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使用石墨雕銑機加工石墨模具的前景如何

碳素材料具有電和熱的良傳導性、電特性、潤滑性、高溫特性、耐化學腐蝕性、耐熱性、耐高溫熱剝落性、電化學性能等基本特性。碳素尤其是特種石墨已經成為現代工業不可或缺的重要物料和工業材料，依靠其固有特性，經常以基礎原料、模具、用具、部件、構件以及結構材料等形式被廣泛應用在各種行業不同環境、不同生產條件的工業產品制造過程。碳素行業是一個非常多元化的產業，既有傳統工業的基礎，又具備高技術、高科技發展的機遇和空間，行業發展前景長期向好。同時，碳素行業也是對石化和煤化工行業的廢渣進行深加工再利用，是一項能源二次利用、符合循環經濟理念的產業。

（1）電火花加工對特種石墨的需求穩定增長

電火花加工的主要優勢在于能適用于難切削材料的加工，工具電極與工件不接觸，兩者間作用力很小，適用于加工特殊及復雜形狀的零件。在電火花加工工藝中，作為陽極的工具電極可以使用銅質材料，也可使用石墨材料。石墨電極與銅電極相比具有比銅輕，密度只有銅的 20%、易加工、切削加工不易產生應力及熱變形、熔點在 3,000℃以上時熱膨脹系數小的特點。

在特種石墨的需求結構中，電火花加工占比約 15%，是需求量最大的下游用戶之一。電火花加工石墨產品中使用高檔石墨約為 25%，使用中低檔石墨約為 75%。

（2）核安全加快石墨材料在核電中的應用

日本福島核事故引發核電危機，核安全成為未來核電發展的關鍵因素。歐洲一些國家放緩或停止了核電站的建設，德國甚至宣布 2020 年關閉核電站，我國也在重新審視核電發展的規劃。但從長期看，核電依然是發電效率最高、最有前途的發電機組，我國大力發展核電的長期規劃沒有改變。在核電建設中，核安全是首位。高溫氣冷堆是國際核能界公認的目前安全性最高的新型核反應堆，是未來核電裝置的發展趨勢。

石墨是中子的慢化劑和優良的反射劑，其自身很多優良特性確立了它在核工業領域中關鍵材料之一。在高溫氣冷堆中，炭材料是不可缺少的減速材料、反射材料和結構材料。高溫氣冷堆需要大量的高級石墨材料，可以說沒有核石墨材料就無法建成高溫氣冷堆。在高溫氣冷堆中由于用氦氣作為冷卻劑，用碳素及陶瓷材料作為燃料的包覆材料，用石墨或炭質材料作為減速材料和爐芯結構材料，可以把接近 1,000℃的高溫氣體導出反應堆外作為能源使用。國際上已經建立了多座開發研究用高溫氣冷堆。此外，核石墨可以用來制作熱結構件，各向同性炭石墨材料用于制作石墨球、堆芯材料、電極等核石墨制品。

（3）其他需求：模具、連鑄和人造金剛石石墨增長潛力不容忽視 ）其他需求：模具、連鑄和人造金剛石石墨增長潛力不容忽視

我國用于制造模具和連鑄的石墨數量較大，石墨模具和連鑄用各類石墨約占總需求量 26%。機械工業中的鑄造行業大量使用石墨材料作為加壓鑄造、離心鑄造、超硬合金的熱擠壓等加工模具。生產大規格的純銅、青銅、黃銅等主要采用連鑄的方法，其中對產品質量起著至關重要影響的結晶器就是用等靜壓石墨材料制成的。由于等靜壓石墨在熱傳導、熱穩定、自潤滑、抗浸潤及化學惰性等方面具有良好的性能，使之成為制作結晶器不可替代的材料。等靜壓石墨還用于制作金剛石工具和硬質合金的燒結模具，光纖拉絲機的熱場部件（加熱器、保溫筒等），真空熱處理爐的熱場部件（加熱器、承載框等），以及精密石墨熱交換器、機械密封部件、活塞環、軸承、火箭噴嘴等。



5、行業發展的有利因素及面臨的風險因素

進入 21 世紀以來，國際上產業結構有了新的調整，以信息、生物、航空航天、海洋開發以及新材料和新能源為主的高技術和新材料產業逐漸發展壯大。特種石墨與微電子及信息技術、新材料技術、生物技術、航空航天、原子能、高溫材料等均有密切的關系。當前化工、能源、輕工、冶金、建材等傳統產業將不斷引入新技術和使用材料，進行產業升級和技術革新，許多都與特種石墨深加工產品密切相關?？梢哉f特種石墨深加工產業發展有了新的機遇。

從特種石墨各種技術發展看，特種石墨將越來越被廣泛應用到新能源汽車、航天航空、核電及軍工等高新技術領域，成為支撐高新技術發展的重要戰略資源。新的科學發現和科技成果使我們完全相信在未來科技發展中，特種石墨將是不可替代的戰略資源之一。

6、行業的競爭格局

（1）國際行業競爭和市場特點

目前，國內外碳素企業眾多，行業已經高度市場化。世界范圍內碳素行業集中度較高，主要集中在德國、美國、日本、法國、中國及印度，但各國主流石墨制品均為石墨電極，特種石墨產品占比相對較小。

德國、美國、日本、法國的特種石墨產品以等靜壓石墨為主，上述四國擁有先進的等靜壓石墨生產技術，擁有較強的技術優勢。由于長期以來受德國、美國、日本、法國在等靜壓石墨工藝技術和設備技術方面的壁壘的限制，國內等靜壓石墨產量較少，基本依賴進口。

與國外同類產品相比，我國產品雖然性能略有差異，但由于成本與價格較低，產品性價比優勢明顯，與國外產品競爭時具有一定的性價比優勢。

（2）國內特種石墨行業競爭和市場特點

1）整體規模偏小

同傳統碳素材料相比，特種石墨生產工藝技術含量較高，對生產技術、設備能力及工藝裝備水平有較高的要求?，F階段，我國特種石墨行業呈現“金字塔”型分布，工藝和技術水平先進，具有一定自主研發能力、實現生產規模化的企業較少。全國從事特種石墨生產的企業僅幾十家，大部分企業規模較小，技術落后或者不具備完整工序，具備完整工序、產能普遍規模較小，導致大多數企業難以形成很強的市場競爭力。

2）產品結構不合理

目前國內碳素產品仍以傳統碳素材料為主，其中大部分產品為石墨電極，特種石墨占比較小，由于長期以來受其他國家工藝技術和設備技術壁壘，國內大部分企業只能生產中粗石墨或細顆粒石墨，等靜壓石墨則 80%的需求量依賴進口。

3）多數企業缺乏核心競爭力

特種石墨行業內的絕大多數企業科研投入較低，自主開發和創新能力較弱，缺乏具有先進水平的核心技術，缺乏研發試驗手段。行業中只有少數骨干企業具有較強的自主研發能力。

4）部分特種石墨行業領先企業快速發展

近年來，特種石墨行業的迅速發展，給行業內領先企業帶來了快速成長的機遇。行業領先企業憑借技術和管理優勢逐步形成強勢品牌，占據了穩定的市場份額。