刀具行业介绍及其广泛应用

刀具行业介绍及其广泛应用

1 产业链概述：上游原材料与下游制造业的衔接

刀具作为工业机床的“牙齿”，在切削加工中占据重要地位，直接影响到制造业的加工水平。切削加工占据机械加工工作量的90%左右，是通过从工件表面去除多余材料来保证其几何形状、尺寸精度和表面质量的一种加工方法。

刀具作为关键耗材，其质量直接决定了机械制造业的工艺水平、生产效率和产品质量。

在刀具产业链中，上游是原材料供应商，下游则是各大制造业。以硬质合金刀具为例，这类刀具根据加工材料的不同可分为用于钢、不锈钢、铸铁、有色金属、耐热合金和淬硬钢等多种类型。

其上游材料主要包括碳化钨、钴粉和钽铌固溶体等，代表公司有中钨高新、厦门钨业等。下游应用则覆盖了汽车、摩托车、机床工具、通用机械、模具、工程机械等领域，此外，航空航天、军工和医疗机械等领域也为硬质合金刀具提供了广阔的应用和改造空间。

硬质合金刀具的主要原材料为碳化钨，直接材料成本中碳化钨占比超过50%。以华锐精密的硬质合金数控刀片为例，生产成本中，直接材料占45.1%，直接人工占9.5%，制造费用占45.4%。其中，碳化钨粉、钴粉、钽铌固溶体等原材料的成本占69.7%。

中国的碳化钨和钴粉储量丰富，供应充足。硬质合金刀具的主要原材料碳化钨粉占原料成本的75%以上（按质量计算占85%以上），钴粉占比约10%。据中国钨业协会数据显示，2020年硬质合金刀具消耗了中国钨消费总量的50%。

我国钨资源占全球储量的60%左右，钴冶炼工艺也处于世界领先地位，确保了硬质合金主要原材料的稳定供应。

切削刀具的下游应用场景广泛，需求预计将持续增长。

根据第四届切削刀具用户调查报告，切削刀具主要应用于汽车、摩托车、机床工具、通用机械、模具、工程机械和航空航天领域。2018年，这些领域的占比分别为20.9%、18.1%、15.0%、7.4%、6.8%和6.3%。近年来，新能源汽车、医疗器械和航空航天等领域对高端硬质合金刀具的需求快速增长。

2 刀具分类：多样化的刀具类型与主流的硬质合金数控刀具

刀具按材料可分为高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬刀具等，其中硬质合金刀具占比约为53%。不同的加工场景需要选择不同材料的刀具，以适应刀具硬度和冲击韧性的要求。

硬质合金刀具综合性能优良，其切削速度是高速钢刀具的四倍以上，广泛应用于钢、不锈钢、铸铁和有色金属等材料的加工。

不同材料的刀具适用于不同的工件材料。近年来，普通钢和铸铁的加工量有所减少，难切削材料和碳纤维复合材料的加工量增加。铝(镁)合金的加工量基本保持不变。随着航空航天、船舶及核工业等行业的发展，碳纤维复合材料的应用增加显著。

刀具按结构分为焊接、机夹和整体刀具。焊接刀具通过将刀片焊接在刀柄上，适用于传统机床。机夹刀具分为机夹重磨式刀具和可转位式刀具，适用于高效数控机床。整体刀具由硬质合金棒材制成，适用于高精度加工。

数控刀具主要为可转位刀具和整体刀具，广泛应用于数控机床。

刀具按切削方式分为车削、铣削和钻削刀具。车削主要用于外圆、内圆和端面的加工，切削过程平稳，易于保证位置精度。铣削用于型面、平面、方肩、仿形和凹槽的加工，生产效率高，但切削过程不平稳。

钻削用于钻孔，面临排屑困难、不易散热等问题，对刀具的材料和结构设计要求较高。