硬質(zhì)合金占比超國內(nèi)鎢消費的一半 。 近年來國內(nèi)鎢消費結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，以硬質(zhì)合金、鎢材、鎢特鋼、鎢化工為主。其中，硬質(zhì)合金消費占比均達到最高，占當(dāng)年鎢消費的一半以上，隨后依次是鎢特鋼、 鎢材、 鎢化工。 2024 年，中國硬質(zhì)合金銷量為 4.14萬噸，占比 58. 29 %%，位于第二的是 鎢材 ，占比為 22.55 。 2025 年上半年，中國硬質(zhì)合金銷量為 2.1 萬噸，占比 58.5 2 %%，位于第二的是 鎢 材 ，占比 23.10 。
硬質(zhì)合金作為鎢下游主力產(chǎn)品，國產(chǎn)化替代需求迫切。硬質(zhì)合金是由難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料，具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能。硬質(zhì)合金廣泛用作刀具材料，如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭等，用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材，也可以用來切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料。
硬質(zhì)合金按照按成分和結(jié)構(gòu)可劃分為 7 大類體系 WC Co 系 、 WC TiC C o 系、 WC TiCTaC NbC Co 系 、 TiCN 基硬質(zhì)合金 、 鋼結(jié)硬質(zhì)合金 、 涂層硬質(zhì)合金 和 梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金切削工具材料 。
由于市場需求的增長，中國硬質(zhì)合金產(chǎn)量整體呈平穩(wěn)上升趨勢。根據(jù)中國鎢業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，國內(nèi)硬質(zhì)合金的產(chǎn)量從 2018 年的 3.38 萬噸增長至 2024 年的 5.8 萬噸，期間復(fù)合增長率 9.4% 2021 2024 年硬質(zhì)合金產(chǎn)量保持穩(wěn)定， 2024 年，硬質(zhì)合金產(chǎn)量同比增長 14.40% 。
刀具材料主要包括硬質(zhì)合金、工具鋼（碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼）、陶瓷和超硬材料（人造金剛石 PCD 、立方氮化硼 CBN ）。從刀具材料發(fā)展歷史來看，硬質(zhì)合金的出現(xiàn)與發(fā)展，替代了很大一部分高速鋼。硬質(zhì)合金的綜合性能更加優(yōu)異，使用領(lǐng)域最為廣泛。
歐美等發(fā)達國家的硬質(zhì)合金工業(yè)體系成熟，對材料基礎(chǔ)原理和涂層原理的研究成果較多，通過持續(xù)不斷的優(yōu)化硬質(zhì)合金材質(zhì)、涂層和刀具結(jié)構(gòu)，提高硬質(zhì)合金刀具的高效加工性能，使硬質(zhì)合金刀具能夠最大范圍的應(yīng)用到各種領(lǐng)域。 預(yù)計到 2032 年， 全球硬質(zhì)合金刀具市場規(guī)模將從 2024 年的 115.4 億美元增長至 184.1 億美元 年均增長率在 6.0% 至 7.1% 之間。 據(jù)中國機床工具工業(yè)協(xié)會預(yù)測，我國刀具市場規(guī)模有望在2030 年達到 631 億元， 2020 2030 年復(fù)合增長率達 4.14% 。
硬質(zhì)合金刀具是參與數(shù)字化制造的主導(dǎo)刀具隨著我國制造業(yè) 持續(xù)升級，硬質(zhì)合金刀具的產(chǎn)值占比逐步提高。 近幾年我國切削刀具的產(chǎn)值結(jié)構(gòu)發(fā)生著持續(xù)的變化，綜合性能更優(yōu)越的硬質(zhì)合金刀具產(chǎn)值占比不斷在提高。根據(jù)《第 五 屆切削刀具用戶調(diào)查數(shù)據(jù)分析報告》統(tǒng)計顯示，我國硬質(zhì)合金刀具占主導(dǎo)地位 占比約為 6 3 。
