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按照用途，金剛石工具可分為鋸切工具、鉆探工具、磨具及其他工具四大類。截至2005年，全球金剛石工具市場總容量近100億美元，其中以金剛石鉆探工具的應用最為廣泛，約占市場容量的70%。值得注意的是，目前在部分發達國家，工程施工中已明文規定在高速公路、機場跑道、公共廣場修復中必須用金剛石鋸片進行切割。

　　金剛石工具制造業的重心正在經歷由制造費用昂貴的西方歐美國家向原材料、勞動力成本相對低廉的亞洲國家不可逆轉地轉移，特別是中國，我國金剛石工具制造商未來發展趨勢是向高附加值的專業工具市場進軍，由僅占市場總額20%的DIY市場向占市場總額80%的專業市場過渡是中國金剛石工具制造企業獲得發展機遇的必然選擇。

　　從總體上看，我國的金剛石工具，一是產品檔次不高，二是創新能力較弱，高端產品幾無原創性。因此，加強產品生產工藝技術、新產品設計與應用的開發，形成具有原創性的專利技術在國際市場中獲得采購創新型產品等高端客戶群，對產業發展意義重大。鑒于金剛石工具的品種繁多，無法一一涉及，本文只擇其中若干做一簡要敘述，以示金剛石工具的發展商機。

　　1.刀頭燒結高頻焊接圓鋸片

　　高頻焊接圓鋸片在超硬材料工具領域中占有相當高的比例，主要用于石材板材的加工，也用于高速公路、地下鐵道、機場和橋梁等混凝土工程的切割施工。最近幾年我國高頻焊接陶瓷切割鋸片發展迅速，大量用于瓷質磚和陶瓷錦磚（馬賽克）的切割加工。隨著國內房地產建筑業的持續升溫，高頻焊接圓鋸片的市場需求量猛增，預計年消耗量將超過1000萬片。

　　2.激光焊接金剛石圓鋸片

　　激光焊接鋸片應用于石材加工、建筑工程施工、高速公路及機場跑道、橋梁和地下鐵道等混凝土工程的施工中，是金剛石工具最有發展前景的產品之一。

　　歐美工業先進國家于20世紀80年代開始應用激光焊接鋸片，其消耗量每年以20%的速度遞增。而進入21世紀，其需求量有了進一步的增加，并逐漸取代高頻焊接鋸片。

　　據不完全統計，世界每年金剛石工具的消耗量約合30億美元，而激光焊接鋸片所占比例逐年遞增，這些鋸片的高端產品市場仍然由歐美本土或跨國大公司所占領，韓國占據中檔鋸片產品的大部分市場。歐美各國除了本土生產之外，還大量進口國外比較廉價的中低檔激光焊接鋸片。例如，美國近年來，每年金剛石鋸片消耗量約2.3億美元，其中進口為9000萬美元，主要從韓國和中國進口，從中國約進口3000萬美元。

　　以在世界金剛石工具行業排名第五的韓國新韓金剛石工具公司為例，2007年其生產銷售收入1.5億美元，其中激光焊接金剛石工具占銷售總收入的55%左右。近年來，我國激光焊接設備在金剛石行業的應用不斷增多，激光焊接金剛石工具生產與出口量的快速增長也說明這一問題。

　　激光焊接鋸片在其他領域的應用仍在開發和拓展，例如用于切割玻璃和寶石的超薄鋸片，其應用前景十分廣闊。

3.整體冷壓燒結金剛石圓鋸片

　　整體冷壓燒結金剛石圓鋸片是我國大量出口歐美等國家的DIY鋸片，約占金剛石鋸片總出口量的65%以上。由于生產這種鋸片，技術要求相對簡單，批量大，生產效率高，成本低，屬于勞動密集型的生產過程，所以，對于勞動力相對廉價且缺乏研發能力的中國企業具有較強的國際市場競爭能力。目前歐美等國家的DIY鋸片市場，基本上是中國產品的市場。

