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1、泓域咨询/三明车用铝铸件项目申请报告三明车用铝铸件项目申请报告xx有限公司目录第一章 项目承办单位基本情况9一、 公司基本信息9二、 公司简介9三、 公司竞争优势10四、 公司主要财务数据12公司合并资产负债表主要数据12公司合并利润表主要数据12五、 核心人员介绍13六、 经营宗旨14七、 公司发展规划14第二章 市场分析17一、 一体化压铸将全面降低产线、焊接、人工和电池成本,并提升材料利用率17二、 轻量化技术多点突破,铝压铸工艺综合占优19三、 市场测算:新能源助力全球铝铸件需求加速,预计2025年市场规模将超6600亿元20第三章 项目背景分析22一、 一体化压铸将全面提高生产环节的
2、资金与技术壁垒22二、 铝合金加工分为铸造和形变,压铸工艺最为成熟与高效31三、 汽车铝合金市场空间广阔,车用铝铸件应用占比第一33四、 深化区域协作和对外开35五、 推动产业优化升级,加快构建现代产业体系35第四章 项目绪论39一、 项目名称及建设性质39二、 项目承办单位39三、 项目定位及建设理由40四、 报告编制说明41五、 项目建设选址43六、 项目生产规模44七、 建筑物建设规模44八、 环境影响44九、 项目总投资及资金构成44十、 资金筹措方案45十一、 项目预期经济效益规划目标45十二、 项目建设进度规划46主要经济指标一览表46第五章 项目选址方案49一、 项目选址原则49
3、二、 建设区基本情况49三、 做实做足“工业三明”文章51四、 项目选址综合评价52第六章 建筑工程技术方案53一、 项目工程设计总体要求53二、 建设方案53三、 建筑工程建设指标54建筑工程投资一览表54第七章 法人治理56一、 股东权利及义务56二、 董事61三、 高级管理人员66四、 监事68第八章 运营管理71一、 公司经营宗旨71二、 公司的目标、主要职责71三、 各部门职责及权限72四、 财务会计制度75第九章 SWOT分析说明79一、 优势分析(S)79二、 劣势分析(W)81三、 机会分析(O)81四、 威胁分析(T)82第十章 组织机构及人力资源90一、 人力资源配置90劳
4、动定员一览表90二、 员工技能培训90第十一章 项目环保分析92一、 环境保护综述92二、 建设期大气环境影响分析92三、 建设期水环境影响分析95四、 建设期固体废弃物环境影响分析95五、 建设期声环境影响分析95六、 环境影响综合评价96第十二章 工艺技术说明97一、 企业技术研发分析97二、 项目技术工艺分析99三、 质量管理100四、 设备选型方案101主要设备购置一览表102第十三章 劳动安全生产103一、 编制依据103二、 防范措施106三、 预期效果评价111第十四章 进度规划方案112一、 项目进度安排112项目实施进度计划一览表112二、 项目实施保障措施113第十五章 投
5、资估算及资金筹措114一、 投资估算的依据和说明114二、 建设投资估算115建设投资估算表117三、 建设期利息117建设期利息估算表117四、 流动资金119流动资金估算表119五、 总投资120总投资及构成一览表120六、 资金筹措与投资计划121项目投资计划与资金筹措一览表121第十六章 经济效益123一、 基本假设及基础参数选取123二、 经济评价财务测算123营业收入、税金及附加和增值税估算表123综合总成本费用估算表125利润及利润分配表127三、 项目盈利能力分析127项目投资现金流量表129四、 财务生存能力分析130五、 偿债能力分析131借款还本付息计划表132六、 经济
