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有色金屬壓鑄行業概況

發布時間:2016-12-01 10:34:46    瀏覽次數:

一、壓鑄概述

壓鑄是壓力鑄造的簡稱,是將液態或半液態金屬,在高壓作用下,以比較高的速度填充入具有較高尺寸精度和一定表面粗糙度的壓鑄型腔,在壓力下快速凝固成形獲得鑄件的一種鑄造方法。壓鑄是鑄造工藝中應用最廣、發展速度最快的金屬熱加工成型工藝方法之一,在有色金屬鑄造中占據主導地位。和其他鑄造方式相比,壓鑄件的材料損耗最小,可以獲得的鑄件的表面粗糙度通?蛇_到Ra1.6-2.5,尺寸精度高(可達到2-5級),機械性能好,生產效率高,無需大量的后續加工。

按壓鑄使用的金屬原材料不同,壓鑄可以分為鋁合金壓鑄、鎂合金壓鑄、鋅合金壓鑄、銅合金壓鑄等類別。

名稱

主要特點

應用領域

鋁合金壓鑄

鋁合金質量輕、制造復雜和薄壁鑄件時尺寸穩定性高、耐腐蝕性強,機械性能好,高導熱及導電性,高溫下強度依然很高

汽車、通訊基礎設備、建筑等較重及體積較大的配件等

鎂合金壓鑄

成型加工性能優良,切削加工性好,易于進行機械加工,強度重量比高,耐沖擊,減震降噪效果好,電磁屏蔽能力強,可以重熔回收

汽車配件、通訊基礎設備、3C產品、小型電動工具、廚房電器、小型的醫療儀器等

鋅合金壓鑄

在三種有色金屬中最易壓鑄,抗壓強度、塑性高,鍛造壽命長,其具備高韌性、高沖擊強度及較易電鍍等特質

3C產品、建筑五金、玩具、家居用品等

銅合金壓鑄

銅合金硬度、耐熱性、耐蝕性高,機械性能高,抗磨損

儀器、儀表零件、水表蓋圈、軸承保持器及醫用鉗等

注:資料來自中國鑄造協會耐磨材料與鑄件分會

目前,鋁合金壓鑄件的產量在有色金屬壓鑄件中占比最高。而鎂合金作為壓鑄常用合金中最輕的金屬,具有比鋁合金更加優良的減震性能,在耐凹陷性、鑄造成型性等方面也表現出優良的性能,加上容易回收利用、抗電磁干擾性能優越等特點,被譽為“21世紀綠色工程材料”,在汽車、航空航天、3C電子產品、運動器材等領域中正得到越來越廣泛的應用。

壓鑄生產全過程的聯合體是壓鑄合金、壓鑄模具、壓鑄機器,這是壓力鑄造的三要素。壓鑄工藝則是這三要素的有機聯合的紐帶。由于壓鑄是在高溫、高壓、高速下進行操作,所以壓鑄工藝各項工藝參數的正確選用是能否得到優質鑄件的關鍵因素。而壓鑄模是三要素中最重要的要素,結構正確的模具能保證生產過程的順利進行,是壓鑄出質量優良的壓鑄件的先決條件,也是正確選用和調整各項工藝參數的工具。

二、有色金屬壓鑄行業發展現狀

作為國民經濟發展的基礎工業和傳統工業,壓鑄行業最早可追溯到19世紀初,伴隨著印刷業的繁榮而逐漸興起。20世紀初,美國H.H.Franklin公司首先采用壓鑄工藝生產了汽車上的連桿支承架,開創了壓鑄件應用于汽車工業的先河,成為了壓鑄發展史的轉折點。1920年,冷室壓鑄機的問世,為高熔點合金(鋁、鎂、銅等)的壓鑄開辟了道路。此后,壓鑄件的應用日益廣泛,遍及各個工業門類和領域,尤以汽車工業用量最大、品種最多、要求最嚴、品質最高。自20世紀中期至后期,壓鑄技術經歷了不斷的改革、演進與創新,壓鑄行業顯現出突飛猛進的勢頭。

當前,壓鑄行業進入了新的發展時期,壓鑄設備和工藝技術的不斷提高。隨著全球經濟的發展,汽車、3C產品、通訊基礎設備、家用電器、醫療設備等眾多領域對有色金屬壓鑄件的需求穩步增長,越來越多的黑色金屬鑄件被鋁合金和鎂合金等有色金屬壓鑄件所替代。根據《Modern Casting》雜志第49次全球鑄件產量普查結果,2014年全球有色金屬鑄件總產量達到1919.62萬噸,相比2013年增長4.89%。其中,鋁合金鑄件和鎂合金鑄件產量分別為1623.01萬噸和19.26萬噸,相比2013年分別增長5.68%和9.56%。

