2019年中國粉末冶金行業(yè)概覽(二)

2019年中國粉末冶金行業(yè)概覽(二)

Dec 18, 2020

3 中國粉末冶金行業(yè)驅(qū)動因素分析

3.1 行業(yè)集中度提高促進產(chǎn)業(yè)升級

粉末冶金行業(yè)進入門檻低,企業(yè)只需配置壓機和燒結(jié)設備即可進行生產(chǎn)銷售,導致行業(yè)中中小企業(yè)眾多。國產(chǎn)粉末冶金專用壓機和燒結(jié)設備價格較進口設備價格低,多數(shù)中小企業(yè)都選擇國產(chǎn)設備進行生產(chǎn),但國產(chǎn)設備在溫度、能耗控制等方面與進口設備存在差距,生產(chǎn)的產(chǎn)品只能為一般性產(chǎn)品,不能滿足高端市場要求。

高端粉末冶金市場具有較高技術(shù)與資金門檻,中國只有東睦股份、揚州保來得等少數(shù)領(lǐng)先企業(yè)能夠和英國GKN公司、日本住友等國外先進企業(yè)競爭。低端市場產(chǎn)能過剩且惡性競爭嚴重,高端市場產(chǎn)品如粉末冶金包膠鏈輪、粉末冶金包膠齒輪、磁粉芯等產(chǎn)品供不應求,供給不能滿足現(xiàn)有市場需要,產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過剩嚴重影響整個行業(yè)經(jīng)濟效益。

在低端市場競爭激烈、價格下降明顯的情況下,東睦股份、揚州保來得、江蘇鷹球等大型企業(yè)憑借成本和規(guī)模優(yōu)勢,會繼續(xù)搶占更多市場份額,中小企業(yè)規(guī)模小、生產(chǎn)成本高且產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重,無法在價格和客戶資源方面與大企業(yè)競爭,因此會逐漸被迫退出行業(yè),行業(yè)集中度有望提高,行業(yè)龍頭企業(yè)市場占有率和競爭優(yōu)勢將得到進一步提升。

行業(yè)集中度提升有利于粉末冶金行業(yè)市場格局趨于穩(wěn)定,行業(yè)內(nèi)資源整合利用率提升、資源浪費現(xiàn)象減少,企業(yè)只有不斷擴充高端產(chǎn)品產(chǎn)能、升級產(chǎn)品以及革新技術(shù),才能在行業(yè)中爭得一席之位。具有先進技術(shù)和雄厚資金實力的企業(yè)最終勝出,有利于行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級,進而大幅推動中國粉末冶金行業(yè)發(fā)展與創(chuàng)新,促進粉末冶金行業(yè)整體發(fā)展水平提升。

3.2 工藝優(yōu)勢拓展行業(yè)發(fā)展空間

不同于傳統(tǒng)鑄造、鍛造、切削等生產(chǎn)工藝,粉末冶金主要通過壓制成形、燒結(jié)和熱處理等工序制成具有高強度、高精度、形狀復雜等特性的金屬零部件,具備節(jié)能省材、產(chǎn)品精度和一致性高、結(jié)構(gòu)復雜、成分均勻等特點,適合大批量生產(chǎn)。相比于傳統(tǒng)零部件生產(chǎn)工藝,粉末冶金主要有以下優(yōu)點:

(1)原材料利用率高:粉末冶金工藝能夠生產(chǎn)接近產(chǎn)品尺寸的產(chǎn)品,原材料利用率可達95%,而傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝原材料利用率在50%-90%之間,會造成大量資源浪費;

(2)單位產(chǎn)品能耗低:粉末冶金生產(chǎn)零部件能耗為每千克29MJ,傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝如鑄造能耗為每千克30-38MJ、切削工藝能耗為每千克66-83MJ,每千克零部件最多可節(jié)約能耗54MJ;