6、评价结论132第十七章 招标、投标134一、 项目招标依据134二、 项目招标范围134三、 招标要求134四、 招标组织方式135五、 招标信息发布137第十八章 项目综合评价说明138第十九章 附表附录141营业收入、税金及附加和增值税估算表141综合总成本费用估算表141固定资产折旧费估算表142无形资产和其他资产摊销估算表143利润及利润分配表144项目投资现金流量表145借款还本付息计划表146建设投资估算表147建设投资估算表147建设期利息估算表148固定资产投资估算表149流动资金估算表150总投资及构成一览表151项目投资计划与资金筹措一览表152第一章 项目承办单位基本情况
7、一、 公司基本信息1、公司名称:xx有限公司2、法定代表人:郑xx3、注册资本:1310万元4、统一社会信用代码:xxxxxxxxxxxxx5、登记机关:xxx市场监督管理局6、成立日期:2013-5-197、营业期限:2013-5-19至无固定期限8、注册地址:xx市xx区xx9、经营范围:从事车用铝铸件相关业务(企业依法自主选择经营项目,开展经营活动;依法须经批准的项目,经相关部门批准后依批准的内容开展经营活动;不得从事本市产业政策禁止和限制类项目的经营活动。)二、 公司简介公司以负责任的方式为消费者提供符合法律规定与标准要求的产品。在提供产品的过程中,综合考虑其对消费者的影响,确保产品安
8、全。积极与消费者沟通,向消费者公开产品安全风险评估结果,努力维护消费者合法权益。公司加大科技创新力度,持续推进产品升级,为行业提供先进适用的解决方案,为社会提供安全、可靠、优质的产品和服务。公司满怀信心,发扬“正直、诚信、务实、创新”的企业精神和“追求卓越,回报社会” 的企业宗旨,以优良的产品服务、可靠的质量、一流的服务为客户提供更多更好的优质产品及服务。三、 公司竞争优势(一)工艺技术优势公司一直注重技术进步和工艺创新,通过引入国际先进的设备,不断加大自主技术研发和工艺改进力度,形成较强的工艺技术优势。公司根据客户受托产品的品种和特点,制定相应的工艺技术参数,以满足客户需求,已经积累了丰富的
9、工艺技术。经过多年的技术改造和工艺研发,公司已经建立了丰富完整的产品生产线,配备了行业先进的设备,形成了门类齐全、品种丰富的工艺,可为客户提供一体化综合服务。(二)节能环保和清洁生产优势公司围绕清洁生产、绿色环保的生产理念,依托科技创新,注重从产品结构和工艺技术的优化来减少三废排放,实现污染的源头和过程控制,通过引进智能化设备和采用自动化管理系统保障清洁生产,提高三废末端治理水平,保障环境绩效。经过持续加大环保投入,公司已在节能减排和清洁生产方面形成了较为明显的竞争优势。(三)智能生产优势近年来,公司着重打造 “智慧工厂”,通过建立生产信息化管理系统和自动输送系统,将企业的决策管理层、生产执行
10、层和设备运作层进行有机整合,搭建完整的现代化生产平台,智能系统的建设有利于公司的订单管理和工艺流程的优化,在确保满足客户的各类功能性需求的同时缩短了产品交付期,提高了公司的竞争力,增强了对客户的服务能力。(四)区位优势公司地处产业集聚区,在集中供气、供电、供热、供水以及废水集中处理方面积累了丰富的经验,能源配套优势明显。产业集群效应和配套资源优势使公司在市场拓展、技术创新以及环保治理等方面具有独特的竞争优势。(五)经营管理优势公司拥有一支敬业务实的经营管理团队,主要高级管理人员长期专注于印染行业,对行业具有深刻的洞察和理解,对行业的发展动态有着较为准确的把握,对产品趋势具有良好的市场前瞻能力。
11、公司通过自主培养和外部引进等方式,建立了一支团结进取的核心管理团队,形成了稳定高效的核心管理架构。公司管理团队对公司的品牌建设、营销网络管理、人才管理等均有深入的理解,能够及时根据客户需求和市场变化对公司战略和业务进行调整,为公司稳健、快速发展提供了有力保障。四、 公司主要财务数据公司合并资产负债表主要数据项目2020年12月2019年12月2018年12月资产总额5334.134267.304000.60负债总额2151.071720.861613.30股东权益合计3183.062546.452387.30公司合并利润表主要数据项目2020年度2019年度2018年度营业收入14682.62
