機體專題研究報告

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關(guān)鍵鑄件制造能力穩(wěn)步提升適應(yīng)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(shù)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(shù)取得了較大突破。企業(yè)強化關(guān)鍵鑄件的研發(fā)生產(chǎn)，百萬千瓦級以上三代核電設(shè)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(nèi)缸、高壓主氣門及高中壓調(diào)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(fēng)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(jié)構(gòu)件，5G通信基站大型薄壁鋁合金散熱殼體鑄件等眾多領(lǐng)域都有了較大突破；多數(shù)領(lǐng)域關(guān)鍵鑄件已實現(xiàn)自主化制造，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提高，國際競爭力也明顯加強。綠色鑄造發(fā)展理念成為普遍共識為加快推進(jìn)工業(yè)領(lǐng)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(biāo)準(zhǔn)，尤其是生態(tài)環(huán)境重點區(qū)域的要求更加嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)》和《排污許可申請與核發(fā)技術(shù)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?qū)﹁T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(jīng)處于世界同行的前列。為適應(yīng)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(shè)計及評價規(guī)范》等一系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)即將頒布實施，綠色鑄造成為眾多企業(yè)的追求目標(biāo)，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(jié)劑等綠色鑄造輔助材料的研制應(yīng)用也取得較快進(jìn)展。我國已經(jīng)建立了覆蓋主要鑄造方法、主要鑄件材質(zhì)，相對完善的鑄造過程模擬仿真研究體系，國產(chǎn)鑄造數(shù)值模擬軟件也逐漸從充型凝固過程擴展到生產(chǎn)全流程的模擬仿真，并在實際生產(chǎn)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(chǔ)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(lǐng)域關(guān)注鑄造工藝數(shù)值模擬個性化需求，如定向凝固、蠟?zāi)３涮睢㈣T錠偏析、砂芯射砂、擠壓鑄造、消失模鑄造、電渣熔鑄、雙金屬復(fù)合鑄造等數(shù)值模擬技術(shù)；同時要開展鑄造工藝數(shù)值模擬的應(yīng)用化研究，如鑄造熱物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。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(jìn)一步提高，在金屬爐料、增碳劑、孕育劑、球化劑、蠕化劑、預(yù)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(lǐng)域都形成了一批專業(yè)化的生產(chǎn)基地。在黑色金屬原材料方面，一批符合國家產(chǎn)業(yè)政策的優(yōu)質(zhì)鑄造用生鐵生產(chǎn)基地得到進(jìn)一步提升，鑄造用高純、超高純生鐵生產(chǎn)取得突破，大幅降低了對進(jìn)口優(yōu)質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)；北方地區(qū)鑄造硅砂生產(chǎn)基地建設(shè)逐步規(guī)范，熔融和燒結(jié)陶瓷砂等特種鑄造用砂取得較快發(fā)展；樹脂粘結(jié)劑、涂料、過濾器等造型材料領(lǐng)域?qū)I(yè)化生產(chǎn)能力越來越高，無機粘結(jié)劑的研發(fā)和應(yīng)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(jìn)工業(yè)領(lǐng)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(biāo)準(zhǔn)，尤其是生態(tài)環(huán)境重點區(qū)域的要求更加嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)》和《排污許可申請與核發(fā)技術(shù)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?qū)﹁T造企業(yè)按照環(huán)?？