中国金属结构制造行业研究报告 .doc
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1、2011年金属结构制造行业研究报告一、行业主管部门、监管体制、主要法律法规及政策1、行业的管理体制精密铝合金结构制造行业为精密金属结构制造行业中的主要子行业,目前该行业处于完全市场竞争状态,为在国家宏观调控下的行业自律管理体制。目前的行业主管机构为国家发改委、工业和信息化部,所属行业协会为中国铸造协会,各管理部门及行业协会的职责具体如下:我国精密铝合金结构制造行业相关管理部门及其职责部 门 职 责国家发展和改革委员会 负责产业政策的研究制定、行业的管理与规划等工业和信息化部拟订并组织实施工业行业的规划、产业政策和标准;监测工业行业正常进行;推动重大技术装备发展和技术创新;管理通信业;指导通信信
2、息化建设;协调维护国家信息安全。中国铸造协会开展对全行业技术经济资料的调查和整理工作,参与制订行业发展规划和行业标准;提供国内外经济技术信息,开展咨询和技术服务,组织经验交流;贯彻国家标准,制定本行业的“行规行约”,提出行业内部技术和业务管理的指导性文件;协调和促进企业间的经济合作和技术合作。注注我国精密铝合金结构制造行业按照相关性归口于中国铸造协会管理。2、行业主要法律法规精密铝合金结构制造行业作为国民经济发展的支柱产业和基础产业,受到国家产业政策的大力推动,属于国家鼓励发展行业,影响本行业发展法律法规及政策主要有:(1)国家中长期科学与技术发展规范纲要(20062020 年)规划的重点领域
3、及其优先主题第(26)项:基础件和通用部件指出“重点研究开发重大装备所需的关键基础件和通用部件的设计、制造和批量生产的关键技术,开发大型及特殊零部件成形及加工技术、通用部件设计制造技术和高精度检测仪器。”;第(31)项:基础原材料强调“重点研究开发满足国民经济基础产业发展需求的高性能复合材料及大型、超大型复合结构部件的制备技术,高性能工程塑料,轻质高强金属和无机非金属结构材料,。”(2)中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要第十三章“调整原材料工业结构和布局”明确提出要“加快调整原材料工业结构和布局,降低消耗,减少污染,提高产品档次、技术含量和产业集中度”;第十六章“拓展生产性服
4、务业”提出要“大力发展主要面向生产者的服务业,细化深化专业化分工,降低社会交易成本,提高资源配置效率。”(3)国务院发布的国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见,明确提出要大力发展“大型、精密、高速数控装备和数控系统及功能部件,改变大型、高精度数控机床大部分依赖进口的现状,满足机械、航空航天等工业发展的需要”,“通过市场化的外包分工和社会化协作,带动配套及零部件生产的中小企业向专、精、特方向发展,形成若干各有特色、重点突出的产业链。有计划、有重点地研究开发重大技术装备所需的关键共性制造技术、关键原材料及零部件,逐步提高装备的自主制造比例。”(4)国务院2009 年5 月颁布实施的装备制造业调整
5、和振兴规划大力鼓励包括精密铝合金结构件在内的基础部件行业等装备制造配套产品制造行业的发展,达到通用零部件基本满足国内市场需求、关键零部件填补国内空白的较高水平。(5)国家发改委、科技部、商务部、国家知识产权局联合修订发布的当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2007 年度)将与本公司主营业务相关的“近净成形加工技术(如精密铸造、精密锻压、超塑性成形、精密焊接)”以及“铝合金铸件的加工与焊接技术,后加工成形技术”等列入当前优先发展的高技术产业化重点领域。(6)受国家工业和信息化部、国资委和财政部的联合委托,中国铸造协会经过广泛调研和深入研讨,制定的中国铸造行业准入制度,从企业规模、铸造方法与
