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2018年中國粉末冶金行業(yè)市場規(guī)模及未來各應(yīng)用領(lǐng)域未來發(fā)展空間預(yù)測

發(fā)布日期：2018-6-11 來源:產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)

一、粉末冶金工藝技術(shù)

粉末冶金屬于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的朝陽產(chǎn)業(yè)，以制取金屬或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)，制造金屬材料、復(fù)合以及各種類型制品的工藝技術(shù)。 1890 年，一種燈泡用鎢絲被用粉末冶金的方法制造成功，標(biāo)志著近代粉末冶金的誕生。 1950 年以后，粉末冶金技術(shù)逐漸運(yùn)用到各行各業(yè)并在行業(yè)間滲透融合，開發(fā)出粉末冶金高速鋼、特種陶瓷、纖維增強(qiáng)材料等以粉末冶金技術(shù)為基礎(chǔ)的新材料。

粉末冶金主要有傳統(tǒng)法、金屬注射成型（MIM）、金屬添加劑制造（MAM）、等靜壓（IP）四種工藝，傳統(tǒng)法與 MIM 法是目前汽車領(lǐng)域應(yīng)用*為廣泛的粉末冶金技術(shù)。所需原材料（粉末冶金混粉），分為零件生產(chǎn)商使用的自混粉及粉末供應(yīng)商提供的預(yù)混粉兩種類型。粉末冶金生產(chǎn)過程可大致分為混合、成形、

1.傳統(tǒng)的粉末冶金工藝

即壓制和燒結(jié)，由混合元素或合金粉末，在模具中壓實(shí)混合物，然后燒結(jié)或加熱，在一個(gè)可控環(huán)境的爐中粘結(jié)顆粒冶金。該工藝生產(chǎn)的粉末冶金零件大多數(shù)重量小于 2.27 kg，部分重達(dá) 15.89 kg 的零件也可以在傳統(tǒng)粉末冶金設(shè)備中制造。

2、金屬注射成型（MIM）

金屬注射成型工藝生產(chǎn)的零件，其機(jī)械性能幾乎相當(dāng)于鍛造材料，提供了幾乎無限的形狀和幾何特征的能力，具有很高的生產(chǎn)速率。適用于相對�。ㄒ话阈∮� 250 克），高度復(fù)雜的零件，否則需要大量的精加工或裝配操作。粉末冶金技術(shù)與其他的鍛造技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)勢，粉末冶金工藝能源利用率更高可以達(dá)到 95%，同時(shí)能源消耗量節(jié)省約 60%；其*高精度可以達(dá)到0.01mm，且零件之間尺寸變化的差異值極小；可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的批量生產(chǎn)；其成分較均勻，產(chǎn)品無氣泡、雜質(zhì)等問題粉末冶金相對于傳統(tǒng)鍛件產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)

粉末冶金工藝可用于難熔金屬、硬質(zhì)合金等材料的加工制造；可直接壓制*終產(chǎn)品尺寸的壓坯，從而*大限度的減少了后續(xù)的機(jī)械加工需求；節(jié)約材料用量，從而降低生產(chǎn)成本；不需要熔化材料，減少了雜質(zhì)和材料氧化，從而能提高材料純度。

二、粉末冶金行業(yè)市場規(guī)模

2016 年粉末冶金全球 1559 億，汽車占比 72%粉末冶金行業(yè)市場規(guī)模大，歐美市場較成熟。 2016年全球粉末冶金零件產(chǎn)值為 200 億歐元（約合 1559 億人民幣），歐洲以 76.3億歐元位列粉末冶金零件總產(chǎn)值*，占據(jù)全球 38%的份額。北美和日本產(chǎn)值分別為 40.16 和 22.09 億歐元，分別占全球市場的 20%和 11%。

三、粉末冶金行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域未來發(fā)展空間預(yù)測

1、粉末冶金零件制品應(yīng)用廣泛，主要應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。

將金屬或合金粉末，通過成形、燒結(jié)等工藝過程制造出零件應(yīng)用于不同行業(yè)。粉末冶金零件經(jīng)過 70 年的發(fā)展，已從取代強(qiáng)度不高、形狀較為簡單的鑄鐵件，逐步發(fā)展到了可以替代用鑄、鍛件制造的高強(qiáng)度零件，成為機(jī)加工或鑄造零件的有效替代品。