12、11746.1011011.97营业利润3323.242658.592492.43利润总额2838.632270.902128.97净利润2128.971660.601532.86归属于母公司所有者的净利润2128.971660.601532.86五、 核心人员介绍1、郑xx,中国国籍,1977年出生,本科学历。2018年9月至今历任公司办公室主任,2017年8月至今任公司监事。2、孟xx,中国国籍,1976年出生,本科学历。2003年5月至2011年9月任xxx有限责任公司执行董事、总经理;2003年11月至2011年3月任xxx有限责任公司执行董事、总经理;2004年4月至2011年9月任
13、xxx有限责任公司执行董事、总经理。2018年3月起至今任公司董事长、总经理。3、钱xx,1957年出生,大专学历。1994年5月至2002年6月就职于xxx有限公司;2002年6月至2011年4月任xxx有限责任公司董事。2018年3月至今任公司董事。4、许xx,中国国籍,无永久境外居留权,1958年出生,本科学历,高级经济师职称。1994年6月至2002年6月任xxx有限公司董事长;2002年6月至2011年4月任xxx有限责任公司董事长;2016年11月至今任xxx有限公司董事、经理;2019年3月至今任公司董事。5、魏xx,中国国籍,1978年出生,本科学历,中国注册会计师。2015年
14、9月至今任xxx有限公司董事、2015年9月至今任xxx有限公司董事。2019年1月至今任公司独立董事。6、梁xx,1974年出生,研究生学历。2002年6月至2006年8月就职于xxx有限责任公司;2006年8月至2011年3月,任xxx有限责任公司销售部副经理。2011年3月至今历任公司监事、销售部副部长、部长;2019年8月至今任公司监事会主席。7、冯xx,中国国籍,无永久境外居留权,1970年出生,硕士研究生学历。2012年4月至今任xxx有限公司监事。2018年8月至今任公司独立董事。8、崔xx,中国国籍,无永久境外居留权,1959年出生,大专学历,高级工程师职称。2003年2月至2
15、004年7月在xxx股份有限公司兼任技术顾问;2004年8月至2011年3月任xxx有限责任公司总工程师。2018年3月至今任公司董事、副总经理、总工程师。六、 经营宗旨运用现代科学管理方法,保证公司在市场竞争中获得成功,使全体股东获得满意的投资回报并为国家和本地区的经济繁荣作出贡献。七、 公司发展规划根据公司的发展规划,未来几年内公司的资产规模、业务规模、人员规模、资金运用规模都将有较大幅度的增长。随着业务和规模的快速发展,公司的管理水平将面临较大的考验,尤其在公司迅速扩大经营规模后,公司的组织结构和管理体系将进一步复杂化,在战略规划、组织设计、资源配置、营销策略、资金管理和内部控制等问题上
16、都将面对新的挑战。另外,公司未来的迅速扩张将对高级管理人才、营销人才、服务人才的引进和培养提出更高要求,公司需进一步提高管理应对能力,才能保持持续发展,实现业务发展目标。公司将采取多元化的融资方式,来满足各项发展规划的资金需求。在未来融资方面,公司将根据资金、市场的具体情况,择时通过银行贷款、配股、增发和发行可转换债券等方式合理安排制定融资方案,进一步优化资本结构,筹集推动公司发展所需资金。公司将加快对各方面优秀人才的引进和培养,同时加大对人才的资金投入并建立有效的激励机制,确保公司发展规划和目标的实现。一方面,公司将继续加强员工培训,加快培育一批素质高、业务强的营销人才、服务人才、管理人才;