　　由于國內鋸片廠家的無序競爭，鋸片價格以直徑105mm鋸片為例，也從一片幾美元降低到了1美元以下。

　　隨著品種擴大和產品質量的提升，我國冷壓鋸片開始從DIY低檔鋸片向高性能的專業鋸片方向發展。因此，對鋸片性能有著更高的要求。

　　4.焊接金剛石工程薄壁鉆頭

　　近年來，隨著民用高層建筑的持續興起和豪華建筑工程裝修標準的不斷提高以及舊房改造等對薄壁工程鉆頭的需求量和品種規格及質量要求不斷提高。據有關資料顯示，工業發達國家在建筑工程行業中，以薄壁鉆頭為主的金剛石工具的施工費用約占總投資的2%，在舊房改造中占4%，其中工具費用占25%。

　　我國計劃在今后十年中，每年新增住房建筑面積約1億m2，投資近千億元。如按2%計算，每年鉆頭等工具的施工費用達20億元，則每年以薄壁鉆頭為主的金剛石工具消耗費用為5億元，若再加上舊房改造、裝修工程、打空調孔以及公路橋梁等各種混凝土工程的薄壁鉆頭使用，其數量更為可觀!
20世紀90年代初，歐美工業發達國家的薄壁工程鉆頭產品仍以高頻焊接鉆頭為主。近年來，激光焊接薄壁鉆頭的發展非?？欤瑲W美一些原來生產高頻焊接鉆頭的廠家，均改為生產激光焊接鉆頭，并在建筑工程各領域獲得廣泛應用。

　　20世紀90年代中期，隨著我國國民經濟的飛速發展，尤其是房地產熱的持續興起 以及高速公路等工程施工的需求，金剛石薄壁工程鉆頭也有了比較大的發展。石家莊博深工具公司開始建立較大規模的鉆頭生產線，從生產高頻焊接鉆頭發展到生產激光焊接鉆頭。據不完全統計，2005年國內薄壁工程鉆頭產量接近100萬個，以博深為主的河北省，年產鉆頭25萬個。

　　5.金剛石串珠繩鋸

　　金剛石繩鋸作為一種柔性超硬材料切割工具，從面世至今，已有40多年的發展歷史，從最初的電鍍技術，發展到以燒結、釬焊技術為主流的制造技術；從只能切割軟質石材到廣泛用于花崗巖礦山荒料開采、鋼筋混凝土或有色金屬結構件的切割。

　　相比其他金剛石工具，金剛石繩鋸是柔韌性工具，其不僅可用于直板，還可以切割異形板材，不受物體表面形狀限制，工作場地要求簡單，可以進行大面積切割，使用金剛石繩鋸可以提高資源利用率，減少對環境的污染。由于具備這些優點，其市場規模越來越大，形勢很是喜人。

　　金剛石串珠繩鋸技術起源于20世紀70年代的意大利，80年代在意大利和歐洲各國迅速發展，90年代是鼎盛時期。歐洲各繩鋸生產公司的金剛石繩鋸技術，目前仍處于世界領先水平，繩鋸大量出口到巴西、南非、印度和東南亞各國，估計年產量約100萬米。

　　進入21世紀以后，隨著國產金剛石繩鋸逐漸取代進口繩鋸。2005-2006年國產金剛石繩鋸開始投放市場，主要用于花崗巖礦山開采。隨著金剛石繩鋸使用量的增長和應用面的擴大，金剛石串珠和繩鋸的生產技術也在不斷進步。不但生產規模在擴大，有的廠家日產串珠萬粒以上，而且產品質量，包括繩鋸的生產效率和工作壽命都有很大提高。2007年全國金剛石繩鋸產量達40萬米，產值超億元。意大利有關專家預言，再經過若干年，中國的金剛石繩鋸技術一定會趕上世界先進水平。

　　隨著技術的進步，采用粉末制粒技術和自動冷壓技術，可大幅度提高金剛石繩鋸的生產效率。采用如熱等靜壓技術、金剛石定向排布技術、釬焊技術等新工藝、新方法制作的金剛石繩鋸可以大幅度提高繩鋸的綜合性能，高性能金剛石繩鋸的大規模使用對于提高石材資源的利用率，降低單位面積的切割成本和保護生態環境具有十分重要的意義，是絕對符合國家創建資源節約型、環境友好型社會的大政方針的。

