超硬刀具材料：产业发展、市场规模及未来趋势

来源：市场资讯

（来源：普华有策）

超硬刀具材料：产业发展、市场规模及未来趋势

1、超硬刀具材料行业概况

切削刀具是机械加工的核心部件，性能决定制造水平，广泛应用于汽车、航空航天等高端制造领域。其需耐受极端工况，对材料的硬度、韧性、耐热性及工艺经济性要求严苛。按材料分为高速钢、硬质合金、陶瓷及超硬材料四类，其中超硬刀具（含金刚石、CBN）因硬度高、耐磨性和稳定性优异，在高速、干式等切削场景表现突出，技术与性能优于传统刀具，市场占比持续提升，是高端制造的核心解决方案。

超硬刀具材料主要分为金刚石和立方氮化硼（CBN）两类，二者的硬度大大高于其他物质，同时具备高耐磨耐热性、良好的导热性、工艺性以及较低的摩擦系数等特点。实际使用中，尤以人造聚晶金刚石（PCD）和聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具的应用最为广泛。作为高端制造领域的核心技术装备，超硬刀具的研发与产业化水平已成为衡量一国制造业综合实力与创新能力的关键指标之一，全球主要工业国家持续投入资源推动其技术突破与应用拓展。

自20世纪50年代美国合成首颗人造金刚石与CBN后，超硬刀具技术不断升级，逐步形成以PCD和PCBN为核心的体系，60年代欧美实现其产业化并替代传统刀具。我国PCBN开发晚于PCD，20世纪90年代起相关机构陆续突破技术瓶颈，2003年桂林矿产地质研究院研制出大尺寸PCBN产品，标志着自主化能力取得关键进展。当前，机械加工的高精度、高效率等趋势对刀具要求更高，推动超硬材料向大尺寸化、性能均匀化等方向升级，开发高性能超硬切削刀具成为必然趋势，而基础材料技术突破为其产业化和规模化应用奠定了基础。

2、超硬刀具材料市场规模

随着下游众多高端制造领域向精密化与智能化等方向持续升级，机械加工工件的结构愈发复杂，加工技术进入“高速、高效、复合、环保”的发展新阶段，全球市场对高端制造加工的需求不断增加，推动了高速度、高精度、高价值的高档数控机床需求占比预期提高。超硬刀具作为重要耗材，需求量将持续增加，超硬刀具材料行业迎来发展机遇。2013-2023年全球超硬刀具市场规模从33.1亿美元增长至52亿美元。近年来我国超硬材料切削刀具市场占比稳步扩大，市场规模不断增长，据统计，截至2024年我国超硬刀具行业市场规模为57.02亿元。

2018-2024年中国超硬刀具行业市场规模情况

资料来源：普华有策

3、超硬刀具材料行业发展趋势

（1）高端制造升级与新材料应用推动刀具迭代，超硬刀具材料市场规模持续扩容

随着我国高端制造等产业升级，工程材料多元化发展，对刀具综合性能要求更高，超硬刀具凭卓越性能逐步成为工业加工核心选择，在特定场景替代传统刀具。因下游应用广、需求差异大，刀具材料迭代后形成多种材料共存态势。数据显示，2014-2024年，普通钢、铸铁加工占比下降，耐热钢/钛合金、铝（镁）合金、碳纤维复合材料加工占比显著提升，其中碳纤维复合材料占比增幅明显。传统整体合金刀具在铝材、碳纤维复合材料加工中存在寿命短等问题，超硬材料可有效克服这些问题。

中国刀具下游加工材料占比

资料来源：普华有策

超硬刀具能切削高硬度材料，实现常规加工难及的精度与粗糙度，在高速、干切削等领域应用广泛，是先进制造的关键工具，应用占比从10%升至12.8%，这与切削速度和加工精度提升相关。其与硬质合金、陶瓷刀具存在应用重合，企业选择时综合效率、精度与成本：低硬度、低精度领域，传统刀具因价格优势占优；高硬度、高精度领域，超硬刀具以长寿命、高效率、高精度逐步替代传统刀具，成为更优选择。当前超硬刀具综合成本下降，经济优势凸显，未来在部分有色金属、复合材料加工领域将进一步替代传统刀具，带动市场规模及材料需求增长。

（2）高硬度材料加工场景扩容驱动超硬刀具需求，技术突破加速渗透高端制造核心领域

超硬刀具是提升生产效率的关键材料，其技术迭代推动应用从传统金属加工向有色金属、复合材料等延伸，与下游产业形成双向驱动，助力各行业工艺升级与效率提升，是高端制造及战略性新兴产业的重要支撑。汽车工业作为其最大应用领域，超硬刀具在发动机等部件加工中优势显著，受益于新能源汽车及出口增长，需求稳定增量；航空航天领域因零部件材料特殊，对刀具寿命、精度等要求严苛，随国产大飞机发展，超硬刀具渗透率将提升；3C电子中钛合金应用增加，超硬刀具经济性凸显，需求潜力大；风电新能源、人形机器人等领域，超硬刀具也将成为精密部件加工的主流选择，推动工业高端化发展。

（3）高端制造自主化战略深化，超硬刀具国产替代加速

国家战略推动先进制造设备及工具自主化，《中国制造2025》《机床工具行业“十四五”发展规划纲要》明确相关目标，强调突破关键技术、提升中高端产品占比。当前我国机床关键功能部件存在短板，高端超硬刀具依赖进口，虽为全球最大人造金刚石及CBN生产国，但受工艺限制，高端市场被欧美日韩企业主导。近年来，国内企业通过技术引进与自主创新融合，依托产业基础形成成本优势，头部企业产品核心参数达国际领先水平，逐步替代进口并向全球价值链中高端迈进。未来，在政策支持及汽车、航空航天等领域需求驱动下，超硬刀具行业前景广阔，国内企业有望扩大全球份额，推动行业自主化与高端化。

4、超硬刀具材料行业市场竞争格局

全球超硬刀具材料行业的竞争格局呈现出显著的梯队分化特征。欧美日韩企业凭借深厚的技术积累和产业链整合能力，长期主导高端市场，为航空航天、精密机械等领域提供高附加值定制化解决方案，并构建了覆盖全产业链的专利壁垒，形成技术垄断。相比之下，中国等新兴经济体企业主要依托性价比优势，在中低端市场快速渗透，已在光伏硅片切割、基础零部件加工等细分领域实现国产替代，但受限于材料纯度控制和精密生产工艺等，当前高端市场仍大部分依赖进口。

技术壁垒是决定行业分层竞争的核心因素。欧美企业通过数十年积累，在超硬材料合成、微观结构设计等底层技术上形成深厚护城河。日韩企业则通过梯度过渡层涂层等工艺创新，在通用型产品中平衡性能与成本。国内企业的突破集中在规模化生产与垂直整合，例如人造金刚石产量已居全球前列，但在材料均匀性、刀具寿命一致性等关键指标上仍与国际先进水平存在差距，技术追赶面临较大挑战。

综上，全球超硬刀具材料市场竞争激烈，国际巨头凭借技术、品牌和市场渠道等优势在高端市场占据主导地位，而国内企业则依靠资源优势、成本优势以及不断提升的技术水平，在中低端市场具有一定的竞争力，并逐渐向高端市场迈进。

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