17、对营销人员进行沟通与营销技巧方面的培训,对管理人员进行现代企业管理方法的教育。另一方面,不断引进外部人才。对于行业管理经验杰出的高端人才,要加大引进力度,保持核心人才的竞争力。其三,逐步建立、完善包括直接物质奖励、职业生涯规划、长期股权激励等多层次的激励机制,充分调动员工的积极性、创造性,提升员工对企业的忠诚度。公司将严格按照公司法等法律法规对公司的要求规范运作,持续完善公司的法人治理结构,建立适应现代企业制度要求的决策和用人机制,充分发挥董事会在重大决策、选择经理人员等方面的作用。公司将进一步完善内部决策程序和内部控制制度,强化各项决策的科学性和透明度,保证财务运作合理、合法、有效。公司将根
18、据客观条件和自身业务的变化,及时调整组织结构和促进公司的机制创新。第二章 市场分析一、 一体化压铸将全面降低产线、焊接、人工和电池成本,并提升材料利用率压铸岛由压铸机和周边设备组成,推算特斯拉白车身一体化设备成本约3亿元。压铸机与熔炼炉、切边设备、机加工机床等设备组合成压铸岛。从特斯拉实现车身一体化压铸进程来看,行业目前普遍遵循了先部分再总成的技术发展思路,即先实现部分难度相对较低的下车身一体化压铸,再实现下车身总成一体化压铸,最后实现全车身一体化压铸,预计从部分下车身到下车身总成一体化压铸技术成熟时间需要2-3年。根据特斯拉电池日公开信息,特斯拉已经使用6000T压铸机实现ModelY后底板
19、量产,单套压铸岛的价格约在5000万元,按照目前技术阶段来看,现有压铸机锁模力条件需要使用2-3个压铸件实现下车体一体化压铸,待技术水平相对成熟,未来行业有可能直接使用更大吨位的压铸机实现下车身总成一次压铸成型。以特斯拉电池日公布的方案为例,我们认为特斯拉下车体将使用3个6000-8000T压铸机,上车体可能使用1个8000T压铸机,推算目前白车身所需压铸岛设备成本需要约3亿元。全铝压铸车身较传统全铝车身具成本优势,未来随着技术成熟有望实现进一步下探。传统燃油车一般采用钢制焊接车身,随着轻量化需求不断提升,钢铝混合车身甚至全铝车身成为新能源汽车的选择。最初,大众、宝马等车企在豪华车型上选择尝试
20、全铝焊接车身,虽然车重显著降低但是生产和维护成本高昂,后来车企逐渐从全铝焊接车身转为普遍采用钢铝混合车身。从提高生产效率角度出发,特斯拉研发出一体化压铸技术节省了大量的生产和焊接环节,实现部分车身零部件的制造成本大幅下探。从目前技术发展阶段来看,由于大型化压铸技术尚未成熟,目前全铝非压铸车身成本全铝部分一体化压铸车身成本钢铝混合非压铸车身成本钢铝混合部分一体化压铸车身成本钢制车身成本,一体化压铸全面成熟尚需时间,未来随着技术成熟度逐步升级逐步减少所需零部件个数和焊接环节,全铝一体化压铸车身的成本会随着压铸件数量增加带来焊点减少而实现进一步下探。一体化压铸将全面降低产线投资、焊接成本、人工成本和
21、电池成本,并提升材料利用率。(1)减少产线投资。一体化压铸由于集成度提升显著减少了所需生产零部件数量,过去生产单一零部件需要投入不同的产线,一体化压铸可以显著降低产线数量、设备数量和模具数量。(2)减少焊接成本。一体化压铸件由于整体一次成型,不再需要大量焊接/涂胶工艺,节省了工艺流程。同时,冲压后的焊接、铆接工序多,造成设备多占地面积大,一个成品的整体成型节拍长,一体化压铸可以节约场地面积。(3)节省人工成本。一体化压铸提升了生产效率,大幅提升产线自动化程度并减少工人数量,使得整体人工费用降低。(4)降低电池成本。以常见的100kwh电池为例,假设使用全铝车身后整车减重10%,那么电池容量可以