注:數據來自《Modern Casting》雜志第45、46、47、48、49次全球鑄件產量普查結果及國泰君安整理

我國壓鑄行業最早起步于20世紀40年代,但直到20世紀90年代才迎來真正的快速發展時期。20世紀90年代以來,隨著我國汽車、通訊基礎設備、3C產品、裝備制造業、家電、機電儀表、輕工等產業的持續快速發展,以及國外壓鑄產業向中國轉移,我國壓鑄件產量近年來均保持較快增長。根據中國鑄造協會壓鑄分會統計數據,2012年、2013年、2014年我國壓鑄件產量分別約為210萬噸、235萬噸、260萬噸,2013年和2014年同比增長率分別為11.90%和10.64%;2018年我國壓鑄件產量預計將達到約395萬噸。

注:數據來自中國鑄造協會壓鑄分會

作為全球最大的鑄件生產國,我國的鑄造廠數量在過去10年高速增長。根據《Modern Casting》雜志第49次全球鑄件產量普查報告,我國鑄造廠數量從2004年的1.2萬家增加到了2014年的2.6萬家,占到全球鑄造廠總數的55%。在激烈的市場競爭中,我國的壓鑄企業在企業管理、企業文化、企業品牌以及企業競爭力等方面有了較大的提升。當前,我國壓鑄行業的良性市場環境已經形成,持續發展的大好時機還在繼續,壓鑄行業的產業結構正在或已經發生如下諸多重大變化:① 專業壓鑄廠的數量增多,規模逐步加大,有的還延伸后續加工,包括機加工、熱處理、表面涂覆等工序,直至向用戶交付成品零件;② 零部件供應商設立壓鑄廠,實現企業內壓鑄零件自我供應的良性循環和優化的管理模式;③ 合并、聯合的趨勢有所加強,有終端成品企業和零部件企業的聯合,也有關聯工序的企業聯合,還有生產企業與供應商聯合,具有或聯合、或兼并、或依附等多種形式;④ 地域性的壓鑄產業集群在規模以及產業鏈的延伸等方面繼續擴展。

壓鑄行業最重要的應用領域是汽車工業。我國汽車壓鑄件產量始終保持壓鑄件總產量的65%以上。近10年來,高要求的汽車工業壓鑄零件轉移到國內生產的逐漸增多,例如發動機缸體、變速箱殼體、油盤、油底殼等零件。其相關的壓鑄技術,有引進的,也有自行開發的。還有一些要求壓鑄件內部致密的、需要進行熱處理以提高零件力學性能的,厚壁以及結構復雜且厚薄相間等特殊要求和性能的壓鑄件也開始在國內的進行開發和生產。

三、有色金屬壓鑄行業發展前景

作為壓鑄行業產品最重要的一類,汽車零部件的需求情況在很大程度上影響壓鑄行業整體的發展前景。根據中國汽車工業協會的統計數據,2015年我國汽車產量達到2450.33萬輛,同比增長3.3%;2016年我國汽車產量預計達到2604萬輛,同比增長約6%。未來,我國汽車行業將繼續總體保持平穩增長態勢,帶動我國壓鑄行業市場需求的持續增長。

同時,隨著汽車行業對節能環保要求的日益重視,汽車輕量化,也即汽車零配件的輕量化,已經成為汽車工業發展的重要方向之一。近10年來,汽車鑄件不斷被質量輕的鋁鑄件取代,新一代汽車中鋼鐵黑色金屬用量將大幅度減少,而鋁及鎂合金用量將顯著增加,特別是質量比鋁合金輕1/3的鎂合金壓鑄件在汽車上的應用更將呈大幅度增長之勢。有實力的進入汽車零配件市場的鎂合金壓鑄廠商將極大受益于汽車零部件輕量化的發展趨勢。

此外,作為技術型和資金密集型的壓鑄行業,伴隨著勞動力成本上升、全球經濟下行、我國經濟結構轉型升級,我國壓鑄行業未來還將呈現出如下發展趨勢:

① 集成化。隨著現代生產過程變得日益復雜,最終產品客戶對于供應鏈效率要求逐步提高,市場對零部件集成化的要求越來越高,壓鑄企業也將逐步由單一的壓鑄件廠商轉變為壓鑄、后續加工、裝配、零部件集成與開發的壓鑄件集成廠商。

② 智能化。德國于2011年提出的工業4.0概念,在全世界掀起了工業智能化的浪潮,其中也包括壓鑄行業。壓鑄企業將實現對壓鑄及周邊設備的各種技術工藝參數的遠程實時控制及檢測、壓鑄原料的自動輸送、壓鑄后處理的自動化集成等,通過生產的自動化、標準化,逐步實現數字化、信息化、智能化。

