WC-Co硬质合金专利分析

余姣姣 李轲

（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南 郑州 450000）

WC-Co硬质合金专利分析

余姣姣 李轲

（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南 郑州 450000）

本文通过对WC-Co硬质合金相关专利与非专利内容的大量检索与分析，从全球与区域专利申请发展趋势、重点技术领域专利分布、全球与国内主要申请人等方面统计分析，给出WC-Co硬质合金技术领域的专利研发建议。

硬质合金；WC；Co；烧结；专利分析

硬质合金是以高硬度、高弹性模量的难熔金属间化合物（WC、TiC、NbC等）为基体，以过渡金属（Fe、Co、Ni等）作为粘结剂，采用粉末冶金的方法制备复合材料，是粉末冶金领域中最重要、最典型的材料制品之一。硬质合金综合了硬质相和粘结相的优良性能，具有很高的硬度（80～94HRA）和耐磨性，尤其在高温下仍能保持较高的硬度和强度［1］。因此，硬质合金几乎成为所有新技术领域和工业部门中不可缺少的结构材料和工模具材料，在国防军工及石材、金属切削加工、矿山采掘等方面获得了广泛应用，被誉为“工业的牙齿”［2，3］。

专利申请数量的变化对于科学地评价和预测专利技术发展、专利权人动态变化具有极其重要的价值。人们通过对专利申请数量与时间的关系分析，发现专利技术在理论上具备技术引入期、技术发展期、技术成熟期和技术淘汰期4个阶段的周期性变化。

对涉及WC-Co硬质合金技术在全球及国内专利库进行检索，获得2 761件相关专利申请，检索截止日期2017年3月1日。下面从专利申请趋势、重点技术主题和主要申请人4个方面，对检索到的相关专利进行统计分析。

1 专利申请趋势分析

由于申请人可以将一项专利技术内容向多个国家或地区提出申请，而只要求本国在先申请的优先权，所以优先权数量和申请数量的统计结果是不同的。申请数量的统计结果反映的是全球范围专利申请的总体情况，优先权数量的统计结果反映的是全球范围原创专利申请的情况。因此，通过全球范围优先权数量随时间的变化来分析原创专利申请趋势，通过各个区域的专利申请量与原创专利申请量来分析区域专利布局。

1.1 全球专利申请发展趋势

专利数据库所收录的专利数据中，涉及WC-Co硬质合金相关专利共2 761件。通过专利申请量随时间变化的情况统计专利技术发展趋势，如图1所示。

从图1可以看出，在长期的发展过程中，1973年以前处于技术引进期，专利申请数量较少，每年保持在几件到十几件的水平。1974年以后，随着对WC-Co硬质合金的不断研究，专利申请数量逐步增加，进入技术发展期。一直持续到21世纪，专利申请数量呈波浪式增长，虽然个别年份（1978、1980、2003年）专利申请数量有所下降，但整体上仍呈快速发展态势。特别是2003年以后，人们对WC-Co硬质合金相关技术掌握更加深入，以及全球对其市场潜力认知度的不断提升，专利申请数量达到历史高峰。从专利申请数量的直观表现可以推断，从全球范围来看，未来相当长一段时间WC-Co硬质合金技术仍然会受到持续关注。

图1 全球专利申请量随时间的变化

1.2 区域专利布局分析

全球范围内涉及WC-Co硬质合金相关专利中，申请量排名前10位的区域如图2所示。从图2可以看出，WC-Co硬质合金相关专利申请量排名前三位分别是日本、中国、美国，尤其是日本，高居榜首，可见日本在该领域的领先地位。德国、瑞典等欧洲国家，专利申请总量较大，需要引起重视。韩国、加拿大、澳大利亚在该领域也具有较高的申请量，但是排名相对靠后，说明其在WCCo硬质合金的技术水平与日本等国有一定的差距。

图2 全球范围区域专利申请量排名

专利申请通常在申请人所在国家进行申请，然后以该申请为优先权基础向他国提出申请。因此，按优先权数量进行统计可以反映原创申请的区域专利分布。全球范围内涉及WC-Co硬质合金相关专利中，优先权数量排名前10位的区域如图3所示。从图3可以看出，原创专利申请中仍然是日本、中国、美国的申请量较大，说明上述三国比较重视相关技术的开发与应用。德国、瑞典、英国等欧洲国家的原创申请量也较大，韩国、加拿大、澳大利亚的申请量较小。