(3)零部件性能優(yōu):在精度方面,粉末冶金零部件精度可達0.01mm,光潔度好,零部件之間尺寸變化值差異性小,可降低后續(xù)加工處理成本,減少資源浪費。在結(jié)構(gòu)方面,粉末冶金工藝可生產(chǎn)其他工藝無法制造的復雜形狀產(chǎn)品,如多孔、自潤滑、結(jié)構(gòu)復雜工件。在質(zhì)量方面,粉末冶金零部件成分均勻、孔隙率低,無成分偏析、氣泡、雜質(zhì)等質(zhì)量問題,可大批量生產(chǎn),生產(chǎn)成本低。

粉末冶金工藝優(yōu)勢顯著,已逐漸替代鑄件、鍛件工藝制造高強度零件,成為機加工或鑄造零件的替代品。以北美地區(qū)為例,在不到20年時間里,粉末冶金工藝制造汽車連桿就取代了鍛造工藝60%的市場份額。。中國粉末冶金行業(yè)正處于迅速發(fā)展階段,隨著行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)水平提升,粉末冶金將加速取代傳統(tǒng)鑄造、切削等工藝,擴大行業(yè)發(fā)展空間。

3.3 汽車單車用量提升助力行業(yè)發(fā)展

粉末冶金零部件下游應用廣泛,其中汽車行業(yè)占主要地位,在粉末冶金零部件下游應用中占比高達59%,是促進粉末冶金行業(yè)發(fā)展的核心動力,粉末冶金零部件在汽車零部件中用量占比提升有助于促進行業(yè)市場規(guī)模擴張。粉末冶金零部件具有綠色環(huán)保、節(jié)能省材、制作成本低、性能高的特點,符合汽車輕量、節(jié)油化和工藝綠色化趨勢。

中國平均汽車單車粉末冶金零部件用量為5-6kg,與發(fā)達國家存在較大差距,如美國為19.5kg、歐洲為14kg、日本為9kg,造成這種差距的主要原因在于中國粉末冶金行業(yè)整體技術(shù)水平偏低,較多粉末冶金零部件達不到下游汽車廠商的尺寸與性能要求,所以下游汽車廠商只能選擇成本更高的鍛造和機加工零部件。未來隨著中國粉末冶金行業(yè)技術(shù)提高,產(chǎn)品品質(zhì)和性能將逐漸提升,粉末冶金零部件具有較高成本優(yōu)勢,受節(jié)能減排和節(jié)約成本的影響,下游汽車廠商將優(yōu)先選擇粉末冶金零部件來代替鍛造、機加工零部件,中國汽車行業(yè)單車粉末冶金零部件用量提升空間廣闊。

中國汽車產(chǎn)銷量從2009年開始連續(xù)10年排名全球第一,當前中國汽車產(chǎn)銷量在全球市場份額中占比近30%。中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,中國汽車產(chǎn)量從2014年的2,372.3萬輛增長至2018年的2,780.9萬輛,年復合增長率為4.1%,中國汽車銷量從2014年的2,349.2萬輛增長至2018年的2,808.1萬輛,年復合增長率為4.6%(見圖3-1)。

雖然在2018年,受購置稅優(yōu)惠政策全面退出、宏觀經(jīng)濟增速回落以及消費信心等因素影響,中國汽車產(chǎn)銷量在10年間首次出現(xiàn)小幅度下滑,但隨著汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型升級,中國汽車產(chǎn)銷量將保持穩(wěn)定增長。穩(wěn)步發(fā)展的汽車行業(yè)及部分汽車高端零部件國產(chǎn)化生產(chǎn),為中國粉末冶金行業(yè)帶來更多機遇,粉末冶金零部件在下游汽車行業(yè)中單車用量逐漸提高,將助力中國粉末冶金行業(yè)不斷發(fā)展。

 

