金屬粉末行業(yè)專題報告：金屬粉末高端材料千億市場

金屬粉末：高端材料，千億市場金屬粉末行業(yè)專題報告2022年12月7日PAGE62信達證券股份有限公司CINDASECURITIESCO.,LTD91郵編：100031黃禮恒金屬新材料行業(yè)聯(lián)席首席分析師執(zhí)業(yè)編號：S1500520040001聯(lián)系電話箱：huangliheng@婁永剛金屬新材料行業(yè)首席分析師執(zhí)業(yè)編號：S1500520010002聯(lián)系電話箱：louyonggang@看好上次評級看好投資評級證券研究報告行業(yè)研究金屬粉末行業(yè)專題報告新材料2022年12月7日本期內容提要: 1mm2022-20322022952032193CAGR為7.4%（3D場潛力最大、增速最高的工藝技術。據(jù)BCCResearch20224.1192027CAGR22.6%。鋁粉、鎳粉、鈦粉、錫粉、鈷粉、鉻粉、銀粉等，合金粉末有鐵基、鎳基、銅基等合金粉，常通過傳統(tǒng)粉末冶金、注射成型、增材制造等工藝生成結構件或功能件，也可直接應用于各行各業(yè)。從當前存量市場看，鐵粉和銅粉占比最大；從未來增量市場看，我們認為軟磁粉和3D打印專用粉末增速最高。。95%50%）80%）103DMIM投資建議：：（1）鉑科新材（2）（3）東睦股份：P&S、、SMC（4）博遷新材MLCC3D（6）屹通新材：（7）云路股份：（8）鉑力特：3D（9）斯瑞新材：高端銅（10）中洲特材：3D粉末。風險因素：目錄金屬粉末：高端材料，千億市場 7金屬粉末是實現(xiàn)非標冶金產品規(guī)?；a的基礎 7金屬粉末劍指千億市場 8中國金屬粉末企業(yè)步入加速發(fā)展階段 9金屬粉末是最符合第一性原理的金屬材料 10主要通過粉末冶金工藝得以廣泛應用 10鐵基粉末占比最大，其他粉末百花齊放 123D打印金屬粉末邁入加速成長期 15粉末冶金是最先進的金屬成形工藝 17百年發(fā)展歷程，駐守高端市場 19粉末冶金材料始終處于高端新材料范疇 23粉末冶金是一種綠色、低能耗、高材料利用率的技術，符合高質量發(fā)展趨勢 29金屬粉末需求將進入規(guī)模化加速增長時期 33汽車：粉末冶金的主要應用領域 33能源：粉末冶金提升能源利用效率 37航空航天：3D打印適配其結構復雜且輕量化的要求 42醫(yī)療行業(yè)：MIM增速最快的游 46電動工具：電動化智能化趨勢推動需求增長 48家電：傳統(tǒng)領域需求穩(wěn)定增長 49軟磁材料：新能源擴大其應用規(guī)模 50金屬粉末重點上市公司梳理 52鉑科新材：合金軟磁粉龍頭 53東睦股份：PM、MIM、SMC三大粉末冶金業(yè)務并駕齊驅 53悅安新材：羰基鐵粉龍頭，主攻超細金屬粉末 54博遷新材：納米金屬粉末龍頭 55屹通新材：霧化鐵粉龍頭 56有研粉材：銅粉和錫粉龍頭 56云路股份：非晶材料龍頭，發(fā)力納米晶 57鉑力特：金屬3D打印粉末一體化龍頭 58斯瑞新材：布局高性能金屬鉻粉 58中洲特材：高溫合金3D打印粉末已批量生產 59章源鎢業(yè)：鎢粉和碳化鎢粉龍頭 59投資建議 60風險因素 60表目錄表1：金屬粉末A股主要上公司（2022.11.16） 10表2：金屬粉末的主要性能標 11表3：金屬粉末分類及應用 11表4：金屬粉末的應用 12表5：海外主要金屬粉末龍公司 14表6：全球增材制造金屬粉主要生產商（2021年） 17表7：粉末冶金技術發(fā)展歷程 19表8：2020年亞洲其他國家末冶金產品應用占比 21表9：粉末冶金在汽車上的用 21表10：粉末冶金未來主要應領域 22表11：金屬粉末制備的基本法 24表12：目前主流的金屬粉末備工藝 25表13：粉末冶金成型工藝概述 26表14：粉末冶金工藝優(yōu)勢概覽 29表15：各類金屬加工方法結件的性能對比 30表16：未來粉末冶金技術四核心挑戰(zhàn) 31表17：中國粉末冶金行業(yè)的展趨勢 32表18：全球汽車對金屬粉末需求量測算（萬輛，kg，萬，萬元/噸，億元） 36表19：全球新能源汽車對金粉末的需求量測算（萬輛，kg，萬噸，萬元/噸，億元） 37表20：典型金屬粉末增材制技術特點對比 43表21：航空航天對金屬粉末需求量測算 46表22：家用電器對金屬粉末需求量測算 50表23：金屬粉末重點上市公匯總 52圖目錄圖1：粉末冶金產業(yè)鏈 8圖2：金屬粉末全球市場規(guī)模 9圖3：2016-2020年中國金屬末銷售量（萬噸） 13圖4：2016-2020年中國鋼鐵末總銷量 13圖5：2013-2020年中國銅基屬粉末銷量及增速 13圖6：歐洲銅粉市場規(guī)模預（按最終用途） 13圖7：2020年中國鐵基粉末量構成 13圖8：2020年中國鐵基粉末用分布 13圖9：2020年中國銅基粉末量構成 14圖10：2020年中國銅基粉末用分布 14圖11：增材制造材料全球市結構（2019） 15圖12：增材制造材料中國市結構（2019） 15圖13：全球增材制行業(yè)下游用領域分布（2019） 16圖14：中國增材制造行業(yè)下應用分布（2019） 16圖15：粉末冶金工藝流程 18圖16：粉末冶金零件的應用 18圖17：2018年美國粉末冶金品應用占比 20圖18：2014年歐洲粉末冶金件應用情況 20圖19：2014年日本粉末冶金品應用占比 20圖20：2020年中國粉末冶金品應用占比 20圖21：全球粉末冶金制品消區(qū)域分布及預測 22圖22：2016年全球粉末冶金司市場份額 22圖23：中國粉末冶金銷售情況 23圖24：粉末冶金工序 23圖25：粉末冶金結構組件 28圖26：粉末冶金軟磁元件 28圖27：不同冶金工藝材料利率與能耗對比 29圖28：不同冶金工藝耗電量比 29圖29：傳統(tǒng)汽車發(fā)動機中的末冶金產品（據(jù)不完全統(tǒng)計） 33圖30：汽車變速器中的粉末金產品（據(jù)不完全統(tǒng)計） 34圖31：汽車車身&底盤中的末冶金產品（據(jù)不完全統(tǒng)計） 34圖32：混動汽車引擎中的粉冶金產品（據(jù)不完全統(tǒng)計） 35圖33：純電動汽車引擎中的末冶金產品（據(jù)不完全統(tǒng)計） 35圖34：2022-2030全球新增伏裝機量預測 38圖35：粉末冶金材料在風電組中的應用 38圖36：2020-2031年新增裝容量排名 39圖37：SOFC結構和多孔陶瓷金電極微觀表征模擬 39圖38：2021-2026年全球燃電池市場規(guī)模（億美元） 40圖39：鎂儲氫材料示意圖 41圖40：2016-2020年中國儲材料供需統(tǒng)計情況 41圖41：2016-2020年中國儲材料市場規(guī)模預測趨勢圖 41圖42：納米晶體擴大鋰離子儲空間 42圖43：航空發(fā)動機內部結構 42圖44：GE公司采用金屬增材術制造的燃油噴嘴 44圖45：商發(fā)民用大型航空發(fā)機燃油噴嘴的3D打印 44圖46：GE9X發(fā)動機用EBM備TiAl合金低壓渦輪葉片 45圖47：增材修復在航空發(fā)動整體葉盤上的應用 45圖48：醫(yī)療類MIM零部件 46圖49：牙齒正畸形托槽示意圖 47圖50：2018-2021年中國醫(yī)器械市場規(guī)模及增速（億元） 48圖51：電動工具粉末冶金零件應用示意圖 48圖52：2016-2026年全球電工具出貨量（億臺） 49圖53：含油軸承 50圖54：金屬軟磁粉芯生產工藝 51圖55：各領域軟磁的需求量萬噸） 51圖56：各領域軟磁市場規(guī)模億元） 51金屬粉末：高端材料，千億市場金屬粉末是實現(xiàn)非標冶金產品規(guī)模化生產的基礎金屬粉末是指尺寸小于1mm屬性質的某些難熔化合物粉末，是粉末冶金的主要原材料。粉末冶金是以金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)為原料，經成形和燒結過程制造金屬材料、復合材料以及多種不同類型制品的工藝方法。因此，金屬粉末是伴隨著粉末冶金技術發(fā)展起來的，金屬粉末的應用領域拓展離不開粉末冶金技術的不斷革新。（）先進技術。19091923年硬質合金的問世，將金屬切削加工效率提高幾十倍甚至上百倍，為切削加工、采掘鉆探以及2030包括稀土永磁材料)，為電氣化系統(tǒng)和通訊設備提供關鍵器材和（2）生產高性能金屬機械零件的先進成形工藝。(約95%)當前，以新一代信息技術、新能源、智能制造等為代表的新興產業(yè)快速發(fā)展，對材料提出了更高要求，如超高純度、超高性能、超低缺陷、高速迭代、多功能、高耐用、低成本、易回收、設備精良等，對新材料的研發(fā)提出更高要求。新材料產業(yè)向綠色化、低碳化、精細化、節(jié)約化方向發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算等新一代信息技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，以及新型感知技術和自動化技術的應用，推動新材料產業(yè)研發(fā)進程不斷加快，為金屬粉末帶來了前所未有的發(fā)展機遇。注射成型（（D打印粉末冶金技術的不斷提升，推動粉末冶金產品的應用領域不斷向高端市場拓展。新能源汽車、光伏、風電、儲能、航空航天、通信、醫(yī)療等新興領域快速發(fā)展，又對高性能、低成本的定制化、個性化的新材料及部件需求大幅提升。而粉末冶金技術的進步可以助力低端同質化產品的規(guī)模化生產向高端定制化產品規(guī)?；a升級。所謂的規(guī)?；a不僅是產能規(guī)模的擴大，而是生產效率的提升，進而節(jié)約能源并降低成本。金屬粉末是實現(xiàn)非標冶金產品規(guī)?；a的基礎。圖1：粉末冶金產業(yè)鏈資料來源：中國粉體網(wǎng)，信達證券研發(fā)中心金屬粉末劍指千億市場據(jù)PMR公司(PersistenceMarketResearch)，盡管遭遇了2019新冠疫情，金屬粉末全2017-20213.4%2021模達到89由于新能源汽車、光伏、儲能、航空航天等領域更喜歡先進的制造工藝，以減少時間、成本和勞動力，同時提高生產效率，金屬粉末的需求預計將在2022-20322022年的95億美元增至2032年的193（CAGR）為7.4%。202230.9%PMR3D打印將在醫(yī)療保健和國防部門經歷高速增長。中國是世界第二大經濟體，同時是全球制造業(yè)大國，金屬粉末在電子、汽車、航空航天、新能源、醫(yī)療等領域應用空間廣闊，疊加產業(yè)升級和進口替代，中國的金屬粉末市場規(guī)模有望進入加速擴張階段。金屬粉末包括鋁粉、銅粉、鐵粉、鎳粉、鈦粉、鎢粉、鉬粉等，其中鐵粉占比最大，PMR10203210%從粉末冶金工藝來看，增材制造（3D打?。⑹俏磥硎袌鰸摿ψ畲?、增速最高的工藝技術。BCCResearch2022元，到2027年達到億美元以上，復合年增長率(CAGR)為22.6%。其中北美地區(qū)2022724（AR2-2027年從11AR。圖2：金屬粉末全球市場規(guī)模資料來源：PersistenceMarketResearch，信達證券研發(fā)中心20212021152.442020年增長19.5%，過去4年（2018-2021）平均增長率為20.4%。其中3D打印服務占比41%23.4%22.4%13.2%202125.98202023.4%造專用材料被分為金屬、光敏樹脂、聚合物粉材、聚合物絲材等四類，其中金屬原材料業(yè)務占比18.2%，光敏樹脂占比25.2%，聚合物絲材占比19.9%，聚合物粉材占比34.7%16.8%/6%15.6%4.5%14.6%，能源7%，其他12.6%持續(xù)對增材制造產業(yè)注能。3D打印在包括航空航天、汽車和醫(yī)療在內的垂直領域的潛中國金屬粉末企業(yè)步入加速發(fā)展階段A（合金軟磁粉、東睦股份（合金軟磁粉、悅安新材（羰基鐵粉、博遷新材（鎳粉、銅粉、屹通新材（鐵粉、有研粉材（銅粉、錫粉、鋁粉、斯瑞新材（鉑力特（）表1：金屬粉末A股主要上市公司（2022.11.16）公司名稱鉑科新材東睦股份悅安新材博遷新材屹通新材有研粉材斯瑞新材鉑力特中洲特材證券代碼300811.SZ600114.SH688786.SH605376.SH300930.SZ688456.SH688102.SH688333.SH300963.SZ成立時間2009年1994年2004年2010年2000年2004年1995年2011年2002年粉末冶金 羰基鐵金屬軟磁 壓制成形 粉、霧化 高性能純銅基金屬粉末、錫高強高導銅合金、金屬3D 鑄造、變粉及粉 零件、金 合金粉及 鎳粉、銅 鐵粉、合基電子互中高壓電打印設備 形、粉末主營業(yè)務 芯、芯片 屬注射成 相 粉、銀粉 金鋼粉及連材料、接觸材生產、服 高溫耐蝕電感 形零件和 關粉末深 添加劑用增材制造料、鉻粉務、原材 合金金屬軟磁 加工產品 鐵粉粉芯用金屬粉末材料CT和DR球管料生產合金軟磁 合金軟磁粉（鐵 粉（鐵 鎳粉、銅銅粉、錫鈷基、鎳金屬粉末產品 硅、鐵硅 硅、鐵硅 羰基鐵粉 粉、銀粉 鐵粉粉、鋁鉻粉鈦粉基、鐵基鋁、鐵硅 鋁、鐵粉、鈦粉合金粉末下游應用

