2022年行业报告我国刀具行业市场发展情况及趋势分析

我国刀具行业市场发展情况及趋势分析要实现国内刀具企业的又好又快进展，需打破现有的研发思路，从客户的角度动身，与客户一起成长，从实际需求中开发出自己的产品，而不是仅仅替代国外的刀具。我们不仅需要有制造刀具的力量，还需要有将刀具应用到实际生产过程中的力量，这样才能真正有扎实的理论和实践基础，才能拥有自己的学问产权。

刀具制作过程中需要模具进行成型工艺，对我国的模具产业大有裨益。我国五金刀具的高速进展，与强大的市场需求密不行分。2022年我国国产刀具的生产总量达到了350亿元，出口刀具85亿元，同比增长21.4.按此增速计算，估计2022年刀具消费规模将达到485亿以上。

在消费的刺激下，我国的刀具生产规模正在不断扩大。在刀具市场的推动下，我国的刀具模具的市场需求必定会得到提升，将会促进国内刀具模具产业更好进展。

刀具行业涵括了基体材质设计、涂层组织结构设计、刀具外观结构设计、专用数字化技术开发等学问领域，任一学科理论、技术的更新换代都会随之带动整个刀具行业技术系统性变化调整。同样在生产线上，与以上技术关联的任一环节程序的微小缺失或浮动势必影响刀具产品性能指标的稳定性。就刀具基体材料而言，成分在国内各家公司对应的牌号基本相同，硬度、密度、矫顽磁力等常规性能报告也基本全都，然而实际使用性能的反馈良莠不齐。要打破这种“形似神不似”的尴尬，亟待对刀具研发进行系统性夯实积累，对各环节相关性探究连接，层层相符、环环相扣，从而指导实际生产，确保产品的稳定性，找到“神形兼备”的关键。配套服务力量缺失国产刀具无法尽施其“神”

高速、高效切削

在航空零部件加工中，高速切削正在被大量应用，主要有以下几个缘由：

(2)飞机零件的结构简单、精度高，零件的薄壁、细筋结构刚度差，要尽量削减加工中的径向切削力和热变形，只有采纳高速切削加工才能满意这些要求。

(3)难加工材料，如镍基高温合金、钛合金、高强度结构钢被现代航空产品大量采纳，这些材料强度大、硬度高，耐冲击、加工中简单硬化，切削温度高、刀具磨损严峻，属于难加工材料。一般采纳很低的切削速度进行加工，假如采纳高速切削，不但可以大幅度提高生产率而且可以有效地削减刀具磨损，提高零件的表面质量。

进入21世纪，激烈的市场竞争推动着以机器制造技术为先导的先进制造技术以前所未有的速度向前进展，航空零部件的制造也已进入以数字化制造技术为特点的进展时期。据慧聪表面处理网我了解，先进的航空产品要求航空零件具有更优异的性能、更低的成本和更高的环保性，而加工工艺要求具有更快的加工速度、更高的牢靠性、高重复精度和可再现性。传统的刀具已不能满意以上要求，刀具行业因此而进入了“高精度、高效率、高牢靠性和专用化”的现代刀具生产新格局。

高速切削加工具有不同于传统切削加工技术的加工机理和应用优势，它是数控加工工艺观念的转变。依据航空产品的材料和结构特点，要实现高速加工必需以先进高速切削刀具为保证。高速切削刀具必需具有良好的耐磨性和高强度韧性，先进的刀具材料、优良的刀具涂层技术、合理的几何结构参数，高度动平衡刀具系统，平安牢靠的夹紧方式，以及高同心度的刀刃精度等等。

刀具切削材料的进展方向及应用

目前，在飞机制造领域中，高速钢刀具约占总各类切削加工总刀具量的60%，硬质合金刀具约占总刀具量的35%，超硬刀具(立方氮化硼、金刚石)占全部刀具总量不超过5%，今后随着航空新材料不断涌现，硬切削、干切削应用的增加，硬质合金刀具、涂层刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具和聚晶金刚石刀具的比例将大幅提高。

1.硬质合金材料的进展

为了满意高速切削技术的迅猛进展，以硬质合金为主的各种刀具材料性能已经全面提高，细颗粒、超细颗粒硬质合金的开发及涂层技术在硬质合金刀具上的应用显着地提高了硬质合金材料的强度和韧性，用它制造的整体合金刀具正逐步代替传统的高速钢刀具，使切削速度和加工效率提高了数倍，为高速切削的推广应用打下了重要基础。整体硬质合金还在一些简单成形刀具中得到了应用，满意了产品加工多样性的需求。目前国内厦门金鹭特种合金有限公司、株洲钻石硬质切削刀具股份有限公司、四平博尔特工艺装备有限公司及陕西航空硬质合金工具公司都能为航空工业供应硬质合金刀具，其产品性能接近世界先进水平。