冃Х旨墝嵤┎町惢芸?。十三五期間，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(jīng)處于世界同行的前列。為適應(yīng)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(shè)計及評價規(guī)范》等一系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)即將頒布實施，綠色鑄造成為眾多企業(yè)的追求目標(biāo)，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(jié)劑等綠色鑄造輔助材料的研制應(yīng)用也取得較快進(jìn)展。國產(chǎn)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(shù)引進(jìn)、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(yīng)電爐、鋁合金燃?xì)馊刍癄t等熔化設(shè)備向更高效節(jié)能方向發(fā)展，自動定量澆注設(shè)備、金屬液轉(zhuǎn)運系統(tǒng)在企業(yè)得到更廣泛應(yīng)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(shè)備、自硬砂成套設(shè)備、制芯設(shè)備的研發(fā)與制造水平均有了很大提升；國內(nèi)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(yīng)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(yīng)用；砂型噴墨打?。?DP）、砂型切削及復(fù)合成形設(shè)備發(fā)展迅猛，帶動了相關(guān)領(lǐng)域智能化工廠的建設(shè)發(fā)展。近年來，國內(nèi)龍頭企業(yè)走出國門收購國際知名鑄造設(shè)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。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(chǎn)工藝流程長、工藝裝備和物流設(shè)施復(fù)雜眾多，且存在高溫作業(yè)、安全生產(chǎn)影響因素多等特點；《全國安全生產(chǎn)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(chǎn)的發(fā)展理念，企業(yè)將主動作為，推動新工藝和新技術(shù)廣泛應(yīng)用，在安全生產(chǎn)相關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)支撐下，安全生產(chǎn)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，但距離適應(yīng)國家新的環(huán)保要求還有不小差距。目前鑄造企業(yè)被納入一證式排污許可監(jiān)管范圍，適用鑄造企業(yè)的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)更嚴(yán)、覆蓋范圍更寬，無組織排放全面納入標(biāo)準(zhǔn)的控制要求，國家對生態(tài)環(huán)境重點區(qū)域制定了更為嚴(yán)格的管控要求，環(huán)保排放水平監(jiān)測要求更高，各級環(huán)保部門對企業(yè)的環(huán)保監(jiān)管更全面、更系統(tǒng)。十四五期間，鑄造行業(yè)將深入開展工業(yè)污染治理，企業(yè)的環(huán)境管理水平將會進(jìn)一步提高，鑄造企業(yè)也將在環(huán)保壓力下加速分化，行業(yè)內(nèi)將涌現(xiàn)更多的綠色鑄造企業(yè)，同時也將有相當(dāng)數(shù)量的企業(yè)無法適應(yīng)新的環(huán)保要求加速淘汰；鑄造產(chǎn)業(yè)集群（園區(qū)）環(huán)保綜合整治加速推進(jìn)，集群（園區(qū)）建設(shè)將更加規(guī)范和有序。汽車零部件市場概況（一）汽車零部件行業(yè)主要由日本、德國和美國等傳統(tǒng)汽車工業(yè)強國主導(dǎo)，中國汽車零部件企業(yè)與國際龍頭企業(yè)差距逐步縮小汽車零部件廠商呈現(xiàn)專業(yè)性、獨立性、經(jīng)營全球化的特點，主要分布在美國、日本、德國。根據(jù)中國汽車報社公布的2020年全球汽車零部件企業(yè)百強榜，全球汽車零部件前十的企業(yè)除濰柴集團位于中國外，其他九家均在德國、日本等傳統(tǒng)汽車工業(yè)強國內(nèi)；百強企業(yè)中日本、德國和美國零部件企業(yè)最多，其中日本以27家入圍排名榜首，德國以17家居次，美國以15家獲得第三名。相比較而言，中國汽車零部件企業(yè)起步晚，但處于不斷進(jìn)步中，中國汽車零部件企業(yè)憑借成本優(yōu)勢、先進(jìn)制造能力、快速反應(yīng)能力、同步研發(fā)能力等不斷拓展市場，與國際龍頭企業(yè)差距逐步縮小，有11家企業(yè)進(jìn)入全球汽車零部件百強榜。