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超硬刀具材料：產(chǎn)業(yè)發(fā)展、市場規(guī)模及未來趨勢

1、超硬刀具材料行業(yè)概況

切削刀具是機械加工的核心部件，性能決定制造水平，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天等高端制造領(lǐng)域。其需耐受極端工況，對材料的硬度、韌性、耐熱性及工藝經(jīng)濟性要求嚴(yán)苛。按材料分為高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷及超硬材料四類，其中超硬刀具（含金剛石、CBN）因硬度高、耐磨性和穩(wěn)定性優(yōu)異，在高速、干式等切削場景表現(xiàn)突出，技術(shù)與性能優(yōu)于傳統(tǒng)刀具，市場占比持續(xù)提升，是高端制造的核心解決方案。

超硬刀具材料主要分為金剛石和立方氮化硼（CBN）兩類，二者的硬度大大高于其他物質(zhì)，同時具備高耐磨耐熱性、良好的導(dǎo)熱性、工藝性以及較低的摩擦系數(shù)等特點。實際使用中，尤以人造聚晶金剛石（PCD）和聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具的應(yīng)用最為廣泛。作為高端制造領(lǐng)域的核心技術(shù)裝備，超硬刀具的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化水平已成為衡量一國制造業(yè)綜合實力與創(chuàng)新能力的關(guān)鍵指標(biāo)之一，全球主要工業(yè)國家持續(xù)投入資源推動其技術(shù)突破與應(yīng)用拓展。

自20世紀(jì)50年代美國合成首顆人造金剛石與CBN后，超硬刀具技術(shù)不斷升級，逐步形成以PCD和PCBN為核心的體系，60年代歐美實現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化并替代傳統(tǒng)刀具。我國PCBN開發(fā)晚于PCD，20世紀(jì)90年代起相關(guān)機構(gòu)陸續(xù)突破技術(shù)瓶頸，2003年桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院研制出大尺寸PCBN產(chǎn)品，標(biāo)志著自主化能力取得關(guān)鍵進展。當(dāng)前，機械加工的高精度、高效率等趨勢對刀具要求更高，推動超硬材料向大尺寸化、性能均勻化等方向升級，開發(fā)高性能超硬切削刀具成為必然趨勢，而基礎(chǔ)材料技術(shù)突破為其產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

2、超硬刀具材料市場規(guī)模

隨著下游眾多高端制造領(lǐng)域向精密化與智能化等方向持續(xù)升級，機械加工工件的結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜，加工技術(shù)進入“高速、高效、復(fù)合、環(huán)?！钡陌l(fā)展新階段，全球市場對高端制造加工的需求不斷增加，推動了高速度、高精度、高價值的高檔數(shù)控機床需求占比預(yù)期提高。超硬刀具作為重要耗材，需求量將持續(xù)增加，超硬刀具材料行業(yè)迎來發(fā)展機遇。2013-2023年全球超硬刀具市場規(guī)模從33.1億美元增長至52億美元。近年來我國超硬材料切削刀具市場占比穩(wěn)步擴大，市場規(guī)模不斷增長，據(jù)統(tǒng)計，截至2024年我國超硬刀具行業(yè)市場規(guī)模為57.02億元。

2018-2024年中國超硬刀具行業(yè)市場規(guī)模情況

資料來源：普華有策

3、超硬刀具材料行業(yè)發(fā)展趨勢

（1）高端制造升級與新材料應(yīng)用推動刀具迭代，超硬刀具材料市場規(guī)模持續(xù)擴容

隨著我國高端制造等產(chǎn)業(yè)升級，工程材料多元化發(fā)展，對刀具綜合性能要求更高，超硬刀具憑卓越性能逐步成為工業(yè)加工核心選擇，在特定場景替代傳統(tǒng)刀具。因下游應(yīng)用廣、需求差異大，刀具材料迭代后形成多種材料共存態(tài)勢。數(shù)據(jù)顯示，2014-2024年，普通鋼、鑄鐵加工占比下降，耐熱鋼/鈦合金、鋁（鎂）合金、碳纖維復(fù)合材料加工占比顯著提升，其中碳纖維復(fù)合材料占比增幅明顯。傳統(tǒng)整體合金刀具在鋁材、碳纖維復(fù)合材料加工中存在壽命短等問題，超硬材料可有效克服這些問題。

中國刀具下游加工材料占比

資料來源：普華有策

超硬刀具能切削高硬度材料，實現(xiàn)常規(guī)加工難及的精度與粗糙度，在高速、干切削等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，是先進制造的關(guān)鍵工具，應(yīng)用占比從10%升至12.8%，這與切削速度和加工精度提升相關(guān)。其與硬質(zhì)合金、陶瓷刀具存在應(yīng)用重合，企業(yè)選擇時綜合效率、精度與成本：低硬度、低精度領(lǐng)域，傳統(tǒng)刀具因價格優(yōu)勢占優(yōu)；高硬度、高精度領(lǐng)域，超硬刀具以長壽命、高效率、高精度逐步替代傳統(tǒng)刀具，成為更優(yōu)選擇。當(dāng)前超硬刀具綜合成本下降，經(jīng)濟優(yōu)勢凸顯，未來在部分有色金屬、復(fù)合材料加工領(lǐng)域?qū)⑦M一步替代傳統(tǒng)刀具，帶動市場規(guī)模及材料需求增長。