6、工艺、铸造设备、铸造质量、能源消耗、废弃物排放与治理、职业健康安全与劳动保护、人员素质等方面制定了铸造行业准入条件,这对防止企业盲目建设、避免行业无序竞争提供了保证。二、行业基本情况介绍铝合金结构制造最早于20 世纪上半叶起源于欧洲,后来随着制造工艺、设备及技术的不断发展,铝合金结构制造也朝着精密化、整体化方向发展,发展到今天已经形成了相当规模的精密铝合金结构制造产品市场。1、精密金属(铝合金)结构制造的概念精密金属结构制造是一种先进的精密金属部件成形技术,具体是指利用热、力、分子运动等手段使得液态或半液态金属或金属合金在力的作用下以较高的速度充填模具型腔,并成型和凝固而获得金属结构件,再通过
7、后处理及数控精加工,最终使产品尺寸、形状和性能均能达到目标要求的精密制造技术。通常,精密铝合金结构件制造所要求的产品尺寸精度为1 丝(1 丝0.01 毫米)以内,产品表面粗糙度(Ra)达到1.6 微米以内,产品形位公差在0.1 毫米/300 毫米以内;所采用的加工方法主要有精密铸造(压力铸造、重力铸造、低压铸造等)、精密切削(含车削、铣削、镗削)、精密磨削、砂带研抛、精密抛光、电火花成形加工、电火花线切割加工等;所选用的被加工材料主要有铝合金、镁合金、锌合金、铜合金等金属合金材料。在精密金属结构制造中,铝合金材料较其它金属材料(如黄铜、青铜、锌等)具有流动性好、收缩性小、易吸收、易氧化等多种优
8、异的铸造性能,使得其成为精密金属结构制造的主要所选材料,占比超过80%。精密金属结构制造行业相关专业名词概括如下:专业名词 概念、内涵 本公司相关业务内容精密金属结构制造一种先进的精密金属零部件成形技术,一般先通过铸造、钣金等,再通过后处理及数控精加为国家统计局行业分类中“金属结构制造”的子行业工,最终使产品尺寸、形状和性能均能达到目标要求的加工制造技术。精密铝合金结构制造以铝基材料(含铝合金锭、铝材等)作为基础加工材料,属于精密金属结构制造的子行业本公司目前所处的细分行业,下文或称“本行业”精密铝合金结构件精密铝合金结构制造行业的产品形式,精密度需要达到相关要求的铝合金结构件产品报告期内,本
9、公司的主要产品形式,下文或称“本公司产品”铸铝合金件利用各类铸造工艺所生产的铝合金结构件的总称国家统计常用名词,包括各类铸造工艺(压力铸造、重力铸造、低压铸造等)所形成的铝合金结构件,其中采用压力铸造(简称:压铸)工艺所形成的称做铝合金压铸结构件铝合金压铸结构件利用压力铸造工艺所生产的铝合金结构件精密铝合金压铸结构件精密度达到要求的铝合金压铸结构件产品占到精密铝合金结构件总量的60%以上,为精密铝合金结构件的主要部分2、精密铝合金结构件精密度的概念与涵义精密度通常指要求所加工的结构件达到的准确程度,也就是可容忍误差的大小,可容忍误差大的结构件精密度低,可容忍误差小的结构件精密度高。在精密铝合金
10、结构制造中,精密度包括产品质量精度和加工精度两大类别,具体内容、涵义及对下游行业产品的影响具体见下表:精密度类别具体内容 涵义致密性指结构件产品中所含气孔密度的大小,致密性的高低直接影响到结构件产品的刚性、硬度、抗压性、抗拉性、抗扭性、抗裂性、防渗漏、防腐蚀等性能外观质量 指结构件在加工后具有符合视觉审美及环境要求的外形产品质量精度表面粗糙度是指结构件在机械加工后被加工面的微观不平度,也叫机械加工表面质量,一般以Ra 加数字来表示尺寸精度指加工后结构件的实际尺寸与尺寸的公差带中心的相符合程度形状精度指加工后的结构件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度加工精度位置精度指加工后结构件有关
11、表面之间的实际位置与理想位置的相符合程度在通讯设备制造业中,通讯基站信号的接受与发射、信号波的传输强度与容量、基站设备的工作稳定性及效率等都对基站滤波器、散热器类铝合金结构件的精密度,特别是表面粗糙度有着近似苛刻的要求;现代汽车零部件制造业对于“近净尺寸”(NNS)的技术要求也促使精密铝合金结构件具有精确的外形、高的尺寸精度、形位精度和低的表面粗糙度,这就促使本行业产品制造过程中的加工精度和产品质量精度有新的提升。3、精密铝合金结构制造的特征精密铝合金结构制造为了保证产品的质量精度和加工精度,对于制造设备、加工工具、检测设备、工作环境、制造工艺、夹具设计、技术工人技术熟练度等均有很高的要求:(