22、减少约10kwh。以磷酸铁锂电池pack成本800元/kwh计算,采用一体化压铸工艺可实现同等续航条件下节省电池成本8000元或同等电池成本提升续航里程。(5)提高材料利用率。传统冲压件由多种合金焊接而成,原材料回收难度大,只能作为废品变卖。压铸件使用铝合金的铝合金含量很高,材料回用度一般能达到95%以上,显著高于冲压件。二、 轻量化技术多点突破,铝压铸工艺综合占优材料、工艺、设计多点突破,三大举措相辅相成。目前实现轻量化的路径主要包括材料、工艺和设计三个方向。1)轻量化材料:采用高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维材料等轻量化材料代替普通钢材料,通过降低用量或降低密度实现减重;2)轻量化工艺:发
23、展一体化压铸、激光拼焊、液压成形、轻量化连接等制造工艺,通过减少零部件或连接件用量实现减重;3)轻量化设计:通过计算机自动化设计软件和力学理论对现有零部件进行尺寸优化、形状优化、拓扑优化实现产品减重。其中,材料轻量化是工艺和结构轻量化的基础,根据轻量化材料的选用,工艺与结构在其基础上进行进一步减重设计;同时针对工艺与结构减重的技术发展,还可以进一步拓展不同的轻量化材料的应用范围。轻量化三大举措彼此相辅相成,共同发展。铝压铸工艺综合优势突出,一体化压铸趋势逐步凸显。在不同的轻量化材料中,铝合金的性能、密度、成本和可加工性等综合优势突出,与多种金属合金和碳纤维相比是极具性价比和技术成熟度的轻量化材
24、料。在制造工艺中,高压压铸产品在高压下成型,具有致密性高、产品强度及表面硬度高、表面光洁度好等优势,适合生产复杂、薄壁的各类结构件。当前汽车技术迭代和产能提升需求不断加速,铝压铸方案综合优势明显。随着新型铝合金材料和大型压铸设备的研发攻关不断取得突破,车企和压铸厂商已经开始陆续布局大吨位压铸机,一体化压铸技术的成熟度快速爬坡。随着大吨位压铸机的落地投产,采用一体化压铸技术生产大型车用结构件的趋势将更加清晰。一体化压铸技术可以生产更加复杂的结构件,从而为轻量化设计提供更可靠的生产工艺。三、 市场测算:新能源助力全球铝铸件需求加速,预计2025年市场规模将超6600亿元2021年全球汽车铝合金市场
25、规模超4500亿元,预计2025年将增长至6695亿元。我们用单车用铝量乘以铝合金单价和汽车销量得到汽车铝合金市场容量。结合DuckerFrontier针对北美乘用车单车用铝(2020)以及欧洲铝协发布的欧洲乘用车用铝报告(2019),可知2020年北美、欧洲乘用车单车用铝量分别为208kg/辆、185kg/辆。参考国际铝业协会委托CMGroup完成的中国汽车工业用铝量评估报告(2016-2030),2021年中国燃油车单车用铝量预计为150kg/辆,新能源车单车用铝量预计为220kg/辆,新能源乘用车渗透率达14.2%,可算得整体单车用铝160kg/辆;2025年单车用铝量将达到240kg/
26、辆。假设汽车各地区汽车销量和铝合金件单价(40元/kg),可算得2021年北美、欧洲、中国铝合金市场分别为1517亿元、1297亿元、1759亿元,全球市场容量共计4573亿元,预计2025年全球铝合金将市场容量达到6695亿元。铝铸件占汽车用铝比例约77%,2021年中国汽车铝铸件市场规模约1355亿元,全球市场规模约3521亿元。根据中国有色金属加工工业协会相关文献显示,汽车铸造铝合金在汽车各类铝合金中实际占比约77%。我们用汽车铝合金市场容量乘以汽车铝铸件占比得到汽车铝铸件市场容量。其余假设与前文保持不变,可算得2021年北美、欧洲、中国铝合金市场分别为1168亿元、999亿元、1355
