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电接触材料行业未来发展预测

发布时间: 2021-03-30 14:56:23 点击: 815

(一)行业发展概况

1、电接触材料介绍

(1)电接触材料性能特点

电接触材料作为电工合金材料的主要分支,是在开关电器中承担“接通-传导-切断”电流以及信号产生和传输的功能载体的一种功能复合材料。无论是1000kV 的高压输变电设备、6300A 的低压配电设备,还是传递几个毫安甚至“干电流”的键盘,电子线路板上的信号继电器,控制电动机运转的接触器,楼宇配电箱中的小开关,家电、通讯设备、办公设备、汽车和电动工具的控制开关等,都必须使用电接触材料。通常电器开关中大部分元器件的功能,都是服务于保持或驱动它处于某种运动状态。不同的开关电器对电接触材料提出不同的要求,为此, 人们已开发出各种不同类型的电接触材料, 以适应在各种工况条件下的使用。

相对于单个电器产品乃至成套的电气控制装置来说, 电接触材料的自身价值和重量并不显著,但电接触材料的性能优劣,在很大程度上影响了电子电器产品的质量、性能、使用寿命与技术水平。因此,电接触材料的研究、开发和生产,对促进相关工业的发展起着重要的推动作用。


(2)电接触材料的分类

电接触材料可以按照几种标准进行分类,一般分类如下:分类一:按照主要导电组元的不同,电接触材料大致可分为银基触头材料、铜基触头材料、其他金属与贵金属基复层触头材料等三类。由于银(Ag)具有低熔点、易加工、抗氧化性强、导电导热性能好的特性,因此在大气环境下服役的触头材料主要为银基触头材料。

2、行业的概述

(1)国际电接触材料行业发展概况与发展趋势

①国际电接触材料行业概况

在国际上,全球主要的电接触材料生产商主要集中在欧洲和日本,由于其基础科学发展迅速,科技人才储备充足,在新材料研发能力、制备工艺研究能力、生产自动化等方面均居于世界领先地位,引领整个行业的发展。目前国外生产和研发电接触材料的公司主要有 DODUCO 公司(德国大都克)、 Metalor 公司(瑞士美泰乐)、 Umicore(比利时优美科)、 TANAKA(日本田中)等。进入 21 世纪后,随着发达国家劳动力成本不断升高,世界低压电器制造及附属配件的生产中心逐渐由发达国家向发展中国家低劳动力成本地区转移。随着我国经济的快速发展,电力建设的持续投入,我国已经成为世界最大的低压电器及附属配件制造基地,国际知名的电接触材料厂商纷纷在中国投资建厂,如领先大都克(天津)电触头制造有限公司、美泰乐科技(苏州)有限公司、优美科科技材料(苏州)有限公司。

②国际电接触材料行业发展趋势

1)绿色产品是未来市场竞争的核心方向

被称为“万能触头”的银氧化镉(AgCdO)因具有耐电弧、抗熔焊、耐机械磨损、 耐腐蚀、 稳定且较低的接触电阻、 良好的加工性和可焊性能等诸多优点,是目前低压开关电器应用的主要电接触材料。但由于其含有对环境与人体重度污染镉(Cd),引起各国政府及材料生产、科研单位的高度重视。2003 年,欧盟公布了《废旧电器电子设备指南》(即 2002/96/EC—WEEA)和《在电子电器设备中限制使用某些有害物质指令》 (即 2002/96/EC-ROHS 指令)。而我国也在电子产品清洁化上做出不懈努力,《废旧家电及电子产品回收处理管理条例》(草案)、《关于加强废弃电子电器设备环境管理的公告》等相关条例也在研讨之中。这些指令在客观上要求生产厂商必须研发出更多能替代含镉(Cd)材料的技术,如替代银氧化镉(AgCdO)的银氧化锡(AgSnO2)、银氧化锌(AgZnO)。从目前各国电接触材料纷纷研发、投产银氧化镉(AgCdO)的替代产品的趋势来看, 是否拥有“绿色触头”的研发生产能力将成为业内的企业的生存与发展关键性门槛。

