De acordo com a "Perspectiva de fabricação avançada", a metalurgia do pó é uma tecnologia que realiza processos de formação de metais por aquecimento e compactação de pós metálicos abaixo de seu ponto de fusão. Esta tecnologia existe há mais de 100 anos e tem sido reconhecida como uma variedade de produção nos últimos 25 anos. Tecnologia de alta qualidade para peças de alta qualidade. Em comparação com outras tecnologias de formação de metais, como a forjagem e a fundição, esta tecnologia tem vantagens em termos de utilização do material, complexidade da forma e controle de forma nítida, pois promove o desenvolvimento sustentável. A natureza da metalurgia do pó é reconhecida como tecnologia verde.
1 Metalurgia do pó - o processo de formação preferido para peças de baixo custo
De acordo com diferentes formulações, a resistência à tração das peças de metalurgia do pó é entre 170 e 1200 MPa. Em comparação com a tecnologia de fabricação de peças tradicional, as seguintes vantagens são alcançadas: 1) As peças estão próximas do tamanho final, têm um bom acabamento e reduzem o custo de processamento subseqüente. Reduzir a perda de sucata, 2) Ser capaz de produzir peças em forma complexa ou de forma exclusiva que não podem ser fabricadas por outros processos; 3) Ser capaz de controlar a porosidade do produto para atender aos requisitos de auto-lubrificação, resistência ao desgaste, etc. Comparado ao corte de usinagem tradicional Processo, metalurgia do pó com economia de energia 60%, taxa de utilização do material de até 95%, é uma excelente escolha para componentes econômicos. Também como um processo de fabricação de aditivos, tornando-se uma parte importante da fabricação da China 2025.
2 O tamanho anual do mercado global é de 8 bilhões de dólares dos EUA, e a principal escala de receita de metalurgia do pó GKN é de mais de 10 bilhões de RMB.
De acordo com a empresa líder mundial em metalurgia do pó, em 2016, os produtos globais de metalurgia do pó tiveram vendas de aproximadamente US $ 8 bilhões. A GKN é uma empresa líder no campo da metalurgia do pó. Os produtos incluem motores automotivos, caixas de velocidades, bombas, corpos e chassi. Compressores, moldagem por injeção de metal e outros componentes. A receita operacional da metalurgia do pó GKN foi mantida em cerca de 1,4 bilhões de dólares nos últimos cinco anos e a margem de lucro operacional também se estabilizou em cerca de 10%. De acordo com o uso, 72% da receita total de vendas de autopeças. , representando 85% das vendas de peças de metalurgia do pó.
3 A indústria automobilística nacional é relativamente baixa, com mais de 20 bilhões de espaço de mercado ainda precisa ser desenvolvido
Atualmente, a quantidade média de produtos metalúrgicos em pó por veículo na China é apenas de cerca de 5 kg, o que é muito inferior aos 14 kg na Europa e de 19,5 kg nos Estados Unidos. Por outro lado, em 2016, a proporção dos produtos domésticos de metalurgia do pó automático da China nos produtos de metalurgia do pó total aumentou para aproximadamente 60%, mas ainda muito inferior a 80% dos países desenvolvidos. Ao mesmo tempo, os tipos de produtos de metalurgia do pó automotivo na China não estão completos. Atualmente, eles são usados principalmente para bielas, juntas e outros produtos de baixa tecnologia e os requisitos técnicos são mais Alta VVT, VCT, engrenagens planetárias, etc. Devido a altas barreiras técnicas, a maioria das empresas na China não pode produzir em massa. A metalurgia do pó é aplicada principalmente nos dois campos do motor e da caixa de câmbio em automóveis. Assume-se que o volume de vendas de veículos de passageiros atingirá 3000 em 2020. Million, o tamanho do mercado de peças e componentes de metalurgia do pó de motor é de cerca de 4 bilhões de yuans e o tamanho do mercado de peças e componentes de metalurgia de pó de caixa de velocidades é de cerca de 15 bilhões de yuans. Juntamente com peças de metalurgia de pó usadas em chassis de automóveis, o mercado doméstico de metalurgia de pó automotivo tem um espaço de 20 bilhões de yuans. .
- Processo de aplicação da metalurgia do pó
A metalurgia do pó inclui métodos tradicionais, moldagem por injeção de metal (MIM), impressão em metal 3D (AM) e prensagem isostática (IP). Entre eles, os mais utilizados nos campos automotivo e outros são o método tradicional e o método MIM. Os materiais mistos necessários, pós misturados de metalurgia do pó, estão disponíveis em dois tipos, pós pré-misturados de liquidificadores de pó e fornecedores de pó.
