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【磁材】透过中科三环、银河磁体、宁波韵升三家上市磁材公司,看整个磁材行业!
发布:2018-3-21


稀土永磁材料行业概览


1. 磁性材料简介

磁性材料是指能对磁场作出某种方式反应的材料称为磁性材料,一般由过渡元素铁、钴、镍及其合金等组成的能够直接或间接产生磁性的化合物。磁性材料按照其磁化的难易程度,一般分为软磁材料及硬磁材料。


软磁材料是相对于永磁材料而言,其相对易于磁化,也易于退磁。其主要功能是导磁、电磁能量的转换与传输。这类材料要求有较高的磁导率和磁感应强度,同时磁滞回线的面积或磁损耗要小。其剩余磁感应强度和矫顽力越小越好,饱和磁感应强度则越大越好。


永磁材料又称硬磁材料,是一种经过外加磁场磁化后,仍能长时期保留较高剩余磁性,并且在相当大的反向磁场作用下,仍能保持一部或大部分原磁化方向的磁性材料。对这类材料的要求是剩余磁感应强度高,内禀矫顽力强,磁能积大。永磁材料能够实现电信号转换、电能/机械能传递等重要功能,被广泛应用于能源、交通、机械、医疗、计算机和家电领域。


按成分和磁性等特点划分,永磁材料可分为稀土永磁材料、铁氧体永磁材料和其他永磁材料三大类,其中,稀土永磁材料以钕铁硼永磁材料为代表。


稀土永磁材料是金属系和铁氧体系之后开发成功的第三代永磁材料。稀土永磁材料自60年代问世以来,一直高速发展,按其开发应用的时间顺序可分为四代:第一代为SmCo5系材料;第二代是Sm2Co17系磁体;第三代稀土永磁则为80年代初期开发成功的钕铁硼(NdFeB)系磁性材料,因其优异的性能和较低的价格很快在许多领域取代了Sm2Co17型磁体,并很快实现了工业化生产;第四代为稀土铁氮(Re-Fe-N系)和稀土铁碳(Re-Fe-C系)。据业内专家估计,被寄予厚望的第四代稀土永磁材料形成成熟工艺走向实用至少还需几十年。


永磁材料分类及开发历史

钕铁硼永磁材料被称为“磁王”,得益于其优异的磁性能,主要表现在内禀矫顽力、磁能积和剩磁强度等性能系数上的比较优势,在多个领域难以被替代,但其生产成本相对较高。与之相比,铁氧体唯一的优点则是配置成本较低,因此仅仅被应用于较低端领域,而高端领域因其对环保节能和产品效果的追求,几乎不使用铁氧体;钐钴永磁虽然可工作温度的范围较宽,但因其含有战略元素钴,机械力学性能又不佳,性价比不高,因此往往仅用于军事及航天此类对高温下材料性能要求极高的领域。


相关参数具体数值及相应的含义如下表所示。

资料来源:大地熊照顾说明书


2. 钕铁硼产业链

钕铁硼永磁材料行业产业链上游主要是稀土矿开采、稀土冶炼及能源电力行业。钕铁硼上游原料主要是镨钕金属,钕铁硼在全球金属镨钕需求量中占比90%左右。根据网上资料,原材料中的稀土元素约占钕铁硼总成本的65%左右。



按其制造工艺不同,钕铁硼永磁材料可分为烧结、粘结和热压三类。烧结钕铁硼永磁采用的是粉末冶金工艺,如下图,其由于性能好,应用范围较广;粘结钕铁硼永磁相比烧结钕铁硼,其虽然可一次成形,可以做成各种形状复杂的磁体,但因其各向同性的特点在磁性性能和密度上都不及各向异性的烧结钕铁硼,应用范围受限,所占市场份额不到10%;热压钕铁硼具有致密度高、耐蚀性好、矫顽力高和近终成型等优点,但机械性能较差,且由于专利垄断、加工成本较高,所占市场份额较小。


