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2019年中国稀土永磁材料产业现状及趋势分析:高性能钕铁硼为新

时间:2020/07/10 编辑:景哥观世界 关键字: 稀土永磁 钕铁硼 新能源汽车

稀土永磁材料是指稀土元素RE(铈Sm、钕Nd、钐Sm)和过度族金属元素TM(铁Fe,钴Co)形成的合金经一定的工艺制成的永磁材料,是对相关产品性能、效率提升较为明显的重要基础材料,在战略性新兴产业中应用量较大,目前也已成为稀土新材料中最大的消费领域。

    现在所应用的永磁材料主要经历了金属永磁、铁氧体和稀土永磁三个阶段,其中稀土永磁材料是目前磁性最好、发展最快的永磁材料。

磁性材料分类

资料来源:智研咨询整理

    钕铁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两大类、三代产品。

    第一大类是稀土-钴合金系,包括第一代SmCo5和第二代Sm2Co17合金,均是以金属钴为基的永磁材料合金,但由于原材料昂贵,受到资源和价格的限制,主要应用与高端领域。

    第二大类是钕铁硼合金,1983年由日本和美国同时发现,称为第三代永磁材料,由大量的钕、铁、硼三种元素构成,其中钕元素的占比在25%-35%。

    目前第四代铁氮(碳)永磁体,尚处于研发阶段。在已有的三代稀土永磁材料中,钕铁硼具有体积小、重量轻、磁性强等特点,由于原料易得、价格便宜的优点,发展极为迅速。

稀土永磁材料分类

资料来源:智研咨询整理

    按照制造工艺的不同,钕铁硼磁材可分为烧结、粘结和热压三类,其在性能和应用上各具特色,下游应用领域重叠范围比较少,相互之间起到功能互补而非替代或挤占的作用。

三类钕铁硼材料优点、制作工艺及应用对比

类型

优点

制作工艺

应用

烧结钕铁硼

高磁能积、高矫顽力、高工作温度

采用的是粉末冶金工艺,熔炼后的合制成粉末并在磁场中压制成压坯,压坯惰性气体或真空中烧结成型

汽车工业、工业电机、消费类电子、清洁能源、航空清洁能源、航空航天等领域

粘结钕铁硼

工艺简单、造价低廉、体积小、精度高、磁场均匀稳定等

用可塑性物质粘结剂与钕铁硼永磁粉末相混合制成磁性可塑性粒料,再通过各种可塑性材料的成型工艺而制成

办公室自动化设备、电装机械、视听设备、仪器仪表和小型马达等领域

热压钕铁硼

致密度高、取向度高、耐蚀性好、矫顽力高和近终成型

通过热挤压、热变形工艺制成的磁性能较高的磁体

-

资料来源:智研咨询整理

    烧结钕铁硼是目前产量最高、应用最广泛的稀土永磁材料,占比约超过90%,大部分中国钕铁硼磁材制造商主要生产烧结钕铁硼磁材。

    2019年,稀土磁性材料产量保持平稳增长。其中,烧结钕铁硼毛坯产量17万吨,同比增长9.7%;粘结钕铁硼产量7900吨,同比增长5%;钐钴磁体产量2400吨,同比增长4%

2016-2019年中国钕铁硼产量统计

资料来源:中国稀土工业协会、智研咨询整理

    2019 年烧结钕铁硼毛坯产量占比94.3%,粘结钕铁硼占比4.4%,钐钴磁体产量占比仅1.3%。

2019 年中国钕铁硼产量占比格局

资料来源:中国稀土行业协会、智研咨询整理

    国家近年出台行业发展规划以及多项政策文件鼓励高性能钕铁硼永磁产业发展。

高性能钕铁硼永磁产业发展相关政策统计

年份

政策名称

主要内容

2013年

《产业结构调整指导目录(2011年本)》(2013年修订)

