壓鑄行業(yè)發(fā)展概況分析

壓鑄行業(yè)發(fā)展概況分析

鑄件材質結構進一步優(yōu)化隨著主機及裝備制造業(yè)需求的變化，我國鑄件材質結構也發(fā)生了較大變化。球墨鑄鐵件的應用范圍逐年擴大，其中新型城鎮(zhèn)化供排水系統(tǒng)建設和風力發(fā)電設備等快速發(fā)展帶動了球墨鑄鐵件的需求快速增長，2020年球（蠕）墨鑄鐵件產量為1530萬噸，較2015年增長270萬噸，占所有鑄件比例增長至29．5%；受汽車輕量化和新能源汽車、通訊3C等產品的快速發(fā)展，2020年鋁（鎂）合金鑄件產量達680萬噸，占所有鑄件比例達到13．1%。通過技術引進、消化吸收、自主創(chuàng)新及國外并購等措施，我國鑄造裝備制造水平得到顯著提升，基本可以滿足國內鑄造行業(yè)發(fā)展的需要，但尚有部分領域與國際知名品牌制造商存在一定差距，需要在大型設備、關鍵設備、快速制造及機器人智能制造設備上實現(xiàn)自主化制造，在設備效率、精度與穩(wěn)定性方面取得突破并引領世界。十四五期間，我國鑄造行業(yè)需重點發(fā)展一批高端鑄造裝備，并加快其在行業(yè)中應用。壓鑄行業(yè)發(fā)展概況（一）壓鑄行業(yè)簡介壓鑄，全稱壓力鑄造，是將液態(tài)或半固態(tài)金屬根據(jù)不同需求以特定的速度充填至壓鑄模具型腔內，并在高壓下成型的鑄造工藝，是目前生產效率最高的鑄造工藝之一，也是有色合金鑄造最主要的生產工藝之一。與其他液態(tài)成型方式相比，壓鑄技術因具有鑄件尺寸精度高、生產率高、少或無切削加工和能成形形狀復雜結構等優(yōu)點而廣受青睞。目前壓鑄件廣泛應用于汽車、通信、摩托車、家電、五金制品、電動工具、IT和照明燈等領域。根據(jù)原材料不同，壓鑄產品可主要分為鋁合金壓鑄件、鎂合金壓鑄件、鋅合金壓鑄件和銅合金壓鑄件等類別。相較于其它金屬材料（如鋅、銅等），鋁合金具有密度小、塑性高、熱傳導性能好、抗蝕性強等多種優(yōu)異的鑄造性能，且可循環(huán)利用，在汽車零部件、通信設備和通用機械的生產中優(yōu)勢突出，需求旺盛，是目前壓鑄行業(yè)使用最為廣泛的原材料。（二）全球壓鑄行業(yè)發(fā)展概況壓鑄是高效率的金屬成形技術之一，至今約有170余年的歷史，壓鑄技術經歷了不斷的改革、演進與創(chuàng)新，顯現(xiàn)出突飛猛進的勢頭。近年來，隨著全球經濟的發(fā)展，汽車、通信基礎設備、機電、家用電器、醫(yī)療設備等眾多領域對精密壓鑄件的需求穩(wěn)步增長。從全球范圍而言，壓鑄行業(yè)是充分競爭的行業(yè)。發(fā)達國家的壓鑄企業(yè)經營歷史長，專業(yè)化程度較高，單個企業(yè)的規(guī)模較大，市場集中度較高。國際上具有代表性的壓鑄件生產企業(yè)主要有墨西哥的尼瑪克（Nemak）、日本的利優(yōu)比集團（RyobiLtd）和阿雷斯提集團（AhrestyCorporation）、瑞士的喬治費歇爾（GeorgFischer）、德國的皮爾博格（Pierburg）等。壓鑄生產企業(yè)在技術水平、裝備和客戶資源上具備領先優(yōu)勢，一般以生產汽車、通信和航空等領域高質量和高附加值的壓鑄件為主，在技術與生產規(guī)模上領先于國內大多數(shù)壓鑄件生產企業(yè)。（三）我國壓鑄行業(yè)發(fā)展概況我國的壓鑄生產始于20世紀40年代末。進入21世紀以來，隨著國民經濟的高速發(fā)展，我國汽車工業(yè)進入高速增長期，為汽車工業(yè)配套成為壓鑄行業(yè)的主要任務，多年來，汽車壓鑄件產量占壓鑄件總產量的比例在65％以上。同時，壓鑄市場的空間不斷擴展，尤其是通信、電子計算機的興起帶動相應需求不斷擴大，各類產品的壓鑄件出口量也大幅增加，極大地激發(fā)了我國壓鑄行業(yè)的迅速擴展，我國壓鑄行業(yè)在不同的地域形成了壓鑄產業(yè)集群。