó)市場(chǎng)空間大約為14億元人民幣，發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
       根據(jù)美國(guó)能源署(EIA)公布的《2011年全球頁(yè)巖氣資源初步評(píng)估》報(bào)告，中國(guó)是全球頁(yè)巖氣儲(chǔ)量最多的國(guó)家，可采儲(chǔ)量約為36.1萬(wàn)億立方米，遠(yuǎn)高于世界其他國(guó)家。進(jìn)入“十二五”，我國(guó)將頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)作為國(guó)家能源戰(zhàn)略的重要發(fā)展領(lǐng)域之一，在《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》中指出“退佃煤層氣、頁(yè)巖氣等非常規(guī)油氣資源開(kāi)發(fā)利用”，在《頁(yè)巖氣發(fā)展規(guī)劃(2011-2015年)》明確目標(biāo)要“力爭(zhēng)到2020年產(chǎn)量達(dá)到600-1,000億立方米”。所以，隨著頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)利用的深入，油氣用PCD復(fù)合片必將迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇，市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。

       其次，煤田/礦山工具用PCD復(fù)合片的市場(chǎng)需求主要受煤炭的開(kāi)采量影響。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，我國(guó)從1990年到2009年煤炭的產(chǎn)量和消費(fèi)量都呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，產(chǎn)消基本平衡。2011年我國(guó)原煤總產(chǎn)量達(dá)到35.2億噸，同比增加8.7%。在煤炭產(chǎn)量的不斷帶動(dòng)下我國(guó)礦用金剛石復(fù)合片市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，礦山用復(fù)合片全球市場(chǎng)規(guī)模近200億元，中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模約為20億元。

       再次，PCD高品級(jí)拉絲模胚受線材在工業(yè)生產(chǎn)和工程建設(shè)中需求量巨大的帶動(dòng)，市場(chǎng)容量可觀，但由于PCD 拉絲模坯的生產(chǎn)成本和售價(jià)較高，目前僅有部分對(duì)拉絲效果、精度要求較高的終端用戶選用PCD 拉絲模坯，市場(chǎng)容量有待進(jìn)一步擴(kuò)大。

復(fù)合超硬材料行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力分析

       縱觀全球復(fù)合超硬材料市場(chǎng)，高端市場(chǎng)主要被美、日等國(guó)的大型集團(tuán)所壟斷，代表企業(yè)有元素六公司(Element Six)、美國(guó)DI公司、日本住友和韓國(guó)日進(jìn)公司。這些企業(yè)在中高端產(chǎn)品上技術(shù)先進(jìn)、工藝成熟，大多使用大噸位的兩面頂合成設(shè)備生產(chǎn)人造金剛石，而且在國(guó)際市場(chǎng)上具有良好的企業(yè)聲譽(yù)和品牌優(yōu)勢(shì)。

       我國(guó)復(fù)合超硬材料行業(yè)與先進(jìn)國(guó)家相比存在一定的技術(shù)差距，尤其是高端復(fù)合超硬材料方面。在高端復(fù)合超硬材料行業(yè)的企業(yè)數(shù)量并不多，主要競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)有四方達(dá)、深圳海明潤(rùn)、鄭州新亞、黃河旋風(fēng)、河南亞龍和鄭州三磨所，這些企業(yè)具備生產(chǎn)中高端金剛石復(fù)合片的技術(shù)和工藝，產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)硬，在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上擁有良好的聲譽(yù)和穩(wěn)定的客戶，是我國(guó)復(fù)合超硬材料領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)企業(yè)。但由于產(chǎn)品品質(zhì)等諸多因素尚未打入中高端復(fù)合超硬材料市場(chǎng)主流供應(yīng)商行列，需要持續(xù)加大資金投入和技術(shù)研發(fā)力度，提升產(chǎn)品品質(zhì)，與國(guó)外大型廠商進(jìn)行全面競(jìng)爭(zhēng)，爭(zhēng)奪利潤(rùn)水平更高的高端復(fù)合超硬材料市場(chǎng)。

       現(xiàn)階段，我國(guó)復(fù)合超硬材料行業(yè)的發(fā)展有兩方面優(yōu)勢(shì)。

       其一，我國(guó)復(fù)合超硬材料行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)形成一定規(guī)模，在原材料采購(gòu)方面擁有本土優(yōu)勢(shì)。上游人造金剛石行業(yè)是復(fù)合超硬行業(yè)的主要原材料，對(duì)本行業(yè)的影響巨大。我國(guó)金剛石產(chǎn)量自上世紀(jì)90年代開(kāi)始進(jìn)入高速增長(zhǎng)期，2001年年產(chǎn)16億克拉，2009年產(chǎn)量達(dá)到54億克拉，成為世界上最大的超硬材料生產(chǎn)、消費(fèi)和出口國(guó)，人造金剛石總產(chǎn)量占全球的90%以上，到2011年我國(guó)人造金剛石年產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到110億克拉，金剛石產(chǎn)量的迅猛發(fā)展為金剛石復(fù)合片行業(yè)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

       其二，中國(guó)擁有相對(duì)較低的生產(chǎn)制造成本，所以產(chǎn)品進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)擁有低價(jià)優(yōu)勢(shì)，較易取得市場(chǎng)份額。隨著技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)工藝的持續(xù)改進(jìn)，復(fù)合超硬材料性價(jià)比逐漸體現(xiàn)，硬質(zhì)合金、高速鋼逐漸被金剛石替代，市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大，我國(guó)金剛石復(fù)合片產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。