粉末冶金為金屬粉末或其混合物為原料,經過成形和燒結,制造各種類型制品的工藝。由于粉末冶金技術的優點,它已成為解決新材料問題的鑰匙,在新材料的發展中起著舉足輕重的作用。以鐵基粉末冶金件和傳統鋼鐵冶金為例,其生產流程有諸多區別。
生產工藝的不同決定了不同的性能。粉末冶金相對于傳統鋼鐵產品的優勢包括結構復雜、精度高、一致性高、節材省能及成份均勻等優點,非常適合于大批量生產。
表一:粉末冶金相對于傳統鍛件產品的優點
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優點 |
優勢說明 |
節材、省能 |
粉末冶金零件的材料利用率、以鐵基為例,其能耗分別為95%和28.5kJ/kg, 而其它生產的方式數據則落在50-90%,38-82kJ/kg 之間 |
精度高、一致性高 |
最高精度可達0.01mm ,且表面光滑,與傳統研磨工藝精度相防;零件各部分,及零件與零件之間尺寸 |
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變化值差異性極小,原因為加工工具的損耗較少 |
結構復雜 |
適于生產結構較為復雜、傳統工藝無法生產的產品,并能大批量地生產 |
成份均勻 |
由于無凝固工藝,故產品無偏析、氣泡、雜質等質量問題 |
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目前,粉末冶金技術已被廣泛應用于機械、交通、電子、航空航天、兵器、核工業、生物、信息和環保節能等領域,成為新材料科學中最具發展活力的分支。
綜合來看,粉末冶金是伴隨著下游需求和冶金技術不斷發展而發展起來的。就應用領域分類,其不僅可以應用在傳統的如機械加工、鉆探、電器、機械汽車等傳統領域,還可應用在諸多如TMT、軍工、節能環保等新興領域。據此,就目前的應用領域發展來看,為可分為三種層次:
首先,傳統領域。下游和技術皆比較成熟,發展空間有限,競爭格局也相對穩定;
其次,新興領域。下游和技術仍皆處在快速發展階段,發展空間較大,但技術更新換找較快也導致競爭格局保持動態的進程;
最后,傳統領域的新興產業。下游存在結構調整的需求,發展空間較大,動態的行業競爭格局有望短期內(幾年)穩定下來,技術和渠道相對較好的企業相對較好。
報告大廳發布的《2016-2021年中國粉末冶金零件產業市場運行暨產業發展趨勢研究報告》顯示,2012年中國粉末冶金零件產量為113.33萬噸,同比增長9.93%,2013年中國粉末冶金零件產量為118.29萬噸,同比下降9.97%,2014年中國粉末冶金零件產量為181.53萬噸,同比增長12.22%。
我國的粉末冶金產業集中度較高,主要集中在華中和華東地區,分別占37.24%和40.20%其他區域分布較少,而這將成為未來該行業的發展區域之一。
從國外的發展來看,粉末冶金也正在快速替代鋼鐵鍛行業:從北美粉末鍛造連桿從零開始,不足歷經20年,已蠶食掉鋼鐵鍛件的60%以上的市場。而從全球鋼鐵粉末(其中為粉末冶金產用鐵基粉末)的生產總量1991 年為45 萬噸,2000 年為70 萬噸,2010 年為120 萬噸,對應的粉末冶金零件制品(其中主要為鐵基粉末冶金零件)的銷售總額已達到為300 億美元。
對比目前國內生產的鐵基粉末冶金的產量僅為50億元左右,加上諸多合金汽車、家電、空調等零部件企業每年仍需從國外大量進口先進的鐵基粉末冶金(機械、汽車部件),預計我國市場的需求量基本在100 億左右。該市場容量每年仍保持10%的速度增長,未來有望達到300-500 億元。