根據(jù)中國鑄造協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2020年末，我國壓鑄企業(yè)數(shù)量約6，000家，主要分布區(qū)域為：①珠三角，產量約占30%，產業(yè)集群地為廣東高要、東莞；①長三角，產量約占40%，產業(yè)集群地為江蘇南通、江蘇蘇州、浙江北侖；①西三角（川陜渝），產量約占15%；①天津、吉林、湖北、遼寧、山東、內蒙等地區(qū)，產量約占15%。經過70余年的發(fā)展，我國壓鑄業(yè)在企業(yè)素質、管理水平、工藝技術、產品質量等諸多方面均有長足的進步，已成為世界上壓鑄件的生產和消費大國之一。當前及今后一段時期，我國汽車、通信等行業(yè)仍將保持快速發(fā)展，尤其是5G通信技術、新能源汽車等的迅猛發(fā)展，加之其他工業(yè)領域的壓鑄件用量快速增長，為我國的壓鑄行業(yè)帶來廣闊的市場空間。行業(yè)發(fā)展的總體趨勢國內外市場競爭進一步加劇鑄件市場取決于主機行業(yè)需求以及參與國際市場的份額。汽車工業(yè)是鑄件最大需求用戶，國內乘用車、商用車、新能源業(yè)的需求來看，未來對鑄件的需求相對平穩(wěn)。國際出口市場對于中國鑄造發(fā)展規(guī)模同樣舉足輕重，當前全球制造業(yè)增長疲軟，歐美再工業(yè)化實施吸引中高端制造業(yè)回流，貿易摩擦帶來關稅增加，提高了企業(yè)出口成本，發(fā)展中國家參與全球產業(yè)再分工承接制造產業(yè)轉移加快，制造成本、貿易政策、環(huán)境容量等綜合因素正在影響全球制造業(yè)產業(yè)鏈布局。近年來，就有不少國內以出口鑄件為主的企業(yè)選擇在泰國、越南等一帶一路國家和地區(qū)新建鑄造工廠。據(jù)不完全統(tǒng)計，近十年，我國僅砂型鑄造生產線新增超過六千條；同時，受汽車輕量化對鋁鎂輕合金鑄件需求增長的拉動，壓鑄機數(shù)量快速增長，近十年我國進口壓鑄機數(shù)量達到1685臺。高效率鑄造裝備的投入，極大提高了企業(yè)生產效率，企業(yè)鑄造生產能力也在不斷提高。面對國內市場需求增長空間有限、國際市場需求放緩以及制造業(yè)向發(fā)展中國家轉移，中國鑄造產業(yè)的市場競爭將進一步加劇。鑄造原輔材料專業(yè)化水平大幅提高十三五期間，我國鑄造原輔材料企業(yè)專業(yè)化水平進一步提高，在金屬爐料、增碳劑、孕育劑、球化劑、蠕化劑、預處理劑、精煉劑和鑄造用砂及各種粘土砂的添加劑、樹脂、涂料、發(fā)熱保溫冒口等眾多領域都形成了一批專業(yè)化的生產基地。在黑色金屬原材料方面，一批符合國家產業(yè)政策的優(yōu)質鑄造用生鐵生產基地得到進一步提升，鑄造用高純、超高純生鐵生產取得突破，大幅降低了對進口優(yōu)質生鐵的依賴；在有色金屬原材料方面，形成了一批鑄造鋁合金錠專業(yè)化生產企業(yè)，并采用鋁液直供的方式配套壓鑄企業(yè)采用短流程工藝生產；北方地區(qū)鑄造硅砂生產基地建設逐步規(guī)范，熔融和燒結陶瓷砂等特種鑄造用砂取得較快發(fā)展；樹脂粘結劑、涂料、過濾器等造型材料領域專業(yè)化生產能力越來越高，無機粘結劑的研發(fā)和應用取得了一定的突破。綠色鑄造發(fā)展理念成為普遍共識為加快推進工業(yè)領域環(huán)保治理，國家陸續(xù)頒布了一系列法律、法規(guī)和污染物排放標準，尤其是生態(tài)環(huán)境重點區(qū)域的要求更加嚴格。由中國鑄造協(xié)會牽頭制定的《鑄造工業(yè)大氣污染物排放標準》和《排污許可申請與核發(fā)技術規(guī)范金屬鑄造工業(yè)》正式發(fā)布并實施，生態(tài)環(huán)境重點區(qū)域對鑄造企業(yè)按照環(huán)?？