余姣姣 李軻

（國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南 鄭州 450000）

WC-Co硬質(zhì)合金專利分析

余姣姣 李軻

（國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南 鄭州 450000）

本文通過對(duì)WC-Co硬質(zhì)合金相關(guān)專利與非專利內(nèi)容的大量檢索與分析，從全球與區(qū)域?qū)＠暾?qǐng)發(fā)展趨勢、重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠植?、全球與國內(nèi)主要申請(qǐng)人等方面統(tǒng)計(jì)分析，給出WC-Co硬質(zhì)合金技術(shù)領(lǐng)域的專利研發(fā)建議。

硬質(zhì)合金；WC；Co；燒結(jié)；專利分析

硬質(zhì)合金是以高硬度、高彈性模量的難熔金屬間化合物（WC、TiC、NbC等）為基體，以過渡金屬（Fe、Co、Ni等）作為粘結(jié)劑，采用粉末冶金的方法制備復(fù)合材料，是粉末冶金領(lǐng)域中最重要、最典型的材料制品之一。硬質(zhì)合金綜合了硬質(zhì)相和粘結(jié)相的優(yōu)良性能，具有很高的硬度（80～94HRA）和耐磨性，尤其在高溫下仍能保持較高的硬度和強(qiáng)度［1］。因此，硬質(zhì)合金幾乎成為所有新技術(shù)領(lǐng)域和工業(yè)部門中不可缺少的結(jié)構(gòu)材料和工模具材料，在國防軍工及石材、金屬切削加工、礦山采掘等方面獲得了廣泛應(yīng)用，被譽(yù)為“工業(yè)的牙齒”［2，3］。

專利申請(qǐng)數(shù)量的變化對(duì)于科學(xué)地評(píng)價(jià)和預(yù)測專利技術(shù)發(fā)展、專利權(quán)人動(dòng)態(tài)變化具有極其重要的價(jià)值。人們通過對(duì)專利申請(qǐng)數(shù)量與時(shí)間的關(guān)系分析，發(fā)現(xiàn)專利技術(shù)在理論上具備技術(shù)引入期、技術(shù)發(fā)展期、技術(shù)成熟期和技術(shù)淘汰期4個(gè)階段的周期性變化。

對(duì)涉及WC-Co硬質(zhì)合金技術(shù)在全球及國內(nèi)專利庫進(jìn)行檢索，獲得2 761件相關(guān)專利申請(qǐng)，檢索截止日期2017年3月1日。下面從專利申請(qǐng)趨勢、重點(diǎn)技術(shù)主題和主要申請(qǐng)人4個(gè)方面，對(duì)檢索到的相關(guān)專利進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1 專利申請(qǐng)趨勢分析

由于申請(qǐng)人可以將一項(xiàng)專利技術(shù)內(nèi)容向多個(gè)國家或地區(qū)提出申請(qǐng)，而只要求本國在先申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，所以優(yōu)先權(quán)數(shù)量和申請(qǐng)數(shù)量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果是不同的。申請(qǐng)數(shù)量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果反映的是全球范圍專利申請(qǐng)的總體情況，優(yōu)先權(quán)數(shù)量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果反映的是全球范圍原創(chuàng)專利申請(qǐng)的情況。因此，通過全球范圍優(yōu)先權(quán)數(shù)量隨時(shí)間的變化來分析原創(chuàng)專利申請(qǐng)趨勢，通過各個(gè)區(qū)域的專利申請(qǐng)量與原創(chuàng)專利申請(qǐng)量來分析區(qū)域?qū)＠季帧?/p>

1.1 全球?qū)＠暾?qǐng)發(fā)展趨勢

專利數(shù)據(jù)庫所收錄的專利數(shù)據(jù)中，涉及WC-Co硬質(zhì)合金相關(guān)專利共2 761件。通過專利申請(qǐng)量隨時(shí)間變化的情況統(tǒng)計(jì)專利技術(shù)發(fā)展趨勢，如圖1所示。

