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我国紧固件产销及耗钢分析

   一、我国紧固件生产状况
 
    据不完全统计,目前我国紧固件生产和贸易企业近1万家,生产紧固件最多的地方是浙江(嘉兴、温州、宁波)、江苏、广州和河北,中外合资企业或台商企业数量很多,唐山、天津等华北地区也形成一定产业群,其中浙江企业数量约占全国企业总数的40%以上,产量约占全国总产量的54%,是国内紧固件产品生产最为集中的省份。
 
    我国紧固件产量居世界第一,2008年紧固件产量估计为560万t(世界紧固件的总产量估计为1500-1800万t),同比增长6.7%(见图1),2001-2007年紧固件产量年增长率平均为15%,2008年下半年由于金融危机和贸易摩擦使得生产和出口大为受挫,2008年产量增长率较其他年份明显降低。预计2009年紧固件总产量增长率为4%-5%左右。

 

   二、我国紧固件进口状况
 
    2008年我国进口紧固件l9.3万t,同比增长7.8%(见图2)。因为我国生产的紧固件中8.8级以下普通低档紧固件占45%-50%,产能明显过剩,但一些关键零件,实物质量尚不能完全满足标准件要求,在一定程度上仍然依赖进口。

 

  图3:近几年紧固件出口情况

   世界经济不景气之时,伴随着经济活力减小,一些国家增长放缓、国内产业萧条、就业形势严峻的压力,导致部分国家经济民族主义抬头。2009年1月31日,欧盟关于中国紧固件倾销诉讼的最后裁决出炉,从2月1日起,对中国部分紧固件企业征收为期5年最高达85%的惩罚性关税(平均税率为77.5%)。2009年2月3日,墨西哥对我国出口螺母发起反倾销调查。近期俄罗斯企业正拟推动俄政府部门对中国紧固件产品采取反倾销措施。2009年中国紧固件出口形势将进一步恶化,今年2月,中国紧固件重镇嘉兴出口额已锐减近五成。
 
    许多紧固件企业把出口市场都转移到内销市场,为此许多企业也正在通过联合协作,原材料团购,加强管理等措施,提高材料利用率(已由原来的85%-88%提高到了94%-97%)。
 
    四、我国紧固件需求分析
 
    近年我国紧固件年需求增长率为5%-10%,2008年紧固件需求量为3l3万t,同比增加了9.5%,其中汽车工业是最大的用户(质量要求高),其次是维修工业市场和建筑工业,然后是电子工业。
 
    1.汽车对紧固件的需求
 
    未来几年汽车仍是紧固件需求最多的行业,2007年汽车产量为887.5万辆,增速22%,2008年受金融危机冲击,汽车产量为932.4万辆,同比增长5.1%,与此同时,2008年中高档汽车紧固件需求比上年增长了25%以上。预计2012年机动车用紧固件将占紧固件总需求的1/3。据统计,一辆轻型车或轿车平均每车用紧固件约500种规格、50Kg、4000件左右,而一辆中卡或重卡车约需各种紧固件90Kg、约7500件,其中高强度紧固件约占l/3。一辆汽车上的紧固件费用约占整车成本的2.5%-3%,占整个基础零部件总数的40%。
 
    2.政策刺激需求
 
    近期,国家为了刺激内需,出台了不少扶持制造业的政策,政府4万亿元投资计划中,重点投向是铁路、公路、机场、电力电网、保障性住房的基础设施建设,受益最直接的当属装备制造业,这将大大刺激对紧固件的需求。特别是16-30mm规格≥10.9级高强度紧固件的需求量将骤增。另外航空事业的发展对紧固件的需求也起了强有力的支撑作用,如波音公司未来20年计划新增3400架飞机,这一数据将为紧固件行业带来新的发展和需求契机。
 
    3.不锈钢紧固件发展空间较大
 
    不锈钢紧固件具有耐腐蚀、耐温、强度高、光亮性(装饰性)等优良性能,所以有较大的发展空间,尤其是家电、卫浴设备、装潢五金件、轿车及其他乘用车(轨道交通及高速列车)的车厢内饰,精细化工、石化炼油行业高温高压用不锈钢紧固件的需求将大幅度增长。2008年紧固件用不锈钢线材总量约20万t左右,这些线材主要由国内生产,从国外进口的主要国家是日本。
 
    五、紧固件用冷镦钢状况
 
    紧固件用原料一般具有优良的塑性和强度,经冷镦或热处理后能获得预期的、优良的综合力学性能,资源丰富且价格相对较低,并具有一定的可利用再生性,紧固件用原料约95%采用钢材,且一般把这类钢简称冷镦钢。
 
    1.我国冷镦生产状况分析
 
    我国20世纪90年代开始生产冷镦钢,目前已有宝钢、马钢、沙钢、邢钢等40余家企业进军冷镦钢领域。但随着紧固件工业的迅猛发展,对配套的标准件提出了许多新要求,从而对紧固件的原材料冷镦钢要求更为严格。
 