鉻）光伏、儲能、新能源車、

鎳）UPS等空航天UPS等空航天療器械空航天）療）總市值（億 9657421412932 60175272021年營業(yè)收 7.2635.914.019.705.2227.81 9.685.526.852021年歸母凈 1.200.260.892.380.960.81 0.63-0.530.462021年毛利率 33.8%22.0%37.4%38.3%25.2%8.6% 19.1%48.2%17.5%2021年凈利率 16.6%1.1%22.9%24.5%18.4%2.9% 6.4%-9.7%6.7%研發(fā)投入營收 5.8%8.0%5.6%4.6%3.4%3.6% 4.2%20.7%4.7%市盈率（ttm） 5816241723045 7739337市銷率（ttm） 16.06.81.1 6.221.03.4市研率（ttm） 226.919.9186.3318.3161.231.4 146.6153.584.1

消費電子、汽車電子、航

消費電電子

汽車、家電、電動工具、醫(yī)

汽車、電子、3D打?。ê?/p>

（天等）

航空航天、汽車、醫(yī)療

3D打?。ㄔ┤耄▋|元）利（億元）占比（2021）資料來源：Wind，信達證券研發(fā)中心金屬粉末是最符合第一性原理的金屬材料主要通過粉末冶金工藝得以廣泛應用金屬粉末是指尺寸小于1mm1nm-1mm1nm45金屬粉末的性能一般可以分為化學性能、物理性能和工藝性能。金屬粉末的粒度越細，其比表面積越大，制得的零部件具有燒結活性好、成型密度高、渦流損耗低的優(yōu)勢，將會提高零部件的機械性能，其在高頻、大功率的電子、電力工作場景中得到廣泛應用；表2：金屬粉末的主要性能指標指標 類別指標 類別粒徑 主要分為五個級別，常規(guī)粉末為50-1000μm，細粉末為5-10μm，極細粉末為0.5-10μm，超細粉末＜0.5μm，納米級粉末為0.1-100nm顆粒形貌 由不同的制備方法決定。還原法制備的金屬粉末呈疏松多孔海綿狀，霧化法制備的金屬粉末呈球形，解法制備的金屬粉末呈樹枝狀，機械粉碎直接制得的粉末大多呈不規(guī)則形流動性 以一定質量的粉末通過校準過的漏斗所需要的時間來表示，數(shù)值越小，則流動性越好。流動性與粉末表面積、顆粒粗糙度、粉末材料密度成正比，與松裝密度成反比松裝密度 是指在特定條件下，單位體積中松散粉末的質量。松裝密度隨顆粒尺寸的減小、顆粒非球形系數(shù)的增及表面粗糙度的增加而減小包括壓縮性和成型性，是粉末質量的重要標志。壓縮性表示金屬粉末受壓后塑性變形的能力，成型性是壓制性

