使用石墨雕铣机加工石墨模具的前景如何

碳素材料具有电和热的良传导性、电特性、润滑性、高温特性、耐化学腐蚀性、耐热性、耐高温热剥落性、电化学性能等基本特性。碳素尤其是特种石墨已经成为现代工业不可或缺的重要物料和工业材料，依靠其固有特性，经常以基础原料、模具、用具、部件、构件以及结构材料等形式被广泛应用在各种行业不同环境、不同生产条件的工业产品制造过程。碳素行业是一个非常多元化的产业，既有传统工业的基础，又具备高技术、高科技发展的机遇和空间，行业发展前景长期向好。同时，碳素行业也是对石化和煤化工行业的废渣进行深加工再利用，是一项能源二次利用、符合循环经济理念的产业。

（1）电火花加工对特种石墨的需求稳定增长

电火花加工的主要优势在于能适用于难切削材料的加工，工具电极与工件不接触，两者间作用力很小，适用于加工特殊及复杂形状的零件。在电火花加工工艺中，作为阳极的工具电极可以使用铜质材料，也可使用石墨材料。石墨电极与铜电极相比具有比铜轻，密度只有铜的 20%、易加工、切削加工不易产生应力及热变形、熔点在 3,000℃以上时热膨胀系数小的特点。

在特种石墨的需求结构中，电火花加工占比约 15%，是需求量最大的下游用户之一。电火花加工石墨产品中使用高档石墨约为 25%，使用中低档石墨约为 75%。

（2）核安全加快石墨材料在核电中的应用

日本福岛核事故引发核电危机，核安全成为未来核电发展的关键因素。欧洲一些国家放缓或停止了核电站的建设，德国甚至宣布 2020 年关闭核电站，我国也在重新审视核电发展的规划。但从长期看，核电依然是发电效率最高、最有前途的发电机组，我国大力发展核电的长期规划没有改变。在核电建设中，核安全是首位。高温气冷堆是国际核能界公认的目前安全性最高的新型核反应堆，是未来核电装置的发展趋势。

石墨是中子的慢化剂和优良的反射剂，其自身很多优良特性确立了它在核工业领域中关键材料之一。在高温气冷堆中，炭材料是不可缺少的减速材料、反射材料和结构材料。高温气冷堆需要大量的高级石墨材料，可以说没有核石墨材料就无法建成高温气冷堆。在高温气冷堆中由于用氦气作为冷却剂，用碳素及陶瓷材料作为燃料的包覆材料，用石墨或炭质材料作为减速材料和炉芯结构材料，可以把接近 1,000℃的高温气体导出反应堆外作为能源使用。国际上已经建立了多座开发研究用高温气冷堆。此外，核石墨可以用来制作热结构件，各向同性炭石墨材料用于制作石墨球、堆芯材料、电极等核石墨制品。

（3）其他需求：模具、连铸和人造金刚石石墨增长潜力不容忽视 ）其他需求：模具、连铸和人造金刚石石墨增长潜力不容忽视

我国用于制造模具和连铸的石墨数量较大，石墨模具和连铸用各类石墨约占总需求量 26%。机械工业中的铸造行业大量使用石墨材料作为加压铸造、离心铸造、超硬合金的热挤压等加工模具。生产大规格的纯铜、青铜、黄铜等主要采用连铸的方法，其中对产品质量起着至关重要影响的结晶器就是用等静压石墨材料制成的。由于等静压石墨在热传导、热稳定、自润滑、抗浸润及化学惰性等方面具有良好的性能，使之成为制作结晶器不可替代的材料。等静压石墨还用于制作金刚石工具和硬质合金的烧结模具，光纤拉丝机的热场部件（加热器、保温筒等），真空热处理炉的热场部件（加热器、承载框等），以及精密石墨热交换器、机械密封部件、活塞环、轴承、火箭喷嘴等。



5、行业发展的有利因素及面临的风险因素

进入 21 世纪以来，国际上产业结构有了新的调整，以信息、生物、航空航天、海洋开发以及新材料和新能源为主的高技术和新材料产业逐渐发展壮大。特种石墨与微电子及信息技术、新材料技术、生物技术、航空航天、原子能、高温材料等均有密切的关系。当前化工、能源、轻工、冶金、建材等传统产业将不断引入新技术和使用材料，进行产业升级和技术革新，许多都与特种石墨深加工产品密切相关。可以说特种石墨深加工产业发展有了新的机遇。

从特种石墨各种技术发展看，特种石墨将越来越被广泛应用到新能源汽车、航天航空、核电及军工等高新技术领域，成为支撑高新技术发展的重要战略资源。新的科学发现和科技成果使我们完全相信在未来科技发展中，特种石墨将是不可替代的战略资源之一。

6、行业的竞争格局

（1）国际行业竞争和市场特点

目前，国内外碳素企业众多，行业已经高度市场化。世界范围内碳素行业集中度较高，主要集中在德国、美国、日本、法国、中国及印度，但各国主流石墨制品均为石墨电极，特种石墨产品占比相对较小。

德国、美国、日本、法国的特种石墨产品以等静压石墨为主，上述四国拥有先进的等静压石墨生产技术，拥有较强的技术优势。由于长期以来受德国、美国、日本、法国在等静压石墨工艺技术和设备技术方面的壁垒的限制，国内等静压石墨产量较少，基本依赖进口。

与国外同类产品相比，我国产品虽然性能略有差异，但由于成本与价格较低，产品性价比优势明显，与国外产品竞争时具有一定的性价比优势。

（2）国内特种石墨行业竞争和市场特点

1）整体规模偏小

同传统碳素材料相比，特种石墨生产工艺技术含量较高，对生产技术、设备能力及工艺装备水平有较高的要求。现阶段，我国特种石墨行业呈现“金字塔”型分布，工艺和技术水平先进，具有一定自主研发能力、实现生产规模化的企业较少。全国从事特种石墨生产的企业仅几十家，大部分企业规模较小，技术落后或者不具备完整工序，具备完整工序、产能普遍规模较小，导致大多数企业难以形成很强的市场竞争力。

2）产品结构不合理

目前国内碳素产品仍以传统碳素材料为主，其中大部分产品为石墨电极，特种石墨占比较小，由于长期以来受其他国家工艺技术和设备技术壁垒，国内大部分企业只能生产中粗石墨或细颗粒石墨，等静压石墨则 80%的需求量依赖进口。

3）多数企业缺乏核心竞争力

特种石墨行业内的绝大多数企业科研投入较低，自主开发和创新能力较弱，缺乏具有先进水平的核心技术，缺乏研发试验手段。行业中只有少数骨干企业具有较强的自主研发能力。

4）部分特种石墨行业领先企业快速发展

近年来，特种石墨行业的迅速发展，给行业内领先企业带来了快速成长的机遇。行业领先企业凭借技术和管理优势逐步形成强势品牌，占据了稳定的市场份额。