12、1)制造设备:所需制造设备(铸造设备、数控加工中心等)需要满足高精度(包括高的动精度和静精度)、高刚度(含零部件刚度、接触刚度、工艺系统刚度等)、高稳定性和保持性(即具有良好的抗振性、热稳定性)、高自动化等品质要求;(2)加工工具:制造过程中所需的刀具、磨具等加工工具具有较高的硬度、良好的材料质地等要求,如精密抛光就需要采用聚酯、锡等材料做抛光工具,采用金刚石、刚玉、碳化硅等硬度高的材料作为磨料,进行非接触研磨抛光、液中研磨抛光等,才能获得高精度和低表面粗糙度;(3)检测设备:精密制造必须具备相应的检测设备和手段,对于高精度产品的尺寸、几何形状、位置精度需要用到分辨率较高的电子测量仪、气动测量
13、仪、真空测量仪器、三坐标检测仪等;另外,检测材料成分、产品内部缺陷、产品清洁度等产品制造品质时需要用到X-ray 测试仪、光谱分析仪、清洁度测量仪等具有精准检测能力的检测设备;(4)工作环境:工作环境是保持精密制造产品质量、生产设备精度的必要条件,精密制造对工作环境的温度(要求环境温度控制在17-23 摄氏度的恒温状态)、湿度(保持在55%-60%)、空气净化度(使空气中的尘埃直径在0.5 微米以内)、防振、防静电等均有较为苛刻的要求;(5)制造工艺:制造工艺对于产品质量、生产效率等具有关键性的全局影响,在精密铝合金结构制造中更是如此。加工面定位基准的正确选择、工件的夹紧变形和加工中变形的纠正
14、、铸造卡模用具的顶出等均是精密制造过程中的关键工艺;(6)夹具设计:夹具是精密铝合金结构制造系统中的重要组成部分,需要有高精度、耐磨损、定位准等性能,而且不同的工序、甚至不同构造的产品制造所需的夹具都需要专门设计,因此夹具设计水平的高低成为影响最终产品精密度的关键因素;(7)技术熟练度:在精密制造过程中,有些工序及工艺需要靠技术工人的技术熟练度来保证,如在精密铝合金结构制造过程中的精密抛光即需要具有熟练技艺的操作人员来保证抛光精度;数控加工中心等精密设备的操作人员均需具备相应资质的技术等级证书才能上岗等。由于精密铝合金结构制造具备上述众多特征,从而确保了产品的精密性,使得精密铝合金结构件产品广
15、泛应用于通讯设备、汽车零部件、航空器材、高速机车等对产品精密度要求较高的下游行业,且随着越来越多的下游行业朝着高科技、高精密度方向发展及制造设备的不断优化和精密制造工艺的不断改进,精密铝合金结构件产品的应用范围将不断扩大。4、精密铝合金结构制造及其产品的应用目前,精密铝合金结构制造及其产品主要应用于通讯设备、汽车零部件、航空器材、高速机车等对结构件的加工精度和产品质量精度有严格要求的高精尖领域中,具体如下:产品名称 应用行业 应用领域举例通讯设备 基站设备用滤波器、散热器等汽车零部件 冷却系统、减振系统、微型电机、动力系统等航空器材 机翼、尾翼、起落架系统、各类紧固件等精密铝合金结构件高速机车
16、 高速机车车体及其组件、制动系统、车厢内装构件等除了在上述主要行业的应用外,精密铝合金结构件还应用于电气设备制造、精密机电设备制造等众多国民经济发展的支柱产业中。三、行业发展状况1、本行业在全球的发展状况本行业自从上世纪在欧洲产生以来得到了迅速发展,产品制造技术、制造工艺及制造设备都得到了长足的发展,企业规模和行业集中度也从最初的小规模、分散化到现在的规模化、精密化制造为主的市场竞争格局,目前已经出现了众多大型的精密铝合金结构制造厂商,国际上精密铝合金结构制造行业内主要厂商有德国凯世曼、欧洲菲斯达、芬兰Alteams、意大利麦凯实等企业。铝合金结构制造的应用范围也从最初的日常五金、普通机械等向
17、通讯、汽车、航空等对产品精密度要求较高的行业发展,据北美压铸协会(NADCA)统计资料显示:目前世界工业发达国家的铝合金结构制造产品主要应用于四大类:汽车工业、通讯工业、航空及机电工业、电气工业。目前全球的铝合金结构件的生产消费主要集中在美国、日本、中国、德国、意大利等国家和地区,随着经济的增长及技术的革新,全球对通讯、汽车等的需求也不断增强,尤其是在全球温室气体减排呼声渐涨的大背景下,铝合金结构件由于在轻质化、产品的清洁化生产等方面具有其它金属制造不可比拟的优点而越来越成为世界工业温室气体减排进程的宠儿。2、本行业在我国的发展状况我国铝合金结构制造工业从1956 年产生之初的粗放式生产到现在