4 中國粉末冶金行業(yè)制約因素分析

4.1 技術(shù)研發(fā)能力弱

中國粉末冶金行業(yè)起步晚于國外發(fā)達國家,在原材料加工設計、配套工藝設備研發(fā)、相關(guān)專業(yè)人才配備等關(guān)鍵環(huán)節(jié)落后于發(fā)達國家市場。雖然中國領(lǐng)先粉末冶金制造企業(yè)近兩年來不斷提升技術(shù),獲得了下游產(chǎn)品配套企業(yè)的認可,但中國絕大多數(shù)粉末冶金制造企業(yè)自主研發(fā)能力薄弱,產(chǎn)品主要集中在低端市場,高端市場占有率不足。

(1)在配套工藝設備方面,中國粉末冶金行業(yè)工業(yè)基礎薄弱,導致配套設備在先進性和數(shù)量上有所欠缺,只能使用精度較差、功能相對簡單的設備,生產(chǎn)的零部件性能和檔次相對較低,無法形成強勁的競爭力。如由于缺乏領(lǐng)先生產(chǎn)設備和工藝,中國粉末冶金制造企業(yè)一直從國外進口預合金化易切削鋼粉和低合金鋼粉,不能有效提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本,阻礙粉末冶金行業(yè)制造水平提升;

(2)在新產(chǎn)品研發(fā)方面,中國粉末冶金行業(yè)的現(xiàn)狀主要為追隨發(fā)達國家腳步,原始創(chuàng)新較少。由于技術(shù)創(chuàng)新能力較弱,大部分粉末冶金制造企業(yè)只能通過模仿國外先進技術(shù)做產(chǎn)品開發(fā),新品研發(fā)技術(shù)水平有待突破;

(3)在相關(guān)專業(yè)人才配備方面,中國粉末冶金行業(yè)專業(yè)人才短缺,不利于推動行業(yè)技術(shù)進步與發(fā)展。粉末冶金行業(yè)屬于資金、技術(shù)密集型行業(yè),需要配備大量復合型專業(yè)人才,當前中國粉末冶金行業(yè)整體科研能力較弱、新品研發(fā)能力不足,制約行業(yè)向更高層次發(fā)展;

(4)在研發(fā)資金投入方面,由于中國粉末冶金行業(yè)產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過剩導致中低端市場競爭激烈,大部分中小企業(yè)盈利能力不足、生存空間有限,間接影響到企業(yè)后續(xù)資金投入,由于缺乏技術(shù)升級、設備改造、研發(fā)投入的資金支持,大部分中小企業(yè)會陷入弱者更弱的惡性循環(huán),進而影響整個行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

中國粉末冶金制造企業(yè)在技術(shù)積累、工藝成熟性和研發(fā)實力等方面較國際一流水平還有較明顯差距,高端粉末冶金技術(shù)和核心設備受制于人,阻礙行業(yè)發(fā)展速度和國產(chǎn)粉末冶金零部件進軍高端市場,中國粉末冶金行業(yè)跟隨模仿國際一流水平的局面短期內(nèi)難以有所改變。

4.2 行業(yè)標準化程度低

粉末冶金作為一項具有發(fā)展前景的綠色技術(shù),行業(yè)標準化制定尤為重要。中國粉末冶金行業(yè)標準化水平仍處于初步發(fā)展階段,還沒有形成完善的粉末冶金零部件標準體系、工程標準體系等。雖然部分龍頭企業(yè)建立了質(zhì)量管理體系,但企業(yè)標準并不健全,過程控制與產(chǎn)品質(zhì)量還達不到國外發(fā)達國家水準,只能參照美國、日本等國家標準生產(chǎn)。標準化程度低在一定程度上制約了中國粉末冶金行業(yè)發(fā)展。

中國粉末冶金行業(yè)缺乏統(tǒng)一監(jiān)管機構(gòu),在國民經(jīng)濟產(chǎn)品分類中,沒有針對粉末冶金零部件的專門分類,不同粉末冶金零部件分屬于不同協(xié)會監(jiān)管,行業(yè)協(xié)會數(shù)量較多且管理分散,不能形成統(tǒng)一行業(yè)監(jiān)管體系,加大了國家標準制定難度。

