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        【原創(chuàng)】龍頭企業(yè)指路:粉末冶金行業(yè)如何行穩(wěn)致遠(yuǎn)?


        來(lái)源:中國(guó)粉體網(wǎng)   星耀

        [導(dǎo)讀]  據(jù)東睦2020年年報(bào),詳細(xì)介紹了行業(yè)的格局現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。

        中國(guó)粉體網(wǎng)訊  東睦新材料集團(tuán)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱:東睦新材料)是國(guó)內(nèi)以粉末冶金機(jī)械零件生產(chǎn)為主業(yè)的上市公司,目前已發(fā)展成為中國(guó)粉末冶金行業(yè)的龍頭企業(yè),連續(xù)多年在國(guó)內(nèi)粉末冶金行業(yè)中處于市場(chǎng)領(lǐng)先地位,在國(guó)際粉末冶金行業(yè)及相關(guān)市場(chǎng)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(chǎn)業(yè)規(guī)模同時(shí)達(dá)到10億人民幣以上的企業(yè)。


         

        圖片來(lái)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(wù)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(fù)合材料(SMC)三大板塊,其中粉末冶金壓制成形工藝應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋喝加推、新能源汽車、高效?jié)能家電、電動(dòng)工具等;金屬注射成形零件工藝應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋浩、消費(fèi)電子、智能穿戴、醫(yī)療、通訊、衛(wèi)浴等;軟磁復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋盒履茉雌、光伏、電源、濾波器、通訊、電機(jī)等。


        據(jù)東睦2020年年報(bào),詳細(xì)介紹了行業(yè)的格局現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。


        一、行業(yè)情況概述


        粉末冶金是通過(guò)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(jīng)過(guò)成形和燒結(jié)等工藝過(guò)程,制造金屬材料、復(fù)合材料以及各種幾何構(gòu)造制品的工藝技術(shù),與傳統(tǒng)工藝相比,具有節(jié)能、節(jié)材、節(jié)省勞動(dòng)力、環(huán)保、近凈成形、個(gè)性化、一致性好等優(yōu)勢(shì),其優(yōu)點(diǎn)使它已成為解決新材料問(wèn)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(yáng)產(chǎn)業(yè)。


        從粉末冶金產(chǎn)品行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,我國(guó)粉末冶金產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向?yàn)椋?/p>


        1、以金屬注射成形為代表的粉末冶金新型技術(shù)磅礴發(fā)展,拓展了粉末冶金零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜度,提高了粉末冶金制造效率,擴(kuò)大了粉末冶金產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。


        2、通過(guò)提高粉末冶金壓制制品的密度,彌補(bǔ)傳統(tǒng)粉末冶金制品的缺陷,擴(kuò)大粉末冶金制品對(duì)傳統(tǒng)制造工藝的替代范圍。當(dāng)前,一般企業(yè)粉末冶金制品的燒結(jié)密度為6.2~7.4g/cm3,而東睦股份已開(kāi)發(fā)多種先進(jìn)致密化技術(shù),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(kāi)發(fā),進(jìn)一步提高粉末冶金產(chǎn)品的一致性、強(qiáng)度、精度和結(jié)構(gòu)復(fù)雜度,進(jìn)一步提高粉末冶金產(chǎn)品制造效率,擴(kuò)大其制造經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì),有利于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí),有利于拓展粉末冶金的市場(chǎng)應(yīng)用空間。


        4、為滿足輕量化和功能化要求,通過(guò)發(fā)展合金化手段,豐富粉末冶金材質(zhì)體系,以進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新的材料體系,實(shí)現(xiàn)途徑為拓展鋁基合金、高強(qiáng)度不銹鋼、鐵硅鋁(軟磁材料)、鈦合金等材質(zhì)的粉末冶金制造技術(shù)。


        二、行業(yè)格局分析


        從全球粉末冶金行業(yè)看,主流技術(shù)方向?yàn)閴褐瞥尚危≒M),已實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)的技術(shù)方向?yàn)榻饘僮⑸涑尚危∕IM),潛在的新興技術(shù)方向?yàn)樵霾闹圃欤ˋM)。


