中國粉體網(wǎng)訊 東睦新材料集團股份有限公司(以下簡稱:東睦新材料)是國內以粉末冶金機械零件生產為主業(yè)的上市公司,,目前已發(fā)展成為中國粉末冶金行業(yè)的龍頭企業(yè),,連續(xù)多年在國內粉末冶金行業(yè)中處于市場領先地位,在國際粉末冶金行業(yè)及相關市場也具備一定的品牌知名度,,是全球唯一一家粉末冶金壓制成形與金屬注射成形產業(yè)規(guī)模同時達到10億人民幣以上的企業(yè),。
圖片來源:東睦官網(wǎng)
東睦新材料所屬行業(yè)主要為新材料行業(yè)的子行業(yè)——粉末冶金行業(yè),公司主要業(yè)務分為粉末冶金壓制成形零件(PM),、金屬注射成形零件(MIM)和軟磁復合材料(SMC)三大板塊,,其中粉末冶金壓制成形工藝應用領域為:燃油汽車、新能源汽車,、高效節(jié)能家電,、電動工具等;金屬注射成形零件工藝應用領域為:汽車,、消費電子,、智能穿戴、醫(yī)療,、通訊,、衛(wèi)浴等;軟磁復合材料應用領域為:新能源汽車,、光伏,、電源、濾波器,、通訊,、電機等。
據(jù)東睦2020年年報,,詳細介紹了行業(yè)的格局現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,。
一、行業(yè)情況概述
粉末冶金是通過制取金屬或非金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料,,經過成形和燒結等工藝過程,,制造金屬材料、復合材料以及各種幾何構造制品的工藝技術,,與傳統(tǒng)工藝相比,,具有節(jié)能、節(jié)材,、節(jié)省勞動力,、環(huán)保、近凈成形,、個性化,、一致性好等優(yōu)勢,其優(yōu)點使它已成為解決新材料問題的鑰匙,,在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用,,屬于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的朝陽產業(yè),。
從粉末冶金產品行業(yè)的技術發(fā)展趨勢來看,我國粉末冶金產業(yè)未來的發(fā)展方向為:
1,、以金屬注射成形為代表的粉末冶金新型技術磅礴發(fā)展,,拓展了粉末冶金零件結構復雜度,,提高了粉末冶金制造效率,,擴大了粉末冶金產品的應用領域。
2,、通過提高粉末冶金壓制制品的密度,,彌補傳統(tǒng)粉末冶金制品的缺陷,擴大粉末冶金制品對傳統(tǒng)制造工藝的替代范圍,。當前,,一般企業(yè)粉末冶金制品的燒結密度為6.2~7.4g/cm3,而東睦股份已開發(fā)多種先進致密化技術,,可以把鐵基零件的密度全致密化,,大大提高了制品的服役性能。
3,、新的制備工藝的開發(fā),,進一步提高粉末冶金產品的一致性、強度,、精度和結構復雜度,,進一步提高粉末冶金產品制造效率,擴大其制造經濟性優(yōu)勢,,有利于產業(yè)結構升級,,有利于拓展粉末冶金的市場應用空間。
4,、為滿足輕量化和功能化要求,,通過發(fā)展合金化手段,豐富粉末冶金材質體系,,以進一步開發(fā)新的材料體系,,實現(xiàn)途徑為拓展鋁基合金、高強度不銹鋼,、鐵硅鋁(軟磁材料),、鈦合金等材質的粉末冶金制造技術。
二,、行業(yè)格局分析
從全球粉末冶金行業(yè)看,,主流技術方向為壓制成形(PM),已實現(xiàn)快速增長的技術方向為金屬注射成形(MIM),,潛在的新興技術方向為增材制造(AM),。