近年來由于外資企業(yè)介入和行業(yè)龍頭企業(yè)質(zhì)量管理體系不斷完善,中國粉末冶金行業(yè)標準化程度已有較大提高,但與國際水平還存在較大差距。通過對中國粉末冶金行業(yè)資深專家的訪談得知,行業(yè)中各協(xié)會也在積極促進監(jiān)管機構(gòu)整合工作,希望能夠?qū)⒎勰┮苯鹱鳛閱为氁豁棁窠?jīng)濟分類,制定統(tǒng)一行業(yè)標準,但這一過程還將持續(xù)較長時間,建立完善、高水平的行業(yè)標準任重道遠。

5 中國粉末冶金行業(yè)相關(guān)政策分析

粉末冶金技術(shù)原材料利用率高、生產(chǎn)過程綠色環(huán)保,可生產(chǎn)金屬材料、復合材料、具有特殊結(jié)構(gòu)和功能的材料,能夠廣泛用于交通、電子、機械、航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域,是新材料及高技術(shù)發(fā)展的重要組成部分。隨著中國裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)深度升級,粉末冶金技術(shù)必將發(fā)揮不可替代的作用。近年來,中國政府高度重視高新技術(shù)發(fā)展,出臺了一系列政策支持粉末冶金行業(yè)健康有序發(fā)展(見圖5-1)。

2015年5月,中國國務院發(fā)布《中國制造2025》,提出要全面推行綠色制造,加強節(jié)能環(huán)保技術(shù)、工藝、裝備推廣應用,加大新型材料科研投入,提高自主創(chuàng)新能力、提升生產(chǎn)技術(shù)與設備水平,推動材料工業(yè)轉(zhuǎn)型升級。粉末冶金技術(shù)符合產(chǎn)業(yè)高端化趨勢,該規(guī)劃的頒布,為中國粉末冶金行業(yè)提供了良好的市場環(huán)境,對行業(yè)及企業(yè)的發(fā)展具有顯著促進作用。

2016年7月,中國國務院發(fā)布《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》,提出大力推進制造業(yè)向綠色化方向發(fā)展,發(fā)展綠色制造技術(shù)與產(chǎn)品,研發(fā)金屬、非金屬及生物打印典型工藝設備,粉末冶金行業(yè)作為綠色環(huán)保的新材料制造技術(shù),該規(guī)劃的頒布,為中國粉末冶金行業(yè)發(fā)展提供了動力支持。

2017年1月,中國工信部等四部委發(fā)布《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》,提出圍繞高端裝備制造、節(jié)能環(huán)保等重點領(lǐng)域需求,提高關(guān)鍵戰(zhàn)略材料生產(chǎn)研發(fā)比重,開展高強汽車鋼板、鋁合金高真空壓鑄、半固態(tài)及粉末冶金成型零件產(chǎn)業(yè)化及批量應用研究。

2017年6月,中國科技部等三部委發(fā)布了《“十三五”技術(shù)標準科技創(chuàng)新規(guī)劃》,鼓勵產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、行業(yè)協(xié)會(學會)等積極與國際、國外相關(guān)組織進行對接,組織企業(yè)、科研機構(gòu)和高等院校等廣泛參與國際標準或國外先進標準研制,其中包括冶金、機械、電工、船舶等技術(shù)基礎好的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)國際標準研制。在國家層面上鼓勵中國粉末冶金行業(yè)出臺相關(guān)國家標準,有助于加強行業(yè)管理、營造良好市場競爭環(huán)境,推動中國粉末冶金行業(yè)健康有序發(fā)展。

2017年10月,中國工信部發(fā)布《產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)發(fā)展指南(2017年)》,提出優(yōu)先發(fā)展產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)174項,其中包括氣霧化制備3D打印金屬粉末(鐵基、不銹鋼、鎳基、鈷基等)工藝技術(shù)、3D打印金屬粉末應用技術(shù)。

