隨著全球工業(yè)化的蓬勃發(fā)展,粉末冶金技術已被廣泛應用于交通、機械、電子、航空等領域,尤其在汽車制造領域。汽車工業(yè)的快速發(fā)展極大地推動了粉末冶金在汽車零部件制備中的應用,使汽車行業(yè)成為粉末冶金零部件的最大應用領域之一。
粉末冶金為金屬粉末或其混合物為原料,經(jīng)過成形和燒結,制造各種類型制品的工藝。由于粉末冶金技術的優(yōu)點,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。以鐵基粉末冶金件和傳統(tǒng)鋼鐵冶金為例,其生產(chǎn)流程有諸多區(qū)別。
近幾年,中國汽車業(yè)一直保持高速發(fā)展。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù),2007年上半年,中國汽車累計產(chǎn)銷量分別為445.67萬輛和437.38萬輛,同比增長22.36%和23.3%。中國已經(jīng)成為世界第二大汽車消費國,第三大汽車生產(chǎn)國,第一大汽車潛在市場。伴隨著中國汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展,帶動了零部件市場的快速發(fā)展。2006年,中國汽車零部件企業(yè)銷售收入達4035億元。據(jù)預計,到2010年中國汽車零部件國內產(chǎn)值將達到7000億元左右。
與此同時,我國粉末冶金工業(yè)由于長期缺乏數(shù)量較大和附加值較高的零件需求,沒有機會讓粉末冶金行業(yè)發(fā)揮它特有的優(yōu)勢提供了良好的機遇。因此在20世紀90年代中期,用于汽車和摩托車工業(yè)的粉末冶金零件按質量計算在10年間幾乎翻了一番。而用于附加值較低的農機工業(yè)粉末冶金零件則幾乎減少一半??梢?,高附加值的粉末冶金零件正逐步向汽車領域轉移。據(jù)中國通用機械零部件協(xié)會粉末冶金分會報告,2006年中國粉末冶金零件及制品的產(chǎn)量增加了17.5%,達到約88000t。統(tǒng)計的產(chǎn)品類別包括鐵銅基粉末冶金零件、含油軸承以及摩擦材料。其中汽車市場粉末冶金零件用量約為32000t,占37%,增長了28%;電動工具市場增長29%。
未來我國汽車粉末冶金零件產(chǎn)品市場潛力將呈井噴增長。據(jù)2016-2021年中國粉末冶金行業(yè)市場需求與投資咨詢報告顯示,發(fā)達國家汽車制造業(yè)粉末冶金制品的用量占其粉末冶金制品總產(chǎn)量的絕大多數(shù),如美國占90%,歐洲為80%,而我國目前尚不足40%。歐洲平均每輛汽車的粉末冶金制品使用量是14kg,日本為16kg,美國已達到19.5kg以上,預計未來幾年可能達到22kg,而我國目前平均每輛汽車粉末冶金制品的用量卻只有5kg左右。如果按年產(chǎn)500萬輛車計算,我國全年汽車零件用鋼鐵粉末約2.5萬噸左右,如果我國每輛汽車粉末冶金制品的用量達到歐洲水平,加上保有量汽車粉末冶金零件的更換,那么僅此一項的鋼鐵粉末就需要近10萬噸,是當前粉末冶金總需求量的1.25倍。
提高鐵基粉末冶金的密度,提高粉末冶金件對傳統(tǒng)鍛件的替代范圍。當前,主流基粉末冶金的密度為7.2-7.4g/cm3,而我國技術最先進的東睦已經(jīng)把其密度提高至7.6g/cm3,在此密度下,鐵基粉末冶金已經(jīng)替代汽車、機械等絕大多數(shù)連接件和部分功能件。在考慮在粉末冶金本身對材料的節(jié)省和本身的環(huán)保特征,理論上此類鐵基粉末冶金件的下游空間可達至千億元級別。
進一步提高粉末冶金的一致性高、精度高、形狀復雜等特點,為機械、汽車、家電等行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結構升級服務。此類方向主要以減少機械重量、節(jié)約能源消耗、減少排放及將設備小型化、民用化為導向。如東睦股份研發(fā)的VVT 用粉末冶金件,在提高油燃燒的同時,更有效了降低汽車的尾氣排放。
進一步合金化,目標為輕量化和功能化。在鐵基粉末中,混入鋁、鎂及稀土元素等合金粉末,可實現(xiàn)其超薄、輕量化等性能,可廣泛地應用電子設備及可穿戴設備等與生活密切相關的領域中。
提高粉末冶金件的電磁性,目標為對硅鋼和鐵氧體等材料的取代。以取向硅鋼為例,硅鋼的導電原理為加入硅等元素后,通過減少晶界等方式以降低鐵損——特別是取向硅鋼,在導向方向即為一個單一粗大的晶粒。相對于取向硅鋼的一維導電方向,粉末冶金件可以實現(xiàn)任何方向的多維導電,即形成一件產(chǎn)品即為單一晶粒。當前此類技術已經(jīng)在少數(shù)企業(yè)實現(xiàn)突破,若完全達到工業(yè)要求,其將廣泛應用在變壓器、電機、新能源汽車及包含機器人在內智能控制系統(tǒng)上;我們認為此四類方向基本代表了鐵基粉末件的發(fā)展方向。
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