2)新型工艺成为提升材料性能的关键所在

为满足电器电子设备日益微小型方向发展的需求, 电接触材料必须具备小型化、高寿命和高灵敏度的特点。因此,在制材方面,需以白银等贵金属材料为主;但是,全球范围内银的储藏量很小,为节约贵金属,行业内企业大量利用多种复层技术、挤压成型技术甚至纳米技术,以提高白银等贵金属材料的利用率。白银等贵金属材料的多层复合技术及挤压成型技术将成为现代小功率触头材料的主要研发方向。而拥有此类提高材料利用率技术的企业将拥有更强的竞争力。

(2)国内电接触材料行业发展现状及发展趋势

①国内电接触材料行业发展现状

经过多年的发展,中国电接触材料行业取得了长足的进步,品种基本齐全,满足了中低端电器产品和部分高端产品的需求,在国际市场上占有一定份额。就电接触材料的品种和性能而言,目前国际上通用的电接触材料品种国内均能生产,部分品种的技术指标已接近或达到国际先进水平。但就生产规模、工艺水平、产品质量等方面而言,我国与发达国家的触头材料相比尚存一定差距,除个别企业拥有一定优势外,整个行业目前的现状如下:

1)行业内小规模企业较多。目前,行业内多数为小规模企业,其技术人员

缺乏、 管理水平相对较低, 同时忽视研发投入与生产设备更换, 自动化程度较低,以粗放型模式生产经营,多以价格竞争作为其主要竞争手段。该类企业产品结构往往单一,且缺乏自主生产合金材料的能力,主要系外购合金材料后进行成型加工。同时,在生产过程中忽视检测环节,产品质量不能保证,不利于与世界知名企业竞争。

2)研发投入不足,制备工艺更新缓慢。 从整体行业来看,除少数企业对新

型电接触材料进行投入外,大多数企业局限于一般产品的生产,对新产品、新工艺、新技术的关注不足。这一方面是由于我国在材料学、化学、物理学的研究水平相对滞后,缺乏相关专业人才支撑企业进行相关研究;另一方面是企业自身规模较小,工艺装备更新成本较大,基于目前日益剧烈的市场竞争形式,企业生存的压力限制了新型材料研发进程。这些因素的积累,使得我国电接触材料生产企业,在高端产品(如高性能的银氧化锡(AgSnO2)触头材料等)的性能上缺乏竞争力。目前国内高端产品主要由跨国公司提供,如 DODUCO 公司(德国大都克)、 Metalor 公司(瑞士美泰乐)、 Umicore 公司(比利时优美科)、 TANAKA(日本田中)等。

3)系统解决能力与国际先进企业有较大差距

由于不同结构产品与应用场合的电器开关对电接触材料的要求有所不同, 从国际经验来看,在生产工艺与新材料研发上需要与使用单位双方密切配合。即由电接触材料企业的研发、制造部门制定原材料技术规格,配方及工艺方案,提供材料的物理、 化学、 机械性能、 显微组织结构及对电接触材料应用性能评价结果,由下游企业在满足产品性能要求的前提下,根据电器的机械、电接触、电弧等特性,优化设计参数,在双方多次调整各自的技术参数后,使材料获得最佳的应用效果,最终达到互利互赢的结果。这就对电接触材料生产企业的系统解决能力提出了较高的要求, 除了能够快速响应客户的高端产品研发需求外还需在量产的情况下保证产品质量的稳定性, 国内企业在该等方面与国际先进企业还存在较大的差距。

4)试验检验能力薄弱

绝大部分电接触材料生产企业仅配备了电接触材料基本机械、 化学成分与金相组织的检验仪器, 仅有部分实力较强的企业添置了电子扫描显微镜及能谱仪和电触头模拟试验机(低电流)、电磨损试验机(低电流)等用于电接触材料微观组织和微量元素分析及电触头应用性能分析的设备。研发检测力量的薄弱现状导致国内电接触材料行业缺乏原始创新的实力, 新材料的研发长期处于模仿国外样品阶段。同时,产品使用性能的评估完全依赖于用户的型式试验,试验周期长、试验费用大、试验风险大,以至于新产品的开发周期非常长。