- Moldagem por injeção de metal (MIM)
Este processo oferece a possibilidade de produzir peças em forma complexas, utilizando pós metálicos finos (geralmente menos de 20 microns) e adesivos (vários termoplásticos, ceras, etc.) formulados como matérias-primas, na cavidade (ou multi-cavidade) ) para moldagem por injeção.
O processo MIM é muito parecido com a moldagem por injeção plástica e a fundição sob pressão de alta pressão. Ele pode produzir a mesma forma e características estruturais. No entanto, isto é limitado a peças relativamente complexas e relativamente pequenas (geralmente menos de 250 g), caso contrário requer muitas operações de acabamento ou montagem .
As peças produzidas pelo processo de moldagem por injeção de metal têm quase as mesmas propriedades mecânicas que os materiais forjados, proporcionando forma quase ilimitada e características geométricas e uma taxa de produção muito alta.
- Pressão isostática (IP)
Adequado para peças compactas em pó com a mesma pressão em todas as direções para alcançar a máxima densidade e microestrutura uniforme e sem geometria de compressão uniaxial. Usada para produzir peças densas de alto desempenho.
A pressão isostática é classificada em prensagem isostática fria e quente, a pressão isostática a frio (CIP) está compactando as "partes verdes" à temperatura ambiente, enquanto a pressão isostática quente (HIP) passa através da difusão sólida para consolidar as peças a altas temperaturas, calor, etc. A pressão estática também pode ser usada para eliminar a porosidade residual das peças de metalurgia de pó sinterizado.
- impressão em 3D
A impressão 3D metálica inclui a impressão 3D metálica direta e impressão 3D metálica indireta.
O MPF é atualmente a tecnologia de impressão 3D em metal mais utilizada. Incluindo o ano passado, a GE investiu 1,4 bilhões de dólares americanos para comprar o Concept Laser e Arcam, reforçando ainda mais a atenção do mercado de derretimento de metal em pó. O PBF é considerado um Uma tecnologia direta de impressão de metal 3D, incluindo fusão por laser e fusão de feixe de elétrons, está sendo usada de forma mais ampla. Nesta área, muitas marcas são ativas, incluindo a aquisição do Concept Laser e da Arcam pela GE, incluindo As soluções originais de impressão em metal 3D incluem a EOS na Alemanha, a SLM Solutions na Alemanha, a Renishaw no Reino Unido e a TRUMPF, fabricante de máquinas-ferramentas que entraram no campo PBF e Demagensin Seiki.
Existe também uma tecnologia direta de impressão em metal 3D (tecnologia de deposição de energia direcional LENS) é outra aplicação da tecnologia de pó metalúrgico.
A tecnologia indireta de impressão em metal 3D, como o próprio nome indica, significa que as peças metálicas obtidas através do processo de impressão em metal 3D não são as partes finais, mas as substâncias químicas nas peças metálicas precisam ser removidas através do processo de tratamento térmico do forno de alta temperatura para obter denso Peças metálicas.
Naturalmente, a tecnologia indireta de impressão em metal indireto 3D inclui uma variedade de tecnologias diferentes. De acordo com a pesquisa de mercado da 3D Science Valley, uma grande classe é baseada na tecnologia de encadernação representada pela Desktop Metal, 3DEO, Markforged e a outra é o NanoParticle representado pela Xjet. A tecnologia Jetting, a terceira categoria é a tecnologia indireta indireta de impressão em metal 3D da série Prodways, a quarta categoria é a Hewlett-Packard, que lançará a tecnologia de impressão 3D em metal. A GE também lançará as peças metálicas do equipamento de impressão 3D de spray adesivo.
- Preparação da metalurgia do pó
O método de fresagem é aplicado ao processo de moagem de matérias-primas. Os métodos de moagem podem ser divididos em três categorias principais: fresagem mecânica, fresagem física e fresamento químico. Os métodos de moagem comumente usados são métodos de redução de óxido, atomização e eletrodo rotativo. , Eletrólise e métodos mecânicos de esmagamento, etc. O equipamento utilizado para diferentes métodos de fresagem também é diferente. De acordo com diferentes métodos de fresagem, o principal equipamento utilizado inclui forno de redução, eletrólise de membrana de iões, moinho de bolas e assim por diante.
