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机器人、汽车、手机大热行业的新宠材料市场

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时间: 2023-12-02 02:03:49 |   作者: 数控双端面研磨机

产品描述

  钕铁硼永磁材料由于其优异的磁性能和较高的性价比,自问世以来,迅速成为稀土永磁市场中的主导者,其产值占据世界稀土永磁材料产值的90%,并且随着制备工艺和生产技术的一直在改进,其各项性能逐步的提升,应用领域也在逐步扩展。因此,钕铁硼永磁材料应用量的多少慢慢的变成了现代化水平高低的标志,钕铁硼永磁材料依然是稀土材料产业中的朝阳产业。

  钕铁硼是第三代稀土永磁(第一代是SmCo5,第二代是Sm2Co17),在当代永磁体中磁性能最强,有“磁王”的美誉。根据生产的基本工艺的不同,钕铁硼磁体可分为烧结钕铁硼和粘结钕铁硼,其中烧结钕铁硼磁性能明显高于粘结钕铁硼。

  根据钕铁硼的生产的基本工艺的差别,钕铁硼主要可大致分为烧结钕铁硼、粘结钕铁硼和热压钕铁硼。

  ①加工特点:烧结钕铁硼属于难加工的脆硬材料,工艺流程中损耗大,成本高,尺寸精度也比较差,抵抗腐蚀能力也较差表面需要电镀处理。

  ③应用:烧结钕铁硼由于磁性优异,工作时候的温度高,主要使用在于汽车电机,风电,音响设备和计算机等领域。

  ①加工特点:粘结钕铁硼磁铁因为是通过注塑成型的,因此含有粘接剂,其中密度一般只有理论上的百分之八十。

  ②应用:粘结钕铁硼磁体的磁性只有烧结的5%左右。由于其成本较低,各向同性等特点,粘结钕铁硼在消费电子,计算机,打印机和家电等领域广泛应用。

  热压钕铁硼是通过热挤压热变形工艺制成的磁体。热压钕铁硼与烧结钕铁硼磁体相近,但是热压磁体加工成本要高于烧结钕铁硼。热压钕铁硼目前产量尚小,远远低于烧结钕铁硼和粘结钕铁硼。

  钕铁硼的上游是稀土开采冶炼企业,磁材厂商从稀土的开采冶炼企业采购稀土。由于磁材产品的是采用成本加成的定价方式,而钕、镝等稀土元素在稀土原材料成本中占比高达60%,因此稀土钕和镝等金属元素的价格会对钕铁硼磁材的价格有直接影响。

  磁材的下游应用十分广泛,高端用途包括汽车(包括传统汽车和新能源汽车),消费电子,风电,变频空调,节能电梯和机器人等,这部分用量占我国钕铁硼磁体消费的50%左右,是近年来拉动钕铁硼磁体消费的主要动力;传统领域的应用包括扬声器、磁分离器和磁化器等。

  2016年全球钕铁硼总产量为14.6万吨左右,其中,中国钕铁硼产能为13万吨左右,占全球的比例为89%。就具体品种看,当前烧结钕铁硼材料占据钕铁硼主要市场,占比为94%左右。2001~2016年全球烧结钕铁硼产量的年均复合增长率为16%。

  2009-2011年,稀土价格的暴涨也带动了钕铁硼价格的大幅度增长,使得钕铁硼企业业绩暴增100-300%。2011年至今,前期的暴涨使得中低端钕铁硼产能过剩问题开始凸显。根据统计,截止2015年国内钕铁硼产能达到30万吨以上,而全球钕铁硼产量仅为13-14万吨左右。

  同时,高性能钕铁硼市场呈现除了持续的高景气度和需求空间。2015 年全球高性能钕铁硼需求约5.47万吨,同比增加12%,预计到2020年行业需求将达到9.2万吨,年均复合增速为12%左右。