作為數(shù)控金屬切削機床的易耗部件，無論是存量機床的配備需要，還是每年新增機床的增量需求，都將帶動數(shù)控刀具的消費需求。 2020 2024 年數(shù)控金屬切削機床市場規(guī)模的復(fù)合增長率為 7.32% 2024 年數(shù)控金屬切削機床市場規(guī)模為 4325 億元，同比增長 5.75% 。預(yù)計數(shù)控機床的規(guī)模還會進一步增加。
2021-2024 年，切削刀具的進口占比持續(xù)下降，切削刀具逐步擺脫進口依賴。 2023 年切削刀具進口額 12.7 億美元，出口額 36.6 億美元，進出口比例為 34.7% 2024 年切削刀具進口額 12.3 億美元，出口額 39.8 億美元，進出口比例為 30.9% 。
石油工業(yè)是支撐現(xiàn)代能源體系的核心行業(yè)之一，其勘探與開采過程面臨極端環(huán)境的嚴(yán)峻考驗。在石油鉆井作業(yè)中，設(shè)備需頻繁接觸堅硬巖層、腐蝕性流體以及高溫高壓環(huán)境，傳 統(tǒng)金屬部件往往因快速磨損而失效，導(dǎo)致維護成本激增、作業(yè)效率下降。為解決這一難題，硬質(zhì)合金耐磨件（以碳化鎢為主要成分）憑借其 工業(yè)牙齒 般的性能脫穎而出。這類材料不僅具備超高硬度和耐磨性，還能在惡劣條件下保持穩(wěn)定性，成為石油設(shè)備升級的關(guān)鍵突破口。
石油鉆井的核心任務(wù)是穿透復(fù)雜地層，包括砂巖、頁巖甚至花崗巖等堅硬巖層。在此過程中，鉆頭與巖石的摩擦?xí)a(chǎn)生大量熱量，同時地層中的石英砂、金屬碎屑等磨蝕性顆粒會加速設(shè)備表面磨損。設(shè)備磨損的直接后果是維護成本上升和停機時間增加，據(jù) API 標(biāo)準(zhǔn)測算，傳統(tǒng) PDC 鉆頭在石英含量 40% 的地層中平均進尺約 380 520 米，而單次更換作業(yè)耗時8 12 小時，嚴(yán)重影響開采進度。此外，部件失效還可能引發(fā)井噴、漏油等安全事故，進一步放大經(jīng)濟損失。石油鉆井的作業(yè)深度可達數(shù)千米，井下溫度可能超過200°C ，壓力則高達 100 兆帕以上。常規(guī)鋼材在此環(huán)境下易發(fā)生熱膨脹變形或氧化脆化。閥門密封件會在高溫下軟化失效，從而引發(fā)鉆井液泄漏事故，會造成巨大的經(jīng)濟損失。此外，頻繁的冷熱循環(huán)（如北極地區(qū)作業(yè)）還會導(dǎo)致材料疲勞開裂，威脅設(shè)備安全。
硬質(zhì)合金是以碳化鎢（WC ）為基體、鈷 Co ）為黏結(jié)相的復(fù)合材料，其性能 優(yōu)勢源于獨特的微觀結(jié)構(gòu)。 針對硬度的問題，碳化鎢的維氏硬度高達 1600 2400HV ，僅次于金剛石，能夠有效抵御巖石切削和磨粒磨損。針對熱量的問題，碳化鎢的熔點高達2870°C ，且在高溫下仍能保持高強度。鈷黏結(jié)相提供的延展性則賦予材料優(yōu)異的抗沖擊能力。針對環(huán)境的問題，硬質(zhì)合金對酸性介質(zhì)（ pH2 12 ）和鹽霧環(huán)境具有極強抵抗力。
硬質(zhì)合金軸承在石油工業(yè)中廣泛應(yīng)用于極端工況設(shè)備，其碳化鎢鈷復(fù)合結(jié)構(gòu)兼具高硬度和抗沖擊性。 主要應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)、泥漿泵柱塞及井下馬達等關(guān)鍵部位，可在含磨礪性顆粒的鉆井液中承受 200 以上高溫與 100MPa 級壓力，使用壽命較傳統(tǒng)鋼質(zhì)軸承提升 3 5 倍。通過梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計平衡表面耐磨性與芯部韌性，顯著降低井下工具非計劃起鉆頻率，保障超深井作業(yè)安全性與經(jīng)濟性。
硬質(zhì)合金軸套在石油工業(yè)中廣泛用于井下鉆具、泥漿泵和閥門等高磨損部件，以碳化鎢或碳化鉻為基體，通過熱等靜壓工藝強化致密度。 其優(yōu)異耐磨性和耐腐蝕性可抵御含砂、鹽水的鉆井液沖刷，耐受 150 300 高溫及酸性介質(zhì)環(huán)境。表面梯度合金化設(shè)計在提升抗咬合能力的同時，保持芯部韌性，使軸套在定向鉆井工具中壽命延長2 4 倍，降低卡鉆風(fēng)險并減少停機維護，支撐 深井復(fù)雜工況下的連續(xù)作業(yè)。