- Mercado de aplicação de metalurgia do pó
As peças de metalurgia do pó são amplamente utilizadas e podem ser divididas em duas categorias principais: a primeira é as peças que são difíceis de fabricar por outros métodos, como o tungstênio, o molibdênio ou o carboneto de tungstênio. Além disso, os rolamentos de óleo, os filtros e muitos tipos de materiais duros Os componentes magnéticos macios são produzidos usando tecnologia de metalurgia do pó. A segunda categoria é fornecer uma alternativa econômica para peças fundidas e forjadas, como placas de embreagem automotiva, bielas, árvores de cames, transportadores de engrenagens planetárias, etc.
Os produtos de metalurgia do pó são amplamente utilizados na indústria automotiva, na indústria aeroespacial, na indústria de eletrodomésticos e na indústria eletrônica de consumo. Entre eles, a indústria automotiva e a indústria aeroespacial são mercados de alta qualidade com alto valor agregado. Atualmente, as empresas nacionais de metalurgia do pó doméstica produzem principalmente eletrodomésticos. Produtos de metalurgia do pó na indústria de eletrônicos de consumo. Os produtos de metalurgia do pó na indústria de eletrodomésticos incluem principalmente refrigeradores, compressores para ar condicionado, máquinas de lavar roupa, rolamentos auto-lubrificantes porosos utilizados em ventiladores elétricos, aparelhos de ar condicionado, engrenagens e ímãs em aspiradores de pó, etc., eletrônicos de consumo, Muitas embalagens de metal da marca do telefone móvel, botões de volume, apoios para os pés, suportes de cartão SIM e outras peças são produtos de metalurgia do pó. No entanto, a indústria de eletrodomésticos e eletroeletrônicos de consumo, o limiar de tecnologia de metal em pó é baixo, todos os tipos de pequenos e médios fabricantes competem para entrar, levando a doméstico O mercado de metalurgia do pó de baixa qualidade é muito competitivo.
A indústria automotiva é a principal área de aplicação, representando cerca de 70%. Outros mercados importantes incluem entretenimento, eletrodomésticos, motores industriais e controles, máquinas de hardware e de negócios, etc. Em 2016, os produtos nacionais de metalurgia do pó automotivo da China representaram a proporção de produtos de metalurgia do pó total. Ele é aumentado para cerca de 60%, mas ainda inferior a 80% em países desenvolvidos. Ao mesmo tempo, os tipos de produtos de metalurgia do pó automotivo na China não estão completos. Atualmente, existem alguns links, juntas, rodas dentadas, etc. A grande maioria das empresas não pode produzir em massa VVTs, VCTs, engrenagens planetárias e outros produtos que requerem tecnologia superior.
As peças automotivas da metalurgia do pó são usadas principalmente em duas categorias principais de veículos: motores, transmissões / caixas de transferência. De acordo com as estatísticas do MPIF (Powder Metal Industry Federation), as peças de metalurgia do pó são usadas em mais de 300 peças automotivas individuais. , O número total de peças excede 750. Levando em consideração os fatores de economia de energia e de redução de emissão e controle de custos, as empresas nacionais usarão cada vez mais o processo de metalurgia do pó para produzir peças de automóveis no futuro.
Motores automotivos e caixas de velocidades são os dois campos mais utilizados para peças de metalurgia de pó. Nestes dois campos, o tamanho do mercado de peças e componentes de metalurgia de pó de motor é de cerca de 4 bilhões de yuans e o tamanho do mercado de peças e componentes de metalurgia de pó de caixa de câmbio é de cerca de 15 bilhões de yuans. Juntamente com peças de metalurgia do pó usadas no chassi do carro, o mercado nacional de pó de metalurgia do pó tem um espaço de 20 bilhões de yuans.
- O tamanho do mercado da metalurgia do pó do motor é de cerca de 4 bilhões
No campo dos motores de automóveis, uma média de duas válvulas de temporização variáveis do motor (VVT) é usada em um automóvel de passageiros e seu preço unitário é de cerca de 70 yuan, ou seja, o valor de cada veículo é de 140 yuan / veículo, emitido pela Zhiyan Consulting. O "Relatório de Estratégia de Situação e Estratégia de Investimento 2017-2022 do Mercado Automotriz da China" prevê que as vendas de veículos de passageiros da China atingirão 30 milhões de unidades até 2020 e a VVT fabricada com tecnologia de metalurgia do pó terá um espaço de desenvolvimento de cerca de 4,2 bilhões de yuans.
