2023年复合超硬材料未来发展的新趋势预测

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2023年复合超硬材料未来发展的新趋势预测

发布日期:2024-01-20 来源:爱游戏网页版官方入口

详细介绍

  与传统硬质合金相比,复合超硬材料在硬度、摩擦系数、加工精度与常规使用的寿命方面有着非常明显优势;与单晶超硬材料相比,复合超硬材料晶粒呈无序排列,因此其不仅仅具备单晶超硬材料所固有的卓越性能,还具有在不同晶面上的强度、硬度、耐磨性有较高一致性的各向同性优点以及在生产制造中的一些优良特性,其对于技术水平和加工工艺精度等方面也具有更高的要求。

  产业调研网发布的2023年中国复合超硬材料行业现状调研及发展的新趋势预测报告认为,复合超硬材料最重要的包含聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)及复合片。基本的产品为聚晶金刚石和聚晶金刚石复合片及制品,是超硬材料中技术上的含金量较高、工艺加工水平要求比较高的产品之一,其中聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact,PDC)是一种新型的复合超硬材料,是通过将金刚石微粉与硬质合金基体在高温度高压力下烧结而成,既具有聚晶金刚石的高硬度、高耐磨性与导热性,又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性,是石油钻头、天然气钻头、煤田矿山钻头、高端机床加工切削刀具等工具的核心部件,大范围的应用于石油、天然气、页岩气、地质、煤田的开采钻探及非铁金属及合金、硬质合金、石墨、塑料、橡胶、陶瓷和木材等材料的切削加工等多个领域。

  复合超硬材料与单晶超硬材料和硬质合金材料相比均有着非常明显的性能优势,未来超硬材料的一直在升级以及高端制造产业的兴起将为复合超硬材料带来非常大的市场空间。在材料升级换代方面,复合超硬材料工具对于传统硬质合金类工具的替代将持续进行,PDC 钻头近几年正不断替换硬质合金钻头。根据中国钨协测算,在国内,**年硬质合金市场总规模约为300 亿元,按照***%的产品替换率估算,复合超硬材料**年的替换市场空间将达到60 亿元;在海外,**年硬质合金市场规模约为1000 亿元,按照***%的产品替换率估算,**年的替换空间预计将达到200 亿元。从国内发展来看,国家“十二五”规划将高端制造产业列为重要的国民支柱产业,未来精密机械、高端汽车、电子信息、航天航空、国防军工等高精度领域的需求有望保持强劲增长,精密加工部件的整体刚性需求将为复合超硬材料产业创造巨大市场空间。

  PDC 可用于石油、天然气、煤田、矿山等各领域的钻探钻头,通过充当钻头切削齿进行地层岩石的吃入和剪切。在所有钻探用复合片中,对油气钻头用PDC 的性能及稳定性的要求处于顶配水平,这一种原因是因为油气开采的地质条件相对恶劣,在切削齿吃入和剪切岩石时需要较大的压力和切削力,会产生较高的温度和较大的冲击载荷,当冲击碎裂和热加速磨损等破坏形式同时起作用时,切削刃更易出现磨损或碎裂。因此,油气钻头用PDC 的耐磨性、抗冲击能力、耐热性等技术指标比其他领域用PDC 要高出很多;另一方面,钻井投资是油田开发投资的重要部分,钻井作业的持续稳定直接影响到钻井成本乃至整个油田开发成本,同批次之间以及每一批次之间PDC 性能指标的一致性和稳定能力对于钻井作业的持续稳定进行具备极其重大影响。

  另一方面,页岩气等非常规油气开采技术的突破和开发,使得PDC 在非常规油气开采领域也将迎来新的市场空间。根据我们国家《页岩气“十二五”规划》的目标,到**年,我国将探明页岩气地质储量6,000 亿立方米,可采储量***亿立方米并实现页岩气产量65 亿立方米,力争**年页岩气产量达到600-1,000 亿立方米。

  首先,钻井在油气开发中的作用很重要,在某些油田投资开发中,钻井投资占投资开发的***%-***%,而钻头作为钻井作业中最重要的工具,其工作性能直接影响到钻井作业的成本和效率,从而决定了开发成本和日后产出的效益,而PDC 的质量又直接影响到钻头的性能和钻探的速度及进程;其次,油气钻探属于特殊作业领域,具有风险高、投资高的特点,因此其对于包括钻头在内的钻井主材的安全性和可靠性要求极高,使油气钻头厂商在钻井时承担着较高的责任与风险,从而使得PDC 作为钻头核心部件有着极为苛刻的准入条件。在钻井过程中PDC 的非正常破损率被要求降到零。

  钻头厂商在选择PDC 供应商时要经过对其管理体系、技术水平、生产能力等全方位的考察和认证,并且需要经过长期的小批量供货测试,PDC 供应商才能进入钻头厂商的供应链体系。出于钻井工作的高成本、高风险以及更换供应商成本等考虑,下游钻头厂商一旦确定PDC 供应商,正常情况下不会轻易更换,具有较高的黏性。

  截至**,中国的PDC 制造商在全球的市场占有率仍然较低,而欧美等国的先进厂商则占领了全球聚晶金刚石复合片及制品的绝大部分市场占有率,特别是高端油气钻头用PDC 生产技术一直以来都掌握在欧美厂商手中,然而随着我们国家复合超硬材料企业对PDC 的制造技术持续不断的改进,使PDC 的性能有了长足的进步,少数优秀企业经过经验积累和技术开发已经完全自主掌握了高端PDC的产品配方和生产的基本工艺,其油气钻头用PDC 产品性能和品质得到了全球大型石油设备制造商的认可,并慢慢的变多的作为钻头的主切削齿部件成功打入国际市场,与国外领先企业形成了直接的技术竞争。

  2023年中国复合超硬材料行业现状调研及发展的新趋势预测报告对我国复合超硬材料行业现状、发展变化、竞争格局等情况做深入的调研分析,并对未来复合超硬材料市场发展动向作了详尽阐述,还根据复合超硬材料行 业的发展轨迹对复合超硬材料行业未来发展前途作了审慎的判断,为复合超硬材料产业投资者寻找新的投资亮点。

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