2017年11月,中國國家發(fā)展改革發(fā)布《增強制造業(yè)核心競爭力三年行動計劃(2018-2020年)》,提出加快培育和發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè),加強重大技術(shù)裝備整機及核心系統(tǒng)部件、關(guān)鍵材料供給能力建設,為中國粉末冶金行業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供了裝備保障。

 

6 中國粉末冶金行業(yè)發(fā)展趨勢分析

6.1 下游應用領(lǐng)域擴大

粉末冶金零部件下游應用領(lǐng)域主要為汽車、家電、機械工具等,其中汽車行業(yè)是最主要應用市場。作為一種先進加工技術(shù),相比于鍛造、鑄造及切削等傳統(tǒng)工藝,粉末冶金工藝更加節(jié)能省材、綠色環(huán)保,性價比高,在不同下游領(lǐng)域應用中生產(chǎn)制造過程相似、機器設備相通,出于對環(huán)保、成本降低的考慮,粉末冶金將加速替代傳統(tǒng)鑄造工藝向更廣闊的下游領(lǐng)域擴展,如新能源、醫(yī)療以及航空航天等領(lǐng)域。

(1)汽車領(lǐng)域:粉末冶金應用在汽車領(lǐng)域是一個逐漸擴展的過程,從最初的底盤、乘客艙中非關(guān)鍵零件到關(guān)鍵零件,再到發(fā)動機、變速箱等核心部件,使用粉末冶金工藝制造的汽車零部件已達700多種,隨著技術(shù)進步,這一數(shù)量將進一步增加;

(2)家電領(lǐng)域:以空調(diào)壓縮機為例,粉末冶金零部件強度與韌性不斷增強,已逐漸替代傳統(tǒng)鑄造工藝零部件,廣泛用于空調(diào)上,粉末冶金零部件在家電領(lǐng)域占主要地位;

(3)新能源領(lǐng)域:相對于傳統(tǒng)燃油汽車,新能源汽車對汽車重量要求更高,汽車過重將直接影響電動機性能、整體功耗、續(xù)航里程,因此,輕量化將成為新能源汽車未來發(fā)展的重要方向。粉末冶金產(chǎn)品近凈成形、原材料利用率高,在提升性能、減輕重量方面具有重要作用,可廣泛用于新能源汽車中的軸承、齒輪、發(fā)動機、傳感器等領(lǐng)域;

(4)醫(yī)療領(lǐng)域:醫(yī)療行業(yè)器械對人體相容性、抗腐蝕性、高耐磨性要求較高,傳統(tǒng)工藝零部件難以符合要求,粉末冶金能夠生產(chǎn)形狀復雜、與鈦合金和鎳合金等人體相容材料共同使用的產(chǎn)品,人口老齡化加速趨勢將提高粉末冶金在醫(yī)療領(lǐng)域應用范圍;

(5)航空航天領(lǐng)域:飛機對減輕燃油成本、減少溫室氣體排放及增加承壓強度的要求較高,粉末冶金工藝中的熱等靜壓和金屬添加劑制造技術(shù)能夠生產(chǎn)輕量化、高強度產(chǎn)品,可為航空航天領(lǐng)域提供更多粉末冶金零部件。

國民經(jīng)濟不斷發(fā)展為中國粉末冶金行業(yè)奠定了堅實發(fā)展基礎,隨著行業(yè)整體技術(shù)水平提升和粉末冶金零部件在下游領(lǐng)域應用不斷擴展,行業(yè)未來發(fā)展前景愈加廣闊。

6.2 產(chǎn)品多樣化發(fā)展

隨著粉末冶金零部件在下游應用領(lǐng)域不斷拓展,產(chǎn)品高質(zhì)量高發(fā)展的需求不斷提升,雖然中國粉末冶金技術(shù)落后于發(fā)達國家,但是以東睦股份為代表的龍頭企業(yè),在傳統(tǒng)粉末冶金技術(shù)、軟磁粉末冶金技術(shù)及金屬粉末注射成型技術(shù)上已達到國際上同樣水平。中國粉末冶金制造企業(yè)通過持續(xù)開發(fā)和儲備新技術(shù)、新工藝,如鋁粉末冶金、表面致密化粉末冶金、不銹鋼粉末冶金及粉末鍛造等,推動粉末冶金零部件朝著高精度、高密度、結(jié)構(gòu)復雜及致密化方向多樣化發(fā)展。

