超硬刀具行业的突破与挑战 ！

超硬材料的特性使其在精密加工领域具备显著优势，推动了行业规模的不断扩展。金刚石刀具主要用于高速加工有色金属和非金属材料，如耐磨有色金属及非金属材料。而立方氮化硼刀具由于对铁族金属具有化学惰性，广泛应用于黑色金属等难以加工的材料的高速切削领域。

超硬刀具凭借材料的独特优势，在汽车工业、模具制造和机床加工等应用领域取得了显著成果，不仅优化了工艺流程，还大幅提升了加工效率。中国在超硬材料领域拥有显著的资源优势，上游原材料市场竞争充分且供应充足。2023年，我国超硬刀具行业的市场规模突破70亿元，尽管国外品牌在行业竞争中占据了优势地位，国内企业虽然起步较晚，但正在快速追赶，市场差距逐步减小。

随着下游新应用场景的不断拓展，超硬刀具有望在部分领域中成为优先选择。新材料的不断迭代，使行业呈现出多种刀具材料并存的态势。由于刀具的应用领域广泛，且各类产品需求存在较大差异，因此很难形成单一的主流产品，性价比成为市场占有率的重要决定因素。

一方面，超硬材料刀具技术含量较高，生产工艺复杂，许多工业制造工序已经难以继续使用传统的硬质合金刀具。另一方面，现阶段超硬刀具的价格远高于硬质合金刀具，价格差距使得其在规模化生产中的成本优势难以显现。然而，随着未来生产成本的下降，超硬刀具有望在某些应用场景中脱颖而出。具体应用包括：1) 汽车行业，超硬刀具已广泛用于精密加工，技术较为成熟；2) 航空航天，超硬刀具凭借其刀具寿命、加工精度和稳定性，逐步进入该领域；3) 消费电子，3C行业的精密结构件加工开始引入钛合金等高端材料，使用超硬刀具的性价比优势开始显现；4) 人形机器人，超硬刀具能够满足硬铣加工的要求，有助于提升滚珠丝杠的性能和生产能力，人形机器人应用场景也因此具有了更广泛的想象空间。

行业规模及应用领域不断拓宽，规模效应有望促进成本下降

刀具材料的选择对加工精度、表面质量、刀具寿命、切削效率以及生产成本等方面都有显著影响。由于刀具在切削过程中需承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等多种作用力，因此刀具材料必须具备以下基本性能：首先，材料的硬度和耐磨性至关重要，刀具材料的硬度应高于工件材料，且硬度越高，其耐磨性越好。其次，材料需要具备较高的强度和韧性，以承受切削时的力、冲击和振动，防止刀具的脆性断裂或崩刃。此外，刀具材料还需具备良好的耐热性，能够在高温环境下保持稳定，并具备出色的抗氧化能力。*后，刀具材料应具有良好的工艺性能，如锻造、热处理、焊接和磨削等，同时具备较高的经济性，确保在满足加工需求的同时实现较高的性价比。

超硬刀具是在现代工程材料加工对生产效率和加工质量提出更高要求的背景下应运而生的。超硬刀具材料主要包括金刚石和立方氮化硼（CBN）两类，其化学成分和硬度的形成机制与其他刀具材料如硬质合金和高速钢有所不同。立方氮化硼具有面心立方体的晶体结构，而金刚石则由碳元素构成，其晶体结构与立方氮化硼相似。相比其他材料，它们具有极高的硬度，同时表现出优异的耐磨性和耐热性、良好的导热性能、工艺性能，以及较低的摩擦系数。在实际应用中，人造金刚石复合片（PCD）刀具和立方氮化硼复合片（PCBN）刀具是市场的主导产品。