（2）高硬度材料加工場景擴容驅(qū)動超硬刀具需求，技術(shù)突破加速滲透高端制造核心領(lǐng)域

超硬刀具是提升生產(chǎn)效率的關(guān)鍵材料，其技術(shù)迭代推動應(yīng)用從傳統(tǒng)金屬加工向有色金屬、復(fù)合材料等延伸，與下游產(chǎn)業(yè)形成雙向驅(qū)動，助力各行業(yè)工藝升級與效率提升，是高端制造及戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要支撐。汽車工業(yè)作為其最大應(yīng)用領(lǐng)域，超硬刀具在發(fā)動機等部件加工中優(yōu)勢顯著，受益于新能源汽車及出口增長，需求穩(wěn)定增量；航空航天領(lǐng)域因零部件材料特殊，對刀具壽命、精度等要求嚴(yán)苛，隨國產(chǎn)大飛機發(fā)展，超硬刀具滲透率將提升；3C電子中鈦合金應(yīng)用增加，超硬刀具經(jīng)濟性凸顯，需求潛力大；風(fēng)電新能源、人形機器人等領(lǐng)域，超硬刀具也將成為精密部件加工的主流選擇，推動工業(yè)高端化發(fā)展。

（3）高端制造自主化戰(zhàn)略深化，超硬刀具國產(chǎn)替代加速

國家戰(zhàn)略推動先進制造設(shè)備及工具自主化，《中國制造2025》《機床工具行業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃綱要》明確相關(guān)目標(biāo)，強調(diào)突破關(guān)鍵技術(shù)、提升中高端產(chǎn)品占比。當(dāng)前我國機床關(guān)鍵功能部件存在短板，高端超硬刀具依賴進口，雖為全球最大人造金剛石及CBN生產(chǎn)國，但受工藝限制，高端市場被歐美日韓企業(yè)主導(dǎo)。近年來，國內(nèi)企業(yè)通過技術(shù)引進與自主創(chuàng)新融合，依托產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)形成成本優(yōu)勢，頭部企業(yè)產(chǎn)品核心參數(shù)達國際領(lǐng)先水平，逐步替代進口并向全球價值鏈中高端邁進。未來，在政策支持及汽車、航空航天等領(lǐng)域需求驅(qū)動下，超硬刀具行業(yè)前景廣闊，國內(nèi)企業(yè)有望擴大全球份額，推動行業(yè)自主化與高端化。

4、超硬刀具材料行業(yè)市場競爭格局

全球超硬刀具材料行業(yè)的競爭格局呈現(xiàn)出顯著的梯隊分化特征。歐美日韓企業(yè)憑借深厚的技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)鏈整合能力，長期主導(dǎo)高端市場，為航空航天、精密機械等領(lǐng)域提供高附加值定制化解決方案，并構(gòu)建了覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的專利壁壘，形成技術(shù)壟斷。相比之下，中國等新興經(jīng)濟體企業(yè)主要依托性價比優(yōu)勢，在中低端市場快速滲透，已在光伏硅片切割、基礎(chǔ)零部件加工等細分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)替代，但受限于材料純度控制和精密生產(chǎn)工藝等，當(dāng)前高端市場仍大部分依賴進口。

技術(shù)壁壘是決定行業(yè)分層競爭的核心因素。歐美企業(yè)通過數(shù)十年積累，在超硬材料合成、微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計等底層技術(shù)上形成深厚護城河。日韓企業(yè)則通過梯度過渡層涂層等工藝創(chuàng)新，在通用型產(chǎn)品中平衡性能與成本。國內(nèi)企業(yè)的突破集中在規(guī)?；a(chǎn)與垂直整合，例如人造金剛石產(chǎn)量已居全球前列，但在材料均勻性、刀具壽命一致性等關(guān)鍵指標(biāo)上仍與國際先進水平存在差距，技術(shù)追趕面臨較大挑戰(zhàn)。

綜上，全球超硬刀具材料市場競爭激烈，國際巨頭憑借技術(shù)、品牌和市場渠道等優(yōu)勢在高端市場占據(jù)主導(dǎo)地位，而國內(nèi)企業(yè)則依靠資源優(yōu)勢、成本優(yōu)勢以及不斷提升的技術(shù)水平，在中低端市場具有一定的競爭力，并逐漸向高端市場邁進。

《2025-2031年超硬刀具材料行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》涵蓋行業(yè)全球及中國發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場規(guī)模，產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)/專利，競爭格局、上游原材料情況、下游主要應(yīng)用市場需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場集中度、重點企業(yè)/玩家，企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動因素、市場前景預(yù)測、進出口數(shù)量/金額/地區(qū)/國家、投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險等內(nèi)容。同時北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場專項調(diào)研項目、產(chǎn)業(yè)研究報告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項目可行性研究報告、專精特新小巨人認證、市場占有率報告、十五五規(guī)劃、項目后評價報告、BP商業(yè)計劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍白皮書、國家級制造業(yè)單項冠軍企業(yè)認證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。（PHPOLICY:GYF）