粉末冶金的下游行業(yè)可以為汽車配件、摩托車配件、壓縮機(jī)配件及其他配件，從全球的粉末冶金機(jī)械零件行業(yè)來看，粉末冶金零件的*大銷售市場是汽車產(chǎn)業(yè)，對粉末冶金零件技術(shù)、質(zhì)量要求*高的市場。

粉末冶金零件 75%在汽車中用于發(fā)動機(jī)與變速器，其中汽車底盤中有減振器零件、導(dǎo)向器、活塞和低閥座；制動系統(tǒng)中有 ABS 傳感器、剎車片等；泵類零件主要有燃油泵、機(jī)油泵和變速器泵中關(guān)鍵零部件；發(fā)動機(jī)中有導(dǎo)管、座圈、連桿、軸承座、可變氣門正時(shí)系統(tǒng)（VVT）關(guān)鍵零部件和排氣管支座等；變速器中有同步轂和行星齒輪架等零件。粉末冶金零件在大約 350 個(gè)汽車零部件應(yīng)用，總共約有 1,000 個(gè)離散件。

國內(nèi)汽車粉末冶金搭載量較低，提升空間巨大。國內(nèi)粉末冶金行業(yè)規(guī)模穩(wěn)步上升， 2012-2016 年中國粉末冶金行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)上升，從 2012 年的 54.2 億元，增長至 2016年的 64.6 億元，復(fù)合增速為 6.03%，預(yù)計(jì) 2017-2018 將以 7%左右的增速持續(xù)上升， 2017 年粉末冶金市場規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá) 69 億。

汽車占比逐年提升，粉末冶金零件產(chǎn)業(yè)*主要的市場已由冰箱壓縮機(jī)產(chǎn)業(yè)、空調(diào)壓縮機(jī)產(chǎn)業(yè)、摩托車產(chǎn)業(yè)，逐漸演變成為汽車產(chǎn)業(yè)。粉末冶金汽車零部件銷售額從 2012 年的 28.37 億元增長到 2016 年的 40.08 億元，年復(fù)合增長率 9%，且保持持續(xù)快速增長的趨勢。 2016 年粉末冶金零件銷售額達(dá) 64 億元中汽車行業(yè)銷售額占銷售總額 62%。

國內(nèi)汽車市場粉末冶金滲透率提升空間較大。歐洲汽車產(chǎn)業(yè)對粉末冶金零件的需求占粉末冶金市場的 90%左右，日本達(dá)到了 95%，北美達(dá)到 77%。而 2016年中國的滲透率僅為 62%左右。在歐美等汽車成熟市場，粉末冶金制品的單車使用量高。美國平均每輛汽車的粉末冶金制品使用量是 19.5kg 以上，預(yù)計(jì)未來幾年可達(dá)到 22kg，歐洲為 14kg，日本為 9kg，而中國的單車使用量僅為 5-6kg(因中國汽車市場中部分進(jìn)口汽車部件中有可能已經(jīng)包含粉末冶金件，因此中國單車使用量估計(jì)略低于實(shí)際水平)，在汽車輕量節(jié)油化和工藝綠色化的趨勢下，中國的粉末冶金制品單車使用量有望持續(xù)提升。

2017 年中國汽車年產(chǎn)量為 2901.50 萬輛，按照復(fù)合增速 1%保守估計(jì)，至 2022年中國汽車產(chǎn)量為 3049.51 萬輛。以單車平均粉末冶金零件使用量 6kg 估計(jì)，至 2022 年中國汽車粉末冶金零件市場空間將達(dá)到 146.38 億元；以單車使用量10kg 估計(jì)， 2022 年市場體量為 243.96 億元；以單車使用量 14kg 估計(jì)， 2022年市場體量為 341.54 億元。