（二）汽車零部件產(chǎn)業(yè)逐步向新興市場轉(zhuǎn)移，采購實現(xiàn)全球化當(dāng)前，美國、歐洲和日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的汽車消費市場逐漸飽和，中國、印度等新興國家汽車市場已成為世界上最具增長性的汽車消費市場，同時這些國家勞動力豐富且具有價格優(yōu)勢，隨著汽車制造行業(yè)競爭日趨激烈，為了有效降低生產(chǎn)成本并開拓新興市場，汽車及零部件企業(yè)開始加速向中國、印度、東南亞等國家和地區(qū)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。伴隨著汽車零部件工業(yè)逐漸邁向全球化，整車廠及一級供應(yīng)商對所需的零部件按產(chǎn)品質(zhì)量、價格、交期等條件在全球范圍內(nèi)擇優(yōu)采購，不再局限于僅采購本國零部件產(chǎn)品，而零部件企業(yè)也不再局限于僅供應(yīng)給本國的下游企業(yè)，將其產(chǎn)品面向全球銷售。（三）我國汽車零部件行業(yè)發(fā)展前景廣闊汽車零部件行業(yè)是汽車工業(yè)的重要組成部分，受益于整車制造行業(yè)持續(xù)發(fā)展帶來的市場需求，我國汽車零部件行業(yè)在過去十年內(nèi)也實現(xiàn)了較快增長。2011年~2017年，我國汽車產(chǎn)銷量處于不斷增長態(tài)勢，汽車零部件行業(yè)得以迅速發(fā)展，行業(yè)銷售收入由2011年的1．98萬億元增至2017年的3．88萬億元，年均復(fù)合增長率達(dá)到11．89%；2018年和2019年，受汽車整車產(chǎn)銷量下滑的影響，我國汽車零部件行業(yè)銷售收入較2017年也有所下滑；2020年，在新冠肺炎疫情的沖擊下，我國汽車零部件行業(yè)銷售收入實現(xiàn)了逆勢上漲，較2019年增加552．95億元，增幅為1．55%。十四五期間，我國經(jīng)濟將保持向好趨勢，消費需求將不斷提升，未來我國汽車產(chǎn)銷量仍有較大增長潛力，我國汽車零部件行業(yè)發(fā)展前景廣闊。壓鑄行業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)（一）壓鑄行業(yè)面臨的機遇行業(yè)產(chǎn)品涉及的通信行業(yè)和汽車行業(yè)是國民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)，國家對通信行業(yè)和汽車行業(yè)一直加以支持。移動通信技術(shù)更新迭代需要通過更為完善的移動通信基礎(chǔ)設(shè)施來實現(xiàn)，目前全球各主要國家均已啟動5G建設(shè)，未來幾年5G基站建設(shè)將成為全球電信運營商資本開支投入的熱點和重心。由于發(fā)射頻率提高，5G信號傳輸距離有所降低，需要部署更密集的5G基站來保障信號覆蓋，5G宏基站的建設(shè)數(shù)量將是4G基站的1．5倍，且5G信號不易穿透建筑物和障礙物，5G時代小基站成為必備的配套設(shè)施，小基站數(shù)量將成倍增加。伴隨著5G的商用化應(yīng)用，大規(guī)模布局5G基站為通信基站鋁合金壓鑄行業(yè)帶來良好的發(fā)展機遇。全球能源危機和環(huán)境污染問題日益突出，新能源汽車已成為全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要方向，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段上，全球新能源汽車仍處于成長初期，以中國、歐洲和美國為主的新能源汽車市場具備快速增長的潛力。（二）壓鑄行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)目前世界貿(mào)易的不確定性明顯增加，自2018年初中美貿(mào)易摩擦開始以來，美國在許多領(lǐng)域加強對中國企業(yè)的限制或監(jiān)管，例如對自中國進(jìn)口的商品加征關(guān)稅、加強科技領(lǐng)域的出口管制和針對中國發(fā)布實體清單等。受貿(mào)易摩擦影響，行業(yè)通信基站領(lǐng)域客戶境外業(yè)務(wù)拓展可能受限，進(jìn)而可能降低對行業(yè)采購需求。未來如果國際貿(mào)易摩擦進(jìn)一步升級，下游客戶主要為國內(nèi)外知名的通信主設(shè)備商、汽車整車廠及汽車零部件廠商，該等客戶在各自行業(yè)內(nèi)具有較強的議價話語權(quán)，受終端產(chǎn)品價格下降和降低生產(chǎn)成本等因素影響，客戶具有壓低采購價格的訴求。同時，近年來原材料、能源價格和人工成本呈現(xiàn)上漲趨勢，增加了行業(yè)生產(chǎn)成本，加大了行業(yè)經(jīng)營壓力。壓鑄行業(yè)與上下游行業(yè)的關(guān)系及影響行業(yè)壓鑄生產(chǎn)過程中所需的原材料主要是由鋁錠A00或再生鋁添加銅、鎂、硅等金屬或非金屬元素后加工形成的鋁合金錠；壓鑄產(chǎn)品下游應(yīng)用領(lǐng)域涉及通信、汽車、家電、航空航天、醫(yī)療器械等眾多行業(yè)。