金屬粉末壓制成型的難易程度和壓坯保持其形狀的能力。高壓制性金屬粉末是制取具有高密度、高延伸率和尺寸穩(wěn)定制品的前提資料來源：《金屬粉末的工藝性能及其測定方法》，還原鐵粉網(wǎng)，信達證券研發(fā)中心其中電子專用高端金屬粉末不同于傳統(tǒng)金屬粉末行業(yè)，為符合下游電子元器件產品小型化、薄型化的要求，電子元器件用金屬粉末粒徑遠小于傳統(tǒng)的粉末冶金材料，其制造工藝也有明顯差異，生產成本也遠非普通的粉末冶金材料可比。按照組分分類，金屬粉末可以分為單一金屬粉末和合金粉末。鎳基合金粉、銅基合金粉等，以鐵硅合金粉末為例，鐵硅粉末具有球形度好、流動性高的特征，相應制備的磁粉芯具有低功率損耗、高直流疊加特性和頻率及溫度穩(wěn)定性，廣泛應用于電動汽車直流充電樁、太陽能光伏逆變器、大功率APF有源濾波器和混合電抗器中。此外，金屬粉末還可以按照生產工藝分為電解粉、還原粉、霧化粉、羰基粉、破碎粉等；按照應用分為軟磁粉末、高溫合金粉末、3D打印專用粉末、電子專用粉末等。細分粉末 應用領域表3：金屬粉末分類及應用細分粉末 應用領域鐵粉 粉末冶金、制造機械零件、生產摩擦材料、超硬材料、磁性材料，焊材銅粉 粉末冶金、金剛石工具、電工材料、摩擦材料等鈦粉 粉末冶金、生物醫(yī)學材料、航空航天、汽車零部件等鈷粉 硬質合金、磁性材料、電池、金剛石工具鋁粉 航空、汽車、機械制造、粉末涂料等錫粉 電碳制品、摩擦材料、粉末冶金、含油軸承鎳粉 粉末冶金、電池等資料來源:屹通新材招股說明書，Chemicalbook，粉體圈，信達證券研發(fā)中心金屬粉末常通過傳統(tǒng)粉末冶金、注射成型、增材制造等工藝生成結構件或功能件，也可直接應用于各行各業(yè)。隨著粉末冶金技術的不斷發(fā)展及下游應用領域的持續(xù)擴張，金屬粉末在不同領域的應用占比將持續(xù)增加，且終端應用不斷拓展。伴隨著注射成型、3D打印等新型技術逐步落地，并且在企業(yè)成本及環(huán)保雙重壓力下，粉末冶金工藝優(yōu)勢不斷顯現(xiàn)，粉末冶金在航空航天、高端裝備及醫(yī)療器械等終端應用領域市場廣闊。表4：金屬粉末的應用分類 具體應用分類 具體應用直接應用 隱身吸波材料，焊條、火焰切割用鐵粉，火箭固體燃料用超細鋁粉，催化劑用鎳、鐵、鈷粉，離合器、復印機用磁性粉末，金屬電化學沉積用鐵粉和銅粉。結構器件領域（粉末冶金（粉末冶金）

通過壓制燒結工藝或金屬注射成形工藝制取的汽車零部件、手機等消費電子零部件通過粉末冶金工藝制取的消費電子、汽車、光伏、儲能、充電樁等領域用的電感器資料來源：新材料在線，信達證券研發(fā)中心鐵基粉末占比最大，其他粉末百花齊放鐵基粉末是金屬粉末行業(yè)中最為重要的粉末品種，以鐵基粉末為代表的金屬粉末是一種新型產業(yè)原材料，屬于制造業(yè)重要原材料領域，對中國制造業(yè)實現(xiàn)高端突破，完成產業(yè)3C電子及醫(yī)療器械等眾多行制品行業(yè)為例，伴隨注射成型、3D隨著下游應用行業(yè)的快速發(fā)展以及金屬粉末應用領域的不斷拓展，金屬粉末行業(yè)迎來了快速發(fā)展期。根據(jù)中投產業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2026年中國金屬粉末行業(yè)深度調研及2016-20202020金屬粉末銷售量為73.61萬噸，其中鋼鐵粉末總銷量為67.9萬噸，占比90%以上。2013-20204.21萬噸增長至5.714.4%。圖3：2016-2020年中國金屬粉末銷售量（萬噸） 圖4：2016-2020年中國鋼鐵粉末總銷量73.6169.0973.6169.0960.4964.8653.517060504030201002016 2017 2018 2019 2020

8063.6067.9063.6067.9055.2959.5348.4360504030201002016 2017 2018 2019 2020資料來：中鋼協(xié)末冶協(xié)、信達券研中心 資料來：中鋼協(xié)末冶協(xié)、信達券研中心圖5：2013-2020年中國銅基金屬粉末銷量及增速 圖6：歐洲銅粉市場規(guī)模預測（按最終用途）銷量（噸） 增速（%）654321020132014201520162017201820192020

8%6%4%2%0%

0

Metallurgy ChemicalElectronics AdditiveManufacturingOthers資料來：中鋼協(xié)末冶協(xié)、信達券研中心 資料來：statista，信證券中心按照使用方式的不同可以分為結構性材料與功能性材料兩大類：結構性材料指將金屬粉體通過傳統(tǒng)壓燒或新型工藝（如注射成型、3D打印技術）制成承受外力的結構零件，而功能性材料指利用金屬粉體特殊的物理/化學性能，形成功能元件的特殊物理/化學性能。圖7：2020年中國鐵基粉末銷量構成 圖8：2020年中國鐵基粉末應用分布7%2%還原鐵粉7%2%還原鐵粉44%霧化鐵粉47%

羰基鐵粉

電池材料3.0%

冶金輔料焊材2.5%5.4%

其他5.6%軟磁材料5.9%金剛石工具5.5%

粉末冶金零件71.8%資料來：中鋼協(xié)末冶協(xié)會，信達券研中心 資料來：中鋼協(xié)末冶協(xié)會，信達券研中心國內銅基粉末材料多數(shù)應用于粉末冶金零部件、超硬工具、高鐵動車組閘片等領域，隨著制備技術的逐步完善以及產品質量的進一步提高，銅基金屬粉末材料已被廣泛應用于更豐富的領域。近年來，導熱導電材料、高鐵剎車片、化工催化劑、增材制造等應用領域的發(fā)展促進了銅基粉末銷量的增加，銅基粉末產業(yè)技術得到提升，自動化程度提高，產品系列化逐步完善，滿足了不同領域的要求。根據(jù)中國鋼協(xié)粉末冶金協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2020年中國銅及銅合金粉末總銷量為5.71萬噸，總產能超7萬噸。國內年產能超過2000噸的企業(yè)共有9家，市場集中度較高。隨著下游應用領域的不斷擴張，銅基粉末市場仍有較大發(fā)展空間。圖9：2020年中國銅基粉末銷量構成 圖10：2020年中國銅基粉末應用分布量60%電解銅粉40%金 摩擦材料輔料、9% 焊材等%11%

具28%

粉末冶金零件43%資料來：中鋼協(xié)末冶協(xié)會，信達券研中心 資料來：中鋼協(xié)末冶協(xié)會，信達券研中心3D放。金屬粉末100多年來主要被歐美日俄等發(fā)達國家的龍頭企業(yè)壟斷，中國企業(yè)普遍是2000年之后才開始在金屬粉末領域布局和發(fā)力。近幾年中國金屬粉末企業(yè)快速崛起，在多粉末多領域進行國產替代。公司名稱 公司概況表5：海外主要金屬粉末龍頭公司公司名稱 公司概況瑞典赫格納斯（H?gan?s）英國吉凱恩（GKN）日本住友金屬礦山株式會社（SumitomoMiningCoLtd.）Kymera集團

瑞典赫格納斯成立于1797年，是世界上最大、最有經驗的鐵基粉末生產集團。502019103.43（82.78億元。中國199311月，注冊資本700萬美元。SinterMetalsHoeganaesHoeganaesGKN公司201911.15（101.72億幣）1900193911（鈷、鎳鈷）鈷）KymeraInternational100ECKAGranules、ACuPowderInternationalSCMMetalProducts(<1μm)）德國GGP公司 德國GGPMetalpowderAG成于1890，主產品括電粉、超細電解粉、包銅水化銅及合金粉，主要生產工藝為電解工藝。資料來源：屹通新材招股說明書，有研粉材招股說明書，博遷新材招股說明書，信達證券研發(fā)中心3D打印金屬粉末邁入加速成長期增材制造（3D打印）專用材料是增材制造行業(yè)重要的細分市場，材料的品類和品質在很大程度上決定增材制造產品及服務的質量。近年來，Stratasys、3DSystems、EOS、惠普等增材制造行業(yè)領軍企業(yè)以及巴斯夫、杜邦等材料企業(yè)紛紛加大對增材制造材料領域的業(yè)務布局，相關研發(fā)創(chuàng)新活動日趨活躍。中國增材制造材料細分市場中，金屬材料占整體的比重顯著高于全球。2019年中國增15.5638%18.2%圖11：增材制造材料全球市場結構（2019） 圖12：增材制造材料中國市場結構（2019）金屬材料38%非金屬材金屬材料38%非金屬材料62%2%絲材 光敏聚合20%物30%金屬材料18%塑料粉末30%資料來：有粉材告，達券研發(fā)心 資料來：有粉材告，達券研發(fā)心目前，增材制造技術最為主要的下游應用領域主要涵蓋汽車制造、航空航天、生物醫(yī)療等。伴隨著上述領域技術和產品持續(xù)推陳出新與升級換代，研發(fā)周期不斷縮短，制造工藝難度不斷提高，對復雜精密構件的制造也提出了更高的要求，要求具備高效、高性能復雜精密構件的快速制造能力，以及大型復雜結構件的直接制造能力，傳統(tǒng)制造技術難逐步成為應對上述領域技術挑戰(zhàn)的最佳技術途徑。此外，增材制造技術也可滿足航空航增材制造技術的應用廣度和深度也在不斷擴展和延伸。全球市場范圍內，消費品/電子、能源等行業(yè)中越來越多的企業(yè)紛紛將其作為技術轉型方向，用于突破研發(fā)瓶頸或解決設計難題，助力智能制造等新型制造模式。根據(jù)WohlersAssociates,Inc.發(fā)布的數(shù)據(jù)，201916.4%/15.4%14.7%/圖13：全球增材制行業(yè)下游應用領域分布（2019） 圖14：中國增材制造行業(yè)下游應用分布（2019）政府/軍工7%