1 PM行業(yè)格局分析
根據(jù)相關數(shù)據(jù)表明,,2016年在全球用于粉末冶金的鐵粉中,南北美洲占44%,,歐洲占24%,,亞洲及大洋洲占32%�,!�2016-2020年中國粉末冶金制造行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及投資分析預測報告》(中意科創(chuàng)市場調查(北京)有限公司)報道:北美平均每輛汽車中使用粉末冶金制品的重量達到了18.6kg,,與之相對應的歐洲則為7.2kg,日本為8kg,,中國約4.5kg,,汽車工業(yè)仍然是粉末冶金行業(yè)最關注的產業(yè)和最大潛力市場。
中國粉末冶金行業(yè)在高速發(fā)展的中國經濟的帶動下,,不斷向前發(fā)展,。2015年,中國機協(xié)粉末冶金協(xié)會統(tǒng)計的行業(yè)產量達到17.81萬噸,,2016年達到18.45萬噸,,在經歷了2015-2016年的產品結構調整后,2018年產量超過20.00萬噸,。中國粉末冶金行業(yè)規(guī)模不斷擴大,,產品結構更趨合理,中國的粉末冶金行業(yè)已經成為全球粉末冶金行業(yè)一支重要的力量,,從鐵粉使用量來看,,與歐洲的差距越來越小。
隨著粉末冶金技術的不斷提升,,粉末冶金產品的應用領域在不斷向高端市場拓展,,只有跨越了技術和資本的雙“門檻”,從注重“量”的增長逐漸向注重“質”的增長轉變,,才能實現(xiàn)粉末冶金行業(yè)的產品升級和結構調整,,以適應新時代高質量的發(fā)展要求。
在中國,,多數(shù)的國內粉末冶金企業(yè)在低端產品市場通過激烈的價格競爭爭取生存空間,,然而在粉末冶金高端市場,只有少數(shù)國內企業(yè)與多家國外企業(yè)或外資在華獨資企業(yè)競爭,,中國的粉末冶金產業(yè)呈現(xiàn)出較明顯的結構性產能過剩狀況,。
2 MIM行業(yè)格局分析
從MIM全行業(yè)而言,在資本熱情和關鍵客戶有目的培育的雙重作用下,,2020年規(guī)�,;偁幹黧w進一步增加,行業(yè)產能增量顯著超越業(yè)務增量,。折疊屏手機成為熱點,,圍繞其所提出的折疊轉軸部件減重和耐用要求,,東睦投入開發(fā)低密度高強度鋼和超高強度鋼等MIM新材料,并取得階段性結果,。同時,,針對智能穿戴產品高外觀要求的殼體部件,通過特殊設計的粉末冶金燒結工藝,,開發(fā)了高致密化程度的增強型無磁MIM新材料,,制品的壓潰強度超過鍛壓材料,外觀質量達到客戶要求,。
2019年中國金屬注射成形產業(yè)的平均增長率約為18%,,其中龍頭企業(yè)上海富馳與常州精研對行業(yè)增長的貢獻率達70%,。以銷售額為基準應用領域占比:智能手機約60%,,其它3C領域約13%,汽車部件約10%,,工具及五金11%,,醫(yī)療制品約4%,其它領域2%,。與傳統(tǒng)粉末冶金不同,,家電領域對MIM工藝的應用非常少,通常不列入應用分類中,。MIM產業(yè)規(guī)�,;瘧玫牟牧掀贩N仍然以不銹鋼為主,占比約為70%,,低合金鋼約為21%,,鈷基合金6%,鎢基合金約2%,,此外還有少量的鈦,、銅、鋁合金及硬質合金等其它材料,。
全球MIM產業(yè)在應用領域分布上各個地區(qū)有自己的特色,。按2018年的估計,美國MIM產業(yè)的應用分布(以產品重量計)如下:醫(yī)療制品約30%,,汽車部件11%,,輕武器產品33%,通用工業(yè)品12%,,3C領域7%,,其它應用7%。對于歐洲地區(qū),,根據(jù)2017年EPMA的調查結果,,汽車行業(yè)的應用約占歐洲MIM產值的40%以上,,其他主要應用領域還包括消費品、輕武器,、醫(yī)療器械,、建筑、電動工具和工具等,。
