數控刀具是機械制造中用于切削加工的工具,又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具,還包括磨具;同時“數控刀具”除切削用的刀片外,還包括刀桿和刀柄等附件。
一、刀具、數控刀具行業概況
數控刀具是機械制造中用于切削加工的工具,又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具,還包括磨具;同時“數控刀具”除切削用的刀片外,還包括刀桿和刀柄等附件。刀具按工件加工表面的形式可分為五類。加工各種外表面的刀具,包括車刀、刨刀、銑刀、外表面拉刀和銼刀等;孔加工刀具,包括鉆頭、擴孔鉆、鏜刀、鉸刀和內表面拉刀等;螺紋加工工具,包括絲錐、板牙、自動開合螺紋切頭、螺紋車刀和螺紋銑刀等;齒輪加工刀具,包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等;切斷刀具,包括鑲齒圓鋸片、帶鋸、弓鋸、切斷車刀和鋸片銑刀等等。此外,還有組合刀具。
刀具材料大致分如下幾類:高速鋼、硬質合金、金屬陶瓷、陶瓷、聚晶立方氮化硼以及聚晶金剛石。這里主要提下陶瓷,陶瓷用于切削刀具的時間比硬質合金早,但由于其脆性,發展很慢。但自上世紀70年代以后,還是得到了比較快的發展。陶瓷刀具材料主要有兩大系,即氧化鋁系和氮化硅系。
按切削運動方式和相應的刀刃形狀,刀具又可分為三類。通用刀具,如車刀、刨刀、銑刀(不包括成形的車刀、成形刨刀和成形銑刀)、鏜刀、鉆頭、擴孔鉆、鉸刀和鋸等;成形刀具,這類刀具的刀刃具有與被加工工件斷面相同或接近相同的形狀,如成形車刀、成形刨刀、成形銑刀、拉刀、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等;展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件,如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤等。刀具工作部分的結構有整體式、焊接式和機械夾固式三種。整體結構是在刀體上做出切削刃;焊接結構是把刀片釬焊到鋼的刀體上;機械夾固結構又有兩種,一種是把刀片夾固在刀體上,另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上。硬質合金刀具一般制成焊接結構或機械夾固結構;瓷刀具都采用機械夾固結構。
鐵礦石是冶煉鋼鐵的重要原材料。近年來我國鐵礦石產量呈現上升的態勢。2021年中國鐵礦石原礦產量為98053萬噸,同比增長13.1%。而2022年我國鐵礦石原礦產量為96787萬噸,較上年稍有下滑。鋼材是制造刀具最主要的原材料之一,從2018-2022年我國鋼材產量情況來看,整體呈現維持穩步上升的趨勢,從2018年的11.33億噸上升至2022年的13.4億噸。鋼材是制造刀具最主要的原材料之一,從2018-2022年我國鋼材產量情況來看,整體呈現維持穩步上升的趨勢,從2018年的11.33億噸上升至2022年的13.4億噸。
數控刀具廣泛應用于汽車、航空航天、能源、軌道交通、模具制造、工程機械、消費電子、軍工、石油化工等領域,上述領域多為今后重點發展的行業,其市場規模和發展狀況對數控刀具產業具有重要影響。中國已經成為制造業大國,根據國家統計局統計,2004年至2019年,我國制造業規模持續增長。2019年,我國制造業GDP規模達26.92萬億,制造業的快速發展,帶來對數控刀具等機床工具產品的需求增加。根據中國機床工具行業協會公布的統計數據,截至2019年末,我國規模以上機床工具行業企業共有5710家,其中刀具、量具量儀企業715家。隨著現代制造業的蓬勃發展以及國家政策的鼓勵扶持,我國數控刀具行業涌現出了諸如株洲鉆石、廈門金鷺、上海工具廠、森泰英格、恒鋒工具、沃爾德等為代表的優秀企業。
根據中研普華產業研究院發布的《2023-2028年國內數控刀具行業發展趨勢及發展策略研究報告》顯示:
隨著我國制造業的高速發展,目前我國已成為全球最大的刀具市場,數據顯示,2019年我國刀具行業市場規模出現負增長,市場規模下降至408億元,同比降低3.1%。根據中國機床工具工業協會數據顯示,2019年刀具小行業進入下行通道,一季度的銷售收入同比下降4.5%,二季度同比下降9.6%,三季度同比下降9%,四季度的同比下降8.9%。2020年一季度的銷售收入同比大幅下降17.5%,二季度同比下降明顯收窄,為3.3%。
由于在高溫、高壓、高速下,和在腐蝕性流體介質中工作的零件,其應用的難加工材料越來越多,切削加工的自動化水平和對加工精度的要求越來越高。為了適應這種情況,刀具的發展方向將是發展和應用新的刀具材料;進一步發展刀具的氣相沉積涂層技術,在高韌性高強度的基體上沉積更高硬度的涂層,更好地解決刀具材料硬度與強度間的矛盾;進一步發展可轉位刀具的結構;提高刀具的制造精度,減小產品質量的差別,并使刀具的使用實現最佳化。
從中國刀具各細分產品銷售額來看,2019年高速鋼刀具銷售額為49.86億元,硬質合金刀具銷售額為46.91億元,工具系統及刀柄銷售額為2.61億元,金剛石刀具銷售額為2億元,立方氮化硼刀具銷售額為1.98億元,工具系統零配件銷售額為0.38億元,其他刀具銷售額為1.59億元。從硬質合金刀具細分產品銷售情況來看,2019年刀片銷售額為23.29億元,鐵削刀具銷售額為12.96億元,孔加工刀具銷售額為8.44億元,切齒刀具、車(刨)削刀具、螺紋刀具、拉削刀具銷售額分別為0.99億元、0.07億元、0.06億元與0.05億元,其他硬質合金刀具銷售額為1.03億元。
從高速鋼刀具細分產品銷售情況來看,孔加工刀具銷售額為20.45億元,螺紋刀具銷售額為11.59億元,鋸條銷售額為6.04億元,鐵削刀具、切齒刀具、拉削刀具、刀條(刀片)、木工刀具銷售額分別為4億元、3.54億元、3.37億元、0.3億元與0.08億元,其他高速鋼刀具銷售額為0.48億元。數據顯示,2019年我國刀具進口額為111億元,同比下降25%,出口額為184億元,同比增長82.2%。
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2023-2028年國內數控刀具行業發展趨勢及發展策略研究報告
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