②国内电接触材料行业的发展趋势

1)市场空间较好

2015 年 8 月国家能源局印发了《配电网建设改造行动计划(2015-2020 年)》,2015~2020 年,配电网建设改造投资不低于 2 万亿元,其中 2015 年配电网投资不低于 3,000 亿元,相较去年同比增长 76%以上;“十三五”期间累计投资不低于 1.7 万亿元。未来几年,受益于低压电器在电力工程中输配电领域中需求的持续增长,电接触材料行业将在“十三五”期间保持稳步增长;家电、办公设备、汽车等行业的稳步增长,为电接触材料行业的持续增长提供有力保障;此外,电接触材料在航空、军工等新型领域的持续拓展,为整个电接触材料行业的持续发展提供新的驱动力。

2)低压电器行业竞争格局促使行业集中化加剧

国内低压电器行业中,优势企业竞争实力十分明显,开始进行相应的产业整合。对电接触材料行业而言,下游企业的整合将带来定价权的弱化以及客户壁垒的强化。随着客户关系的稳固和产品市场信息的积累,行业领先企业更易发挥其规模化经营效益,电接触材料市场呈现出向优势企业集中的趋势。

3)是否具备综合品质管理能力将成为该行业企业参与国际竞争的关键因素

目前,对部分电接触材料行业的国内领先企业而言,其供货能力、产品质量基本接近国际先进水平, 但在产品的技术装备及综合品质管理能力上与国际知名厂商还存在差距,因此在国际市场上占用份额较小。未来能否提高自身的综合品质管理能力并通过国际知名企业(如 ABB、施耐德、欧姆龙等)严格的供应商认证体系,将成为电接触材料行业企业参与国际竞争的关键因素。

(3)电接触材料的市场需求

“十二五”期间,电接触材料行业取得了长足的发展,电接触材料的品类有了极大的丰富,品质也有了较大的提升。具体而言,银基触头的产量从2010年的1,200吨增长到2016年的1,600吨, 铜基触头材料产量从2010年的470吨增长到2016年的750吨。

2016 年电工合金产品产量较上年度增加约 8%,银铜复合带材和电器元件等产品继续呈现较高的增长势头。2016年我国银基触头材料产量同比增长 10.34%;铜基触头材料产量维持平稳;真空触头材料同比增长 4.84%。借鉴“德国工业4.0计划”,国务院于2015年5月公布的《中国制造2025》进一步强化了高端制造业的国家战略方向,提出“加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展,把智能制造作为两化深度融合的主攻方向;着力发展智能装备和智能产品,推进生产过程智能化,培育新型生产方式,全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平”。电接触材料是电器电子产品中的关键接触元件,是智能装备和智能产品在各种电力环境下高效稳定运转的重要保障。因此,“中国制造2025”战略的实施与推进为电接触材料行业转型发展提供了良好契机。 “十三五”期间,我国电接触材料产量的年均复合增长率将保持在7%-8%。电接触材料目前主要下游企业所处行业为为低压电器行业、 高压电器行业及电子信息制造业,具体情况如下:

①低压电器用电接触材料市场

1)低压电器用电接触材料市场发展概况

低压电器为电接触材料的重要应用领域。低压电器作为国民经济中的基本产品,广泛应用于居民住宅、工业生产、航空航天、汽车、轨道交通、家用电器、电动工具、工业和消费电子设备、公共用电等各个领域中。据中国电器工业协会通用低压电器分会统计, 2006年-2015年,我国低压电器行业保持较快的增长,低压电器产品销售收入年均复合增长率为7.65%。此外,受宏观经济驱动以及电网建设的投入,国际低压电器巨头纷纷在中国建立生产基地,其销售方向为我国低压电器高端市场,我国已成为世界低压电器制造基地。

 随着《中国制造2025》战略的不断推进,“十三五”期间低压电器的智能化与自动化水平将进一步提高, 低压电器的升级换代持续发展将给电接触材料行业带来广阔的市场容量。 “十三五”期间,低压电器主要产品产量年均增长幅度在8%左右,到2020年末行业主营业务收入将达到1,150亿元左右,为电接触材料行业的发展提供了良好的市场环境。 2