2022年刀具行业状况及发展趋势分析

年刀具行业状况及发展趋势分析刀具制造商在全球原材料的上涨及经济全球化竞争对手数目不断增加的大环境下，以高品质产品加优良的服务为客户制造价值是竞争的要害．刀具制造商乐观的为自身进展以及为整个行业的进步寻求将来出路。

不同区域的进展现状

从欧洲GDP增长率和工业产值，以及加工设备进出口及消费等多顶指标来看，斯洛伐克、捷克和波兰排名前三甲。而在全球范围内机床产值排名前三位的为日本、德国与中国，按机床消费排名前三位的则为中国、日本与美国。限制机床生产大国德国产业扩大的主要因素来自原材料成本的上升、人力资源缺乏与技术力量进步减缓而导致的定单削减，其中原材料问题是最主要的影响因素。制造刀具的主要原材料硬质合金和高速钢中的重要帮助原材料APT（AmmoniumParatungstate）是此次会议中的一个热点问题。APT的化学分子式为（NH4）[H2W12O42]4H2O，是生产钨制品的主要中间原料和市场交易形式。由世界主要刀具材料分布图可见，其中高速钢占到35％，硬质合金占15％。目前钨的主要产区在阿尔卑斯山、喜玛拉雅山脉以及太平洋周边地区。中国拥有60％的钨矿藏，国际市场上由于原材料紧缺，APT的价格在最近的几年中从每吨50美元涨到每吨250美元左右。而成本的增加终将转嫁到刀具终端用户身上。目前世界上相关的讨论机构针对此类状况，正在进行乐观讨论，主要的讨论方案是尽最大可能削减刀具中钨的用量，主要方法为只在刀具的要害部分使用钨或设计非凡的刀具几何形状。（数据来源：OECD，ifo-Institut，VDW，VDMA，Nationalassociation，GardnerPublications，此数据不包含零部件）

从美国刀具协会的统计数据看，美国2022年的工业产值增长为4％，估计2022年为3.2％；2022年底机床产值增长为5.2％，估计2022年增长为4.5％；2022年机床消费量增长为29.9％，估计2022将为18％；金属加工业的增长率将持续缓步正增长，2022年有望进一步增长。从行业角度看，轿车和轻型卡车增长缓慢，2022年底为负增长（－4.2％），估计2022年可达到0.5％的微弱增长；重型卡车、建筑机械、农用机械及设备2022年为较大负增长，估计2022年增长速度将放缓．而2022年又将攀升；航空产品增长最为快速，2022年底增长为22％，估计2022年增长为10％，2022年则为23％。从刀具行业的统计数据可以看出，将来硬质合金所占比率将逐步增大．而高速钢产品的比率将逐步削减。日本刀具协会的统计数据显示，中国已经成为世界上最大的机床消费国，紧接着为日本、美国、意大利等。亚洲经济增长快速，依据亚洲开发银行的统计数据，中国2022年的GDP增长约为10％，印度约为8％。在良好的经济环境下，日本金属加工业近年也持续高增长，从刀具产值来看，硬质合金刀具的产量近年持续增长，而高速钢刀具开头呈现下降趋势，硬质合金的进出口量均显著增长，主要的出口对象为亚洲，其次为欧洲，然后为北美及其他地区。

全球机床销售的主要客户群依次为通用机械和汽车行业，各自约占35％，其次为航空、医疗和模具业，客户分布从10％到5％之间。从2022年不同组织的统计数据可以看出．在全球轿车行业增长中亚洲的贡献最大，其中中国以肯定领先的40％的增长令人瞩目，而同期全球平均增长率不到5％。