  目前,全球高性能钕铁硼市场基本被中国和日本企业平分。国内8家左右的企业有日立金属在欧美的专利授权,这8家企业占全球高性能钕铁硼市场50%左右,另外的50%市场主要被日本的日立金属,TDK和信越化工三家企业瓜分。

  钕铁硼在传统汽车的主要应用为EPS转向系统。每台EPS系统需0.15kg钕铁硼成品磁体,折合毛坯0.25kg左右。

  以全球2016年汽车产量9498万辆和EPS系统50%的渗透率计算,全球EPS系统毛坯钕铁硼消费量至少在1.18万吨。另外,HPS转向系统是靠发动机驱动,液压助力,该系统部件多、体积大、重量重。EPS转向系统完全由电子控制伺服电机驱动,具有结构紧密相连、高效可靠、节能环保、安全性高等多重优点,未来EPS系统将逐步替代HPS慢慢的变成了了市场的共识。

  EPS系统渗透率的提高和汽车产销量的增长将有效带动钕铁硼需求的增长。随着花了钱的人汽车稳定性和安全性要求的提高,EPS在全球传统汽车中的渗透率逐步从2010年的9%增加至当前的50%左右。

  EPS系统在国内汽车中的渗透率目前为40-45%之间,而欧美市场EPS的渗透率已经在80%以上,日本更是达到了90%,因此,国内的EPS市场还有很大的增长空间。

  根据以下假设条件:1)2017和2018年国内汽车年产量同比增速为5%,全世界汽车年产量同比增速为4%;2)国内EPS渗透率每年增加4.5%,全球EPS渗透率每年增加3%,预计国内2017和2018年EPS系统用钕铁硼的同比增速为15%左右,全球EPS系统用钕铁硼同比增速为10%左右。

  新能源汽车用永磁同步电机具备结构相对比较简单,功率密度大和重量轻等多重优点,是新能源汽车用电机的主流选择。目前除ModelX和Models之外,全球接近90%以上的新能源汽车都使用永磁同步电机。特斯拉即将于2017年7月份量产的model3也转向了稀土永磁电机,意味着稀土永磁同步完全占据了新能源汽车市场。

  据悉,每辆纯电动车消耗钕铁硼5-10kg,每辆插电式混合动力汽车消耗2-3kg,每辆混合动力汽车消耗1-2kg。

  VCM由于具有高响应、高速度、高加速度、结构相对比较简单、体积小、力特性好、控制方便等优点,是HDD 中重要的核心组成部件。2014年全球机械硬盘的出货量为5.64亿,同比增长2.36%,但是2015年之后由于固态硬盘的竞争,机械硬盘的市场占有率开始大幅萎缩,2015-2016年机械硬盘出货量分别同比下降16.84%和9.21%。

  钕铁硼在单个硬盘驱动器中的用量是10g左右,根据2016年全球机械硬盘4.26亿的出货量,2016年机械硬盘钕铁硼的消费量为4258吨。预计未来两年机械硬盘的出货量将继续萎缩,假设2017和2018年全球机械硬盘出货量同比减少5%,则对应的钕铁硼消费量分别为4045吨和3483吨。

  钕铁硼是智能手机中不可或缺的一种高端配件组成,其电声部分(微型麦克风,微型扬声器/受话器、蓝牙耳机、高保真立体声耳机)、震动电机、相机调焦甚至以后的传感器应用、无线充电等功能均需要应用钕铁硼的强磁特性。

  每台手机的钕铁硼用量为2g左右,2016年全地球手机出货量为19.61亿部,同比增加3.21%,对应的钕铁硼用量预计为3922吨。假设未来两年的手机的出货量年均增长率为2%,则2017-2018年钕铁硼用量为4000吨和4080吨。

  智能机器人行业快速地发展,未来将打开钕铁硼消费空间。钕铁硼大多数都用在智能机器人的传感器和驱动电机中。

  结合国际机器人联合会的相关预测,预计未来几年内,工业机器人产销量增速在12-15%之间,专业服务机器人产销量增速在10-12%左右,个人/家庭服务机器人产销量增速20%左右。单台工业机器人和专业服务机器人对钕铁硼的销量为20kg左右,单台个人/家庭服务机器人钕铁硼的消费量为0.5kg左右。