冃Х旨墝嵤┎町惢芸亍Ｊ迤陂g，企業(yè)環(huán)保治理投入大幅增加，環(huán)保治理水平整體有了明顯提升，部分企業(yè)的環(huán)保治理水平已經處于世界同行的前列。為適應行業(yè)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的需要，由中國鑄造協(xié)會起草的《鑄造行業(yè)綠色工廠評價要求》、《鑄鐵熔煉工序能耗限額》及《鑄造企業(yè)資源綜合利用設計及評價規(guī)范》等一系列行業(yè)標準即將頒布實施，綠色鑄造成為眾多企業(yè)的追求目標，行業(yè)陸續(xù)涌現(xiàn)出一批綠色鑄造企業(yè)，在工信部開展的前五批綠色工廠評定中，有43家企業(yè)成功入圍。另外，行業(yè)建成了一批鑄造固體廢棄物再生循環(huán)利用基地，年廢砂再生量已超過400萬噸，廢砂再生循環(huán)利用比例逐年提高，環(huán)保型粘結劑等綠色鑄造輔助材料的研制應用也取得較快進展。產業(yè)布局加速調整十三五期間，在物流成本等市場要素驅動下，我國鑄造產業(yè)布局緊隨汽車及裝備制造企業(yè)的區(qū)域分布加快了調整步伐。在京津冀、長三角和粵港澳大灣區(qū)經濟一體化發(fā)展的進程中，鑄造產業(yè)發(fā)揮了重要作用，吸引行業(yè)優(yōu)勢資源聚集發(fā)展；尤其是隨著汽車輕量化的快速發(fā)展，寧波、南通、蘇州、肇慶、重慶、天津、蕪湖等地區(qū)的壓鑄產業(yè)發(fā)展速度加快，形成了一批輕合金壓鑄產業(yè)基地。關鍵鑄件制造能力穩(wěn)步提升適應主機行業(yè)和重大裝備對高端鑄件的需求，我國鑄造工藝技術水平穩(wěn)步提高，高壓鋳造、半固態(tài)鑄造、擠壓鑄造、精密組芯造型、電渣熔鑄、快速鑄造等工藝技術取得了較大突破。企業(yè)強化關鍵鑄件的研發(fā)生產，百萬千瓦級以上三代核電設備高壓外缸大型鑄鋼件，百萬千瓦600℃等級超超臨界汽輪機機組超高壓外缸、高壓內缸、高壓主氣門及高中壓調節(jié)閥殼鑄鋼件，超大型、超厚斷面球墨鑄鐵中壓外缸與軸承座，超大型耐腐蝕高鎳基球墨鑄鐵泵體，大功率水輪機鑄件，百萬伏高壓輸變電鑄鋁殼體鑄件，大兆瓦風電輪轂低溫球墨鑄鐵件，大型海裝工程耐蝕雙相不銹鋼鑄件，工程機械液壓鑄件，超大型機床球墨鑄鐵件，高強度高韌性鋁合金汽車結構件，5G通信基站大型薄壁鋁合金散熱殼體鑄件等眾多領域都有了較大突破；多數(shù)領域關鍵鑄件已實現(xiàn)自主化制造，產品質量穩(wěn)步提高，國際競爭力也明顯加強。鑄件材質結構進一步優(yōu)化隨著主機及裝備制造業(yè)需求的變化，我國鑄件材質結構也發(fā)生了較大變化。球墨鑄鐵件的應用范圍逐年擴大，其中新型城鎮(zhèn)化供排水系統(tǒng)建設和風力發(fā)電設備等快速發(fā)展帶動了球墨鑄鐵件的需求快速增長，2020年球（蠕）墨鑄鐵件產量為1530萬噸，較2015年增長270萬噸，占所有鑄件比例增長至29．5%；受汽車輕量化和新能源汽車、通訊3C等產品的快速發(fā)展，2020年鋁（鎂）合金鑄件產量達680萬噸，占所有鑄件比例達到13．1%。產業(yè)集中度進一步提高十三五中后期，下游行業(yè)對鑄件需求增速放緩，鑄造市場競爭加劇，另外，國家強化了對工業(yè)領域的污染防治。在市場競爭加劇和環(huán)保要求日益嚴格的環(huán)境下，我國鑄造行業(yè)呈現(xiàn)出兩級分化走勢。一批企業(yè)持續(xù)推進技改提升、實施精細化管理和環(huán)保安全治理，整體水平已處于國際先進地位，并逐步成為具有國際競爭力的龍頭骨干企業(yè)；部分企業(yè)因環(huán)保安全等綜合因素加快了退出步伐。目前，我國鑄造企業(yè)數(shù)量較十三五初期有了顯著減少，企業(yè)平均規(guī)模有了較大提高，年鑄件產量萬噸以上的企業(yè)超過千家；其中，年鑄件產量5萬噸以上的企業(yè)近200家，產業(yè)集中度明顯提高。