纳米技术前景宽阔

西班牙科学讨论机构InasmetTechnalia的欧洲项目经理JoseLuisViviente博士负责纳米技术项目其次阶段，该项目侧重进展纳米技术在健康、航空、太空、汽车、能源等领城的应用。他以纳米技术是刀具的挑战为题，介绍了纳米技术的重要性以及在刀具领域的进展现状，纳米材料、纳米结构涂层、镀膜涂层技术等。纳米源自希腊语的%26ldquo;矮子%26rdquo;，1纳米等于10的负9次方米，纳米技术是指设计、生产能够将物质结构的外型及尺寸掌握在纳米级的装置和系统，其范围界定在0.1～100nm范围内。纳米之所以重要主要有两点缘由，一是其表面/体积比使其具备了独特的表面特性优势；二是量子效应。目前面对的挑战及需要改进的地方主要包括：机械和结构特性：硬度、强度、耐磨性；热和化学特性：耐热性、绝缘性、催化性；生物特性：适应性、杀虫特性；电子和光学特性：反射性、透亮     性等。乐观的估量，在将来7～8年间纳米技术所制造的价值将达到30亿美元，即使是悲观的估量也可达到10亿美元。高速加工已被普遍认为是提高产量、降低制造成本的加工技术。干式加工或微量润滑概念是如今加工业为削减环保及生产成本的主要目标。对刀具制造商和涂层供应商而言，最重要的是生产率。切削性能（切削速度，单位时间切削量）提高20％，制造成本将削减15％。越来越严苛的加工要求需要刀具材料和涂层进一步进展，改善加工条件及改进刀具设计。在加工过程中，刀刃处会消失温度和机械力的突然变化以及猛烈的化学反应．需要采纳爱护涂层以削减机械和热负载。近年来，（Ti，Al）涂层的硬质合金刀具在高性能刀具市场上已经占据了主导地位。在某些非凡应用场合的高需求促进了非凡涂层或精确涂层的进展。纳米材料和纳米结构材料的主要形式有：原子簇、纳米粒子、纳米层、纳米纤维；多层式（层的厚度在纳术级范围内）；纳米结构涂层或纳米涂层；纳米结构的粒状材料等。纳米级涂层：涂层至少有一个尺寸（如晶粒或独立的层）小于100nm。纳米晶粒涂层比传统的粗粒涂层具有更低的磨损率、更高的硬度和强度，微小的颗粒尺寸转变了涂层的裂开形式和材料去除机制，但关健问题是在热应力下保持颗粒的尺寸。纳米混合涂层包含至少两个相位（晶相和非晶相）或两个结晶状态。尺寸、体积和纳米晶粒的分布以及非晶相的厚度需要优化，以找到在超硬度和强度间的平衡点，需要考虑热稳定性，在涂层过程中及后来的阶段显示出的非混合性、分解拐点和偏析现象。纳米多层结构由不同材料的纳米层交替组成，具有各向异性的特性，加强了单层镀层的性能，通过不同的交替层相互帮助，改善了涂层特性。薄膜沉积技术主要分为物理气相沉积和化学气相沉积，分别具有不同的优势及工艺特点。物理涂层具有高度全都的厚度，可供应抱负的化学计量掌握和相对低的沉积温度，答应整个表面同时进行涂层，但需要注意沉积率，掌握内应力以限制涂层厚度，以及与基体的粘着力。化学气相沉积则具有全都的厚度和高沉积率，对简单几何外型具有全都的沉积性，但其具有温度高、内应力大的问题。世界上有多个学术讨论机构或私人讨论组织都在乐观进行纳米技术的讨论，如由德国航空中心组织开展的为期4年的INNOVATIAL项目，讨论内容包括纳米结构高性能涂层的合成，以供应1000℃的环保温度，新的涂层结构如纳米多层、合成涂层和金属间相涂层（由高能量脉冲磁场喷涂）；进一步理解沉积参数和纳米结构、相关机械性能的相关性，如微量元素、内应力形式、集中等，超硬特性的起源，强度及变形机制、氧化机制等。

主要的两个应用领域为：y-TiAl基体，应用于航空、能源和汽车行业；钢、硬质合金和铸铁基体，应用范围更为广泛，如刀具制造、液压、能源及其他。而对市场，成本是最主要的挑战，必需实现真正的增值或新的功能，需要强调的是市场需求而不是技术的需求，供应商与用户的合作要害是成本和性能。

航空技术的进展趋势英国Sheffield高校先进制造讨论中心商务经理AdrianAllen先生介绍了在航空领城的将来进展趋势。其所在讨论中心为Sheffield高校与Boeing公司共同组建，除了将科学理论转为实际制造，还为高级制造问题查找增值的解决方案。AdrianAllen先生还拥有一间工程询问公司。新型加工技术和设备以及IT和微电子技术的进展，在制造领域内供应了更高级的实践，对零件要求具有更优异的性能、更快的加工速度、更低的成本和更高的环保性，促进了材料科学的进展，抱负的加工工艺要求具有高牢靠性、高重复精度和可再现性。传统的飞机零件则为薄璧零件、大型一体化零件，普遍的低产量。在将来，合成材料和钛的应用将削减金属用量，并将大幅削减加工量。采纳金属直接沉积成型工艺将生产大尺寸、近净型零件。其他具有潜力的技术还包括熔融成型、金属注塑模具、激光金属沉积技术、焊接技术、粉末冶金等。熔融成型可显著削减零件重量（如图所示引擎悬挂支撑可以削减50％的重量）。金属沉积成型则主要应用于快速原型、修理和简单外型零件和混合元件，典型的应用为骨头移植零件的制造。西班牙的刀具企业为了对西班牙的刀具企业有更为直观的熟识，主办方组织了参观当地工厂IZAR和TIVOLY。IZAR于1910年成立时就开头生产精密刀具（如钻头、立铣刀、扩孔钻、铰刀、丝锥和板牙等），在欧洲工业领域拥有一流的口碑。为了保证在切削和钻孔时具有最优性能，IZAR采纳高品质的原料如HSS、HSSE和HSSE-8％Co、PMX和HM等。先进的刀具设计和形状确保了最佳的表面光滑度和切削性能。采纳现代涂层技术使TiN涂层刀具的切削速度提高40％，TiAlN涂层刀具的切削速度提高75％。全部的产品都经过严格的品质检测，确保其在市场上的优良口碑，即使在最恶劣的加工条件下依可保持高效率。IZAR持续改进整体品质，例如采纳ISO9001:2000质量保证体系等。IZAR在中国设有分公司TIVOLY工业集团致力于刀具及相关产品、服务的概念设计、生产和商业化，其总部设在法国，在西班牙、美国及中国均有制造工厂及分公司，在中国上海设有办事处，并在嘉定地区有制造工厂。TIVOLY集团总裁为Jean-MichelTivoly先生，执行总裁为MarcTivoly和Jean-FrancoisTivoly兄弟。1999年通过了波音认证，其在美国的分公司是美国最大