提出将“高性能稀土磁性材料”列入鼓励发展产业

2015年

《国家重点支持的高新技术领域》

提出将稀土永磁体制造技术、高技术领域用稀土材料制备及应用技术等列入国家重点支持的高新技术领域

2017年

《增强制造业核心竞争力三年行动计划(2018-2020年)》

提出要重点发展高端稀土功能材料。

资料来源:智研咨询整理

    钕铁硼磁材产业链上游主要是稀土矿开采、分离及冶炼,中游是钕铁硼的精深加工企业,下游是消费电子和基础工业等传统应用领域,以及新能源和节能环保等新兴应用领域。

钕铁硼永磁材料行业产业链结构示意图

资料来源:智研咨询整理

    中国和巴西是全球稀土矿资源储备最多的国家,2019年中国稀土矿资源储备量4400万吨,占全球资源比重的36.67%,稳居第一。其次是巴西,稀土矿资源储量2200万吨,占比18.33%。

2019年全球稀土矿资源储量分布

资料来源:USGS、智研咨询整理

    中国是全球最大的稀土产出国,截至2019年,中国稀土矿产量13.2万吨,同比增长10%。

2013-2019年中国稀土矿产量及全球比重走势图

资料来源:USGS、智研咨询整理

    从1969年至今,中国磁性材料行业的发展经历了三个过程,在这个过程中,钕铁硼投资规模逐渐扩大,技术设备提升,产品也经历了低档—中低档—中高档的发展。

    高性能钕铁硼永磁材料应用于高技术壁垒的产品,主要是各种型号电机、压缩机、传感器,包括传统汽车EPS、新能源汽车驱动电机、风力发电、变频家电、节能电机等。这些领域对电机、压缩机或是传感器中使用的永磁材料性能要求较高,是铁氧体和钐钴磁体无法替代的。

我国高性能钕铁硼永磁材料应用分布

资料来源:智研咨询整理

    目前传统汽车是高性能钕铁硼永磁材料应用最多的场景,但随着全球汽车产业结构向新能源汽车产业转型,高性能钕铁硼下游需求方向将倾向于新能源汽车领域。

    2019年全球电动车销量220.98万辆,相比2018年增速明显放缓,主要原因来自于全球最大的电动车市场,中国电动车销售在2019年遇冷,截至2019年中国电动车销量120.6万辆,相比2018年的125.6万辆,下降3.98%,北美地区电动车销售降幅8.45%;全球仅欧洲市场一枝独秀,2019年电动车销售54.9万辆,同比增长40%。

2014-2019年全球电动车销量走势图

资料来源:EV SALES、智研咨询整理

    驱动电机是新能源汽车的三大核心部件之一,是实现各种工作模式的关键,因此新能源汽车对驱动电机性能要求较高。适合新能源汽车的驱动电机主要有永磁同步、交流异步和开关磁阻三大类,其中稀土永磁驱动电机具有尽可能宽广的弱磁调速范围、高功率密度比、高效率、高可靠性等优势,能够有效地降低新能源汽车的重量和提高其效率,需求难以被替代。

    据工信部统计,2018年12月,中国新能源乘用车搭载电机超过16万台,其中永磁同步电机占比高达92.3%。国内外许多车型电机也都使用永磁电机,尤其是特斯拉Model3更换用永磁驱动电机,将带动永磁电机的需求继续增长。

    随着我国经济结构调整和节能减排的推进,新能源汽车、汽车EPS、节能家电、风电等领域对钕铁硼磁材需求将继续提升。新能源汽车的快速发展是高性能钕铁硼消费的核心增量。

国内外主要高性能钕铁硼企业产能及未来扩产计划

国家

公司

目前产能(吨)

主要应用领域

德国

VAC

1000

风力发电、EPS以及直流微特电机

日本

日立金属

10000

混合动力汽车、EPS、VCM、消费电子和医疗等

TDK

5000

家用电器、消费类电子产品等领域

信越化学

5000

中国

中科三环

18000

汽车(新能源汽车)领域业务占比50%,风电、VCM等

宁波韵升

10000

伺服电机、消费电子、VCM、声学领域

英洛华

7000

稀土永磁材料与制品及电机系列产品

正海磁材

6300

“高性能钕铁硼永磁材料+新能源汽车电机驱动系统”的双主业发展模式

金力永磁

7000

风电、新能源汽车、消费电子等领域

北京京磁

5000

-

大地熊

2000

汽车工业、工业电机和高端消费类电子

烟台首钢

7800

风力发电、空调压缩机电机、汽车EPS等

资料来源:智研咨询整理

歌乐山的哥

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