　　6.超硬材料涂附磨具

　　超硬材料涂附磨具是金剛石或立方氮化硼磨料用電鍍或樹脂粘膠法涂附在紙、布、聚酯薄膜柔性材料上的一種磨削拋光工具。

　　西方發達國家從對人體健康和環保的目的出發，已逐漸興起使用超硬材料砂紙、砂帶等涂附磨具取代剛玉、碳化硅等普通磨料涂附磨具。超硬材料制作的砂紙、砂帶等涂附磨具，在使用中不但壽命長而且粉塵極少，符合對人體健康和環保越來越嚴的要求。

　　隨著國際市場上磨具銷售額逐年增大，涂附磨具的占有率也在上升，許多產品替代了固結磨具。美國2002年的磨具產值是32億美元，其中涂附磨具（包括超硬材料涂附磨具）相關產品為16億美元，占50%份額。我國涂附磨具也正在與世界接軌，逐步成為磨料磨具行業中新的增長點。

超硬材料涂附磨具的研制和使用悄然興起，在涂附磨具中占有率逐年增加，在汽車工業、電子工業、玻璃加工、寶石加工、不銹鋼及淬火鋼等難加工材料的特殊加工領域得到了應用。我國目前汽車制造行業正在大量使用進口的高檔涂附磨具，其中很大比例是超硬材料涂附磨具。

　　近20年來，在我國許多大中型企業相繼引進了德國、美國、瑞士等先進國家的砂帶成套設備和專業技術，使我國涂附磨具生產的品種和質量都提高到了一個新水平。我國是世界超硬材料生產的超級大國，可是超硬材料涂附磨具產品幾乎是空白。我們有超硬材料資源和國內市場的需求優勢，雖然目前我們與國際先進涂附磨具企業有著較大差距，相信只要經過行業同仁的拼搏與努力，來逐步縮小差距，可望在不久的將來趕上世界先進水平。

　　尤其值得注意的是超硬材料砂帶的成功應用，在磨削難加工材料如硬質合金、寶石、陶瓷、鈦合金等方面，超硬材料砂帶顯示出獨特的優勢，從用作一般精度要求的工件磨削發展到高精密、超高精密零件的磨削，如成功地應用于磁盤、磁頭、錄像機、復印機和光導纖頭等精密零件的磨削拋光。

　　由于超硬材料砂帶的應用，使砂帶工作壽命大幅度提高，使得砂帶磨削加工領域擴大，可用于濕磨、干磨、高速磨、大吃刀深度的重磨削以及高精度精密零件磨削拋光，享有“萬能磨削”的美譽。

　　超硬材料砂帶不僅是高科技的涂附磨具產品，也是高附加值高效益的產品，它的質量和水平往往標志一個國家涂附磨具生產加工水平。我國砂帶產量僅占整個磨具總產量的4%，而發達國家這個比例往往是40%-50%。

　　值得注意的是，近年來，我國汽車工業和機械制造業蓬勃發展，按理需要使用大量的超硬材料涂附磨具，國內汽車市場的激烈競爭，產品利潤急劇降低，一定會為國產超硬材料涂附磨具的應用和市場銷售創造商機。預計在未來的5-10年內，我國超硬材料涂附磨具一定會有飛躍的發展，不但在國內市場占有一席之地，超過超硬材料固結磨具而得到更多的應用，還要向國際市場擴展。

　　7.超硬材料固結磨具

　　超硬材料固結磨具是由結合劑將超硬材料固結成一定形狀，并具有一定強度的磨具。20世紀70年代，工業發達國家已經開始銷售超硬材料固結磨具。在超硬材料固結磨具中樹脂類磨具約占60%-70%。有人預計，中國將超越日本成為世界第二大汽車市場。一些國外大型汽車生產企業搶灘中國市場，甚至將生產基地轉移到中國來。因此，不僅是汽車整車，而且包括汽車零部件的生產將會有一個大發展。針對轎車發動機，變速箱及傳動系統等零件高效率精密磨削，根據不同磨削用途要求，各種陶瓷結合劑超硬材料固結磨具，以及具有高磨削速度、高耐用度的超硬材料砂輪，將具有良好的市場前景。以生產特殊砂輪的德國KREBS&RIEDEI公司為例，其超硬磨料—CBN、金剛石陶瓷砂輪近年來每年以20%的速度特別是2005年以40%的速度增長，足以看出，磨料磨具的發展趨勢在向超硬磨料—CBN、金剛石陶瓷砂輪方向發展。