建筑領域5%能源12%

4%汽車16%

消費領域36%工業(yè)領域64%消費領域36%工業(yè)領域64%15%學術機構12%醫(yī)療/牙科14%

航空航天15%資料來：有粉材告，達券研發(fā)心 資料來：有粉材告，達券研發(fā)心新型、高品質增材制造用金屬粉體材料的市場需求將呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。當前，中國正處于經濟結構轉型升級的關鍵時期，新技術、新產業(yè)、新模式的涌現(xiàn)驅動制造業(yè)持續(xù)發(fā)展。近年來增材制造在航空航天、武器裝備、汽車制造，生物醫(yī)療等領域逐步成為復雜結構件研制與生產的核心技術。但是，目前可應用于上述領域的增材制造用金屬粉體材高品質增材制造用金屬粉體材料的市場需求將呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。此外，部分新型、高品質粉末材料如耐更高溫度高溫合金粉末、輕質高強鋁合金、鎂合金等仍然高度依賴進口，甚至面臨某些先進材料國家的技術封鎖、禁運等。因此，加強新型、高品質增材制增材制造用金屬粉末涉及材料種類較多，包括鈦合金、鋁合金、銅合金、高溫合金、模具鋼、不銹鋼、鈷鉻合金、難熔金屬等。其中，2021年鈦合金的用量最大，應用占比超過50%；高強度、高韌性鋁合金粉末逐步引起越來越多生產商的興趣，應用占比約20%出貨量實現(xiàn)大幅度增長，對材料價值鏈產生了積極影響，促進規(guī)模經濟效應提升，成本降低，產品質量不斷改進。如德國EOS、德國AP&C、Arcam、瑞典solvay、瑞典Hoganas、ConceptLaserExOne等，202110000噸/2000噸/100拉里公司銷售模具鋼粉末超100噸。公司名 國別 粉末類型 制備技術 產能（噸年）表6：全球增材制造金屬粉末主要生產商（2021公司名 國別 粉末類型 制備技術 產能（噸年）SandvikCarpenterTechnology（卡彭特）CarpenterTechnology（卡彭特）美國不銹鋼、工具鋼真空氣體霧化3000GKN（吉凱恩）跨國鐵基合金、鈦合金高壓水霧化、氣體物化2000AP&C加拿大鈦合金等離子火炬霧化技術100

瑞典 鎳基超合金工模具鋼、不鋼

真空氣體霧化 3000LPWTechnology 英國 鋁基、鈷基、銅基等 氣體霧化等離子體化、等離子球化

1000海外產能合計 海外產能合計 9100中國航發(fā)北京航空材料研究院 中國 高溫合金、工模具鋼、不鋼等

真空氣體霧化 450江蘇威拉里新材料科技有限公司 中國 鈦合金、鎳基高溫合金 真空氣霧化、等離子霧化

約300800真空感應氣霧化、等離子旋轉電極霧化技術、電極感應氣霧化鈦合金、高溫合金、鎳基合800真空感應氣霧化、等離子旋轉電極霧化技術、電極感應氣霧化鈦合金、高溫合金、鎳基合金、鈷鉻鎢合金中國中航邁特上海材料研究所 中國 鈦合金、鎳基高溫合金、銹鋼、模具鋼

電極感應熔煉氣體霧化 ——500500真空氣霧化、高壓水霧化和高速離心霧化金、銅合金中國有研粉材資料來源：有研粉材公告，信達證券研發(fā)中心

中國產能合計 約2110粉末冶金是最先進的金屬成形工藝粉末冶金技術是將金屬粉末制成復合材料以及各種類型制品的核心技術工藝，其將金屬粉末或者復合粉末作為原材料，經過成型和燒結等工藝加工成金屬制品。作為一門新興95%，是最先進的金屬成形工藝。國防、工業(yè)和消費市場中的應用占據(jù)重要地位。隨著粉末冶金技術進階，高精密復雜零件的市場空間快速擴大，需求穩(wěn)步提升。圖15：粉末冶金工藝流程資料來源：AMES、信達證券研發(fā)中心圖16：粉末冶金零件的應用資料來源：新材料在線、信達證券研發(fā)中心百年發(fā)展歷程，駐守高端市場18葉，粉末冶金制鉑技術在歐洲的興起，開啟了古老粉末冶金技術的復興時代。直至190920702090革。100表7：粉末冶金技術發(fā)展歷程日期發(fā)展歷程起源地公元前3000年用海綿鐵生產工具埃及、印度、非洲公元1200年粘結鉑顆粒南非（印加）1781年生產易熔鉑-砷合金法國、德國1790年商業(yè)化生產鉑-砷化學容器法國1822年鉑粉末成型于固態(tài)錠塊法國1826年將鉑粉末高溫燒結成壓塊，用于商業(yè)化俄羅斯1829年利用沃拉斯頓法使海綿鉑生成致密鉑壓塊（基于現(xiàn)代粉末冶金技術）英格蘭1830年對各種金屬進行燒結壓坯歐洲1859年鉑熔融過程歐洲1870年金屬粉末制成軸承材料的技術申請專利（自潤滑軸承的先驅）美國1878年-1900年生產白熾燈鎢絲美國1915年-1930年燒結硬質合金（碳化物）德國20世紀初生產復合金屬生產多孔金屬和金屬過濾器美國美國20世紀20年代生產自潤滑軸承（商用）美國20世紀40年代鐵粉生產技術歐洲20世紀50年代、60年代

粉末冶金鍛造彌散強化零件，包括粉末鍛件 美國20世紀70年代 熱等靜壓技術，粉末冶金工鋼，超塑性超合金 美國20世紀80年代 快速凝固，粉末注射成型技術，粘結劑處理預混合亞鐵 美國、歐洲20世紀90年代 金屬間化合物，金屬基復合材料，噴射成型，納米級粉末，對以鉬為主要金元素的亞鐵粉末水霧化生產預合金，溫壓成型

美國、英國21世紀 溫模加壓成型，金屬增材制造（3D打?。糜谏虡I(yè)化 美國、歐洲資料來源：EPMA、信達證券研發(fā)中心粉末冶金憑借其工藝的先進性始終走在時代的最前沿，應用在新興高端的領域。粉末冶金最早的大規(guī)模應用主要集中在汽車領域，目前粉末冶金產業(yè)較大的市場仍然是汽車行業(yè)。3%2%機械零件15%汽車發(fā)動機35%汽車變速箱14%汽車底盤21%圖17：20183%2%機械零件15%汽車發(fā)動機35%汽車變速箱14%汽車底盤21%娛樂玩具、手工工具工業(yè)電、5% 其他

家用電器 其他控制器、液壓機9%家用電器2%硬件商業(yè)機器1%

11%

汽車工業(yè)73%

其他汽車零件10%資料來：中粉體，信證研發(fā)中心 資料來：新料在線，臺粉冶金協(xié)，信證券發(fā)中心圖19：2014年日本粉末冶金產品應用占比 圖20：2020年中國粉末冶金產品應用占比2%3%4%10%48%21%12%15%2%3%4%10%48%21%12%15%28%56%其他汽車零件機械零件家用電器其他1%

運輸機械（汽車、摩托車）工業(yè)機械（農機）電工機械（家電、電動工具）其他（工程機械、其他）資料來：日粉末金協(xié)，材料在，信證券發(fā)中心 資料來：中機協(xié)末冶協(xié)會，信達券研中心表8：2020年亞洲其他國家粉末冶金產品應用占比地區(qū)運輸機械工廠機械電氣機械其他日本93.9%4%1.6%0.5%韓國95.7%0%2%2.3%印度82%6%8%4%馬來西亞65.9%3.6%30.4%0.2%新加坡49.6%3.4%46.9%0.1%泰國92.2%3.4%4.4%0%印度尼西亞100%0%0%0%資料來源：日本粉末冶金協(xié)會，信達證券研發(fā)中心為提高燃油效率，燃油車輕量化粉末冶金組件需求大幅度提升。汽車行業(yè)的發(fā)展始終立足于提高燃油效率，而通過粉末冶金技術中的金屬注射成型、金屬增材制造、粉末鍛造和溫壓刺激等工藝生產出的輕量化組件、輕質材料，可以提高燃油效率。據(jù)MPIF，燃3501000隨著汽車工業(yè)電動化、智能化的快速發(fā)展，單車零部件數(shù)量雖在減少，但磁性材料（永磁和軟磁）的需求大幅提升，有望進一步推動粉末冶金工藝的發(fā)展和市場的擴大。表9：粉末冶金在汽車上的應用應用部件 具體零件應用部件 具體零件發(fā)動機 導管、座圈、連桿、軸承座、關鍵零部件和排氣管支座等，可變氣門正時系統(tǒng)（VVT）、可變進氣凸輪正時變速器 同步轂、同步器齒環(huán)、發(fā)動機噴油器夾子、行星齒輪架等系統(tǒng)（VCT）變速器 同步轂、同步器齒環(huán)、發(fā)動機噴油器夾子、行星齒輪架等汽車底盤 減振器零件、導向器、活塞和低閥座電氣設備 磁力材料、燃料電池連接板電氣設備 磁力材料、燃料電池連接板泵類零件 燃油泵、機油泵和變速器泵中關鍵零部件制動系統(tǒng) 制動系統(tǒng) ABS傳感器、剎車零件、剎車傳動齒輪等資料來源：中國粉體網(wǎng)，信達證券研發(fā)中心長期以來，粉末冶金行業(yè)主要由汽車市場的應用驅動，未來10應用領域 應用機會表10：粉末冶金未來主要應用領域應用領域 應用機會能源/新能源 能源基礎設施建設的過程中需要各種金屬組件包括軸承，齒輪，夾具，電機，逆變器等等，能源行業(yè)的發(fā)展為粉末冶金工藝帶來了潛在的市場需求和發(fā)展空間在航空航天領域，為了最大限度降低燃料成本并減少溫室氣體排放，高效的航空發(fā)動機的研發(fā)是很有必要的，這為粉末冶金熱等靜壓等技術提供了應用市場。對高效航空發(fā)動機的需求航空航天醫(yī)療電氣和電磁工業(yè)和消費品MPIF