27、亿元,全球市场容量共计3521亿元,预计2025年全球铝合金将市场容量达到5155亿元。第三章 项目背景分析一、 一体化压铸将全面提高生产环节的资金与技术壁垒汽车铝压铸属于资金密集型行业,一体化压铸进一步提升门槛。为了保证产品的精度、强度、可加工性等技术指标达到较高的水平,汽车铝压铸企业需要投入熔炼、压铸、模具生产、机加工、精密检测等加工设备,前期购置费用高。为了提升产品质量与生产效率,部分行业龙头企业不断推进自动化、智能化战略,引入工业机器人广泛应用于压铸、精密机加工、去毛刺、抛光等各生产工序,以提高生产效率、降低生产成本、改善工作环境、精简生产用工、减少次品率以及提高产品质量稳定性,对企业
28、的资金提出了更高需求。2021年以来大型化、一体化压铸进一步提升了大型压铸机的购置门槛。压铸机单价与吨位成正比关系:中小型压铸机(锁模力50吨以下)在15万以下,100吨以上价格随锁模力同步上升,1000吨以上价格增长幅度明显加快,5000T压铸岛单机采购金额约在1500-2000万元左右;压铸机周边配套设备通常增加20%-30%成本;国外进口压铸机价格更是高于国内2-3倍。大型一体化压铸机的采购与投产极大抬高了铝压铸行业的资金门槛。新能源渗透率提升驱动需求加速,三电技术迭代提升技术门槛。随着新能源汽车渗透率快速提升,续航里程问题是新能源汽车积极布局轻量化技术的重要推手。特斯拉在ModelY车
29、型首次尝试使用一体压铸结构件选择后底板进行压铸,很大原因是这个部位碰撞受损的几率小,而前车身和后车身的零部件对压铸件的抗撞等性能要求更高,对远浇端和近浇端性能的一致性也更苛刻,这些都对大型车身件乃至整车身的一体化压铸技术提出了更高的挑战。据中国能源报数据,新能源汽车三电系统通常占新能源汽车整车重量的30-40%,三电系统的轻量化是新能源汽车实现轻量化和提升续航的关键路径。随着整车厂对进行三电系统进行一体化设计,如高压三合一(DC-DC直流转换装置、OBC车载充电器、PDU高压配电箱)、驱动三合一(电机、电机控制器、减速器)等,多合一装置的结构日益复杂,对适用于多合一装置的铝压铸壳体的结构、精度
30、和性能的要求也愈发严格。因此采用一体化压铸技术生产结构复杂的铝制车身结构件、三电系统缸体和壳体需要更先进的工艺和更长久参数积累来保证铸件的良品率。新能源客户需求的日益多样化和高标准化,促使了铝压铸企业的技术分化和赛道竞争。汽车精密压铸件行业的技术壁垒呈现不断提高的趋势。大尺寸叠加复杂结构提高流动性要求,降低流长放大裕度抵消远端性能下降。一体化压铸的车身件通常具有尺寸大和结构复杂等特征,因此压铸过程中铝液在模腔内的流长较长,需要原材料具有良好的流动性。同时,一体化压铸件需要满足车身不同部位对受力、强度以及韧性的不同要求。强度相关的结构件,抗拉强度通常210mpa,伸长率7。韧性相关的结构件的抗拉
31、强度通常180mpa,伸长率10;然而随着流长增加,原材料充填远端的力学性能会有所下降,甚至与充填近端产生巨大差异,难以保证产品力学性能上的一致性。当前一方面可以在不改变产品结构外形的基础上,可以通过降低流长来大幅度提高充填末端的力学性能。从材料改良的角度,可以通过不断提高原材料的基础力学性能来抵消充填远端在力学性能上下降,通过放大原材料的性能裕度来满足一体化压铸产品的尺寸越来越大的要求。不同系列铝合金性能差异较大,流动性和力学性能平衡是关键壁垒。传统的汽车压铸铝合金包括Al-Si、Al-Cu和Al-Mg三个主要系列。(1)Al-Si合金:Si元素的加入可以改善流动性。增加Si的含量话可提高铝
32、合金的耐磨性、硬度和强度,降低收缩率,但导电性也会降低。含硅达到16%至18%的合金可以做发动机缸体。(2)Al-Cu合金:Cu可以通过固溶强化和时效强化提高合金的强度,有较高的热处理强化效果和较好的热稳定性,适合铸造高温下使用的零件,具有较高的机械性能,较好的切削性;但缺点是铸造性能较差,易产生裂纹,耐蚀性也不好。(3)Al-Mg合金:铝镁合金中镁元素占比大于5%,具有较好的抗拉强度和硬度,抗腐蚀性好。不同系列的铝合金材料虽然应用成熟,但性能差异较大。为保证流动性,应用于一体化压铸的铝合金需要保有一定量的硅元素,但压铸后形成的粗晶硅又会严重影响材料的力学性能,这就需要加入不同的其它合金元素来