從圖1可以看出，在長期的發(fā)展過程中，1973年以前處于技術(shù)引進(jìn)期，專利申請(qǐng)數(shù)量較少，每年保持在幾件到十幾件的水平。1974年以后，隨著對(duì)WC-Co硬質(zhì)合金的不斷研究，專利申請(qǐng)數(shù)量逐步增加，進(jìn)入技術(shù)發(fā)展期。一直持續(xù)到21世紀(jì)，專利申請(qǐng)數(shù)量呈波浪式增長，雖然個(gè)別年份（1978、1980、2003年）專利申請(qǐng)數(shù)量有所下降，但整體上仍呈快速發(fā)展態(tài)勢。特別是2003年以后，人們對(duì)WC-Co硬質(zhì)合金相關(guān)技術(shù)掌握更加深入，以及全球?qū)ζ涫袌鰸摿φJ(rèn)知度的不斷提升，專利申請(qǐng)數(shù)量達(dá)到歷史高峰。從專利申請(qǐng)數(shù)量的直觀表現(xiàn)可以推斷，從全球范圍來看，未來相當(dāng)長一段時(shí)間WC-Co硬質(zhì)合金技術(shù)仍然會(huì)受到持續(xù)關(guān)注。

圖1 全球?qū)＠暾?qǐng)量隨時(shí)間的變化

1.2 區(qū)域?qū)＠季址治?/p>

全球范圍內(nèi)涉及WC-Co硬質(zhì)合金相關(guān)專利中，申請(qǐng)量排名前10位的區(qū)域如圖2所示。從圖2可以看出，WC-Co硬質(zhì)合金相關(guān)專利申請(qǐng)量排名前三位分別是日本、中國、美國，尤其是日本，高居榜首，可見日本在該領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。德國、瑞典等歐洲國家，專利申請(qǐng)總量較大，需要引起重視。韓國、加拿大、澳大利亞在該領(lǐng)域也具有較高的申請(qǐng)量，但是排名相對(duì)靠后，說明其在WCCo硬質(zhì)合金的技術(shù)水平與日本等國有一定的差距。

圖2 全球范圍區(qū)域?qū)＠暾?qǐng)量排名

專利申請(qǐng)通常在申請(qǐng)人所在國家進(jìn)行申請(qǐng)，然后以該申請(qǐng)為優(yōu)先權(quán)基礎(chǔ)向他國提出申請(qǐng)。因此，按優(yōu)先權(quán)數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可以反映原創(chuàng)申請(qǐng)的區(qū)域?qū)＠植肌Ｈ蚍秶鷥?nèi)涉及WC-Co硬質(zhì)合金相關(guān)專利中，優(yōu)先權(quán)數(shù)量排名前10位的區(qū)域如圖3所示。從圖3可以看出，原創(chuàng)專利申請(qǐng)中仍然是日本、中國、美國的申請(qǐng)量較大，說明上述三國比較重視相關(guān)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用。德國、瑞典、英國等歐洲國家的原創(chuàng)申請(qǐng)量也較大，韓國、加拿大、澳大利亞的申請(qǐng)量較小。

2 重點(diǎn)技術(shù)主題專利分析

WC-Co硬質(zhì)合金重點(diǎn)技術(shù)主題主要包括以下6個(gè)方向：①硬質(zhì)相，主要包括TiC、TaC、NbC、CrC和VC等；②晶粒度，按粒度分級(jí)可分為粗晶、細(xì)晶、納米晶等；③表面處理，包括熱噴涂、沉積、磁控濺射、鍍覆等工藝；④燒結(jié)工藝，包括放電等離子燒結(jié)（SPS）、真空燒結(jié)、低壓燒結(jié)、微波燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)等；⑤梯度結(jié)構(gòu)，如功能梯度結(jié)構(gòu)材料等；⑥其他。由于一件申請(qǐng)可能涉及多個(gè)方向，因此各方向申請(qǐng)量的總和會(huì)超過專利總量。