　　同時，隨著現代社會對加工效率和產品品質的要求越來越高，金屬結合劑固結磨具正逐步取代普通磨具而進入一些傳統磨削領域，如精密模具、精密軸承、量刃具制造業。

　　8.高溫釬焊超硬材料工具

　　作為具有卓越切削性能的新一代超硬材料工具，高溫釬焊超硬材料工具有著十分廣泛的應用范圍。它的研究開發成功不僅可以提高國內超硬材料工具的研究水平，還可以為國內超硬材料磨具行業帶來新的技術經濟增長點，而且可以推動包括各種金屬材料、各種結構與功能陶瓷材料、光學玻璃、半導體、石材、建材以及寶石等整個加工行業的發展，其國內外市場前景都很廣闊。

　　國外從20世紀80年代末即開始高溫釬焊超硬材料工具的研究探索，美國在20世紀90年代初就申請了與高溫釬焊技術有關的專利，隨之奧地利、德國、瑞士等國都有過該項技術成功的報道。

　　國內有諸多單位先后開展對高溫釬焊金剛石工具的研究開發，如南京航天航空大學、第四軍醫大學、西安交通大學、華僑大學等。目前，在國內外，用高溫釬焊技術制造超硬材料工具已成為熱門技術。國內從事釬焊超硬材料工具生產的企業已經發展到20家以上。金剛石磨輪、異形磨輪、磨碟、手提輪和金剛石串珠繩鋸等許多釬焊工具均得到用戶認可，占領了一定的市場份額。在這些高溫釬焊工具產品的銷售使用過程中，異形磨輪產品顯示出獨特的優越性能，大有取代電鍍制品的趨勢。

　　9.晶體加工用金剛石工具

　　電子信息產業在全球按摩爾定律高速發展，在我國國民經濟中電子信息產業已成為第一支柱產業。而電子信息產業的基礎是集成電路(IC)產業。目前95%以上的半導體器件和99%以上的集成電路(IC)是用硅材料做成的。硅屬于非常堅硬的硬脆材料，又是良好的半導體材料，故在晶圓(芯片)加工中，在不同環節必須多次使用金剛石工具進行高精密加工。

　　據有關專家介紹，2005年中國半導體市場增長了32%，市場規模達到408億美元。隨著市場對新技術的需求不斷增長，2008年中國電子制造市場的總價值飆升至3730億美元，而僅我國的電子、計算機和通信這三個行業，就消耗總值達640億美元的集成電路。根據粗略估計，到2010年全球IC市場和太陽能市場的總值將達到6000億美元以上。

　另有調查顯示，我國集成電路(IC)市場僅次于美國和日本，占全球市場4%，每年增長24%，遠高于世界平均的10%，預計2010年，我國將成為世界上僅次于美國的第二大市場。

　　現在我國已有多家200mm晶圓廠和300mm晶圓廠，預計短期內還將大量增加。我國臺灣的晶圓產業擁有全球約76%市場占有率，其晶圓制造技術在全球也是領先。有專家預言，2000-2015年將是電子材料的時代，電子材料將成為各種數字化器材的核心，因此，加工電子材料的主要工具之一的金剛石工具前景被看好，商機無限。

　　10.超硬材料切削刀具

　　2006年全球PCD刀具的市場份額為4.9億美元，大部分用于加工硅鋁合金。1995年歐洲規定汽車的CO2排量為185g/km，2008年為140g/km，到2012年要求降至120g/km，這必然要降低汽車的燃油消耗，為此只有兩個途徑：提高動力轉換效率或降低汽車的總重量。