33、细化晶粒。这又会增加材料成本,导致产品成本的大幅增加,无法批量运用。现有量产运用的材料都有着专利壁垒。图表43:常用压铸铝合金的化学成分与力学性能热处理可能降低一体化产品良率,免热处理材料进一步提升技术含量。传统的铝压铸车身件为满足高延伸率性能,通常需要进行热处理,但是随着一体化铸件尺寸越来越大,进行热处理时容易发生形变导致良品率降低,因此需要开发免热处理的铝合金材料。通过在现有合金的基础上添加新的微量元素或者调整微量元素比例以改善材料性能是免热处理材料的开发的主流路径。特斯拉、美国美铝、德国莱茵菲尔德、立中集团、帅翼驰集团、华人运通与上海交大等企业均有布局。以立中集团研发的免热合金为例,免热
34、合金含有更高硅量,无需经过热加工即可具备更高强度。特斯拉自研的新型铝合金材料强度可以调整至90MPa到150Mpa,导电性可以达到40%IACS到60%IACS。各家均对新材料配比严格保密,一旦新型免热处理材料配方试制成功并获得专利授权即可对竞争对手形成先发优势,进一步筑牢竞争壁垒。设备壁垒:一体化压铸需要大型化设备和定制化模具压铸机是铸件生产的核心设备,吨位提升推高生产难度。压铸机属于标准化机器,根据安装的模具不同以生产多样化零部件产品。根据工艺方式,压铸机分为热室与冷室压铸机,其中热室压铸机的自动化程度高,材料损耗少,生产效率比冷室压铸机更高,但受机件耐热能力的制约,目前还只能用于锌合金、
35、镁合金等低熔点材料的铸件生产,主要用于小型铝、镁合金压铸件的生产。而冷室压铸机由于熔点较高,当今广泛使用的铝合金压铸件只能在冷室压铸机上生产,1000吨以上的大型压铸机均为冷室机。压铸机合模后,通过压射系统将高温熔融金属液快速地充填至模具中,在压力作用下使熔融金属液冷却成型,开模后可以得到固体金属铸件。压铸机、压铸模具与配套的熔炼炉、机边炉、取件和清理喷雾机器人、切边设备、机加工机床、检测设备、冷却系统、排气系统等周边设备组合在一起,形成压铸岛。根据锁模力,压铸机分为小型(160-400吨)、中型(400-1000吨)、大型(大于1000吨)和超大型(大于5000吨)压铸机。一体化压铸要求更高
36、工艺水平,压铸机吨位不断突破提升。目前量产的铝合金单体压铸结构零件,如后纵梁、减震塔、尾门内板以及门框加强板等,形状规则,结构紧凑,型面变化小,料厚相对均匀,因而易于压铸。但一体压铸零件包含了整车左右侧的后轮罩内板、后纵梁、地板连接板、梁内加强板等零件,型面、截面以及料厚的变化都更加剧烈。因而一体式车身对工艺上的流态、压射比压与速度等参数的控制更加严格,对设备的精准与阈值、模具的抵抗冲击变形能力要求更为苛刻。当生产乘用车和商用车的变速箱外壳与发动机缸体等铸件时,压铸机的锁模力大致要求在5000吨以内。随着一体化压铸技术的不断突破以及行业对轻量化的需求,一体化压铸的车身结构件尺寸逐渐增大,需要的
37、压铸机的吨位相应提升。因此一体化压铸工艺所需的大吨位压铸机仍是制约企业量产的重要因素,但随着压铸机不断地吨位突破,该难题即将解决。以特斯拉为例,已将一体式压铸技术作为标准工艺进行布局,14台一体式压铸设备分置于四家工厂,其中,德州工厂计划引进1台IDRA8000吨级的压铸设备,和IDRA联合研发12000吨超级压铸机也在进行中。一体化压铸提高了模具壁垒,抗压力和形状设计要求激增。模具的设计与制造是生产一体化压铸件的重要前端工序,随着压铸机锁模力的提高,一体化压铸件精度的增加以及压铸件多合一趋势带来设计复杂度的上升,模具的角度、热流道和制造成型难度提升,导致模具的抗压力、和形状设计要求激增。(1