將繼續(xù)推動更高強度材料的開發(fā)，這種材料應該能承受住更高的工作溫度，這為粉末冶金高溫合金創(chuàng)造了更大的市場需求。近凈成型部件的修復技術、金屬增材制造和粉末冶金螺桿加工的進步將繼續(xù)使粉末冶金材料在航空航天應用中得到更大的應用。粉末冶金產品組件可以應用在醫(yī)療器械中，也可以應用在牙科植入材料或骨科植入材料中。一些醫(yī)療器械如手術刀柄、取樣鉗、夾鉗等，這些產品的需求量會隨著醫(yī)療水平的提高和手術復雜性的增加變得越來越大電磁控制電機中的定子組件和電樞組件可以用粉末冶金的固結技術和粉末壓制生成。隨著混合動力的出現(xiàn)和運輸系統(tǒng)持續(xù)電氣化的需求，粉末冶金產品的設計和重量優(yōu)勢為該技術創(chuàng)造了市場機會；電動智能化的發(fā)展推動了電能轉化需求，進而帶動軟磁粉末的需求增長。通信設備、計算機、家用電器、農場設備、電動工具、智能設備、可穿戴設備以及其他高科技行業(yè)等應用也需要新興的粉末冶金組件解決方案，以此為消費者提供新產品和新服務。隨著全球生活水平的提高，消費市場擴大，構成產品關鍵組件的規(guī)?；a將是未來粉末冶金工藝的發(fā)展趨勢冶金制品的需求日益增多，促進了粉末冶金技術的變革。金屬注射成型，金屬增材制造等新技術出現(xiàn)，標志著粉末冶金技術邁向了一個新的時代。金屬注射成型在制備幾何形狀復雜、組織結構均勻、性能優(yōu)異的零件上具備獨特的優(yōu)勢，具備材料適應性廣、自動化程度高、批量化程度高等特點，在電子產品行業(yè)，醫(yī)療器械等行業(yè)都有著廣泛的應用。也正是由于這些行業(yè)旺盛的需求，批量化程度的生產才會備受推崇。歐美日等發(fā)達國家和地區(qū)占據(jù)粉末冶金過往市場的主導地位。2016年全球粉末冶金市場總份額約達到285億美元，根據(jù)歐洲粉末冶金協(xié)會測算，歐洲粉末冶金零件營業(yè)收入約為00038%圖21：全球粉末冶金制品消費區(qū)域分布及預測 圖22：2016年全球粉末冶金公司市場份額（由內向外分別為2014，2015及2020年）9%7%19%9%7%19%21%7%22%22%25%25%46%47%50%

Others39%

GKN18%

Sumitomo9%Hitachi6%FineSinter5%Miba北美 亞太 歐洲 其他地

2%Schunk 2% 4%

PMGPorite 5%4% 4%資料來：BBCresearch，材在線，達證研究心 資料來：華情報網(wǎng)，信證研究中心中國粉末冶金技術與發(fā)達國家相比，雖然在技術水平上仍有一定差距，但是隨著近年粉5G向發(fā)展。包膠、粉末釬焊等技術的突破，粉末冶金的產品的新應用領域將不斷涌現(xiàn)，市場空間不斷拓展。圖23：中國粉末冶金銷售情況:粉末冶金材料始終處于高端新材料范疇粉末冶金基本工序由四個步驟組成，包括原料粉末的制備，粉末成型（成坯塊，坯塊燒結，后序處理。。圖24：粉末冶金工序資料來源:MPIF，信達證券研發(fā)中心金屬粉末制備方法眾多，主要分為物理化學法和機械法。目前工業(yè)上生產金屬粉末的方法很多，研究成果和專利眾多，但目前就生產的實質過程分析，仍然主要分為機械法和物理化學法。這兩種方法既可以從金屬的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種狀態(tài)下直接細化獲得，又可以從其不同狀態(tài)下的金屬氧化物經過不同的電解、還原等獲制取。難熔金屬的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物一般可直接用化合或還原－化合方法制取。不同的制備方法制取得到的金屬粉末往往形狀、結構、性能上有著較大差異，可以針對不同需求的冶金零件加工。表11：金屬粉末制備的基本方法生產方法原材料粉末產品舉例金屬粉末合金粉末金屬化合物粉末包覆粉末碳還原 金屬氧化物 鐵、鎢還原碳還原 金屬氧化物 鐵、鎢還原氣體還原 金屬氧化物 鎢、鉬、鐵、鎳、鈷、銅Fe-Mo，W-Re————金屬熱還原 金屬氧化物 鉭、鈮、鈦、鋯、鉿、鈾Cr-Ni還原碳化或碳與 金屬粉末金屬金屬氧 金屬氧化碳化物|化合氮化或氮氣與金屬氧化 金屬氧化物 ————氮化物——氣態(tài)金屬鹵Co-W，W-Mo氣相氣相氫還原 化物 鎢、鉬或Co-W涂層石——W/UO2還原墨氣相金屬熱 氣態(tài)金屬鹵 鉭、鈮、鈦、鋯化學氣態(tài)金屬鹵碳化物或碳化物氣相—— 化物 ————涂層，氮化物或——沉積氮化物涂層氣相冷凝金屬蒸氣冷 氣態(tài)金屬 鎳、銅、鋅、凝——————或離羰基熱離解 氣態(tài)金屬羰 鐵、鎳、鈷Fe-Ni——Ni/Al，解基物Ni/SiC置換金屬鹽溶液銅、錫、銀————化物作用物作用

金屬粉末或還原化物物理化學法液相 溶液氫還原 金屬鹽溶液 銅、鎳、鈷 Ni-Co —— 沉積 Co/WC從熔鹽中沉淀從輔助金屬浴

金屬熔鹽 鋯、鈹 —— ——中析出電解水溶液電解熔鹽電解中析出電解水溶液電解熔鹽電解金屬鹽溶液金屬熔鹽鐵、銅、鎳、銀鉭、鈮、鈦、鋯、鉿Fe，NiTa，Nb碳化物硅化物機 機械 粉法

機械研磨

脆性金屬和合金人工增加脆性的金屬和合金

銻、鉻、錳，高碳鐵，錫、鉛、鈦

Fe-Al，F(xiàn)e-Si，F(xiàn)e-Cr等鐵合金——

—— ——漩渦研磨 金屬和合金 鐵、鋁 Fe-Ni，鋼氣體霧化 液態(tài)金屬合金水霧化 液態(tài)金屬合金

錫、鉛、鋁、銅、鐵 黃銅，青銅，合金鋼，不銹鋼銅、鐵 黃銅，青銅，金鋼霧化 旋轉圓盤化旋轉電極霧化

液態(tài)金屬和 銅、合金液態(tài)金屬和 難熔金屬，無氧合金

黃銅，青銅，合 —— 金鋼鋁合金，鈦合合金資料來源：《粉末冶金原理》，信達證券研發(fā)中心目前市場上主流的金屬粉末制備工藝有電解法（化學法、羰基法（化學法、水霧化法（機械法（）等。表12：目前主流的金屬粉末制備工藝工藝 簡介 優(yōu)點 缺點工藝 簡介 優(yōu)點 缺點電解法羰基法

外部電壓驅動沉積過程使用高粘度電解質和最小攪拌的熱浴確保陰極松散粉末。粉末多孔不規(guī)則，呈樹枝狀當鐵或鎳礦石()時，就會形成五羰基鐵或四羰基鎳兩種化合物都處于液態(tài)。由于它們的沸點較低(羰基鐵103°C43°C)CO(<幾微米)沖壓和燒結零件。除了鎳，它是一種流行的合金添加劑MIM制造(低合金化)鋼粉制備工藝熔融金屬(從廢料開始)體流，迫使熔體解體和快速凝固粉末形狀不規(guī)則，尺寸分布很廣(50-250微米)裂惰性氣體氬、氦、氮或空氣為主，在這種情況下，氧化物表面可作為安全涂層(以減少爆炸的風險)帶分解液滴在相互接觸或與固體表面接觸之前迅速冷凝和配置、霧化氣體的壓力和體積、熔體流的厚度等，可以在很大范圍內控制粒徑分布5-70μm(或增材制造)或更高的直徑50-350μm(用于熱等靜壓)顆粒的形狀通常是球形的，具有非常好的流動性得非常干凈的粉末。因此，除了分類，通常不需要額外的處理。