21世纪硬质合金刀具材料应重点在2方面进展：一是细化晶粒使之达到纳米级微晶等级。硬质合金晶粒尺寸越小，硬质合金的硬度就越高其耐磨性就越好，韧性和刚度也就越高，从而扩大其应用范围;二是应用新技术新工艺开发新型硬质合金提高硬质合金内在性能和质量。

2.涂层技术的进展

刀具涂层技术在现代切削加工和刀具进展中起着非常重要作用，自问世以来进展特别快速，尤其是近几年取得了重大进展，化学涂层(CVD)仍旧是可转位刀片的主要涂层工艺，相继开发了中温CVD、厚膜三氧化二铝、过渡层等新工艺，在基体材料改善的基础上，使CVD涂层的耐磨性和韧性都得到了提高;而物理涂层(PVD)技术也取得了重大突破，在涂层设备的结构、工艺过程、自动掌握等方面都取得了重大进展，开发了适应高速切削、干切削、硬切削的耐热性更好的涂层，通过对涂层结构的创新，开发了纳米、多层结构等大量新型涂层，大幅度提高了涂层硬度和韧性。

3.超硬刀具材料的进展

超硬材料是指金刚石和立方氮化硼(CBN)，其硬度比其他刀具材料高出几倍，金刚石是自然界中最硬的物质，CBN的硬度仅次于金刚石。近年来，超硬刀具材料进展快速。

金刚石刀具材料分为5类：自然 金刚石(ND)、人造聚晶金刚石复合片(PCD/CC)、金刚石薄膜涂层刀具(CD)、金刚石厚膜刀具(FCD)和人造聚晶金刚石(PCD)。ND的结晶各向异性，在进行刀磨的使用时必需选择相宜的方向;人造金刚石各向同性，其硬度低于ND,但强度与韧性好于ND。

金刚石刀具能够有效地加工非铁金属材料和非金属材料。如铜、钨等有色金属及其合金，陶瓷、硬质合金，各种纤维和颗粒加强复合材料，塑料、橡胶、石墨、玻璃和木材等，但金刚石忌切钢铁和其他铁族元素。

立方氮化硼(CBN)刀具材料具有极高的硬度和红硬性，是高速精加工或半精加工淬火钢、冷硬铸铁、高温合金的抱负刀具材料，由于CBN刀具加工高硬度零件时可以获得良好的加工表面粗糙度，因此采纳CBN刀具切削淬火钢可以实现“以切代磨”。

4.高速钢材料的进展

从中国刀具行业深度调研与进展趋势猜测报告了解在将来刀具材料进展中仍要提到高速钢材料的进展，尽管高速钢材料在全世界的销售额正逐年削减，但高性能钴高速钢和粉末冶金高速钢的使用量仍在不断增加，这2种高性能高速钢比一般高速钢具有更好的耐磨性、红硬性和使用的牢靠性。随着人们对切削加工效率追求的提高和观念的转变，这些高性能高速钢刀具在航空领域被大量采纳。如航空难加工材料，自动钻铆机上使用的钻、扩、铰、锪一体高精度复合刀具以及加工飞机零件简单型面的各类复合刀具。

随着科技进步，先进制造系统，高速切削、超精密加工、绿色制造的进展和付诸实现，对刀具提出了全新要求，将来刀具材料也必将有重大进展。刀具材料与工件材料双方交替进展和相互促进，成为切削刀具不断向前进展的历史规律。在将来，刀具材料必将面临工件性能提高，加工批量加大和制造精度提升的更严峻挑战。材料科学的进步，推动了刀具材料的进展，而刀具材料的进展应考虑原材料资源的制约。新品种的消失，新旧品种各自所占比重的变化以及它们之间相互竞争和相互补充的格局，将成为将来刀具材料进展的新特点。

刀具新技术、新结构、新品种的进展及趋势

随着制造业的高速进展，航空工业及模具行业等重点产业部门对切削加工不断提出更高的要求，推动了采纳新技术、新结构的刀具不断涌现，不断丰富刀具品种。国内外刀具制造商，如厦门金鹭特种合金有限公司等为了满意航空制造对刀具的要求，与航空制造企业紧密合作，开发新型刀具。由于飞机零件具有结构简单、精度高、零件壁薄和飞机零件采纳钛合金、镍基合金、碳纤维及其他难加工材料多的特点，因此引导着航空刀具研制向以下方向进展。

(1)高精度、高效率、高表面质量。

(2)超高精度、超长寿命。

(3)高强度、高刚性等难加工材料。

(4)各类金属材料与各类复合材料夹层加工。

(5)开发多功能刀具和高效专用刀具。

(6)可转位刀具广泛使。以往在航空材料加工中整体刀具占绝大多数，随着航空材料中钛合金、高温合金、高强度钢在应用中的增加，可转位刀具的应用也逐步增加，可转位刀具具有不经焊接、无裂纹等缺陷，充分发挥原有刀片的切削性能，并削减机床停机磨刀，装卸刀具的帮助时间等优点，使用可转位刀具比焊接刀具可提高切削效率35%以上。目前西方国家可转位刀具进入成熟期，其品种不断增加，结构优化，几何参数更加合理，在切削刀具中占有率达到80%左右，我国使用不到30%。所以对于我国航空工业零件加工，更广泛使用可转位刀具是将来的进展方向。