十三五期間，我國鑄造產業(yè)集群（園區(qū)）建設明顯提速，并在泊頭、彰武、坊子、溧陽等地區(qū)形成了特色產業(yè)發(fā)展模式。以河北省泊頭市為例，在地方產業(yè)政策引導下，該地區(qū)鑄造產業(yè)加速轉型升級，企業(yè)數(shù)量從十三五初期的近700家減少至目前的300余家，鑄件總產量卻實現(xiàn)了一定程度的正增長，產業(yè)走上了更加規(guī)范和高質量的發(fā)展道路。鑄造標準供給質量有很大提升鑄造行業(yè)國際化步伐加快一批鑄造企業(yè)的工藝裝備和產品質量均已達到世界先進水平，中國鑄件以優(yōu)質優(yōu)價正在贏得更多國際中高端鑄件市場份額；為適應全球制造業(yè)布局調整以及貿易摩擦的影響，不少鑄造企業(yè)通過收購國外工廠或走出國門自行建廠深度參與國際市場的競爭。另外，鑄造材料和裝備企業(yè)也加快了國際化步伐，部分高端產品已進入工業(yè)發(fā)達國家市場。十三五期間，國內鑄造裝備企業(yè)在壓鑄機、靜壓造型和樹脂砂設備等領域，收購了國際知名品牌的海外工廠，并逐步建立了全球研發(fā)中心，中國品牌的鑄造裝備正在走向世界。國產鑄造裝備水平顯著提升依托鑄造企業(yè)新建項目和技改提升的需求，我國鑄造裝備制造水平有了顯著提升。鑄造裝備企業(yè)加大自主研發(fā)投入，通過技術引進、消化吸收以及國外收購等多種措施，形成一批自主研發(fā)能力較強的骨干制造企業(yè)；行業(yè)也加快了兼并重組的步伐，鑄造裝備集團化發(fā)展趨勢初顯。中頻感應電爐、鋁合金燃氣熔化爐等熔化設備向更高效節(jié)能方向發(fā)展，自動定量澆注設備、金屬液轉運系統(tǒng)在企業(yè)得到更廣泛應用；靜壓造型線、垂直造型線、水平脫箱線、粘土砂砂處理成套設備、自硬砂成套設備、制芯設備的研發(fā)與制造水平均有了很大提升；國內已成功開發(fā)了6000t大噸位壓鑄機，智能壓鑄島在壓鑄企業(yè)得到推廣應用，差壓、擠壓和半固態(tài)成套裝備也取得了較大突破并正得到深化應用；砂型噴墨打?。?DP）、砂型切削及復合成形設備發(fā)展迅猛，帶動了相關領域智能化工廠的建設發(fā)展。近年來，國內龍頭企業(yè)走出國門收購國際知名鑄造設備制造企業(yè)，中國鑄造裝備在國際市場的競爭力逐步提升。加強鑄造工藝數(shù)值模擬仿真技術研究與應用我國已經建立了覆蓋主要鑄造方法、主要鑄件材質，相對完善的鑄造過程模擬仿真研究體系，國產鑄造數(shù)值模擬軟件也逐漸從充型凝固過程擴展到生產全流程的模擬仿真，并在實際生產中發(fā)揮了越來越重要的作用。鑄造數(shù)值模擬既要加強全流程、多尺度、多相以及鑄造工藝/組織/缺陷/性能的模擬仿真與耦合模擬的基礎研究，又要加強鑄造工藝數(shù)值模擬與鑄造CAD/CAE/ERP等集成一體數(shù)字化平臺的開發(fā)，還要在重點領域關注鑄造工藝數(shù)值模擬個性化需求，如定向凝固、蠟模充填、鑄錠偏析、砂芯射砂、擠壓鑄造、消失模鑄造、電渣熔鑄、雙金屬復合鑄造等數(shù)值模擬技術；同時要開展鑄造工藝數(shù)值模擬的應用化研究，如鑄造熱物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫的建設。安全環(huán)保治理水平將持續(xù)大幅提升鑄造作為熱加工制造工藝，生產工藝流程長、工藝裝備和物流設施復雜眾多，且存在高溫作業(yè)、安全生產影響因素多等特點；《全國安全生產專項整治三年行動計劃》的實施，使全行業(yè)牢固樹立起了安全生產的發(fā)展理念，企業(yè)將主動作為，推動新工藝和新技術廣泛應用，在安全生產相關法律法規(guī)和技術支撐下，安全生產的整體水平會有更大的提升。盡管鑄造企業(yè)環(huán)保治理水平普遍有了明顯提升，但距離適