1、壓鑄概述
壓鑄使用的金屬材料主要爲鋁合金、鎂合金、鋅合金和銅合金,由於鋁合金壓鑄件在汽車行業被廣泛使用,因此在壓鑄件中所佔比重較高。根據中國鑄造協會的統計,鋁合金壓鑄件在壓鑄件中所佔比重在85%左右。
不同材質壓鑄件的比較
2、壓鑄行業市場概況
(1)國際市場概況
近年來,隨着全球經濟的發展,汽車、3C產品、通訊基礎設備、家用電器、醫療設備等衆多領域對精密壓鑄件的需求穩步增長。
目前,發達國家壓鑄件市場成熟度較高。隨着壓鑄設備和工藝技術的提高,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。全球壓鑄件的生產和消費主要集中在美國、中國、意大利、德國、墨西哥、日本等國家。
對於發達國家而言,由於在裝備和技術水平上的領先優勢,因此其壓鑄業一般以汽車、通訊、航空等高質量和高附加值的壓鑄爲主。
發達國家的壓鑄企業數量較少,但是單個企業的規模較大、專業化程度較高,在資金、技術、客戶資源等方面具有較強優勢。
根據 2013年10月 NADCA發布的《State of the Industry Report and Research& Development》的數據顯示,2012年,我國是世界第一大壓鑄件生產國,佔全球總產量的34%。
(2)國內市場概況
隨着下遊制造業逐步向中國聚集,我國的壓鑄產業也隨着中國整體工業化水平的提高得到了長足的發展,並逐步發展成爲世界壓鑄大國。從壓鑄件的產量來看,隨着我國汽車、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,我國壓鑄行業進入了穩定增長的新常態。
隨着越來越多高端制造行業的產能向中國轉移,中國壓鑄行業在增長的過程中也在持續進行結構升級,精密壓鑄件佔比逐漸提升。截至2013年底,中國壓鑄產品中用於汽車行業的比例已經超過70%,達到與發達國家基本持平的水平。
作爲壓鑄行業產品最重要的一類,汽車零部件,特別是汽車鋁合金壓鑄件的需求情況將在很大程度上影響壓鑄行業整體的發展前景。從整個汽車的構造來看,除汽車發動機、變速箱、傳動系統、轉向系統、電子控制系統採用大量精密壓鑄件外,車身框架等大型構件也開始採用鋁合金壓鑄件。
3、汽車壓鑄件行業市場概況
作爲壓鑄產品最重要的應用領域,汽車發動機、變速箱、傳動系統、轉向系統、電子控制系統中均採用大量精密壓鑄件,汽車零部件的需求情況將在很大程度上影響壓鑄行業整體的發展前景。
隨着人們對汽車節能環保的日趨重視,近三十年來汽車產業呈現以鋁代鋼、代鐵的趨勢,目前這一趨勢仍在持續。目前全球汽車用鋁合金壓鑄件市場整體呈現快速發展趨勢,預計2025年全球銷量將達到1,635.20 萬噸,較2012年增長83.19%。
此外,汽車上除了鋁合金壓鑄件以外,還採用了鋅合金、鎂合金和銅合金壓鑄件。根據中國產業信息網的數據,2011年至2015年我國汽車壓鑄件用量情況如下:
汽車產業對鋁、鋅等金屬壓鑄件的需求未來仍將保持增長趨勢,這主要受以下幾方面因素的影響:
(1)我國汽車產業仍將保持較快的發展速度
改革開放以來,隨着我國經濟的高速增長,汽車產業也獲得了長足發展。1980年我國汽車產量22.23萬輛,到2016年增長到2,812.00萬輛,增長125.49倍。近幾年來,受國際國內經濟形勢影響,我國汽車產量增速有所下降,但由於基數較高,每年新增汽車產量仍有相當大的規模。近幾年我國汽車產量情況如下圖:
2016年我國私人汽車擁有量爲1.46億輛,每百戶擁有36輛汽車,遠低於發達國家的水平,因此,未來我國汽車產業仍有較大的發展空間。
(2)汽車輕量化趨勢
所謂汽車輕量化,就是在保證汽車的強度和安全性能的前提下,盡可能地降低汽車的整備質量,從而提高汽車的動力性,減少燃料消耗,降低排氣污染。對於整車輕量化,不同的零部件都可以有不同程度的貢獻,車身、內外飾、動力系統的輕量化對於汽車行駛過程中減少能耗具有非常重要的意義。鋁合金材料具有輕質、可回收和易成型的特點。理論上鋁制汽車可以比鋼制汽車減輕重量達30%-40%,其中鋁質發動機可減重30%,鋁散熱器比銅的輕20%-40%,全鋁車身比鋼材減重40%以上,汽車鋁輪轂可減重30%。因此,鋁合金材料是汽車輕量化最理想的材料之一。
自2011年以來,由於減少溫室氣體排放和降低化石能源依賴的考慮,汽車燃油消耗的指標要求不斷提升,燃油經濟性平均標準( Corporate Average FuelEconomy)迫使汽車廠商必須走輕量化路線以降低油耗。輕量化作爲汽車節能的關鍵技術之一,有顯著的節能效果。汽油乘用車減重10%可以減少3.3%的油耗,減重15%可以減少5%的油耗;對於柴油乘用車,則可以分別相應減少3.9%和5.9%的油耗。
輕量化同樣對電動車(包括插電式混合動力車)有良好的節能效果。減重10%和15%分別可以達到6.3%和9.5%的電能消耗。研究人員同樣對不同能源類別的卡車做了相關實驗,也表現出良好的節能效果。
減輕車重可以減小發動機負荷,提高汽車行駛性能,有效降低剎車距離,使得轉向和過彎的過程中更加靈活,因而使汽車更穩定,在受衝擊時鋁合金結構能吸收分散更多的能量,因而更具舒適性和安全性。受此影響,在未來十年內汽車的各個主要部件用鋁滲透率都將明顯提高。根據 Ducker Worldwide的預測,鋁制引擎蓋的滲透率會從 2015年的48%提升到2025年的85%,鋁制車門滲透率會從2015年的6%提升到2025年的46%。具體反映在平均單車用鋁量上,1980年北美地區每輛車平均用鋁量爲 54kg,到2010年增長到154kg,預計到2025年每輛車的平均用鋁量將會達到接近325kg。
(3)新能源汽車的發展將進一步推動對金屬壓鑄件的需求
當前新能源汽車的主要問題之一是續航裏程較短,輕量化設計成爲新能源汽車降重減耗的主要措施。以特斯拉(TESLA)Model S爲例,其總重達2,108kg,僅電池重量就超過 500kg,此外還有驅動電機增加整車重量;而傳統汽車的發動機總重量一般爲80-160kg。一輛70L 汽油的汽車行駛裏程可達700-900Km,而載有500kg電池的電動車續航裏程僅400Km左右。因此,加大汽車鋁合金壓鑄件比例是新能源汽車輕量化的主要措施。
隨着我國汽車節能減排政策的發布與實施,近幾年我國新能源汽車呈現快速發展態勢。2016年新能源汽車累計生產51.70萬輛,較2015年增長49.99%。其中純電動乘用車產量增長最爲顯著,較2015年增長73.10%;純電動商用車產量較2015年增長50.20%;插電式混合動力乘用車產量較 2015年增長29.9%。2017年1-6月,新能源汽車累計生產 21.20萬輛,較上年同期增長19.77%。其中純電動乘用車產量增長最爲顯著,較上年同期增長了30.60%。
新能源汽車對於車身重量的要求較傳統能源汽車更爲嚴格,因此更多採用較輕的鋁合金壓鑄件,如特斯拉(TESLA)Model S系列車型中95%結構採用鋁合金材料。新能源汽車的持續高速增長,將對汽車鋁合金壓鑄產業的發展形成有力的推動。