一、模具钢行业概况
模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种。模具是机械制造、无线电仪表、电机、电器等工业部门中制造零件的主要加工工具。模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本,而模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外,主要受模具材料和热处理的影响。
模具钢按用途通常可以分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三类。其中,冷作模具钢主要用于制造对冷状态下的工件进行压制成型的模具,要求高抗压以及耐磨,是制造业中常用的模具钢之一;热作模具钢主要用于制造高温状态下的工件进行压力加工的模具;塑料模具用钢系列的范围比较广泛,例如碳素结构钢、渗碳型塑料模具钢等。
模具钢主要类型
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二、中国模具钢行业发展现状分析
模具钢下游行业消费结构当中,其中汽车行业消费模具钢约占市场总量的35%;家用电器行业消费模具钢约占市场总量的20%;电脑、手机、电子设备等电子通讯行业用模具钢约占市场的20%;塑料门窗、PVC水管等建材模具年需消耗模具钢约占市场容量的15%;此外,电机、仪器、仪表等机电行业以及国防军工行业也占据一定的市场份额。
模具钢下游行业消费结构(单位:%)
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从具体的需求来看,汽车行业主要用到大中型冲压模具、中小型冷冲模具、压铸模具以及塑料模具,而家用电器行业主要用到大型塑料模具和冷冲模具,电子通讯行业则主要用到精密冲压模具和精密塑料模具,建材行业主要用到塑料和铝合金型材挤压模具。
2018年中国模具行业下游需求量占比
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从模具钢类型来看,塑料模具钢、冷作模具钢、热作模具钢和特殊性能模具钢的比例大体为5:2.8:2:0.2,即占比分别为50%、28%、20%和2%。
2018年中国不同类型模具钢产能占比(单位:%)
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相关报告:华经产业研究院发布的《2019-2025年中国模具钢行业竞争格局分析及投资战略咨询报告》
三、中国模具钢行业竞争格局分析
据统计,目前中国共计有63家模具钢生产企业,覆盖了全国17个省市区,共89条生产线,总计约为236.2万吨产能。目前工模具钢生产企业主要分布在华东、华中、东北这三个区域。
2018年中国模具钢产能产线情况
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从制造企业地区来看,目前中国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡,东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方。模具生产最集中的地区在珠三角和长三角地区,其模具产量约占全国产值的三分之二以上,国内主要模具生产基地在广东、浙江、上海、江苏、安徽。模具钢生产企业市场份额较大的是宝武特冶、东北特钢、长城特钢、天工国际、新冶钢、西宁特钢、齐鲁特钢等钢厂。
2018年中国模具钢制造企业分布
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中国模具钢每年的净进口总量约10万吨。进口来源主要有日本大同工业株式会社、日立金属株式会社、德国SchmiedewerkeGröditzGmbH(葛利兹钢厂)、瑞典ASSABGroup(一胜百集团)、美国芬可乐等。进口模具钢的牌号包括日本NAK80、SKD61、DC53、SKD11等,瑞典S136、8407、DIEVAR、XW-41等,德国1.2083、1.2344、1.2379,美国牌号H13、D2等。
中国模具钢主要牌号及对应的国外牌号
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四、中国模具钢行业发展趋势分析
“十一五”和“十二五”期间,在国家的大力支持下,国内已经涌现出一批技术先进的大型特钢企业,如宝钢特钢、中信泰富、长城特钢、东北特钢等。一方面,这些企业在成分设计、合金化原理以及炼钢技术上取得了长足进步,部分产品已经达到或接近国际先进水平;另一方面,在塑料模具钢的牌号上,通过引进国外优秀钢种和国产化设计,国标中塑料模具钢的种类已较完善。
在取得较大进展的同时,国内的塑料模具钢市场也存在一些不足:①高端模具钢与国外同类产品质量相差较远,因为这些钢企没有完全掌握模具失效规律与组织、性能之间定性、定量的关系;②国内不同企业的同类产品质量参差不齐,目前国内的塑料模具钢市场相对混乱,不同钢企没有统一的产品标准,也没有标准化的生产流程。
针对以上出现的问题,对国产塑料模具钢今后的发展方向进行简单的预测。在大截面、高均匀塑料模具钢方面,顺应塑料模大规模发展的趋势,其总体需求量继续增加。鉴于调质硬化钢在生产过程中工艺复杂、能耗高、生产周期长等缺点,经过锻造或轧制后空冷直接达到所需硬度的非调质塑料模具钢将会有广阔的发展前景。
在易切削塑料模具钢方面,国产钢和国外优秀产品存在较大差距,主要因为冶金质量不稳定,夹杂物的种类、数量及形态控制较差。通过连铸工艺生产易切削钢可有效减少偏析的存在,并改善夹杂物的形态及分布。所以,中国应加强对连铸工艺的研究,进一步改善现有易切削钢的质量。
在耐蚀塑料模具钢方面,降低生产成本是关键。增加Mn、Cu、C、N等其他元素来降低耐蚀钢中Ni的含量将是重要的研究方向。中国在高氮钢的研究上还处于落后地位,加强对高氮钢的研究将会提升中国耐蚀塑料模具钢的整体竞争力。
在镜面抛光用塑料模具钢方面,控制夹杂和开发稳定的抛光技术将是关键。在提升冶金质量的同时,将机械抛光工艺、电化学抛光工艺、超声波抛光工艺与电沉积工艺和喷涂陶瓷工艺等进行有机结合,最终使钢在成分和组织确定的情况下,达到最佳的镜面效果。
中国应继续加强高端模具钢的发展和研究,结合自身能源、技术等优势,努力向模具强国发展。国内塑料模具钢市场应逐步规范,完善塑料模具钢应用体系,建立统一的检测、生产标准,并逐步形成自己的系列(如美国的P系列),使中国塑料模具钢的生产达到标准化、精细化。