2、未來 10 年技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域市場規(guī)模及預(yù)測

能源醫(yī)療航空，粉末冶金應(yīng)用新三極粉末冶金技術(shù)凈成型能力和高材料利用率，可*大限度地減少能源投入，減少對環(huán)境的影響，絕大多數(shù)難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料也只能用粉末冶金方法來制造。目前粉末冶金行業(yè)受到汽車市場應(yīng)用的驅(qū)動，未來 10 年技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域包括能源，醫(yī)療器械，航空航天，電氣和電磁，國防以及工業(yè)和消費(fèi)品，其中能源、醫(yī)療、航天將會成為三大主要應(yīng)用行業(yè)。替代能源需求推動 PM 新應(yīng)用粉末冶金技術(shù)可滿足燃料電池極板的多孔結(jié)構(gòu)及復(fù)合材料并有效降低成本。隨著燃料電池不斷發(fā)展，能源基礎(chǔ)設(shè)施需要軸承，齒輪，適配器，夾具，電動機(jī)，發(fā)電機(jī)，存儲，傳感器，開關(guān)，互連，涂層等粉末冶金應(yīng)用。燃料電池全球市場規(guī)模 2015 年達(dá)到 36 億美元，預(yù)計(jì)至 2024 年達(dá)到 255 億美元，年復(fù)合增長率超過 20%。

粉末冶金工藝可用于燃料電池雙極板的制造， 2016 年全球燃料電池出貨量達(dá)到 478MW，同比增長 61%； 2017 年，全球燃料電池裝機(jī)量增長了 30%，達(dá)到 670MW，機(jī)組數(shù)量超過 7 萬套，同比增長 15%。并預(yù)計(jì)未來 10 年全球燃料市場年均復(fù)合增速將超過 20%。中國 2015 年的燃料電池出貨量達(dá)到了 10.5MW，同比增長 14.13%，并預(yù)計(jì)未來增速保持 20%。燃料電池雙極板成本占總成本 30%左右，即使燃料電池的整體成本下降，雙極板自身成本下降空間也不大，在 10KW 系統(tǒng)，年產(chǎn) 10 萬套燃料電池的條件下，燃料電池的成本為 3158 美元/KW，雙極板的成本占總成本 26%-30%，為 947.4美元。以此估計(jì)至 2022 年全球燃料電池雙極板市場規(guī)模將達(dá)到 27.37 億美元（約合人民幣 172.34 億元），中國燃料電池雙極板市場規(guī)模將達(dá)到 3.08 億元。

人口老齡化推動醫(yī)療行業(yè) PM 應(yīng)用粉末冶金可極大程度滿足醫(yī)療行業(yè)器械所需人體相容性、無腐蝕性、高耐磨性。使用傳統(tǒng)工藝難以制造符合要求的零件，相比之下 MIM 和 3D 金屬打印技術(shù)（增材制造）能夠生產(chǎn)復(fù)雜的幾何形狀，并可與鈦合金、鎳合金、不銹鋼以及更多人體相容的材料共同使用。

手術(shù)器械，尤其是在腹腔鏡手術(shù)中應(yīng)用的手術(shù)器械，需要設(shè)計(jì)復(fù)雜而*的小型至微型部件。 MIM（金屬注射成型）技術(shù)以高質(zhì)量生產(chǎn)大量成分。無腐蝕材料完全符合*大耐用性和長壽命周期的需求。當(dāng)用 MIM 技術(shù)制造手術(shù)器械時(shí)，切割刃尖銳程度可大幅提升。

整形外科，對可靠性、功能性和美觀性有很高的要求， MIM 技術(shù)可用于人造膝關(guān)節(jié)肢體部件，保證零件具有很高的載荷能力， MIM 材料完全符合要求的耐用性、無腐蝕性和表面高質(zhì)性。 MIM 技術(shù)支持任意的 3D 形狀，從而*大程度上滿足所需功能和輕量化要求。

2017 年，全球醫(yī)療器械市場規(guī)模為 4030 億美金，到 2022 年全達(dá)到 5220 億美金，復(fù)合增長率為 5.1%。中國藥品監(jiān)督管理研究會預(yù)計(jì)，到 2020年我國醫(yī)療器械的年銷售總額預(yù)計(jì)將超過 7000 億元人民幣，未來 10 年我國醫(yī)療器械行業(yè)發(fā)展速度將繼續(xù)保持在年均 10%以上的增幅。

