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    2019年中國稀土永磁材料產業現狀及趨勢分析:高性能釹鐵硼為新

    時間:2020/07/10 編輯:景哥觀世界 關鍵字: 稀土永磁 釹鐵硼 新能源汽車

    稀土永磁材料是指稀土元素RE(鈰Sm、釹Nd、釤Sm)和過度族金屬元素TM(鐵Fe,鈷Co)形成的合金經一定的工藝制成的永磁材料,是對相關產品性能、效率提升較為明顯的重要基礎材料,在戰略性新興產業中應用量較大,目前也已成為稀土新材料中最大的消費領域。

        現在所應用的永磁材料主要經歷了金屬永磁、鐵氧體和稀土永磁三個階段,其中稀土永磁材料是目前磁性最好、發展最快的永磁材料。

    磁性材料分類

    資料來源:智研咨詢整理

        釹鐵硼合金是目前性能最好的稀土永磁材料。稀土永磁材料至今已有兩大類、三代產品。

        第一大類是稀土-鈷合金系,包括第一代SmCo5和第二代Sm2Co17合金,均是以金屬鈷為基的永磁材料合金,但由于原材料昂貴,受到資源和價格的限制,主要應用與高端領域。

        第二大類是釹鐵硼合金,1983年由日本和美國同時發現,稱為第三代永磁材料,由大量的釹、鐵、硼三種元素構成,其中釹元素的占比在25%-35%。

        目前第四代鐵氮(碳)永磁體,尚處于研發階段。在已有的三代稀土永磁材料中,釹鐵硼具有體積小、重量輕、磁性強等特點,由于原料易得、價格便宜的優點,發展極為迅速。

    稀土永磁材料分類

    資料來源:智研咨詢整理

        按照制造工藝的不同,釹鐵硼磁材可分為燒結、粘結和熱壓三類,其在性能和應用上各具特色,下游應用領域重疊范圍比較少,相互之間起到功能互補而非替代或擠占的作用。

    三類釹鐵硼材料優點、制作工藝及應用對比

    類型

    優點

    制作工藝

    應用

    燒結釹鐵硼

    高磁能積、高矯頑力、高工作溫度

    采用的是粉末冶金工藝,熔煉后的合制成粉末并在磁場中壓制成壓坯,壓坯惰性氣體或真空中燒結成型

    汽車工業、工業電機、消費類電子、清潔能源、航空清潔能源、航空航天等領域

    粘結釹鐵硼

    工藝簡單、造價低廉、體積小、精度高、磁場均勻穩定等

    用可塑性物質粘結劑與釹鐵硼永磁粉末相混合制成磁性可塑性粒料,再通過各種可塑性材料的成型工藝而制成

    辦公室自動化設備、電裝機械、視聽設備、儀器儀表和小型馬達等領域

    熱壓釹鐵硼

    致密度高、取向度高、耐蝕性好、矯頑力高和近終成型

    通過熱擠壓、熱變形工藝制成的磁性能較高的磁體

    -

    資料來源:智研咨詢整理

        燒結釹鐵硼是目前產量最高、應用最廣泛的稀土永磁材料,占比約超過90%,大部分中國釹鐵硼磁材制造商主要生產燒結釹鐵硼磁材。

        2019年,稀土磁性材料產量保持平穩增長。其中,燒結釹鐵硼毛坯產量17萬噸,同比增長9.7%;粘結釹鐵硼產量7900噸,同比增長5%;釤鈷磁體產量2400噸,同比增長4%

    2016-2019年中國釹鐵硼產量統計

    資料來源:中國稀土工業協會、智研咨詢整理

        2019 年燒結釹鐵硼毛坯產量占比94.3%,粘結釹鐵硼占比4.4%,釤鈷磁體產量占比僅1.3%。

    2019 年中國釹鐵硼產量占比格局

    資料來源:中國稀土行業協會、智研咨詢整理

        國家近年出臺行業發展規劃以及多項政策文件鼓勵高性能釹鐵硼永磁產業發展。

    高性能釹鐵硼永磁產業發展相關政策統計

    年份

    政策名稱

    主要內容

    2013年

    《產業結構調整指導目錄(2011年本)》(2013年修訂)