③ 人才復合化。壓鑄企業的自動化、智能化要求技術人員對材料、模具、壓鑄工藝、設備、機加工等技術的全面掌握,成為復合型技術人才。

四、行業主管單位及相關法律法規

1、行業管理體制及主管部門

壓鑄行業的主管部門為國家發展與改革委員會、工業和信息化部,所屬行業協會為中國鑄造業協會。行業主管部門及行業協會職責具體如下:

部門

職能

國家發展和改革委員會

負責產業政策的研究制定、行業的管理與規劃等

工業和信息化部

擬訂并組織實施工業行業的規劃、產業政策和標準;監測工業行業正常進行;推動重大技術裝備發展和技術創新;管理通信業;指導通信信息化建設;協調維護國家信息安全

中國鑄造業協會

中國鑄造業協會是全國唯一經國家民政部登記注冊的國家一級鑄造行業組織(社團法人)。中國鑄造協會具有調查研究、政策建議、組織協調、信息引導、咨詢服務、維護權益、行業自律及教育培訓等職能

2、行業主要法律法規及產業政策

為推進壓鑄行業的戰略性調整及促進產業升級,優化壓鑄產品的品種和產品結構,提高其市場競爭力以及為實現安全生產、綠色生產,近年來,我國相繼推出了一系列支持壓鑄行業發展的政策,具體如下:

① 2006年2月9日,國務院發布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》提出“重點研究開發滿足國民經濟基礎產業發展需求的高性能復合材料及大型、超大型復合結構部件的制備技術,……,輕質高強金屬和無機非金屬結構材料,……!

② 2008年4月14日,科技部、財政部、國家稅務總局聯合發布的《高新技術企業認定管理辦法》將“精密壓鑄技術生產高性能鋁合金、鎂合金材及鑄件”列為國家重點支持的高新技術領域。

③ 2011年6月23日,由發改委、科技部、工信部、商務部和國家知識產權局聯合發布的《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南(2011年度)》將“高性能鋁合金、鎂合金、鈦合金、鎢合金及其復合材料,……,鎂及鎂合金的液態鑄軋技術,……,著色、防腐技術及相關配套設備”等列入當前優先發展的高技術產業化重點領域。

④ 2013年2月6日,發改委制定的《產業結構調整指導目錄(2011年本)》(2013年修正)指出“鼓勵類:交通運輸、高端制造及其他領域有色金屬新材料生產,……,交通運輸工具主承力結構用的新型高強、高韌、耐蝕鋁合金材料及大尺寸制品;高精密液壓鑄件;輕量化材料應用,……,高強度鋼、鎂鋁合金、復合材料、粉末冶金、高強度復合纖維等!

⑤ 2013年5月10日,受國家工業和信息化部、國資委和財政部的聯合委托,中國鑄造協會經過廣泛調研和深入研討,制定的《中國鑄造行業準入條件》,從企業規模、鑄造方法與工藝、鑄造設備、鑄造質量、能源消耗、廢棄物排放與治理、職業健康安全與勞動保護、人員素質等方面制定了鑄造行業準入條件,對防止企業盲目建設、避免行業無序競爭提供了保證。

⑥ 2015年5月19日國務院印發《中國制造2025》,文中將發展節能與新能源汽車、車身輕量化材料列入國家大力推動重點領域突破發展的范圍。

五、行業所處的生命周期、季節性特點

我國有色金屬壓鑄行業目前增長較為穩定,生產工藝技術比較成熟,行業及商業模式特點比較清晰,整個行業處于行業生命周期的成熟期。

我國整個有色金屬壓鑄行業的季節性特征不明顯,通常僅受我國傳統春節影響,從而導致每年第一季度訂單及產量偏少。

六、行業與上下游的關系

有色金屬壓鑄行業是一個產業鏈跨度長、覆蓋面寬的產業,其產品生產過程是對壓鑄件進行設計、生產、加工和裝配的過程。上游行業主要是鋁合金錠、鎂合金錠等壓鑄原材料生產廠商。下游行業則是包括汽車、家電、3C產品、電動工具、工業配件等在內的廣泛的應用市場,其中汽車工業為有色金屬壓鑄行業最重要的應用領域。有色金屬壓鑄行業與上下游的關系如下圖所示:

七、行業整體競爭情況

我國壓鑄企業數量眾多,行業集中度低,企業資金實力普遍不強,研發投入較少,自主創新能力和品牌競爭力較弱,整個行業競爭激烈。大部分中小壓鑄廠主要生產五金、燈具、玩具等普通壓鑄產品,企業規模小,設備水平較低,價格競爭激烈,企業效益較低。而少數規模較大的壓鑄企業擁有較先進的設備與技術,能夠生產符合汽車、高端電器、3C產品、電動工具、通訊等產業要求的高精密壓鑄件產品。這類廠商能夠與下游客戶建立穩定的長期合作關系,在市場競爭中處于較為有利的地位,企業效益較好。