        1 PM行業(yè)格局分析


        根據(jù)相關(guān)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(guó)粉末冶金制造行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及投資分析預(yù)測(cè)報(bào)告》(中意科創(chuàng)市場(chǎng)調(diào)查(北京)有限公司)報(bào)道:北美平均每輛汽車中使用粉末冶金制品的重量達(dá)到了18.6kg,與之相對(duì)應(yīng)的歐洲則為7.2kg,日本為8kg,中國(guó)約4.5kg,汽車工業(yè)仍然是粉末冶金行業(yè)最關(guān)注的產(chǎn)業(yè)和最大潛力市場(chǎng)。


        中國(guó)粉末冶金行業(yè)在高速發(fā)展的中國(guó)經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)下,不斷向前發(fā)展。2015年,中國(guó)機(jī)協(xié)粉末冶金協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)的行業(yè)產(chǎn)量達(dá)到17.81萬(wàn)噸,2016年達(dá)到18.45萬(wàn)噸,在經(jīng)歷了2015-2016年的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整后,2018年產(chǎn)量超過(guò)20.00萬(wàn)噸。中國(guó)粉末冶金行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更趨合理,中國(guó)的粉末冶金行業(yè)已經(jīng)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(lái)看,與歐洲的差距越來(lái)越小。


        隨著粉末冶金技術(shù)的不斷提升,粉末冶金產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷向高端市場(chǎng)拓展,只有跨越了技術(shù)和資本的雙“門(mén)檻”,從注重“量”的增長(zhǎng)逐漸向注重“質(zhì)”的增長(zhǎng)轉(zhuǎn)變,才能實(shí)現(xiàn)粉末冶金行業(yè)的產(chǎn)品升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整,以適應(yīng)新時(shí)代高質(zhì)量的發(fā)展要求。


        在中國(guó),多數(shù)的國(guó)內(nèi)粉末冶金企業(yè)在低端產(chǎn)品市場(chǎng)通過(guò)激烈的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)取生存空間,然而在粉末冶金高端市場(chǎng),只有少數(shù)國(guó)內(nèi)企業(yè)與多家國(guó)外企業(yè)或外資在華獨(dú)資企業(yè)競(jìng)爭(zhēng),中國(guó)的粉末冶金產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出較明顯的結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過(guò)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(guān)鍵客戶有目的培育的雙重作用下,2020年規(guī);(jìng)爭(zhēng)主體進(jìn)一步增加,行業(yè)產(chǎn)能增量顯著超越業(yè)務(wù)增量。折疊屏手機(jī)成為熱點(diǎn),圍繞其所提出的折疊轉(zhuǎn)軸部件減重和耐用要求,東睦投入開(kāi)發(fā)低密度高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼等MIM新材料,并取得階段性結(jié)果。同時(shí),針對(duì)智能穿戴產(chǎn)品高外觀要求的殼體部件,通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的粉末冶金燒結(jié)工藝,開(kāi)發(fā)了高致密化程度的增強(qiáng)型無(wú)磁MIM新材料,制品的壓潰強(qiáng)度超過(guò)鍛壓材料,外觀質(zhì)量達(dá)到客戶要求。


        2019年中國(guó)金屬注射成形產(chǎn)業(yè)的平均增長(zhǎng)率約為18%,其中龍頭企業(yè)上海富馳與常州精研對(duì)行業(yè)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率達(dá)70%。以銷售額為基準(zhǔn)應(yīng)用領(lǐng)域占比:智能手機(jī)約60%,其它3C領(lǐng)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(lǐng)域2%。與傳統(tǒng)粉末冶金不同,家電領(lǐng)域?qū)IM工藝的應(yīng)用非常少,通常不列入應(yīng)用分類中。MIM產(chǎn)業(yè)規(guī);瘧(yīng)用的材料品種仍然以不銹鋼為主,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(zhì)合金等其它材料。