18、的集约化、清洁式生产;应用领域从最初的日用五金、一般机械、机电等普通行业扩展至现在的通讯、汽车、电子、航空、高速机车等为主的高科技应用领域;制造工艺也朝着精密化、轻量化、集成化方向发展。随着技术发展及人们对轻量化绿色环保材料的青睐,铝合金结构件尤其是精密度高、产品性能稳定的精密铝合金结构件将逐渐替代其它金属结构件,成为金属结构制造的主流产品。过去十年中,作为铝合金结构件的主要产品形式,我国铝合金压铸结构件产量占金属压铸结构件总产量的比重也从2000 年的65.68%提升到了2009 年的83.54%,已经成为中国金属结构制造的重要发展领域。下图为20002009 年中国铝合金压铸结构件产量及占
19、比具体情况:单位:万吨0.0020.0040.0060.0080.00100.00120.00140.00160.002000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 200950.00%55.00%60.00%65.00%70.00%75.00%80.00%85.00%90.00%铝合金压铸结构件产量压铸件总产量铝合金压铸结构件占比数据来源:中国铸造协会压铸分会3、精密铝合金结构制造行业产能正在向中国转移(1)下游行业对华采购的增加将直接带动本行业的产能向中国转移在下游通讯设备领域,全球排名前六的通讯设备集成商2008 年的在华采购份额均超过30%,其
20、中,华为、中兴通讯、诺基亚西门子的在华采购比重占其全球采购额的比重均超过60%,通讯设备商对华采购的扩大将直接带动国内精密铝合金结构制造厂商的发展及产能释放。在下游汽车领域,据中国汽车工业协会统计,2009 年我国汽车产销量分别达到1,379.10 万辆和1,364.48 万辆,超越美国成为全球最大汽车生产国和消费国。巨大的汽车市场吸引了全球的汽车整车及零部件厂商加速布局中国,福特、PSA 标致雪铁龙、通用等跨国汽车巨头等都在中国设立了采购中心,同时,一些大的零部件供应商,如德尔福、伟世通、法雷奥等也在中国设立了采购办事处。预计到2012 年中国用于整车配套的零部件行业产值将达到11,375
21、亿元,与其相关的精密铝合金结构件产值将达上千亿元,将为拥有产能优势及制造服务优势的本行业企业带来巨大商机。(2)中国的铝材制造优势将为本行业的发展提供基础动力2009 年,我国原铝产量为1,296.40 万吨,为世界最大的铝及铝材生产国,而作为精密铝合金结构制造行业主要原材料的铝合金锭在2008 年的产量为1,560 万吨,预计2009 年将达到约1,700 万吨,我国充足的铝材产能及位居世界先进水平的铝材生产工艺和装机水平为精密铝合金结构制造行业的发展提供了坚强的基础动力和充沛质优的原材料。另外,中国丰富的人力资源及完善的配套产业均对本行业的发展有巨大的推动作用。(3)我国发展精密铝合金结构
22、制造行业的优势及与国外的差距以铝合金压铸结构件为例,过去十年中,我国铝合金压铸结构件的产量由1999 年的29.12 万吨增加到了2009 年的122.70 万吨,年均增长率达到42.14%,而同期美国铝合金压铸结构件产量的年均增长率为仅为约2.5%。在下游拉动力及上游推动力的双重力量下,我国具备发展精密铝合金结构制造行业的巨大优势,但是在制造装备、技术发展水平等方面与国外发达国家还有明显差距:在制造装备方面,发达国家的铝合金熔铸工艺中一般均配有在线熔体净化和过滤装置,工艺参数由微机控制,热效率能够达到80%以上,而我国仅有少数企业能够达到该水平;在技术发展水平方面,国外跨国企业普遍都有大型的
23、企业研发中心,研发费用占销售收入的比重一般都在10%以上,而我国一般企业目前仅为2%。四、行业的主要特点1、本行业处于行业生命周期的成长期从上世纪五十年代,铝合金结构制造行业在我国产生以来,产品应用范围从最初的日用五金、一般机械、机电等普通领域逐渐扩展至现在的汽车、通讯、航空、高速机车等为主的高科技应用领域。上世纪九十年代以来,随着下游行业的高速发展及下游行业的不断增多,本行业也得到了迅猛扩张,其中:我国铝合金压铸结构件产量从1999 年到2009 年十年间的年均增长率达到42.14%,远高于同期GDP 平均增长速度,而且随着下游通讯、汽车、航空、高速机车等高科技领域的可持续发展,未来应用于上
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