    提出將“高性能稀土磁性材料”列入鼓勵發展產業

    2015年

    《國家重點支持的高新技術領域》

    提出將稀土永磁體制造技術、高技術領域用稀土材料制備及應用技術等列入國家重點支持的高新技術領域

    2017年

    《增強制造業核心競爭力三年行動計劃(2018-2020年)》

    提出要重點發展高端稀土功能材料。

    資料來源:智研咨詢整理

        釹鐵硼磁材產業鏈上游主要是稀土礦開采、分離及冶煉,中游是釹鐵硼的精深加工企業,下游是消費電子和基礎工業等傳統應用領域,以及新能源和節能環保等新興應用領域。

    釹鐵硼永磁材料行業產業鏈結構示意圖

    資料來源:智研咨詢整理

        中國和巴西是全球稀土礦資源儲備最多的國家,2019年中國稀土礦資源儲備量4400萬噸,占全球資源比重的36.67%,穩居第一。其次是巴西,稀土礦資源儲量2200萬噸,占比18.33%。

    2019年全球稀土礦資源儲量分布

    資料來源:USGS、智研咨詢整理

        中國是全球最大的稀土產出國,截至2019年,中國稀土礦產量13.2萬噸,同比增長10%。

    2013-2019年中國稀土礦產量及全球比重走勢圖

    資料來源:USGS、智研咨詢整理

        從1969年至今,中國磁性材料行業的發展經歷了三個過程,在這個過程中,釹鐵硼投資規模逐漸擴大,技術設備提升,產品也經歷了低檔—中低檔—中高檔的發展。

        高性能釹鐵硼永磁材料應用于高技術壁壘的產品,主要是各種型號電機、壓縮機、傳感器,包括傳統汽車EPS、新能源汽車驅動電機、風力發電、變頻家電、節能電機等。這些領域對電機、壓縮機或是傳感器中使用的永磁材料性能要求較高,是鐵氧體和釤鈷磁體無法替代的。

    我國高性能釹鐵硼永磁材料應用分布

    資料來源:智研咨詢整理

        目前傳統汽車是高性能釹鐵硼永磁材料應用最多的場景,但隨著全球汽車產業結構向新能源汽車產業轉型,高性能釹鐵硼下游需求方向將傾向于新能源汽車領域。

        2019年全球電動車銷量220.98萬輛,相比2018年增速明顯放緩,主要原因來自于全球最大的電動車市場,中國電動車銷售在2019年遇冷,截至2019年中國電動車銷量120.6萬輛,相比2018年的125.6萬輛,下降3.98%,北美地區電動車銷售降幅8.45%;全球僅歐洲市場一枝獨秀,2019年電動車銷售54.9萬輛,同比增長40%。

    2014-2019年全球電動車銷量走勢圖

    資料來源:EV SALES、智研咨詢整理

        驅動電機是新能源汽車的三大核心部件之一,是實現各種工作模式的關鍵,因此新能源汽車對驅動電機性能要求較高。適合新能源汽車的驅動電機主要有永磁同步、交流異步和開關磁阻三大類,其中稀土永磁驅動電機具有盡可能寬廣的弱磁調速范圍、高功率密度比、高效率、高可靠性等優勢,能夠有效地降低新能源汽車的重量和提高其效率,需求難以被替代。

        據工信部統計,2018年12月,中國新能源乘用車搭載電機超過16萬臺,其中永磁同步電機占比高達92.3%。國內外許多車型電機也都使用永磁電機,尤其是特斯拉Model3更換用永磁驅動電機,將帶動永磁電機的需求繼續增長。

        隨著我國經濟結構調整和節能減排的推進,新能源汽車、汽車EPS、節能家電、風電等領域對釹鐵硼磁材需求將繼續提升。新能源汽車的快速發展是高性能釹鐵硼消費的核心增量。

    國內外主要高性能釹鐵硼企業產能及未來擴產計劃

    國家

    公司

    目前產能(噸)

    主要應用領域

    德國

    VAC

    1000

    風力發電、EPS以及直流微特電機

    日本

    日立金屬

    10000

    混合動力汽車、EPS、VCM、消費電子和醫療等

    TDK

    5000

    家用電器、消費類電子產品等領域

    信越化學

    5000

    中國

    中科三環

    18000

    汽車(新能源汽車)領域業務占比50%,風電、VCM等

    寧波韻升

    10000

    伺服電機、消費電子、VCM、聲學領域

    英洛華

    7000

    稀土永磁材料與制品及電機系列產品

    正海磁材

    6300

    “高性能釹鐵硼永磁材料+新能源汽車電機驅動系統”的雙主業發展模式

    金力永磁

    7000

    風電、新能源汽車、消費電子等領域

    北京京磁

    5000

    -

    大地熊

    2000

    汽車工業、工業電機和高端消費類電子

    煙臺首鋼

    7800

    風力發電、空調壓縮機電機、汽車EPS等

    資料來源:智研咨詢整理

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