        全球MIM產(chǎn)業(yè)在應(yīng)用領(lǐng)域分布上各個(gè)地區(qū)有自己的特色。按2018年的估計(jì),美國(guó)MIM產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用分布(以產(chǎn)品重量計(jì))如下:醫(yī)療制品約30%,汽車部件11%,輕武器產(chǎn)品33%,通用工業(yè)品12%,3C領(lǐng)域7%,其它應(yīng)用7%。對(duì)于歐洲地區(qū),根據(jù)2017年EPMA的調(diào)查結(jié)果,汽車行業(yè)的應(yīng)用約占?xì)W洲MIM產(chǎn)值的40%以上,其他主要應(yīng)用領(lǐng)域還包括消費(fèi)品、輕武器、醫(yī)療器械、建筑、電動(dòng)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(guò)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(fù)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(shí)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(dǎo)率較小但線性度好、飽和磁密較高,工作頻率范圍較寬,這對(duì)于電力電子產(chǎn)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(zhǎng)速度超過(guò)了任何其他軟磁材料,全球磁芯需求總量

        預(yù)計(jì)超過(guò)10億只以上,國(guó)內(nèi)每年進(jìn)口總量在2億只以上。


        在20世紀(jì)末之前,軟磁金屬粉芯基本上都是美國(guó)產(chǎn)品壟斷了世界市場(chǎng),其他工業(yè)化國(guó)家如日本、德國(guó)等也具有相當(dāng)規(guī)模,21世紀(jì)初韓國(guó)產(chǎn)品有了快速的成長(zhǎng),特別是韓國(guó)昌星電子(CSC)在合金磁粉芯領(lǐng)域甚至超過(guò)了美磁(Magnetics)。在過(guò)去的20多年,我國(guó)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(guó)多家企業(yè)也開(kāi)始了金屬磁粉芯的研制工作,產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)規(guī)模大大提升,與國(guó)際上的差距也大大縮小。


        鐵硅鋁和超級(jí)鐵硅鋁合金粉芯作為高性價(jià)比金屬磁粉芯,國(guó)內(nèi)廠商已經(jīng)完全取代國(guó)際同行,并廣泛應(yīng)用于新能源光伏逆變器,UPS電源,充電樁,高端家用電器等領(lǐng)域。在高性能金屬磁粉芯領(lǐng)域如鐵鎳合金系列,全球市場(chǎng)主要由美磁,昌星和東睦科達(dá)等少數(shù)幾家生產(chǎn)廠商占有,主要應(yīng)用于服務(wù)器電源,鈦金級(jí)開(kāi)關(guān)電源,5G通信電源,車載電源等領(lǐng)域。隨著碳化硅和氮化鎵技術(shù)的發(fā)展,電力電子向高頻化發(fā)展有了進(jìn)一步提升空間,這對(duì)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(yīng)用場(chǎng)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(zhǎng)點(diǎn)。


        三、行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)分析


        2017年,美國(guó)粉末冶金工業(yè)聯(lián)合會(huì)更新了《2017 PM INDUSTRY ROADMAP》(粉末冶金工業(yè)路線圖),對(duì)未來(lái)的粉末冶金市場(chǎng)作了分析。指出,未來(lái)10年粉末冶金行業(yè)的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)包括能源、航空航天、醫(yī)療/牙科、電工合金以及磁性材料、國(guó)防、工業(yè)和消費(fèi)產(chǎn)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(chǎn)業(yè)將成為粉末冶金行業(yè)的新市場(chǎng)和新應(yīng)用領(lǐng)域,人口老齡化將繼續(xù)提升醫(yī)療行業(yè)中粉末冶金產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提升將促進(jìn)對(duì)粉末冶金零部件在消費(fèi)品中的應(yīng)用。


        輕量化技術(shù)是節(jié)能減排的重要手段,采用輕質(zhì)高強(qiáng)度材料和輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是實(shí)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(diǎn),是節(jié)能減排的綠色生產(chǎn)技術(shù)。輕質(zhì)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(yīng)用前景的,燒結(jié)鋁合金零件將鋁合金的輕質(zhì)和粉末冶金的低碳兩大優(yōu)勢(shì)相結(jié)合,可取代部分鐵基零件,已經(jīng)在汽車輕量化應(yīng)用上大顯身手。在一些高端運(yùn)用上,鎂基零件也已有所使用,隨著技術(shù)進(jìn)步,結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性促使其粉末冶金制造工藝也將逐步推廣。