2 重点技术主题专利分析

WC-Co硬质合金重点技术主题主要包括以下6个方向：①硬质相，主要包括TiC、TaC、NbC、CrC和VC等；②晶粒度，按粒度分级可分为粗晶、细晶、纳米晶等；③表面处理，包括热喷涂、沉积、磁控溅射、镀覆等工艺；④烧结工艺，包括放电等离子烧结（SPS）、真空烧结、低压烧结、微波烧结和热等静压烧结等；⑤梯度结构，如功能梯度结构材料等；⑥其他。由于一件申请可能涉及多个方向，因此各方向申请量的总和会超过专利总量。

图3 全球范围区域原创专利申请排名

全球专利数据库所收录的专利数据中，涉及WC-Co硬质合金相关专利共2 761件，在上述6个研究方向的重点技术主题申请量分布如图4所示。

从图4可以看出，全球范围的相关专利申请中，大约53%涉及烧结工艺的改进，居于首位，37%涉及硬质相的专利申请，涉及晶粒度的专利申请为21%，上述三类属于WC-Co硬质合金的重点技术领域，还有7%涉及表面处理，4%涉及梯度结构，以及其他领域，也需要引起相关研究人员的关注。

图4 全球相关专利申请的技术主题分布

3 主要申请人分析

3.1 全球主要申请人专利分析

全球专利数据库所收录的2 761件相关专利申请中，专利申请量排名居前十位的专利权人如表1所示。从表1可以看出，前十位中有6家来自日本公司，特别是三菱公司，高居榜首，可见日本在该领域强大的研发实力。此外，瑞典的山特维克公司具有较高的申请量，其次还有中国的株洲硬质合金集团有限公司、中南大学，以及美国的肯纳金属公司，都具有较强的技术水平。

表1 全球相关专利申请量排名

表2 国内相关专利申请量排名

3.2 国内主要申请人专利分析

国内专利申请量排名居前10位的专利权人如表2所示。从表2可以看出，株洲硬质合金集团有限公司、中南大学的专利申请量遥遥领先于国内其他公司或科研院所，其次是北京工业大学，然后是浙江恒成硬质合金有限公司，都具有一定的技术实力，其他申请人的申请量较小。可见在该领域，中国与世界其他国家还有不小的差距，需要加大研发投入。

4 结语

综合以上分析可以看出，近几年WC-Co硬质合金专利申请量及申请量增速都保持在较高的水平，可以预见未来很长一段时间，该领域的专利申请量仍将高速增长。日本、中国及美国、德国与瑞典等欧洲国家，掌握着核心专利技术，处于领先地位，特别是日本的三菱材料株式会社、瑞典的山特维克知识产权股份有限公司、中国的株洲硬质合金集团有限公司，具有强大的技术实力。重点研究领域包括烧结工艺、硬质相、晶粒度等，需要引起相关研究人员的重视。

［1］张凤林，王成勇，宋月贤.WC-Co硬质合金的强韧化［J］.粉末冶金技术，2003（4）：236-240.

［2］葛启录，肖振声，韩欢庆.高性能难熔材料在尖端领域的应用与发展趋势［J］.粉末冶金工业，2000（1）：7-13.

［3］P Fan，ZZ Fang，J Guo.A review of liquid phase migration and methods for fabrication of functionally graded cemented tungsten carbide.Int［J］.International Journal of Refractory Metals and Hard Materials，2013（36）：2-9.

The Patents Analysis of WC-Co Cemented Carbide

Yu JiaojiaoLi Ke
（Patent Examination Cooperation Center of the Patent Office，SIPO，Zhengzhou Henan 450000）

After a lot of searches and analysis of WC-Co cemented carbide patent and non-patent,through statistical analysis of patent applications,applications,and key technologies field of international patents about WC-Co cemented carbide,this paper gave some constructive suggestions.

cemented carbide；tungsten carbide；cobalt；sinter；patents analysis

TG135

A

1003-5168（2017）05-0134-03

2017-04-16

余姣姣（1989-），男，硕士，研究实习员，研究方向：材料领域专利审查；李轲（1987-），女，硕士，研究实习员，研究方向：材料领域专利审查（等同于第一作者）。