  根据机器人产销量数据的预测和单台机器人消费量,预计2016-2018年全球机器人领域钕铁硼消费量分别为9431吨,10817吨和12799吨,分别同比增长13.5%,14.7%和18.3%。

  风电机组电机是钕铁硼另一重要应用领域。风电机组的发电机最重要的包含双馈式和直驱式两种技术,其中直驱动发电机组采用多极发电机与叶轮直接连接进行驱动的方式,从而免去了齿轮箱这一传统部件,如果采用稀土永磁发电机技术,发电机的效率更加高、极距更小,因此,永磁直驱电机成为未来技术发展的趋势,在风电机组中的渗透率逐步提高。

  预计2017-2018年全球风电机组钕铁硼用量同比分别增加9.54%和9.46%。2016年全球风电机组的新增装机容量为5464.20万千瓦,其中直驱电机的渗透率为35%左右,每千瓦装机容量对应的钕铁硼的用量为0.67kg,据此计算2016年全球风电机组钕铁硼的用量为12750万吨左右。

  根据全球风能理事会的预测,到2021年全球新增风电机组的装机容量为7500万千瓦,以此为依据,2017-2020年全球风电机组新增装机容量年均增长率为6.5%。假设2017-2018年永磁直驱电机在风电机组中的渗透率每年增长1%,则2017-2018年全球风电机组钕铁硼用量预计为13967万吨和15287万吨,分别同比增加9.54%和9.46%。

  节能电梯是电梯行业发展的新趋势。据中国电梯业协会估计,电梯每天耗电量约占整个建筑能耗的5-15%。目前,电梯所采用的曳引机主要为永磁同步电机与传统异步电机。永磁同步电机采用直驱方式,传动效率明显提高的同时,比传统电机的能耗明显降低50%左右。随国家节能减排政策的不断落实,采用永磁同步电机的节能电梯无疑是未来的发展方向。

  根据电梯行业协会统计,2016年国内电梯的产量为77.14万台,同比增加1.5%,占全球电梯的产量的比例在90%以上。2016年国内节能电梯的渗透率为60%左右,另外,每台节能电梯钕铁硼的用量为7kg,据此计算2016年国内节能电梯钕铁硼消费量预计为3240吨。

  考虑到2016年房地产投资额和新房销售面积的大幅度的增加,电梯的需求预测将在近两年逐步释放,假设2017-2018年国内电梯产量年均增长率为10%;假设节能电梯的渗透率每年增加5%。根据以上假设,预计2017-2018年国内节能电梯钕铁硼的用量分别为3861吨和4574吨,同比分别增加19.17%和18.46%。

  变频化已经成空调产业高质量发展的主要流行趋势和主导方向。目前变频空调的压缩机所使用的磁体分为铁氧体永磁材料和高性能钕铁硼永磁材料两种。高性能钕铁硼永磁材料大多数都用在生产高端变频空调。在节能环保的产业政策支持和技术升级的趋势下,铁氧体永磁材料在变频空调中的应用将逐步被高性能钕铁硼永磁材料所取代。

  中国空调产量已占到世界总产量的80%以上,慢慢的变成了全球空调生产基地。根据国家统计局数据,2016年国内空调产量为16049台,同比增长2.55%,而这其中变频空调的产量为3963台,同比增长2.70%。2016年变频空调中高端变频空调的渗透率预计为40%左右,而每台高端变频空调平均需要用高性能钕铁硼永磁材料约0.28kg,据此估算2016年国内变频空调钕铁硼的消费量为4438吨。

  假设2017-2018年国内空调产量年均增长3%,高端变频空调的渗透率每年增长2%,则2017-2018年国内变频空调钕铁硼消费量为4800吨和5179吨,同比分别增长8.15%和7.90%。

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