制取的金屬粉末純度較高，單質粉末純度99.7%以很好的控制粉末粒度好末粉末球形度高、粒度可控，環(huán)保無污染，氧含量低，適應多種金屬粉末

耗電量大、制粉成本高成本高、且金屬羰基化合物揮發(fā)時都有不同程度的毒性粉末不規(guī)則，生產效率低、能耗大、不環(huán)保生產效率低，超細金屬粉末收得率不高資料來源：EPMA、信達證券研發(fā)中心根據(jù)MPIF《2017PMROADMAP或壓制燒結工藝；金屬注射成型（；熱或冷等靜壓（HPC；和金屬增材制造(AM)2012現(xiàn)，同時MIM也顯著增長，因為它在材料選擇、過程控制和標準化方面取得了進步，這些材料和工藝的發(fā)展促成了新的粉末冶金應用，例如可變氣門正時鏈輪、電子動力轉向皮帶輪、渦輪增壓器葉片和噴氣發(fā)動機燃料噴嘴。工藝類型概述表13：粉末冶金成型工藝概述工藝類型概述常規(guī)壓制和燒結（PM）金屬粉末注射成型（MIM）等靜壓（HIP/CIP）金屬增材制造（AM）

常規(guī)壓制和燒結方法是常見的粉末冶金工藝方法。壓制是指粉末壓制，是粉末冶金技術中的基本成型方法。將原材料粉末裝進模具中，用壓力機加壓，經過脫模后得到所需密度的壓坯制品，即為壓制過程。將脫模得到的壓坯制品，利用燒結將粉末顆粒焊接在一起，得到牢固的冶金零件，這便是常規(guī)的壓制燒結工藝。這種工藝方法生產的鐵基制品常用于汽車、家電、電動工具等行業(yè)，具有減震、降噪、輕量化、節(jié)能等優(yōu)勢。粉末注射成型將現(xiàn)代塑料注射成型技術引入粉末冶金工藝中，將固體粉末與有機粘結劑混合，經過制粒后在加熱塑化狀態(tài)下用注射成型機注入封閉的模具腔體內待其固化成型，再將成型坯中的粘結劑脫除，得到冶金零件。金屬粉末注射成型工藝可以用來制造形狀復雜的小型金屬零部件，與傳統(tǒng)工藝相比，這種加工工藝生產成本低，制造的零件具備高精度，組織均勻，性能優(yōu)異等特點。粉末注射成型制造的零部件常用現(xiàn)代移動通信設備包括智能手機，可穿戴設備等，還常用于生物醫(yī)療器械，兵器及航空航天等領域。等靜壓技術是一種能夠為制品提供各向同性，超高成型壓力的成型技術。熱等靜壓是將成型的坯塊置于密閉容器中，在高溫下向其施加各向相等的壓力，使得坯塊燒結得到冶金制品。熱等靜壓技術可以改善金屬材料的組織結構、生產特種陶瓷、對陶瓷，硬質合金進行致密化處理、消除修復產品缺陷等。冷等靜壓技術是指在常溫下，通過橡膠或塑料作為包套模具材料，以液體作為壓力介質使得粉末材料成型，是一種成型工藝，仍需進一步燒結或熱等靜壓來進行操作。冷等靜壓技術在陶瓷工業(yè)、粉末冶金、碳素石墨制品、食品加工行業(yè)等領域有著廣泛的應用。金屬增材制造，即金屬3D打印，與傳統(tǒng)或減材制造工藝（例如通過去除材料制造零件的加工）不同，金屬增材制造使用直接從數(shù)字模型中逐層制造零件的工藝，無需使用模具或模具。幾十年來，金屬增材制造一直被用作設計和原型制作工具，但金屬增材制造的重點現(xiàn)在正轉向直接生產用于航空航天、醫(yī)療/牙科和珠寶行業(yè)的組件。資料來源：MPIF，信達證券研發(fā)中心（楊延志（伯云）制品等。現(xiàn)代粉末冶金材料體系(鐵基、硬質合金、磁性材料和粉末高溫合金等是高端制造業(yè)的重要組成。鐵基粉末冶金材料：鐵基粉末冶金材料是以鐵元素為主，添加C、Cu、Ni、MoCrMn金元素之和一般在質量分數(shù))高速鋼兩大類。鐵基制品是粉末冶金行業(yè)生產量最大的一類材料，在一定程度上代表一個國家粉末冶金技術水平。粉末冶金鐵基材料和制品所使用的粉末主要包括純鐵粉、鐵基復合粉末、鐵基預合金粉末等。粉末冶金鐵基制品主要分為常規(guī)壓制/燒結（P/M）鐵基制品和粉末注射成形（MIM）鐵基制品。其中P/M6.4~7.2g/cm3電動工具等行業(yè)，具有減震、降噪、輕量化、節(jié)能等優(yōu)勢。金屬粉末注射成形技術(MIM)是以金屬粉末為原料，借助塑料注射成形工藝制造形狀復雜的小型金2019年MIM70%20%3C產品，其中手機65.7%4.9%6.9%VIVO、OPPO等手機MIMMIM硬質合金：硬質合金是以過渡族難熔金屬碳化物或碳氮化物作為主體成分的粉末冶金硬質材料。因具有較好的強度、硬度、韌性匹配性，硬質合金主要用作切削刀具、采掘工具、耐磨零件以及頂錘、軋輥等，廣泛應用于鋼鐵、汽車、航空航天、數(shù)控機床、機械工業(yè)模具、海洋工程裝備、軌道交通裝備、電子信息技術產業(yè)、工程機械等裝備制造加工和礦產、油氣資源采掘、基礎設施建設等行業(yè)領域。硬質合金是現(xiàn)代制造工業(yè)的脊梁。磁性材料：粉末冶金磁性材料指用粉末成型和燒結的方法制備的磁性材料，可分為粉末冶金永磁材料和軟磁材料兩大類。永磁材料主要包括釤鈷稀土永磁材料、釹?鐵?硼系永磁材料、燒結鋁鎳鈷永磁材料、鐵氧體永磁材料等。粉末冶金軟磁材料主要包括軟磁鐵氧體和軟磁復合材料等。軟磁復合材料也稱金屬磁粉芯，是由鐵磁性粉末與絕緣介質混合經壓制、燒結制備而成的一種復合材料。5G能金屬磁粉芯的需求正快速增長。粉末冶金法制備磁性材料的優(yōu)勢在于，能制備單疇尺寸范圍的磁性微粒，在壓制過程中實現(xiàn)磁粉的一致取向，直接制出接近最終形狀的高磁能積磁體，尤其是對于難加工的硬脆磁性材料而言，粉末冶高溫合金：CoCrW、MoAl、Nb、性能的合金，是航空發(fā)動機渦輪軸、渦輪盤擋板、渦輪盤等關鍵熱端部件的材料。目前只有美國、俄羅斯、英國、法國、德國、中國等少數(shù)幾個國家具備粉末冶金高溫合金研發(fā)、生產的能力，其中美國、俄羅斯、英國處于領先的位置。2019年，各國已著手設計開發(fā)使用溫度達到815℃的第四代粉末高溫合金。中國在粉末冶金高溫合金領域起步較晚，在成分設計和工藝路線等方面主要參照歐美和俄羅斯等國的成功經驗。在新型粉末高溫合金的研發(fā)上，國內一些主要研究機構也緊隨國際發(fā)展步伐，開展了第四代粉末高溫合金成分設計等方面的工作。圖25：粉末冶金結構組件 圖26：粉末冶金軟磁元件資料來：AMES，達證研中心 資料來：AMES，達證研中心使得能夠在新能源領域研發(fā)出更高效、更經濟的新材料。在這一發(fā)展進程中，傳統(tǒng)粉末冶金技術也逐漸革新，各種新技術、新工藝及新設備被研發(fā)出來，在粉末制備和成型中發(fā)揮著重要的作用。在不久的將來，粉末冶金技術將應用、擴展到更多的行業(yè)中去。風能材料：粉末冶金技術在風能新材料的應用主要是實現(xiàn)風能發(fā)電材料的制造，太陽能材料：粉末冶金技術在太陽能光電轉化方面有著傳統(tǒng)冶金技術不可比擬的優(yōu)勢，通過粉末冶金技術制備的多晶硅薄膜在光電轉化技術中能夠有效替代傳統(tǒng)晶體硅材料，且光電轉化效率提升顯著，太陽能光電轉化技術由于材料瓶頸的突破，發(fā)展速度逐年加快。儲氫材料：氫能源儲存的原理是，經過分解后單原子能夠進入到儲存材料原子間的間隙，通過化學反應形成較為穩(wěn)定和安全的金屬氫化物。從宏觀上看，儲存材料能夠吸收氫能源，在吸收過程中會釋放出化學熱能，如果要多氫能源進行利用，則需要通過對儲存材料加能，使得儲存化學過程進行逆反應，分解氫化物，釋放出氫原子后，再結合成氫分子。氫能源儲存材料對氫能源的儲存性能遠遠高于物理氣瓶儲存效率，且儲存的化學穩(wěn)定性也能得到保障。粉末冶金技術能夠有效制備氫能源儲存材料，并在制造過程中加入特定的稀有金屬，能夠實現(xiàn)儲存效率和儲存穩(wěn)定的雙提高。燃料電池材料：粉末冶金技術在燃料電池行業(yè)的應用，主要表現(xiàn)在對燃料電池密封部件和電極材料的制備方面。通過粉末冶金技術的應用，可以實現(xiàn)合成安全性高、倍率高的錫基合金材料及納米Sn基合金-碳復合材料，這種材料能夠大大提升燃料電池的充放電能耗，同時能夠對燃料電池的充放電安全也有一定保障作用，粉末冶金技術的應用可以使得這種材料的生產產業(yè)化、規(guī)?；Ａ硗?，燃料電池陰極材料為多孔的鍶摻雜的錳酸鑭，多孔材料的制備只能采用粉末冶金技術。粉末冶金是一種綠色、低能耗、高材料利用率的技術，符合高質量發(fā)展趨勢粉末冶金工藝優(yōu)勢突出，為可持續(xù)發(fā)展帶來巨大空間。相比鑄造、鍛造等其他冶金工藝，粉末冶金是最先進的金屬成形工藝，也是最綠色低碳的工藝。與傳統(tǒng)冶金工藝相比，粉550E，80%40%這些特性使其在汽車、電氣、能源、航空航天、醫(yī)療、國防、工業(yè)和消費市場的應用中優(yōu)勢 簡介表14：粉末冶金工藝優(yōu)勢概覽優(yōu)勢 簡介綠色低碳 粉末冶金提供了從多種材料中生產復雜部件的最經濟的綠色工藝，具有最高的材料利用率最低的能耗。粉末冶金得到的零件尺寸精度較高，不再需要后續(xù)的機械加工步驟，金屬耗材量較低，大大粉末冶金得到的零件尺寸精度較高，不再需要后續(xù)的機械加工步驟，金屬耗材量較低，大大降低了成本，也更加環(huán)保。節(jié)約金屬，降低成本可制取形狀復雜、定制化零件 末冶金工藝技術可以制造形狀復雜的或其他工藝無法制造的零件，可以生產耐火材料(W,Mo,Nb…)可制取高純度材料 在粉末冶金的過程中，材料不會熔化，進而金屬的純度不會被摻進來的雜質所影響，不擔會被氧化進而影響材料純度。少無切削，材料組員可控 粉末冶金得到的零件接近最終尺寸，具有良好的光潔度；材料組員可控利于制備復合材料。晶粒細小 粉末冶金技術可以確保在材料成分的配比時的正確性、高效性和均勻性，生產零件的一致少無切削，材料組員可控 粉末冶金得到的零件接近最終尺寸，具有良好的光潔度；材料組員可控利于制備復合材料。資料來源：信達證券研發(fā)中心整理圖27：不同冶金工藝材料利用率與能耗對比 圖28：不同冶金工藝耗電量對比機械加工鑄造鍛造粉末冶金材料利用率 零件的能耗機械加工鑄造鍛造粉末冶金50機械加工80鍛造8550機械加工80鍛造85鑄造粉末冶金冷成型4995材料利用率/% 零件的能耗/MJ/kg資料來：產信息，信證研發(fā)中心 資料來：EPMA，達證研中心表15：各類金屬加工方法結構件的性能對比加工方式力學性能復雜度精度（公差等級）機加工317-9級熱鍛1511-12級鑄造5313-14級冷（溫）擠壓247-8級粉末冶金427-12級資料來源：中國機械粉末冶金協(xié)會，觀研報告，信達證券研發(fā)中心粉末冶金工藝持續(xù)升級，應用市場加速擴大。金屬粉末注射成形（、金屬增材制造（D打印，工藝技術不斷突破升級，應用MIM（3D打?。┦且环N革命性的零件制造工藝，可以為OEM（原始設備制造商）生產零件和按需生產零件，且該工藝比如MIM）3D粉末冶金的可持續(xù)價值主要來自其凈成形能力和高材料利用率，可最大限度地減少能源投入，減少對環(huán)境的影響。未來大規(guī)?；纳a中應用粉末冶金技術，可以在保證低能耗的前提下，降低生產成本，提高生產效率。美國近期發(fā)布的《先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略》提出增強環(huán)境可持續(xù)性，可持續(xù)制造是指通過經濟上合理的流程來創(chuàng)造制成品。所謂的合理流程是指在節(jié)約能源和自然資源的同時，最大限度地減少對環(huán)境的負面影響。將可持續(xù)材料管理原則和增材制造納入產品設計和開發(fā)，可以減少制造產品所需的材料和能源，提高安全性。金屬增材制造市場有望加速擴大。粉末冶金行業(yè)的持續(xù)增長取決于材料和材料性能、工藝和制造效率的進步。未來十年粉末冶金技術優(yōu)先發(fā)展的方向主要在：高密度粉末冶金組件、輕質材料加工、提高精度/準確度/變化控制；金屬增材制造。表16：未來粉末冶金技術四個核心挑戰(zhàn)技術 挑戰(zhàn) 材料工藝 流程工藝開發(fā)新材料以替代可鍛材料工程師需要由機械性能與鍛造材料相媲美的材料制造的具有成本效益的高密度組件。高密度粉末冶金組件輕質材料加工提高精度/準確度/變化控制金屬增材制造