- A escala de mercado da metalurgia do pó da caixa de velocidades é de cerca de 15 bilhões
No campo da transmissão automotiva, as transmissões automotivas são divididas em quatro categorias principais, transmissões manuais (MT), que representam cerca de 45% do mercado, transmissões automáticas (ATs) que representam 30% do mercado e transmissões continuamente variáveis (CVTs) que representam 15% da participação no mercado. A embreagem (DCT) representou 10% da participação de mercado, dos quais os mercados AT e DCT estão se desenvolvendo rapidamente com mais oportunidades. O mercado CVT tem menos oportunidades para a metalurgia do pó.
O preço das peças de metalurgia do pó utilizado na caixa de velocidades MT, AT, CVT e DCT é de cerca de 500 yuan, 600 yuan, 200 yuan e 500 yuan, respectivamente. Até 2020, o volume de vendas de automóveis de passageiros na China deverá atingir 30 milhões, assumindo vários tipos de mercado de transmissão. Com a mesma participação, o número de caixas de câmbio MT, AT, CVT e DCT foi de 13,5 milhões, 9 milhões, 4,5 milhões e 3 milhões, respectivamente. O espaço total do mercado para componentes de metalurgia do pó em transmissões totaliza cerca de 15 bilhões de yuans.
Se a indústria de metalurgia do pó pode conseguir um avanço na tecnologia, resistência, resistência ao desgaste e outros indicadores para aprimorar ainda mais as peças de forjamento tradicionais, tais como engrenagens, as engrenagens de transmissão devem ser substituídas por peças de metalurgia de pó, a escala de mercado expandirá ainda mais a expansão.
- Mercado de metalurgia do pó
De acordo com o cálculo da GKN, em 2016, as vendas globais de produtos de metalurgia de pó foram de aproximadamente US $ 8 bilhões. Entre elas, as vendas totais das vendas das dez maiores vendas foram de aproximadamente US $ 4,5 bilhões e sua participação de mercado foi de aproximadamente 60%. As dez principais empresas Entre eles, cinco empresas são empresas européias, quatro empresas são empresas japonesas e uma empresa é uma empresa americana. A GKN é líder da indústria. Em 2016, as vendas do departamento em pó totalizaram 1,03 bilhões de libras (1,4 bilhões de dólares), participação de mercado. Cerca de 18%, muito superior ao segundo 9% da participação de mercado da Sumitomo Electric.
De acordo com as estatísticas da China Powder Association, o ramo da metalurgia do pó na China produziu 480 mil toneladas de peças de metalurgia do pó em 2016, com vendas de 6,4 bilhões de yuans, das quais a indústria automobilística teve vendas de 4 bilhões de yuans, representando 62% das vendas totais. Em 2017, o mercado de metalurgia do pó A escala deverá chegar a 6,9 bilhões, alcançando um crescimento estável.
A GKN é uma empresa líder no campo da metalurgia do pó. Possui a maior escala de vendas e a mais completa gama de produtos. Possui uma boa referência no campo da metalurgia do pó. A metalurgia do pó GKN consiste em duas partes: Metais GKN Sinter e Hoeganaes. Metais Sinter GKN É um líder da indústria em peças formadoras de metalurgia de pó. Sua participação de mercado é a mais alta do mundo. Os produtos incluem peças de metalurgia de pó para motores automotivos, caixas de engrenagens, bombas, carroçarias, chassis, compressores e rolamentos e filtros de metalurgia de pó. Componentes de moldagem por injeção de metal, componentes de metalurgia de pó para outras aplicações industriais e componentes magnéticos suaves para motores elétricos. A Hoeganaes é uma empresa que a GKN é especializada no fornecimento de pós metálicos de alta qualidade. Os produtos incluem pó de ferro, pó de cobre, pó de tungstênio, pó de titânio. Esses pós metálicos são amplamente utilizados em indústrias de metalurgia do pó, química e de soldagem. Sua participação de mercado é a segunda no mundo.
Em 2016, o setor de metalurgia do pó da GKN gerou uma receita de US $ 1,4 bilhão, dos quais a Sinter Metals contribuiu com US $ 1,17 bilhão em receita, representando 83,6% da receita total; a Hoeganaes contribuiu com receita de US $ 230 milhões, representando 16,4% da receita total. Os principais clientes incluem a Ford, a General Motors, a Schaeffler, a BorgWarner e muitas outras bem conhecidas empresas automotivas e empresas de autopeças.
