20240204-天风证券-金属与材料行业研究周报_兼具金属与陶瓷性能优势_金属陶瓷应用前景广阔_5页_294kb
报告摘要
金属陶瓷材料总结
核心内容
金属陶瓷是一种由金属/合金与一种或多种陶瓷组成的非均质复合材料,其中陶瓷占比为 $15% \sim 85%$(体积分数)。它结合了金属与陶瓷的优点,既具有陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性,又具备金属的韧性与可塑性,是一种介于高温合金与陶瓷材料之间的高温材料。
主要观点
- 材料特性:金属陶瓷具有高硬度、红硬性好、耐磨性强、化学稳定性好等优点,与金属间的摩擦系数低,适用于高要求的加工与制造环境。
- 制备工艺:主要包括热压法、粉末烧结法和浸渍法,均需将陶瓷基和金属合金或粉末粉碎研磨至粒径 $< 5\mu m$。
- 分类与应用:根据主要非金属相种类,金属陶瓷分为六种类型,包括氧化物基、碳化物基、碳氮化物基、氮化物基、硼化物基和硅化物基。其中,Ti(C,N)基金属陶瓷因其独特性能被广泛应用于数控刀具、3C模具、高温耐磨零部件等领域。
- 应用领域广泛:金属陶瓷已在航空航天、装备制造、建材采矿和切削加工等领域得到广泛应用,具有广阔的发展前景。
- 政策支持:2024年2月1日,《产业结构调整指导目录(2024年本)》正式实施,金属陶瓷入选鼓励类目录,政策将推动其在更多领域的应用拓展。
关键信息
金属陶瓷的分类及特性
| 类型 | 基质 | 金属粘结剂 | 特性 | 具体应用 |
|---|---|---|---|---|
| 氧化物基金属陶瓷 | Al₂O₃、ZrO₂、MgO、BeO等 | W、Cr、Co | 耐高温、抗化学腐蚀、导热性好、机械强度高 | 导弹喷管衬套、切削刀具 |
| 碳化物基金属陶瓷 | TiC、WC、SiC等 | Co、Ni、Cr、W、Mo等 | 高硬度、高耐磨性、耐高温 | 高温轴承、密封环、叶片 |
| 碳氮化物基金属陶瓷 | Ti(C,N)、其他碳化物为添加剂 | Co-Ni、Mo等 | 高硬度、高耐磨性、耐腐蚀、抗高温氧化、较好的韧性 | 切削刀具、3C模具、高温耐磨零件 |
| 氮化物基金属陶瓷 | TIN、BN、Si₃N₄等 | - | 超硬性、抗热振性、良好的高温蠕变性 | 应用较少 |
| 硼化物基金属陶瓷 | TiB₂、CrB₂、ZrB₂等 | Fe、Mo、Cr等 | 耐高温、耐腐蚀 | 火箭鼻锥、超音速飞机机翼前沿、涂层 |
| 硅化物基金属陶瓷 | Ti-Si、Zr-Si、Mo-Si系等 | 部分或微量金属材质复合 | 优异的高温抗氧化性和导电导热性 | 高温结构件、电阻加热元件 |
金属陶瓷应用领域
| 应用领域 | 具体应用 |
|---|---|
| 航空航天 | 发动机叶片、小轴瓦、火箭喉衬、内衬等 |
| 装备制造 | 涂层、导向辊、耐磨衬板、PCB钻头、模具、高温轴承、触头等 |
| 建材采矿 | 粉碎机锤头、钻井设备钻头、耐磨部件工作面、风机等 |
| 切削加工 | 车刀、镗刀、轴承刀、各类砂轮等 |
市场与产业进展
- 市场占比:2018年陶瓷刀具在我国切削刀具市场占比仅为 $8%$,未来市场提升空间广阔。
- 刀具厂商布局:
- 欧科亿:数控刀具产业园项目包含新建500万片金属陶瓷刀片,产能将于2024年进入投放阶段。
- 华锐精密:IPO募投项目达产后将拥有500万片金属陶瓷数控刀片产能。
- 中钨高新:子公司株钻公司开发金属陶瓷车刀片新产品。
- 新锐股份:金属陶瓷产品目前处于开发和推广阶段。
投资建议
- 行业评级:强于大市(维持评级)
- 投资逻辑:金属陶瓷综合性能优异,政策支持下,随着材料成分优化和增材制造等新工艺的发展,有望在金属加工、模具制造、交通运输、电子工业及军工等领域加速拓展应用。
风险提示
- 技术发展不及预期风险
- 下游需求不及预期风险
- 产业政策推进不及预期风险
分析师信息
- 分析师:刘奕町
- 执业证书编号:S1110523050001
- 邮箱:liuyiting@tfzq.com
附注
- 本报告为天风证券股份有限公司发布,未经书面授权不得复制、发送或修改。
- 投资建议不构成对任何人的个人推荐,投资者应独立评估并咨询专业人士意见。
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