對 2018-2022 年全球醫(yī)療器械市場以5.1%的年復(fù)合增速計(jì)，對中國醫(yī)療器械市場以 19%并逐年遞減 1%的增速計(jì)算。至 2022 年，全球醫(yī)療器械市場規(guī)模為 5168 億美元，國內(nèi)為 9244 億人民幣。目前 MIM 粉末冶金工藝在醫(yī)療器械中滲透率較低，若以行業(yè)滲透率為 0.5%預(yù)計(jì)，至 2022 年全球醫(yī)療器械領(lǐng)域粉末冶金零件的市場體量將為 25.84 億美元，中國醫(yī)療器械領(lǐng)域粉末冶金零件市場體量將達(dá)到 46.22 億元；以滲透率為 1%計(jì)算，至 2022 年全球體量為 51.68 億美元，中國為 92.44 億元；以滲透率為1.5%計(jì)算，全球體量為 77.52 億美元，國內(nèi)體量為 138.67 億元。

3、中國未來 20 年飛機(jī)粉末冶金零件市場體量預(yù)測

輕量節(jié)油需求驅(qū)動航天領(lǐng)域 PM 應(yīng)用PM 熱等靜壓（HIP）技術(shù)可滿足航空航天零件輕量化與高強(qiáng)度苛刻要求。飛機(jī)需要*大限度地降低燃油成本、承受壓力并盡可能減少溫室氣體排放，對更高效發(fā)動機(jī)的需求將需要可在更高溫度下運(yùn)行的高強(qiáng)度材料。航空行業(yè)需要通過開發(fā)粉末冶金領(lǐng)域的新材料和新工藝來滿足愈發(fā)苛刻的需求。修復(fù)技術(shù)的發(fā)展、金屬 3D 打印技術(shù)、以及粉末冶金 HIP 等技術(shù)的進(jìn)步將繼續(xù)為航空航天應(yīng)用提供更多的粉末冶金材料應(yīng)用。

全球通用飛機(jī)營業(yè)額近 20 年來保持增長態(tài)勢，全球飛機(jī)出貨量從 2016 年的 2268 架增至 2017 年的 2324 架，同比增長 2.5%。營業(yè)額從 1994 年的 37.94億美元增長至 2017 年的 202 億美元。未來20 年全球?qū)⒔桓?span> 41030 架飛機(jī)。根據(jù)分機(jī)型的飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量估計(jì)，飛機(jī)粉末冶金零件單價(jià)以粉末冶金零件平均單價(jià) 100 元/kg 計(jì)算（因飛機(jī)粉末冶金零件技

術(shù)相對復(fù)雜，實(shí)際單價(jià)大于行業(yè)平均值）。未來 20 年，若飛機(jī) 10%材料應(yīng)用粉末冶金技術(shù)，全球飛機(jī)粉末冶金材料市場體量將累計(jì)達(dá) 297.27 億元；若 15%應(yīng)用粉末冶金，全球體量將達(dá) 445.91 億元；若 20%應(yīng)用粉末冶金，全球體量達(dá) 594.54 億元。

國內(nèi)涉足中高端汽車粉末冶金零部件的企業(yè)較少，國內(nèi)高端汽車粉末冶金零部件仍然主要依靠進(jìn)口。國內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)、質(zhì)量控制以及研發(fā)能力較國外企業(yè)仍有較大差距。粉末冶金市場前十名企業(yè)中，有 5 家歐洲企業(yè)， 4 家日本企業(yè)， 1 家美國企業(yè)；目前的全球龍頭企業(yè)為 GKN 集團(tuán)（吉?jiǎng)P恩集團(tuán)），占據(jù) 18%市場份額，全球第二大企業(yè)為SUMITOMO 集團(tuán)（日本住友集團(tuán)）， HITACHI 集團(tuán)（日立集團(tuán)）占比 6%， FINESINTER 集團(tuán)和 MIBA 集團(tuán)占比均為 5%。排名前四廠商占據(jù)了市場 38%的份額，排名前十的廠商占據(jù)了 59%的市場份額。