以中科三环为例,其产品包括烧结钕铁硼磁体、粘结钕铁硼磁体和软磁铁氧体。其生产成本结构如下右图,其中,原材料成本占比为75.80%,人工成本为15.66%,燃料和动力成本占比5%左右。原材料成本的波动对行业生产成本影响较大。


烧结钕铁硼工艺流程及成本结构


钕铁硼磁性材料由于其能积的优势,能够满足产品对轻薄微小和节能降耗的要求,使得其应用领域较广,主要是消费类电子产品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,包括风力发电、新能源汽车及汽车零部件、节能变频空调、节能电梯、机器人及智能制造等。其中,新能源汽车和传统汽车对钕铁硼的需求占比较高,合计约45.37%。


钕铁硼下游应用及2016年全球需求结构



3. 钕铁硼应用

稀土永磁材料应用领域广泛,主要用于各种电机设备,如风力发电的永磁直驱风机、新能源车的永磁同步电机、汽车的微特电机、节能电梯的曳引机、工业制造用的永磁同步伺服电机等。以永磁同步电机和感应电机(又称异步电动机)为例。


注:图片来自百度


永磁同步电机与传统感应电机相比,具有如下优势:


a. 转子没有损耗,具有更高的效率:永磁同步电机减少了定子电流和定子电阻损耗,而且在稳定运行时没有转子铜耗,同时由于减少风扇和相应的风摩损耗,取消电机部分的轴承,减少机械损耗,效率要比同规格的感应电动机提高2-8百分点。


b. 电机体积较小、重量轻:近年来随着高性能永磁材料的不断应用,永磁同步电机的功率密度得到很大的提高,其体积约为普通电机的1/3,重量也有较大的减小。


c. 转动惯量小,允许脉冲转矩大,可获得较高的加速度,动态性能好。


d. 噪音小、过载能力大:由于永磁同步电机减少了风扇、取消了感应电流励磁和电机轴承,大大减少了电机的噪音,同时由于永磁体的功率密度和转矩密度大,较大转矩可达到额定转速的3倍。

注:图片来源于网络


4. 行业情况粗览

我国已成为世界钕铁硼磁性材料的主要生产地。本世纪初,出于对成本和原料、辅助资源的考虑,世界钕铁硼材料的生产逐步从欧美向日本、中国转移。目前,中国凭借资源和人工成本优势成为了世界钕铁硼材料生产制造第一大国。


目前中国境外的钕铁硼永磁材料制造商主要集中在日本和欧洲,包括日立金属、TDK、信越化学和德国VAC。


经过多年的发展和积累,我国钕铁硼永磁生产企业已呈现出较为明显的区域化特征,产能主要分布在浙江、京津地区、江西以及山西、山东等地。总体上,北京、山东、浙江等地高端技术企业较集中,形成具有一定竞争力的产业集群,而山西、广东等地铨铁硼产品大多量大而价廉,竞争激烈,毛利率较低,制约企业健康发展。同时,包头等地利用资源优势,进行招商引资,包头、山东、赣州等地区钕铁硼材料产业也得到了较大的发展。






5. 稀土永磁体进出口:部分高端产品需进口


中国稀土永磁体进出口情况



6. 钕铁硼可比公司


6.1 生产数据比较


6.2 管理层比较


6.3 财务数据对比




6.4 股价比较


6.5 小结

 

 

重磅利好

2018第十六届深圳国际小电机磁性材料展(5.17-19)再获国家精密微特电机工程技术研究中心(国家科技部及贵州省共商共建)及中国电子材料行业协会磁性材料分会(绵阳九所)共同主办及重点合作,共同举办同期“微特电机行业发展及技术论坛”、“中国磁性材料行业发展论坛”,并设置军民融合展区一千方。吸引超过1000名企业决策及技术人士参加,展会跃升国内最佳交流平台、业界必参!咨询热线:020-29193568

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