　　隨著我國經濟的快速發展，汽車、航天航空工業發展迅速。在世界金融危機的情況下，2009年上半年，汽車生產與銷售總量仍然超過600萬輛。國外預測中國將戰成為PCD、PCBN刀具的巨大市場。

　　國外高速切削刀具技術應用與發展歷史證明，由于PCD和PCBN刀具為代表的超硬材料刀具具有比硬質合金、陶瓷刀具更高的硬度和更優良的耐磨性能和熱傳導性能，更能適應更高的切削速度，更明顯體現了現代先進切削技術的“高效、精密和柔性”的基本特征，因此，它們是目前較理想的高速切削刀具，代表了現代高效高速切削刀具的發展方向。而且，超硬刀具高速切削技術被公認為是21世紀高效、綠色環保和資源、能源節約型加工工具技術。

　　據報道，日本PCD、PCBN刀具年產值占其國內各類刀具總產值的4%左右，美國占4.14%，俄羅斯占6%-7%。而目前我國PCD、PCBN切削刀具年產量僅40多萬把左右，銷售額不到2億元，約為國內各類刀具總產值的0.5%左右，仍有2/3的PCD、PCBN刀具市場進口產品，國產PCD、PCBN刀具不到1/3的市場份額，且使用的PCD、PCBN刀具原材料幾乎都為國外進口，可見，PCD、PCBN刀具在我國的發展空間是非常之大的。

圖1 PCD 刀具市場分布

圖2 PCBN 刀具市場分布

　　結語與展望

　　(1)目前我國許多合資汽車生產企業使用的高檔超硬材料磨具全部都是進口的，說明國產高檔固結磨具與世界先進水平有相當大的差距，同時也表明，這里潛存著巨大的市場商機。

　?。?）我國超硬材料工具制造商的未來發展趨勢是向附加值高的專業工具市場進軍，由僅占市場總額20%的DIY市場向占市場總額80%的專業市場過渡是中國金剛石廠家獲得發展機遇的必然選擇。

　　(3)國產金剛石繩鋸和繩鋸機成功地開始應用于花崗巖礦山開采，給我國落后的石材礦山開采帶來飛躍式的技術革命。它標志了我國將擺脫石材礦山開采長期落后的面貌，而進入全新的現代化開采階段。

　　(4)隨著現代機械加工朝著高精度、高速切削、硬冷態加工、以車代磨、干式加工、保護環境和降低成本等方向發展，對車刀性能提出了更高要求，開發各種耐磨性能優良、能長時間進行穩定加工的超硬材料刀具是必然的發展趨勢。

　?。?）隨著我國木工機械設計水平和制造工藝技術水平的不斷提高以及CNC數控木工加工中心的廣泛推廣應用，預計3-5年內，金剛石木工刀具將成為木材加工中的主導刀具。

　　(6)汽車、航天航空、機械制造業的發展，促使PCD、PCBN工具快速發展。高速、高效、干式切削、以車代磨是PCD、PCBN工具發展的強大動力。

　　(7)開展真正意義上的、具有自主知識產權的高端產品的研發，將是國內企業進入或主導超硬材料高端產品國際市場的決定性因素，這一過程的實現，必須從過去的模仿或復制模式轉變為自主研發與創新。

　　(8)超硬材料涂附磨具應用日益廣泛，從日常的民用砂紙、砂布、柔性銼刀到尖端科技的超精密磨削加工、汽車工業和各種數控砂帶磨床的應用，其潛在市場之大，難以估量。

　　(9)進入21世紀，我國將諸如金剛石繩鋸、超硬材料刀具、金剛石木工刀具、金剛石真空釬焊工具、超硬材料有序排列工具、超薄金剛石內圓切片、精密金剛石砂輪和金剛石薄膜(CVD)精密刀具等技術含量高，附加值也高的高端產品作為研發的重點和追求的目標。

　?。?0）對于全球超硬材料制造企業，未來10年仍將有巨大市場空間。我國超硬材料工具制造業必須加強內部合作，重視創新和品牌觀念，通過技術創新來提高行業整體實力；協調發展形成產業群體，向歐美專業市場進軍。我們不僅是世界超硬材料工具的生產大國，而且更應成為世界超硬材料工具的生產強國。