(7)刀具设计研制的数字化。现代刀具不仅应能满意高速切削、干式切削、硬切削、复合切削加工等先进切削技术的需求，而且要满意产品功能的多样化、结构的合理化、形状的有用美观等方面的更高要求，但以往刀具的设计主要依靠阅历，依靠试验法，这种设计方法效率低、设计周期长、开发新产品难度大，明显已阻碍了新型刀具的开发和使用，无法满意先进切削加工技术的需求。

现代切削技术的进展迫切需要先进的刀具设计技术，而刀具设计的特点是空间角度难计算，外形简单，尺寸繁多并且切削机理简单，但随着计算机技术及CAD/CAM技术的高速进展，采纳先进技术和专用的应用软件及刀具仿真技术进行刀具的研制开发将成为将来刀具设计与开发的方向。

与刀具相关新技术的进展

刀具的切削不仅取决于刀具本身，还与使用机床、刀具与机床的连接、刀具的刀柄系统、刀具的动平衡、刀具平安监控系统等亲密相关，而与刀具相关的技术也与刀具技术一起在科技进步推动下取得了新的进展。

1.高速切削时刀具刀柄系统

加工中心等数控机床以前始终采纳传统的7∶24实心锥柄工具系统，这种刀柄由于只靠锥面结合，刀柄与主轴的联接刚性较低，主轴转速超过10000r/min，联接刚性的不足更为明显。对采纳ATC刀柄换刀来说，每次换刀后，刀具的径向尺寸都可能发生变化，存在着重复定位精度低问题。为解决这些问题主要对标准7∶24刀柄进行改进。在HSK刀柄的启发下，近年来消失了7∶24刀柄的新型联接技术，如日本日研公司和大昭和公司分别研制出三处接触(3LOCKSYSTEM)和双面(BIGPLUS)2种7∶24联接刀柄。与标准的7∶24刀柄比较，它们有更高的联接刚性和精度，可用于高速、高效切削，并且还能与现有7∶24刀柄或机床兼容，是7∶24刀柄将来的进展方向，除对标准7∶24刀柄结构进行改造外，目前主要采纳新型的HSK刀柄和KM刀柄。

HSK刀柄是一种新型的高速锥形刀柄，其接口采纳锥面和端面2面同时定位的方式，刀柄为中定，锥体长度较短，有利于实现换刀的轻型化及高速化，由于采纳端面定位，完全消退了轴向定位误差，使高速、高精加工成为可能也是我们国内制造厂刀具制造进展方向。高速刀具与主轴的连接技术随着科技进步今后还将得到不断进展，使一些新概念刀柄——HSK、KM、3LOCK、BIGPLUS等刀柄得到进一步改进和完善。

当前主轴与刀具连接技术进展方向是：

(1)采纳双面定位系统;

(2)装夹精度高，夹持刚性好，结构紧凑;

(3)刀柄带平衡和减振装置;

(4)进展多功能和智能型刀柄。

2.刀具动平衡技术

对高速旋转的刀具还有平衡与平安问题，在高速主轴系统中，任何旋转体的不平衡都会产生离心力，不平衡的刀具或刀柄在高速切削时产生的离心力使机床产生振动，旋转刀具微小的不平衡量，在高速切削时都会造成很大的离心力，刀具不平衡产生的不规章切削力，将导致不规章的磨损，其结果一方面会影响工件的加工精度和表面质量，另一方面会影响主轴轴承和刀具的使用寿命，更主要的是影响高速切削的平安性，所以高速切削需要仔细进行刀具的动平衡。

目前国外公司依据刀具动平衡的要求开发了专用刀具动平衡仪和立式刀具动平衡仪，都可以实现全自动的刀具动平衡测量。新型动平衡测量仪进展的方向是测量精确高效、操作便利、功能强大。

3.刀具刃口钝化的进展

目前国外进口的整体刀具或可转位刀片刃口大都进行了刃口的钝化。经钝化后的刀具或刀片刃口微观缺陷彻底清除，有效地增加了刃口强度，其刀具耐用度一般可提高20%至一倍，我国目前大部分刀具都未进行钝化处理，耐用度低，刀具消耗费用大，所以刀具刃口的钝化是我国当前刀具制造进展的一个方向。

据了解，目前，国内制造的刀具还不能完全满意航空制造业的加工需求，每年还需进口大量刀具，将来对于国内刀具制造企业，应加快自身的技术创新与技术改造力度，加大研发力度，加快新型刀具、多功能刀具及刀具材料、涂层技术的开发，提高产品质量，使国内刀具尽快达到世界