(1)輕質(zhì)材料:輕量化技術(shù)符合節(jié)能環(huán)保要求,輕質(zhì)材料與低碳工藝相結(jié)合是實現(xiàn)輕量化技術(shù)的重要途徑。采用粉末冶金工藝生產(chǎn)的鋁基、鎂基等輕質(zhì)材料可取代部分鐵基材料,能夠廣泛運用到汽車、新能源及航空航天領(lǐng)域,具有良好發(fā)展前景;

(2)新型磁性材料:如金屬磁粉芯軟磁復合材料,具有高飽和磁感應強度和低損耗的優(yōu)點,可在高頻電機、高頻大功率儲能電感器上大規(guī)模使用,能夠替代傳統(tǒng)硅鋼鐵芯廣泛應用于工業(yè)、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域。在高頻電機領(lǐng)域,國外已出現(xiàn)用磁粉芯代替硅鋼片的趨勢,隨著中國電子技術(shù)不斷發(fā)展,對新型磁性材料的需求也會逐漸增加;

(3)粉末冶金結(jié)合高分子材料:橡膠或塑料與粉末冶金零部件相結(jié)合,可達到減振降噪的目的,如粉末冶金包膠鏈輪、粉末冶金包膠齒輪等,能夠減輕汽車發(fā)動機噪音。粉末冶金零部件與高分子材料相結(jié)合的新型材料,可廣泛用于需要降噪的領(lǐng)域。 技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新將促進粉末冶金零部件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷升級,新技術(shù)、新產(chǎn)品的出現(xiàn)將推動中國粉末冶金行業(yè)更快發(fā)展。

6.3 高端市場國產(chǎn)化率提高

中國高端粉末冶金零部件大部分依賴進口,其企業(yè)在技術(shù)水平、工藝儲備、質(zhì)量控制方面較國外優(yōu)秀企業(yè)存在差距,進口粉末冶金零部件價格高,給下游廠商造成成本壓力,同時不利于粉末冶金行業(yè)發(fā)展。但隨著中國粉末冶金零部件持續(xù)放量、企業(yè)研發(fā)能力和質(zhì)量控制能力不斷完善,國產(chǎn)粉末冶金零部件在質(zhì)量和性能上均有快速提升,在高端市場國產(chǎn)替代進口的趨勢將愈加明顯。 對比進口粉末冶金零部件,國產(chǎn)粉末冶金零部件具有以下優(yōu)勢:

(1)價格優(yōu)勢。中國粉末冶金制造企業(yè)在人力和原材料成本上具有優(yōu)勢,能夠為下游廠商提供價格更低的粉末冶金零部件,在同等情況下,下游廠商更傾向于選擇國產(chǎn)粉末冶金零部件;

(2)服務優(yōu)勢。中國粉末冶金制造企業(yè)在向下游廠商供貨時,交貨周期短,可保障配送及時、貨源充足,能夠提供完善的售后服務,在不良率處理上會更加迅速和完善,技術(shù)服務更全面、便捷。

近年來,國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示,中國鑄造、粉末冶金專利申請授權(quán)量從2013年的5,280項增長至2017年的8,467項(見圖6-1),中國粉末冶金行業(yè)技術(shù)水平呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展的勢頭。中國企業(yè)已經(jīng)能夠自主生產(chǎn)部分高端產(chǎn)品如汽車發(fā)動機中的VVT粉末冶金零部件。隨著技術(shù)進步和企業(yè)布局加速,中國粉末冶金行業(yè)高端市場國產(chǎn)化率將逐漸提高。

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