复合超硬材料项目立项申请报告

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1、复合超硬材料项目立项申请报告一'复合超硬材料项目背景为实现这一转变，相关部门确定和编制了“1+X”体系。“1”是指《中国制造2025》，“X”是指保障实施的配套方案、计划和规划,包括五大工程、质量品牌提升、发展服务型制造等。目前，五大工程实施指南，以及制造业质量品牌提升、发展服务型制造、医药工业发展规划3个指南已经发布。信息产业、新材料产业、制造业人才等3个规划指南正在履行审批程序。相关部门还编制印发了《中国制造2025分省市指南》，全国有27个省份设立了制造强省的领导小组。例如，湘鄂两省都加强了顶层设计

2、，分别编制了《中国制造2025湖北行动纲要》和《湖南省贯彻〈中国制造2025）建设制造强省五年行动计划（2016-2020年）》，向建设制造强省迈出了坚实步伐。二、项目名称及承办单位（一）项目名称项目名称：复合超硬材料投资项目。与传统硬质合金相比，复合超硬材料在硬度、摩擦系数、加工精度与使用寿命方面具有明显优势；与单晶超硬材料相比，复合超硬材料晶粒呈无序排列，因此其不仅具有单晶超硬材料所固有的卓越性能,还具有在不同晶面上的强度、硬度、耐磨性有较高一致性的各向同性优点以及在生产制造中的一些优良特性，其对于技

3、术水平和加工工艺精度等方面也具有更高的要求。复合超硬材料主要包括聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)及复合片。主要产品为聚晶金刚石和聚晶金刚石复合片及制品，是超硬材料中技术含量较高、工艺加工水平要求较高的产品之一，其中聚晶金刚石复合片(polycrystalliediamodcompact,PDC)是一种新型的复合超硬材料，是通过将金刚石微粉与硬质合金基体在高温高压下烧结而成，既具有聚晶金刚石的高硬度、高耐磨性与导热性，又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性，是石油钻头、天然气钻头、煤田矿山钻头、高

4、端机床加工切削刀具等工具的核心部件，广泛应用于石油、天然气、页岩气、地质、煤田的开采钻探及非铁金属及合金、硬质合金、石墨、塑料、橡胶、陶瓷和木材等材料的切削加工等多个领域。(1)复合超硬材料产业市场需求潜力巨大复合超硬材料与单晶超硬材料和硬质合金材料相比均具有明显的性能优势，未来超硬材料的不断升级以及高端制造产业的兴起将为复合超硬材料带来巨大的市场空间。在材料升级换代方面，复合超硬材料工具对于传统硬质合金类工具的替代将持续进行,PDC钻头近几年正不断替换硬质合金钻头。根据中国鹄协测算，在国内，2015年硬

5、质合金市场总规模约为300亿元，按照20%的产品替换率估算，复合超硬材料2015年的替换市场空间将达到60亿元；在海外，2015年硬质合金市场规模约为1000亿元，按照20%的产品替换率估算，2015年的替换空间预计将达到200亿元。从国内发展来看，国家“十二五”规划将高端制造产业列为重要的国民支柱产业，未来精密机械、高端汽车、电子信息、航天航空、国防军工等高精度领域的需求有望保持强劲增长，精密加工部件的整体刚性需求将为复合超硬材料产业创造巨大市场空间。（2）油气钻头用PDC的性能及稳定性在钻探用复合片中

6、要求最高PDC可用于石油、天然气、煤田、矿山等各领域的钻探钻头，通过充当钻头切削齿进行地层岩石的吃入和剪切。在所有钻探用复合片中，对油气钻头用PDC的性能及稳定性的要求处于最高水平，这一方面是因为油气开采的地质条件相对恶劣，在切削齿吃入和剪切岩石时需要较大的压力和切削力，会产生较高的温度和较大的冲击载荷，当冲击碎裂和热加速磨损等破坏形式同时起作用时，切削刃更易出现磨损或碎裂。因此，油气钻头用PDC的耐磨性、抗冲击性、耐热性等技术指标比其他领域用PDC要高出很多；另一方面，钻井投资是油田开发投资的重要部分，

7、钻井作业的持续稳定直接影响到钻井成本乃至整个油田开发成本，同批次之间以及每一批次之间PDC性能指标的一致性和稳定性对于钻井作业的持续稳定进行具有重要影响。鉴于油气钻头用PDC的性能指标及品质稳定性要求较其他领域用PDC要高出很多，其技术难度及生产工艺也更为复杂，我国目前只有一小部分在材料运用、配方、组装工艺、合成工艺、加工工艺等方面拥有深厚技术积累的复合超硬材料生产企业能够生产出高品质的产品并参与到国际市场竞争中。（3）从事油气钻头用PDC领域企业的下游应用空间不断增大由于从事油气钻头用PDC研发、生产的

8、企业在技术水平、品质控制方面在复合超硬材料领域均处于较为领先的地位，因此其可以较为顺畅的在下游不同应用领域进行扩展，不断提升其市场空间。一方面，除油气钻头用PDC外，复合超硬材料还被广泛应用于机械、冶金、地质、石油、煤炭、石材、建筑等传统领域以及电子信息、航天航空、国防军工等高技术领域，使用其制成的工具包括煤田矿山PDC钻头，超硬刀具、金刚石拉丝模、金刚石喷砂喷嘴等，从而使企业下游具有更大的市场空间。另一方面，页岩气等非常规油