高性能纳米陶瓷复合材料刀具产业化项目可研报告文档.doc

高性能纳米陶瓷复合材料刀具 产业化项目 项目名称：高性能纳米陶瓷复合材料刀具 承担单位：东北大学教育部材料先进制备技术工程研究中心金玛分中心 课题总负责人： 孙旭东 电话：024 东北大学课题负责人：修雅萌 电话： 大连金玛课题负责人：刘君 电话：0411 二OO九年四月  一. 项目的背景 近十多年来，新型陶瓷材料以其高强度、高硬度、耐磨削的特点，吸引了众多高速切削工具和干式（无切削液）切削工具行业的关注，但是陶瓷材料脆性大、韧性差等特性在很大程度上限制了它的应用。 本项目针对我国目前陶瓷刀具产品力学性能较差，质量不稳定，无法满足我国汽车制造、飞机制造、重型机械、化工设备等领域关键零、部件加工设备数控机床要求的现状，研制开发具有自主知识产权的高性能Al2O3-Ti(C,N)、Al2O3-Ti(C,N)-TiNi、Al2O3-ZrO2等系列的纳米陶瓷复合材料刀具，其强度、韧性和耐高温性能显著高于目前国内外普遍应用的陶瓷刀具材料。本项目产品还具有价格低、综合性能好的优点，对淬硬钢铁零件，可实现高效率以车铣代磨加工，用单一工序代替多道工序，大大缩短工艺流程，并可实现高效率、高质量的车、镗和铣削加工，以及精密孔的加工，提高了加工效率和质量，减少机床占有率，特别有利于实现自动化切削加工，最终实现节能降耗的目标。 二. 项目产品市场与竞争 1. 国内外行业状况 汽车制造工业是专用刀具应用最多的行业，也是衡量一个国家或一个刀具行业技术水平高低的标志。我国汽车生产线，特别是轿车生产线大部分是从国外引进的，而刀具全部都是随生产线进口时配套来的。现有的国内汽车生产线有美国型，欧洲型和日、韩型，以及以欧洲设备为主的自主型。目前，在中国活跃着五大刀具派系主流，一是山特系(包括山高)，山特维克公司有着庞大而复杂的刀具分支，在中国的销量最大；二是美国系，主要以肯纳Kennametal、英格索尔、万耐特等为代表；三是欧洲系，主要以德国为主，包括 MAPAL、Guehring、Widia、TITEX、瓦尔特等；四是日韩系，包括三菱、住友、东芝、OSG、黛杰、不二越、日立等，以及韩国的Taegutec、KORLOY公司；五是以色列系，主要是ISCAR(伊斯卡)。这些公司几乎填满了市场空间，在一些大型汽车制造厂，国产化刀具可能只占总项目的10%左右。? 据有关资料显示，2007年我国共进口各类刀具产品23,364件，比上年增加64%；进口刀具购置费高达28,516万美元，比上年增加 87%。这些数字说明，国产刀具还远远赶不上机床主机的发展。在市场经济全球化趋势愈加显着的今天，明确与国际先进水平的差距，找准刀具制造界的发展趋势并迎头赶上具有重要意义。 2. 产品市场容量 在美国，陶瓷刀具占全部刀具市场份额的3%～4%，在日本该份额为8%～10%，在德国约为12%。在一些特殊的加工过程中，陶瓷刀具所占的比例更大。今后陶瓷刀具占整个刀具市场的份额可能增加到15%～20%。目前，我国刀具市场的容量约为20亿人民币，但其中陶瓷刀具只占1%～3%。可见陶瓷刀具的应用在我国还有极大的上升空间，随着我国汽车等装备制造业的发展及高速切削技术和干切削技术的推广，陶瓷刀具在我国刀具市场的占有率会逐年上升，在装备制造业领域有广阔的应用前景。 3. 目标市场 随着我国装备制造行业的快速发展，自动化水平的飞速提高，国内加工企业对先进制造装备和先进刀具的需求越来越多，陶瓷刀具尤其是高性能纳米陶瓷材料刀具的国内市场将迅速发展壮大。用纳米技术制备的纳米陶瓷复合材料刀具其性能得到了巨大的改变，加工工件的硬度可高达HR67的超硬材料，刀具耐用度为硬质合金的几倍到几十倍，对有代表性的45钢、不锈钢、高合金耐磨铸铁、冷硬铸铁、合金钢等被加工材料制成的零件，如汽轮机转子、缸体、电机转子、中环，冶金机械轧辊，轴承零件，飞机零件，球磨机衬板，汽车的箱体件、刹车毂、活塞、喷焊棍子、轧辊、导辊等可实现高效、大切削量的切削，提高切削效率2-10倍，并可进行高速切削，实现以车铣代磨，达到节约工时、电力、机床占用台数40%—80%或更高的效果。 本项目的目标市场之一为汽车制造行业。近年来，随着我国经济的高速发展，对汽车的需求量持续增长，汽车及汽车零部件制造业已成为金属切削机床和工具行业最大、最重要的用户。项目的实施可以替代进口，降低加工成本。 项目的目标市场之二是数控机床的配套产品。“十一五”期间，中国数控机床产业将步入快速发展期，中国数控机床行业面临千载难逢的