    冷锻用线材的典型用途是制作螺栓,其强度范围大,抗拉强度从400MPa到1200MPa以上,形状多。据调研,目前我国生产的冷镦钢还不能满足高档紧固件的生产,而且国内紧固件用原材料基本是热轧状态,来料的1/5存在开裂问题,紧固件厂不得不建立拉拔、退火工序进行材料的改制。对于高强度紧固件,原材料冷镦成成品之后,还需进行产品的最终热处理球化退火以提高性能。这种处理工序不但增加成本,而且还会污染环境。特别对于大量的中小企业,由于不具备保护气氛热处理炉,常常会导致表面氧化和脱碳,严重影响标准件表面质量。为此,钢铁企业和下游紧固件用户紧密合作开发新钢种至关重要。
 
    2.冷镦钢需求分析
 
    2007年全国冷镦钢需求量为750万t,占我国线材产量的12%左右,2008年增至900万t。由于紧固件对原料冷镦钢的内在质量和表面质量要求严格,目前我国高质量冷镦钢依然以进口产品为主,国内生产厂家仍然局限在几个大钢厂,而且产量增长的速度不快。
 
    汽车紧固件用中高档冷镦钢2008年超过了180万t,冷镦钢占汽车用优质钢材总量的7%-12%,仅一汽全年用冷锻钢就达到了l4万t。从发达国家经验来看,欧洲生产的150万t棒线材有近一半用于汽车制造,2/3的冷镦线材被汽车行业所吸纳,每台汽车上至少需要70kg左右的冷镦线材,用来制造装配所需的紧固件和一部分可采用冷镦冷挤压工艺制造的零部件,近年来汽车紧固件进口量约占总需求量的60%,主要来自日本、韩国及台湾等国家和地区。汽车紧固件的高端产品10.9级和12.9级主要使用SM435(35CrMo)和SCM440(42Cr~Mo),而国外许多汽车紧固件制造商也大量采用10B18M、SAE10B21~25、MnBI35H等钢种。
 
    六、冷镦钢研究及发展方向
 
    1.紧固件冷镦用钢分类   www.jdhougu.com
 
    第一类:非热处理型,主要是低碳系列。加工的成品等级是3.6—5.8级;
    第二类:调质型,主要是中碳、低合金钢、合金钢系列。加工的成品等级可以是8.8—12.9级;
    第三类:表面硬化型,以ML18Mn、ML22Mn和ML20Cr加工,成品主要是自攻、自钻螺钉为主;
    第四类:非调质钢,亦称为微合金非调质钢。紧固件用非调质钢主要是冷作硬化型非调质钢。牌号前冠以“LF”字母产品加工等级主要是8.8级和10.9级高强度紧周件。
 
    2.冷镦钢发展方向
 
    目前冷镦钢发展方向为非调质、硼钢和超细粒钢。而免热处理的非调质冷镦钢备受关注。
 
    非调质冷镦钢通过采用微合金化、控轧控冷等强韧化方法,在加工紧固件过程中可省略冷拔前球化退火和成形后的淬火回火处理,还可减少螺纹部分的脱碳倾向,提高生产成品率。由于非调质钢在冷镦时的硬度较通常的线材高,这使得冷镦复杂形状的凸缘类螺栓时产生裂纹的机率较高,而且冷镦模具寿命有所降低。为此,非调质钢制造的螺栓主要为7T级和8.8级,加工量少的10.9级双头螺栓也可采用非调质钢制造。目前日本8.8T级的螺栓大都用微合金非调质钢制造。
 
    目前我国生产非调质冷镦钢,组织上为低碳含锰的铁素体十珠光体型和贝氏体型,并添加有微量合金元素(V、Ti、Nb和N等)细化晶粒和析出强化元素,采用炉外精炼减少夹杂物,通过控温CLN(锻制)、控温冷却,在铁素体和珠光体中弥散析出碳、化物为强化相,使钢在轧制(锻制)后不经调质处理即可获得中碳钢经调质后所达到的力学性能的钢种。马钢的免退火中碳冷镦钢和超细晶非调质冷镦钢两项产品已获国家专利。
 
    3.国外冷镦钢研发进展
 
    发达国家冷镦钢产业已基本形成规模,重点是根据用户的要求改善冷镦钢材料的质量性能,产量无太大变化。如日本大固为降低标准件材料成本和加工成本,推出了多种不锈钢螺栓和螺钉用钢;高周波钢业开发了一系列不锈冷镦钢新产品,利用设备优势推出SUS系列产品,大大提高了钢的冷镦性能;日本精线为适应建筑行业要求,开发了具有良好的耐蚀和冷镦性能、通过淬回火硬化的马氏体冷镦钢。爱知制钢公司开发了AUS系列冷锻用不锈钢,分为奥氏体(A)、铁素体(F)、马氏体(M)及沉淀硬化系列,其强度范围大,抗拉强度为400-1200MPa,且规格多。
 
    发达国家冷镦线材具有良好的强塑性,优良的拉拔性能,断丝率较低。晶粒大小仅为1-2um,为国产中碳钢丝的1/10左右。钢丝可在热处理时没有完全奥氏体化,而仅加热到奥氏体和铁素体的双相区进行保温后再冷却至室温,奥氏体化温度低,保温时间短,从而热处理后的组织细小,渗碳体尺寸较小,厚度较薄,分布均匀,呈现出钢丝特殊的“双相组织”。

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