隨著密度的提高，結構的機械性能會接近被認為是完全致密的鍛造金屬的機械性能。隨著更高的密度變得可行，當粉末冶金加工技術的經濟優(yōu)勢應用于高密度組件，該行業(yè)可以占據(jù)整個金屬制品市場的更大比例。汽車和航空航天工業(yè)中材料選擇的一個驅動因素是減輕重量，提高燃油效率。用輕質材料替代傳統(tǒng)鋼和不銹鋼部件將取決于成本/收益關系以及鋁、鈦和其他材料的加工。當滿足嚴格的材料要求時，粉末冶金的近終形加工優(yōu)勢是航空航天工業(yè)所需要的。輕質金屬粉末的高密度和傳統(tǒng)壓制和燒結方法的商業(yè)化需要標準、指南和實踐。此外，輕質金屬粉末容易受到碳、氮和氧的污染。冷鍛、精沖、沖壓、鑄造和精密高速加工等相互競爭的金屬成型工藝不斷提高，并對粉末冶金構成競爭。對高精度元器件的需求將持續(xù)，粉末冶金必須利用其近凈成形優(yōu)勢，部件尺寸變化的減少將對質量成本產生積極影響，并開辟新的商機。金屬增材制造的合法性不斷發(fā)展，并有可能成為歷史上最具革命性的金屬成型技術之一。金屬增材制造所需的設計軟件、構建設備和材料為該行業(yè)的未來奠定了基礎。航空航天、醫(yī)療細分長在金屬增材制造的使用方面取得了領先。重大挑戰(zhàn)包括：安全和法規(guī)；了解行業(yè)的快速增長；由于設備限制和建造時間，產量有限；有限的市售金屬粉末；需要制定最佳實踐、規(guī)范和標準以供廣泛的行業(yè)部門接受。

增強混合物的可壓實性材料系統(tǒng)的特性允許高壓縮性，從而實現(xiàn)更高的密度在生坯狀態(tài)下形成的元件是非常需要的。新潤滑油通常，將0.5–1.0重量百分比的干潤滑劑添了寶貴的空間，阻礙了更高的壓實生坯密持高密度粉末冶金部件的開發(fā)?？芍踩牒辖鹂芍踩氩牧瞎に嚨拈_發(fā)和標準化將使提高醫(yī)療市場的接受度。具有成本競爭力的輕質粉末用于結構應用的輕質金屬粉末，具有特定材料特性和加工方法，使輕質粉末冶金工藝獲得更大的商業(yè)認可。持續(xù)的需求將推動供應鏈提供一致的粉末特性，同時降低成本，增加機會。金屬基復合材料金屬基復合材料在需要減少質量的結構應用中存在潛在的發(fā)展機會。需要進行研究和開發(fā)以確保均勻的微觀結構以獲得最佳的機械性能。了解原材料需要元素材料、合金和添加劑之間的相互作用來優(yōu)化界面處的粒度、形狀和分布、化學和表面張力。徹底了解這些關系是減少尺寸變化的關鍵。新潤滑油開發(fā)能夠實現(xiàn)良好的噴射性能和表面光潔度且對尺寸變化影響最小的潤滑劑將提供新的機會。粉末處理和儲存改善粉末包裝和保質期，以減少當前材料的批次間差異。制定粉末規(guī)格需要確定影響構建機器優(yōu)化的粉末特性，并制定供設計工程師使用的規(guī)范。測試方法標準化需要標準化的測試方法來確保粉末供應商和零件生產商的統(tǒng)一測試。粉末回收金屬增材制造工藝通常會在構建過程中產生未燒結的剩余粉末。需要最佳實踐指南來確定回收的程度。制定材料標準需要制定材料標準，以提高航空航天、醫(yī)療/牙科、汽車和工業(yè)市場的接受度。

模具潤滑技術精致的模壁潤滑技術將實現(xiàn)更高密度的組件。燒結優(yōu)化隨著高密度壓實技術的發(fā)展，需要提高燒結爐的能力。對氣氛和溫度的最佳控制，以及經濟、長壽命的爐具的開發(fā)，將能夠改進更高密度的組件減少雜質消除影響機械特性的污染物的過程。鈦的粉末冶金生產過程鈦部件的生產需要開發(fā)一個系統(tǒng)，從能夠固結和燒結到可接受的機械性能的全合金粉末、不污染的潤滑劑以及確保最終零件結構完整性的關鍵燒結變量的識別開始。零件設計開發(fā)先進的混合技術以優(yōu)化均勻性將減少偏析并提高尺寸穩(wěn)定性和精度。沖壓模具設計優(yōu)化的粉末輸送系統(tǒng)、壓實參數(shù)和模具材料將使壓實周期標準化，從而減少零件之間的差異。燒結爐需要更好地了解燒結周期以控制尺寸控制的可變性。了解粉末要求需要更好地了解前體材料對金屬增材制造工藝的影響。傳統(tǒng)上，前體材料是現(xiàn)有的熱噴涂粉末，尚未針對金屬增材制造工藝限制優(yōu)化進行改進調整。增加可用材料的加工金屬粉末提供了無限的合金組合，為增材制造工藝開辟了廣泛的機會。然而，目前可用的材料加工有限。資料來源：MPIF，信達證券研發(fā)中心中國粉末冶金行業(yè)未來的發(fā)展趨勢取決于技術的進步和市場變化的機遇。技術進步與市場發(fā)展相互作用，帶來更多業(yè)務發(fā)展機會，汽車零件生產國產化為中國粉末冶金行業(yè)帶來發(fā)展機會，同時，粉末冶金的高材料利用率與低能耗的環(huán)保優(yōu)勢，為粉末冶金零件的規(guī)模化生產提供了更大的發(fā)展空間。表17：中國粉末冶金行業(yè)的發(fā)展趨勢類別 趨勢 類別 趨勢 內容