        MIM是結(jié)合了粉末冶金壓制成形與塑料注射成形兩大技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的先進(jìn)成形技術(shù),突破了金屬粉末模壓成形工藝在產(chǎn)品形狀上的限制,同時(shí)利用塑料注射成形技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),能大批量、高效率地生產(chǎn)具有高復(fù)雜度、高精度、高強(qiáng)度、外觀精美、微小型規(guī)格的精密結(jié)構(gòu)零部件。MIM相對(duì)壓制成形而言,在小微型零件中,其相對(duì)密度、三維設(shè)計(jì)等方面具有一定的比較優(yōu)勢(shì)。在全球范圍內(nèi),MIM工藝已廣泛應(yīng)用于汽車、電子產(chǎn)品、醫(yī)療器械、消費(fèi)品等諸多領(lǐng)域。然而,世界各地MIM應(yīng)用結(jié)構(gòu)有明顯差異:MIM工藝在亞洲市場(chǎng)主要用于電子產(chǎn)品行業(yè),在北美市場(chǎng)主要用于醫(yī)療器械等領(lǐng)域,在歐洲市場(chǎng)則更加偏重于汽車與消費(fèi)品行業(yè)。


        軟磁復(fù)合材料(SMC)是一種新型磁性材料,因其具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、低損耗的特點(diǎn),被譽(yù)為“第四代”軟磁材料,在高頻電機(jī)、大功率高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器、高頻大功率儲(chǔ)能電感器等方面具有巨大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和廣闊的市場(chǎng)前景。當(dāng)前,軟磁復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)正處于行業(yè)爆發(fā)前夜,世界各國(guó)紛紛投入巨大精力,加大對(duì)金屬磁粉芯軟磁的研究開(kāi)發(fā)及示范應(yīng)用力度。隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步,市場(chǎng)對(duì)于具有較高磁感強(qiáng)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(zhǎng)。電動(dòng)汽車為粉末冶金的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了機(jī)會(huì)。例如,軟磁復(fù)合磁芯可用于主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和用于油和冷卻泵的電機(jī)。


        粉末冶金與高分子材料的復(fù)合技術(shù)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(jié)合可在減振降噪領(lǐng)域發(fā)揮作用,如粉末冶金包膠鏈輪應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)VVT系統(tǒng)中可降低噪音,粉末冶金包膠齒輪應(yīng)用在3缸發(fā)動(dòng)機(jī)平衡軸系統(tǒng)中可減少發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)。在粉末冶金制品上連接塑料材質(zhì)的齒輪,可實(shí)現(xiàn)其在載荷較小且要求降噪的領(lǐng)域應(yīng)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(xué)鍍、物理氣相沉積等表面處理技術(shù)將被采用。在粉末冶金制品表面噴涂厚度約十幾個(gè)微米的有機(jī)或無(wú)機(jī)涂層,可將粉末冶金制品的耐鹽霧腐蝕時(shí)間延長(zhǎng)到500至1000小時(shí)。在要求減摩的場(chǎng)合,通過(guò)物理氣相沉積(PVD)技術(shù)在粉末冶金制品表面制備一層厚度約幾微米的固體潤(rùn)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(xué)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(jié)構(gòu),可同時(shí)起到耐蝕和耐磨的作用,從而進(jìn)一步拓展粉末冶金在耐蝕耐磨領(lǐng)域的應(yīng)用。


        中國(guó)粉末冶金與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,雖然在技術(shù)水平上仍有一定差距,但是隨著近年粉末冶金技術(shù)在新興領(lǐng)域的運(yùn)用,如5G通信、新能源,使得中國(guó)在這方面已經(jīng)走在世界的前列。中國(guó)未來(lái)粉末冶金發(fā)展方向仍然將是圍繞產(chǎn)業(yè)升級(jí)、進(jìn)口替代和高質(zhì)量發(fā)展要求,不斷開(kāi)發(fā)和儲(chǔ)備新技術(shù)新工藝,并借助精益的自動(dòng)化制造技術(shù),適應(yīng)節(jié)能環(huán)保的新時(shí)代要求,并朝著致密化、高精度、高密度、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、組件、提高磁電性能等方向發(fā)展。隨著新技術(shù)、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(shù)突破,粉末冶金的產(chǎn)品運(yùn)用領(lǐng)域不斷涌現(xiàn),市場(chǎng)空間不斷拓展。


        資料來(lái)源:

        【1】東睦股份2020年年度報(bào)告.

        【2】東睦新材料集團(tuán)有限公司官方網(wǎng)站.

        (中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/星耀)

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