3 SMC行業(yè)格局分析
軟磁金屬粉芯(SMC)是采用金屬或合金軟磁材料制成的粉末,,通過特殊的工藝壓制而成的一種具有良好綜合性能的新型軟磁復合材料,它既保留了金屬軟磁和鐵氧體軟磁的一些優(yōu)良特性,,同時又最大限度地克服了它們的某些缺陷,,使得金屬磁粉芯磁導率較小但線性度好、飽和磁密較高,,工作頻率范圍較寬,,這對于電力電子產品向高精度、高靈敏度,,高功率密度和小型化方向發(fā)展具有極為重要的意義,,其在全球需求的增長速度超過了任何其他軟磁材料,全球磁芯需求總量
預計超過10億只以上,,國內每年進口總量在2億只以上,。
在20世紀末之前,軟磁金屬粉芯基本上都是美國產品壟斷了世界市場,,其他工業(yè)化國家如日本,、德國等也具有相當規(guī)模,21世紀初韓國產品有了快速的成長,,特別是韓國昌星電子(CSC)在合金磁粉芯領域甚至超過了美磁(Magnetics),。在過去的20多年,我國的金屬磁粉芯也有了快速的發(fā)展,,特別是隨著新能源和新能源汽車的快速發(fā)展,,我國多家企業(yè)也開始了金屬磁粉芯的研制工作,,產品質量和生產規(guī)模大大提升,與國際上的差距也大大縮小。
鐵硅鋁和超級鐵硅鋁合金粉芯作為高性價比金屬磁粉芯,,國內廠商已經完全取代國際同行,,并廣泛應用于新能源光伏逆變器,,UPS電源,,充電樁,高端家用電器等領域,。在高性能金屬磁粉芯領域如鐵鎳合金系列,,全球市場主要由美磁,昌星和東睦科達等少數(shù)幾家生產廠商占有,主要應用于服務器電源,,鈦金級開關電源,,5G通信電源,車載電源等領域,。隨著碳化硅和氮化鎵技術的發(fā)展,,電力電子向高頻化發(fā)展有了進一步提升空間,這對金屬磁粉芯的高頻特性提出更高的要求,,也為金屬磁粉芯在某些應用場景下取代鐵氧體提供了更多的可能性,,下一代高頻低損耗金屬磁粉芯是SMC行業(yè)新的增長點。
三,、行業(yè)的發(fā)展趨勢分析
2017年,,美國粉末冶金工業(yè)聯(lián)合會更新了《2017 PM INDUSTRY ROADMAP》(粉末冶金工業(yè)路線圖),對未來的粉末冶金市場作了分析,。指出,,未來10年粉末冶金行業(yè)的增長機會包括能源、航空航天,、醫(yī)療/牙科,、電工合金以及磁性材料,、國防,、工業(yè)和消費產品等行業(yè)。粉末冶金行業(yè)在提升性能,、減輕重量等方面能夠發(fā)揮較大的作用,,新能源產業(yè)將成為粉末冶金行業(yè)的新市場和新應用領域,人口老齡化將繼續(xù)提升醫(yī)療行業(yè)中粉末冶金產品的應用范圍,。全球經濟的發(fā)展和生活水平的提升將促進對粉末冶金零部件在消費品中的應用,。
輕量化技術是節(jié)能減排的重要手段,采用輕質高強度材料和輕量化結構設計是實現(xiàn)輕量化的兩大措施,。粉末冶金工藝具有節(jié)能省材的特點,,是節(jié)能減排的綠色生產技術。輕質材料的代表是鋁基,、鈦基,、鎂基材料,其中鋁合金是目前最具應用前景的,,燒結鋁合金零件將鋁合金的輕質和粉末冶金的低碳兩大優(yōu)勢相結合,,可取代部分鐵基零件,已經在汽車輕量化應用上大顯身手,。在一些高端運用上,,鎂基零件也已有所使用,隨著技術進步,結構的復雜性促使其粉末冶金制造工藝也將逐步推廣,。