高密度化標準化、高精度和復雜化輕量化和功能化提升電磁性技術進步汽車零部件國產化環(huán)保要求提高

6.2-7.4g/cm3（造、鍛造、機械加工等）最高可達到的7.8g/cm3產品密度，導致粉末冶金制品的的密度，進而擴大粉末冶金件對傳統(tǒng)金屬加工工藝制品的替代范圍。通過開發(fā)高強度、高精度、形狀復雜、組合件的產品，可為機械、汽車、家電等行業(yè)的產業(yè)結構升級服務，有利于拓展粉末冶金的市場運用空間。通過進一步合金化，拓展鋁基、不銹鋼、鐵硅鋁等材質的粉末冶金制造技術，從而更好地實現(xiàn)粉末冶金產品輕量化和功能化。提高粉末冶金件的電磁性，從而實現(xiàn)對硅鋼和鐵氧體等材料的取代。以取向硅鋼為例，硅鋼的導電原理為加入硅等元素后，通過減少晶界等方式以降低鐵損——特別是取向硅鋼，在導向方向即為一個單一粗大的晶粒。相對于取向硅鋼的一維導電方向，粉末冶金件可以實現(xiàn)任何方向的多維導電。粉末冶金技術工藝較其他金屬加工工藝，如鑄造、鍛造、機械加工等，具有更高的材料利用率、更低的單位能耗等比較優(yōu)勢，但強度等機械性能比鍛件或鑄件要低。隨著粉末冶金工藝技術的提升，粉末冶金件在機械性能、密度等關鍵指標上逐步提升，機械性能逐漸接近鍛件或鑄件，會極大的豐富粉末冶金零部件的應用范圍，可為傳統(tǒng)零部件的制造提供包括粉末冶金工藝在內的更豐富的工藝路線選擇，將極大的促進粉末冶金零部件市場發(fā)展。從近期看，雖然中國的汽車工業(yè)暫未能保持高速增長，但部分汽車中高端零部件的國產化或本土化生產，仍然可為中國粉末冶金零部件產業(yè)帶來機會，即中國本土的粉末冶金企業(yè)在粉末冶金汽車零部件國產化進程中存在很大的商機。采用粉末冶金技術工藝制造機械零件較其他金屬加工工藝，如鑄造、鍛造、機械加工等，具有更高的材料利用率、更低的單位能耗等比較優(yōu)勢。鑒于此，美國的金屬粉末工業(yè)聯(lián)合會將粉末冶金技術認定為一項“綠色技術”。隨著政府對環(huán)境保護要求的提高，為粉末冶金零部件在一定范圍內進一步替代諸如鑄造工藝等增加了新的砝碼。資料來源：海昌新材招股說明書、信達證券研發(fā)中心金屬粉末需求將進入規(guī)?；铀僭鲩L時期未來我們認為除汽車外，能源、航空航天、醫(yī)療/牙科、電氣和電磁學、國防、工業(yè)和汽車：粉末冶金的主要應用領域提升燃油效率立法化是加快粉末冶金在汽車中推廣應用的重點力量。車企需要通過減輕重量、優(yōu)化部件設計來提高燃油經濟性。粉末冶金制品在汽車中的應用主要位于發(fā)動機、變速器、汽車殼體&底盤當中，其中發(fā)70%與傳統(tǒng)零件相比，車用粉末冶金零件擁有高強度、高耐磨性等優(yōu)勢。例如發(fā)動機的鏈輪具有高強度、高耐磨損性和優(yōu)良的耐熱性；變速器中的齒輪具有抗拉強度和屈服強度；減震器使用粉末冶金零件，具有高精密薄板表面，能夠減少摩擦，保證操作的穩(wěn)定性，提高乘坐舒適性等。圖29：傳統(tǒng)汽車發(fā)動機中的粉末冶金產品（據(jù)不完全統(tǒng)計）資料來源：赫格納斯，日本粉末冶金協(xié)會，信達證券研發(fā)中心圖30：汽車變速器中的粉末冶金產品（據(jù)不完全統(tǒng)計）資料來源：赫格納斯，信達證券研發(fā)中心圖31：汽車車身&底盤中的粉末冶金產品（據(jù)不完全統(tǒng)計）資料來源：赫格納斯，信達證券研發(fā)中心MPIF1.8~3.6kg（。圖32：混動汽車引擎中的粉末冶金產品（據(jù)不完全統(tǒng)計）資料來源：赫格納斯，信達證券研發(fā)中心圖33：純電動汽車引擎中的粉末冶金產品（據(jù)不完全統(tǒng)計）資料來源：赫格納斯，信達證券研發(fā)中心根據(jù)日本協(xié)會2021年報統(tǒng)計數(shù)據(jù)，北美單車粉末冶金制品重量為16.8kg，歐洲單車粉末冶金制品重量為8.7kg，日本單車粉末冶金制品重量為8.3kg。據(jù)東睦股份公告，中國單車粉末冶金制品重量為4.5kg。我們假設單車上粉末冶金需求未來會有增長，增速在3%-20%之間。根據(jù)我們預測，2025年全球汽車對金屬粉末的需求量為108.41萬噸。表18：全球汽車對金屬粉末的需求量測算（萬輛，kg，萬噸，萬元/噸，億元）指標202020212022E2023E2024E2025E銷量:汽車:北美自由貿易區(qū)165817431795184919041961YOY5.09%3%3%3%3%單車粉末冶金制品重量19.8019.8020.3921.0121.6422.29YOY3%3%3%3%北美粉末需求量32.8334.5036.6038.8341.2043.71銷量:汽車:歐洲153014541498154315891637YOY-4.98%3%3%3%3%單車粉末冶金制品重量8.708.709.149.5910.0710.57YOY5%5%5%5%歐洲粉末需求量13.3212.6513.6814.8016.0017.31銷量:汽車:日本457440440440440440YOY-3.62%0%0%0%0%單車粉末冶金制品重量8.308.308.729.159.6110.09YOY5%5%5%5%日本粉末需求量3.793.653.844.034.234.44銷量:汽車:中國239822882357242725002575YOY-4.59%3%3%3%3%單車粉末冶金制品重量4.504.505.406.487.789.33YOY20%20%20%20%中國粉末需求量10.7910.3012.7315.7319.4424.03銷量:汽車:其他地區(qū)142916681752183919312028YOY16.75%5%5%5%5%單車粉末冶金制品重量4.504.505.406.487.789.33YOY20%20%20%20%其他地區(qū)粉末需求量6.437.519.4611.9215.0218.92銷量:汽車:全球747375937841809983658641YOY1.62%3.27%3.28%3.29%3.30%全球粉末需求量67.1668.6176.3185.3195.89108.41YOY2.16%11.22%11.79%12.41%13.05%資料來源：Wind，IEA，EV-volumes，信達證券研發(fā)中心考慮到新能源汽車的及DC-DC5kg，202340%10%202520.14萬噸。表19：全球新能源汽車對金屬粉末的需求量測算（萬輛，kg，萬噸，萬元/噸，億元）指標202020212022E2023E2024E2025E全球新能源汽車銷量3256691003140419652752YOY43%106%50%40%40%40%單車粉末冶金制品重量555.506.056.667.32YOY10%10%10%10%全球新能源汽車粉末冶金需求量1.623.345.528.4913.0820.14資料來源：EV-volumes，信達證券研發(fā)中心能源：粉末冶金提升能源利用效率除傳統(tǒng)能源石油、天然氣、煤炭對軸承、齒輪等零部件的需求外，新能源如太陽能、風能、燃料電池等對涂層、發(fā)動機、存儲等的需求，擴大了粉末冶金的應用領域。粉末冶金技術改善了原始的制造工藝對于能源利用不充分、造成環(huán)境污染和能源浪費的現(xiàn)象，從而備受推崇。粉末冶金技術在太陽能利用方面主要是熱電太陽能技術和光電太陽能技術。利用率的同時，還制約著太陽能能源的應用范圍。通過粉末冶金技術制備的多晶硅薄膜在光電轉化技術中能夠有效替代傳統(tǒng)晶體硅材料，且光電轉化效率提升顯著，太陽能光電轉化技術由于材料瓶頸的突破，發(fā)展速度逐年加快。另外，太陽能的熱電利用技術主要是通過太陽能吸收板吸收太陽能量，然后通過技術手段加以利用，因此太陽能吸收板材料性能成為技術發(fā)展的關