（一）上游行業(yè)對壓鑄行業(yè)的影響鋁錠的供應(yīng)及價格變動對行業(yè)產(chǎn)生直接影響。在供給方面，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2019年國內(nèi)原鋁與再生鋁產(chǎn)量達(dá)到4，300萬噸，行業(yè)壓鑄生產(chǎn)所需的主要原材料供給充足，現(xiàn)階段及未來可預(yù)見的期間受原材料短缺影響的可能性較小。而對回收的舊鋁量及再生鋁產(chǎn)量無權(quán)威數(shù)據(jù)可資利用與參考，不同部門與不同研究者的數(shù)據(jù)可能存在較大差異，以上再生鋁產(chǎn)量數(shù)據(jù)系根據(jù)有色金屬工業(yè)協(xié)會再生金屬分會及公開資料整理的數(shù)據(jù)，暫無2020年度再生鋁相關(guān)數(shù)據(jù)。價格方面，鋁錠作為有色金屬大宗商品，市場化程度較高，價格受到經(jīng)濟周期、市場供求等各因素的影響。2020年以來國內(nèi)上游鋁原料價格整體呈現(xiàn)上升趨勢。（二）下游行業(yè)對壓鑄行業(yè)的影響行業(yè)壓鑄產(chǎn)品目前主要應(yīng)用于通信領(lǐng)域和汽車領(lǐng)域。在通信領(lǐng)域，移動通信技術(shù)的更新?lián)Q代及流量的不斷提升，為通信基站壓鑄件行業(yè)帶來良好發(fā)展機遇；在汽車領(lǐng)域，受益于新能源汽車的快速發(fā)展及汽車零部件輕量化的發(fā)展趨勢，汽車領(lǐng)域鋁合金精密壓鑄件將保持快速增長。行業(yè)發(fā)展的總體趨勢國內(nèi)外市場競爭進(jìn)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(nèi)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(dāng)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(mào)易摩擦帶來關(guān)稅增加，提高了企業(yè)出口成本，發(fā)展中國家參與全球產(chǎn)業(yè)再分工承接制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移加快，制造成本、貿(mào)易政策、環(huán)境容量等綜合因素正在影響全球制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈布局。近年來，就有不少國內(nèi)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(chǎn)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(jìn)口壓鑄機數(shù)量達(dá)到1685臺。高效率鑄造裝備的投入，極大提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，企業(yè)鑄造生產(chǎn)能力也在不斷提高。面對國內(nèi)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(zhuǎn)移，中國鑄造產(chǎn)業(yè)的市場競爭將進(jìn)一步加劇。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(nèi)，并在高壓下成型的鑄造工藝，是目前生產(chǎn)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(chǎn)工藝之一。與其他液態(tài)成型方式相比，壓鑄技術(shù)因具有鑄件尺寸精度高、生產(chǎn)率高、少或無切削加工和能成形形狀復(fù)雜結(jié)構(gòu)等優(yōu)點而廣受青睞。目前壓鑄件廣泛應(yīng)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(lǐng)域。根據(jù)原材料不同，壓鑄產(chǎn)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(dǎo)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(shè)備和通用機械的生產(chǎn)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(shù)之一，至今約有170余年的歷史，壓鑄技術(shù)經(jīng)歷了不斷的改革、演進(jìn)與創(chuàng)新，顯現(xiàn)出突飛猛進(jìn)的勢頭。近年來，隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，汽車、通信基礎(chǔ)設(shè)備、機電、家用電器、醫(yī)療設(shè)備等眾多領(lǐng)域?qū)軌鸿T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(dá)國家的壓鑄企業(yè)經(jīng)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(chǎn)企業(yè)主要有墨西哥的尼瑪克（Nemak）、日本的利優(yōu)比集團（RyobiLtd）