在輕合金精密壓鑄件領域,特別是鎂合金壓鑄件領域,良好的行業前景和巨大的市場需求正在吸引新的競爭者加入,包括一些大型的外資壓鑄企業,加劇了我國壓鑄行業的競爭程度。

八、行業壁壘

1、技術壁壘

有色金屬壓鑄行業屬于技術密集型行業,產品對模具、壓鑄設備和工藝、后處理等多道工序有非常嚴格的要求,只有具備了完整的技術才能生產出符合要求的產品。特別是鎂合金壓鑄,由于鎂合金具有極高的氧化活性,耐腐蝕能力很差,其生產技術和工藝的門檻較高。只有具備了較強技術研發實力的企業才能在激烈的市場競爭中占據有利地位。

2、銷售渠道壁壘

壓鑄件產品是非標準化的產品,只有獲取訂單后再生產才能降低經營風險,但客戶對于供應商產品的穩定性要求較高,只有具備了一定規模的生產能力、較高的質量控制體系和研發能力的壓鑄企業才能進入其供應鏈系統。一般而言,此類客戶對于供應商有著嚴格且長期的考察體系,從與客戶接洽開始,壓鑄廠商需要根據客戶要求設計制作模具,并經過試驗、檢測、小批量生產等過程,生產出合格的產品,方能得到客戶的認可,客戶再根據其量產能力確定采購并下達量產訂單,一般開發客戶時間較長。因此,對于新進的壓鑄企業來說,成為下游客戶零部件供應商面臨較高的壁壘。

3、品質認證壁壘

獲取全球客戶認可的品質認證,例如ISO9001:2008、ISO/TS16949:2009質量管理體系認證和ISO14001:2004環境管理體系認證,對于企業進入國際市場和國內市場具有十分重要的影響,但是上述認證獲取周期較長、難度較大,需要企業自身具備較強的實力和完整的管理組織模式。

八、影響該行業發展的有利和不利因素

1、影響該行業發展的有利因素

① 國家產業政策有利支持

有色金屬精密壓鑄件行業屬于資金密集型和技術密集型產業,同時也是高端制造業,對企業的技術、工藝等方面具有較高的要求,屬于國家大力鼓勵發展的行業。近年來我國頒布了一系列有利于鋁合金、鎂合金等輕質合金精密壓鑄件行業發展的產業政策,詳見“(二)所屬行業情況”之“2、行業主管單位及相關法律法規”。

② 上游鋁合金、鎂合金等原材料供應充足

有色金屬壓鑄行業使用最多原材料為鋁合金錠、鎂合金錠等。其中,鋁為當今最常用的工業金屬之一,整體而言,我國鋁冶煉產能過剩,供大于求,鋁合金錠供應充足。此外,我國鎂資源礦石總儲量占世界的22.5%,居世界第一,我國鎂合金供應充足,價格穩定。上游原材料的充足供應為我國有色金屬壓鑄行業的健康發展提供了重要保障。

③ 下游行業市場需求穩定增長

作為壓鑄行業最重要的應用領域,我國汽車行業的平穩快速發展有力地保證了壓鑄行業的持續增長。同時,汽車零部件輕量化的發展趨勢使得汽車工業對鋁合金、鎂合金等輕合金壓鑄件的需求快速增長,有力地促進了有色金屬壓鑄行業的發展。此外,家電、3C產品、通訊器材、電動玩具、醫療器械等下游行業對有色金屬壓鑄件的需求也保持穩定增長。

④ 技術進步推動產業升級

隨著壓鑄行業的發展和技術進步,產能不斷擴大,產品不斷優化升級。部分精密壓鑄件企業掌握了關鍵生產環節技術,在專利技術、工業設計方面擁有自主創新能力,實現產業的不斷升級進步。精密壓鑄件行業的產業升級將推動整個行業朝著健康有序的方向發展。

2、影響該行業發展的不利因素

① 融資渠道單一

行業內企業絕大多數為民營企業,資金來源主要為企業留存收益的滾動投入和銀行間接融資,融資渠道單一,不能夠較好地促進企業規模的持續擴張,使得企業較好的投資項目實施較為困難,行業內企業的后續發展潛力受到制約。

② 缺乏規模優勢和產業鏈協同效應

目前我國壓鑄行業市場集中度較低,大多數企業產能規模較小,整個行業內具有規模優勢的企業相對較少,只有少數企業具備新產品研發、新材料使用、模具設計與制造、精密壓鑄件制造、數控精加工等多個生產環境的整體制造能力。因此,行業整體難以獲得生產和研發上的產業鏈協同效應,不利于行業整體競爭力的提升。

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