MIM是結合了粉末冶金壓制成形與塑料注射成形兩大技術優(yōu)點的先進成形技術,,突破了金屬粉末模壓成形工藝在產品形狀上的限制,同時利用塑料注射成形技術的優(yōu)點,,能大批量,、高效率地生產具有高復雜度、高精度,、高強度,、外觀精美、微小型規(guī)格的精密結構零部件,。MIM相對壓制成形而言,,在小微型零件中,其相對密度,、三維設計等方面具有一定的比較優(yōu)勢,。在全球范圍內,MIM工藝已廣泛應用于汽車,、電子產品,、醫(yī)療器械、消費品等諸多領域,。然而,,世界各地MIM應用結構有明顯差異:MIM工藝在亞洲市場主要用于電子產品行業(yè),在北美市場主要用于醫(yī)療器械等領域,,在歐洲市場則更加偏重于汽車與消費品行業(yè),。
軟磁復合材料(SMC)是一種新型磁性材料,因其具有高飽和磁感應強度,、低損耗的特點,,被譽為“第四代”軟磁材料,在高頻電機,、大功率高頻開關電源變壓器,、高頻大功率儲能電感器等方面具有巨大的應用優(yōu)勢和廣闊的市場前景。當前,,軟磁復合材料產業(yè)正處于行業(yè)爆發(fā)前夜,,世界各國紛紛投入巨大精力,加大對金屬磁粉芯軟磁的研究開發(fā)及示范應用力度,。隨著電子技術的不斷進步,,市場對于具有較高磁感強度、在大電流工作條件下不易飽和的金屬磁粉芯的需求在不斷增長,。電動汽車為粉末冶金的創(chuàng)新設計提供了機會,。例如,軟磁復合磁芯可用于主驅動電機和用于油泵和冷卻泵的電機。
粉末冶金與高分子材料的復合技術賦予了粉末冶金新的發(fā)展活力,。將粉末冶金制品與橡膠或塑料結合可在減振降噪領域發(fā)揮作用,,如粉末冶金包膠鏈輪應用在發(fā)動機VVT系統(tǒng)中可降低噪音,粉末冶金包膠齒輪應用在3缸發(fā)動機平衡軸系統(tǒng)中可減少發(fā)動機振動,。在粉末冶金制品上連接塑料材質的齒輪,,可實現(xiàn)其在載荷較小且要求降噪的領域應用。
為了提高粉末冶金制品的耐磨性,、耐蝕性,熱噴涂,、靜電噴涂、化學鍍,、物理氣相沉積等表面處理技術將被采用,。在粉末冶金制品表面噴涂厚度約十幾個微米的有機或無機涂層,可將粉末冶金制品的耐鹽霧腐蝕時間延長到500至1000小時,。在要求減摩的場合,,通過物理氣相沉積(PVD)技術在粉末冶金制品表面制備一層厚度約幾微米的固體潤滑膜,可顯著降低摩擦系數(shù),,起到減摩的作用,。在粉末冶金制品表面化學鍍一層厚度均勻的鎳磷合金膜,由于鎳磷合金硬度高且其為非
晶態(tài)結構,,可同時起到耐蝕和耐磨的作用,,從而進一步拓展粉末冶金在耐蝕耐磨領域的應用。
中國粉末冶金與發(fā)達國家相比,,雖然在技術水平上仍有一定差距,,但是隨著近年粉末冶金技術在新興領域的運用,如5G通信,、新能源,使得中國在這方面已經走在世界的前列,。中國未來粉末冶金發(fā)展方向仍然將是圍繞產業(yè)升級,、進口替代和高質量發(fā)展要求,不斷開發(fā)和儲備新技術新工藝,,并借助精益的自動化制造技術,,適應節(jié)能環(huán)保的新時代要求,并朝著致密化,、高精度,、高密度、結構復雜,、組件,、提高磁電性能等方向發(fā)展。隨著新技術、新工藝,、新能源的涌現(xiàn)和突破,,諸如注射成形、粉末鍛造,、鏈輪包膠,、粉末釬焊等技術突破,粉末冶金的產品運用領域不斷涌現(xiàn),,市場空間不斷拓展,。
資料來源:
【1】東睦股份2020年年度報告.
【2】東睦新材料集團有限公司官方網(wǎng)站.
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀)
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