圖3 全球范圍區(qū)域原創(chuàng)專利申請(qǐng)排名

全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫所收錄的專利數(shù)據(jù)中，涉及WC-Co硬質(zhì)合金相關(guān)專利共2 761件，在上述6個(gè)研究方向的重點(diǎn)技術(shù)主題申請(qǐng)量分布如圖4所示。

從圖4可以看出，全球范圍的相關(guān)專利申請(qǐng)中，大約53%涉及燒結(jié)工藝的改進(jìn)，居于首位，37%涉及硬質(zhì)相的專利申請(qǐng)，涉及晶粒度的專利申請(qǐng)為21%，上述三類屬于WC-Co硬質(zhì)合金的重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域，還有7%涉及表面處理，4%涉及梯度結(jié)構(gòu)，以及其他領(lǐng)域，也需要引起相關(guān)研究人員的關(guān)注。

圖4 全球相關(guān)專利申請(qǐng)的技術(shù)主題分布

3 主要申請(qǐng)人分析

3.1 全球主要申請(qǐng)人專利分析

全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫所收錄的2 761件相關(guān)專利申請(qǐng)中，專利申請(qǐng)量排名居前十位的專利權(quán)人如表1所示。從表1可以看出，前十位中有6家來自日本公司，特別是三菱公司，高居榜首，可見日本在該領(lǐng)域強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力。此外，瑞典的山特維克公司具有較高的申請(qǐng)量，其次還有中國的株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司、中南大學(xué)，以及美國的肯納金屬公司，都具有較強(qiáng)的技術(shù)水平。

表1 全球相關(guān)專利申請(qǐng)量排名

表2 國內(nèi)相關(guān)專利申請(qǐng)量排名

3.2 國內(nèi)主要申請(qǐng)人專利分析

國內(nèi)專利申請(qǐng)量排名居前10位的專利權(quán)人如表2所示。從表2可以看出，株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司、中南大學(xué)的專利申請(qǐng)量遙遙領(lǐng)先于國內(nèi)其他公司或科研院所，其次是北京工業(yè)大學(xué)，然后是浙江恒成硬質(zhì)合金有限公司，都具有一定的技術(shù)實(shí)力，其他申請(qǐng)人的申請(qǐng)量較小。可見在該領(lǐng)域，中國與世界其他國家還有不小的差距，需要加大研發(fā)投入。

4 結(jié)語

綜合以上分析可以看出，近幾年WC-Co硬質(zhì)合金專利申請(qǐng)量及申請(qǐng)量增速都保持在較高的水平，可以預(yù)見未來很長一段時(shí)間，該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量仍將高速增長。日本、中國及美國、德國與瑞典等歐洲國家，掌握著核心專利技術(shù)，處于領(lǐng)先地位，特別是日本的三菱材料株式會(huì)社、瑞典的山特維克知識(shí)產(chǎn)權(quán)股份有限公司、中國的株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司，具有強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力。重點(diǎn)研究領(lǐng)域包括燒結(jié)工藝、硬質(zhì)相、晶粒度等，需要引起相關(guān)研究人員的重視。

［1］張鳳林，王成勇，宋月賢.WC-Co硬質(zhì)合金的強(qiáng)韌化［J］.粉末冶金技術(shù)，2003（4）：236-240.

［2］葛啟錄，肖振聲，韓歡慶.高性能難熔材料在尖端領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展趨勢［J］.粉末冶金工業(yè)，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，碩士，研究實(shí)習(xí)員，研究方向：材料領(lǐng)域?qū)＠麑彶椋焕钶V（1987-），女，碩士，研究實(shí)習(xí)員，研究方向：材料領(lǐng)域?qū)＠麑彶椋ǖ韧诘谝蛔髡撸?/p>