鎢絲是用粉末冶金和塑性加工方法（如拉絲模拉制、電解拋光等工藝）制成純金屬鎢或摻雜的鎢細絲材。鎢絲分為普通鎢絲和不下垂鎢絲。鎢絲金剛線是以純金屬鎢絲或摻雜抗下垂鎢絲為母線基體加工制作而成的切割金剛線，其因具有高硬度、高強度和良好耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異的理化性能，而廣泛應(yīng)用于線材切割行業(yè)，在很大程度上彌補和改進了現(xiàn)有碳鋼絲金剛線。
金剛線最早由日本廠商率先研發(fā)并生產(chǎn)，日本旭金剛石工業(yè)株式會社在2007 年 6 月推出了成熟的金剛線產(chǎn)品，日本中村超硬株式會社、日本愛德 株式會社、日本聯(lián)合材料株式會社等超過 10 家日企涉足電鍍金剛線行業(yè)。 2007 年金剛線切割技術(shù)開始產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用于藍寶石切割。 2010 年開始金剛線應(yīng)用于光伏晶體硅片的切割， 2014 年以前，日本企業(yè)因生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)先、產(chǎn)能大而處于壟斷地位，長期維持壟斷價格 0 4 0 5 美元m 約合人民幣 3 元 m 。自 2015 年起金剛線切割開始對砂漿切割實現(xiàn)快速替代，成為光伏行業(yè)晶硅切片的主流切割工藝。 2016 年，金剛線切割在國內(nèi)單晶硅切片環(huán)節(jié)對原有的砂漿切割實現(xiàn)了全面替代。
目前主流使用的母線是碳鋼金剛線，線徑的理論極限約3 0 μm ，產(chǎn) 業(yè)化極限約 3536 μm 。目前 38 、 40 μm 線徑的占比逐漸增加，將成為未來兩年的主流。而鎢基金剛線預(yù)計產(chǎn)業(yè)化極限能到 24 25 μm ，理論上能夠解決線徑極限問題。鎢絲金剛線主要優(yōu)勢是韌性好、強度高、不易斷線，而在切割速度上并無優(yōu)勢。目前 40 、 38 、 36 線碳鋼金剛線的斷線率分別在 3 、 3.2 、 3.5 左右 而鎢絲金剛線的細線斷線率約 3
核聚變商業(yè)化加速。我國在東方超環(huán) ( 裝置基礎(chǔ)上建設(shè)緊湊型聚變能實驗裝置( 、聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施 ( 到 2035 年建成聚變工程實驗堆，2050 年聚變工程建成聚變商業(yè)示范堆 中國的核聚變市場對高性能鎢合金、含鎢鉬的高熵合金等鎢制品的需求預(yù)計超過上萬噸。
鎢支撐聚變穩(wěn)態(tài)運行的核心壁材料 。 在 EAST 偏濾器材料演進過程中，鎢的引入與應(yīng)用具有關(guān)鍵的技術(shù)與戰(zhàn)略意義。隨著裝置實現(xiàn)由中等熱負荷向超高熱流密度運行的跨越，鎢成為偏濾器靶板材料體系中不可替代的核心。
在早期階段，EAST 使用摻雜石墨材料作為偏濾 器靶板，盡管其導(dǎo)熱性良好且經(jīng)濟可行，但 隨著 H&CD 功率的增長， EAST 可以在穩(wěn)態(tài)條件下產(chǎn)生偏濾器熱負荷超過 10MW/m 2的 ITER 型長脈沖 H 模等離子體 因此，熱排出能力為 2MW/m 2的石墨 PFC 不能滿足物理需求 。鎢的引入解決 了 這些關(guān)鍵限制。作為一種高熔點金屬（ 3422°C ），鎢具備極高的熱穩(wěn)定性與導(dǎo)熱性能，在高熱流條件下能有效防止表面熔化或結(jié)構(gòu)退化；在EAST 第二代鎢偏濾器中，鎢與銅合金（ CuCrZr ）通過熱等靜壓 HIP ）及熱徑向壓焊（ HRP ）技術(shù)實現(xiàn)穩(wěn)固結(jié)合，使偏濾器 具備 10MW/m 2級別的長期熱負荷承受能力，顯著延長了組件壽命并提高了放電穩(wěn)定性。隨后發(fā)展的平板 W/Cu 復(fù)合偏濾器進一步將熱流極限提升至 20MW/m 2，表面溫度控制在 900°C 左右，表現(xiàn)出優(yōu)異的熱疲勞與抗剝落性能。
鎢在偏濾器中的應(yīng)用不僅是材料性能升級的結(jié)果，更是聚變堆壁技術(shù)從碳基到金屬化轉(zhuǎn)型的里程碑。鎢的使用使 EAST 成功實現(xiàn)穩(wěn)態(tài) H 模長脈沖運行，為 ITER 和 CFETR等下一代裝置提供了關(guān)鍵的實驗驗證。鎢偏濾器的成功應(yīng)用標(biāo)志著我國在高熱負荷等離子體壁相互作用材料領(lǐng)域取得了實質(zhì)性突破，對實現(xiàn)未來可控核聚變能源的持續(xù)運行具有基礎(chǔ) 性支撐作用。