38、)抗压力。一体化压铸的锁模力增强,以前的压铸机锁模力大多在5000t以下,随着6000t、8000t甚至12000t压铸机的不断普及,模具在工作时将会承受更多压力,从而造成损伤。同时,在金属熔炼和铸件脱模时,模具需要承受各种维度的拉力和推力的影响,容易造成裂纹,影响模具的使用寿命。(2)形状设计。一体化压铸件往往是将多个零部件一体化压铸成型,比如长城和比亚迪的多合一壳体,所以模具体积更大,金属流通通道更加复杂。在压铸过程中,金属液将在模具中流动,随着模具结构的复杂化,金属液容易在流动通道的转角处无法充分填充造成缺陷,同时更加容易产生气泡对良率产生影响。国内一体化压铸模具逐渐向定制化发展,铝压铸
39、企业基本具有模具自研能力。不同车型大小、空间、结构存在差异,导致一体化压铸件并不能成为大多数车企通用的标准件,需要根据不同车型单独设计,进行定制化开发。由于模具壁垒的提高,铝压铸企业纷纷拓展技术团队成立单独的子公司或者部门,加强模具自研和定制化开发能力,随着一体化压铸的技术推进,铝压铸企业不断加强自主研发,部分龙头企业已经拥有大型和复杂模具的开发能力,具有先发优势。工艺壁垒:一体化压铸厂商需要兼具研发能力和生产经验积累面向客户需求提供产品方案,研发能力成为重要竞争环节。随着一体化压铸技术的落地应用,因为一体化压铸的大型产品相对小型铸件的结构更复杂,不同部位的需要满足的力学性能和要求的工艺参数也
40、可能差异巨大,所以在新产品生产前,压铸企业需要面向客户的需求深入参与到一体化产品的开发设计流程,即要参与到产品前期的方案设计中,根据客户需求和产品要求对压铸工艺进行针对性的参数优化、模具设计和技术改造,需要经过大量的试验论证和优化改造环节后才能通过生产批准程序并最终进入产品制造环节。是否具有独立开发甚至同步开发的能力是汽车一级零部件供应商和整车厂商选择供应商的重要评审标准。产品开发环节是客户与公司共同研发的过程,公司的技术研发能力成为核心竞争力之一,同时也是获取订单的重要手段之一。一体化压铸工艺环节复杂,全流程操作要素确保产品质量。一体化压铸产品的大型化和结构复杂化趋势,对企业的压铸工艺参数控
41、制和生产流程管理等都提出了更高要求。(1)合金熔化和处理:熔化过程中要避免金属杂质污染,快速熔化的同时不可过热,防止金属液氧化及偏析,氧化物和硬夹杂对铸件的铸造性能和力学性能都有不利影响,还需要控制熔损,保证合金的高塑性。(2)给液(浇注)方式:熔融金属液从注入口进入模具内部,因为结构复杂,金属液需要流经的路径不同,如何保证压铸件不同部位的性能一致性问题是一体化压铸工艺的关键。(3)脱模剂喷涂工艺:脱模剂或润滑剂可产生气体进入铸件,在选用脱模剂或润滑剂时,要经过验证,选用发气性低和挥发性好的产品。(4)压铸过程:压铸工艺对生产合格的汽车结构件十分重要,正确地选择压射模式、压射参数等有利于减少压
42、铸件中的缺陷。压铸机性能稳定,要有灵活的编程模式和实时控制系统,保证整个压铸过程合理及工艺参数偏差最小。对模具温度应进行精确控制,通过冷却水分配器,监控各个冷却回路的流量及温度,形成要求的温度分布。目前,具有传统高压压铸生产线的厂商中只有头部的几家掌握了一体化结构件的压铸工艺。可见一体化压铸工艺具有较高的技术门槛,行业格局将进一步向头部企业集中。产品精度要求不断提升,精密机加工能力重要性凸显。一体化压铸除了对原材料的熔炼、转运保温以及压铸成型等工艺要求高,对于铸件清理和铸件后处理等也都提出了新的要求。压铸成型后需要铸件清理,将产品与辅助成型的浇道排气板集渣包分离,采用撞击,冲切,锯切等方式实现
43、;铸件后处理指用铸件毛刺打磨等工序确保产品符合客户要求,通过固溶、时效处理或单独时效处理等工序改善铸件内部组织性能,通过研磨、喷砂、抛丸等工序实现铸件表面质量要求。压铸过程由于受到脱模斜度的要求,受到模具制造精度的限制及其热变形、脱模变形等高压压铸特定工艺的限制,导致铸件的尺寸精度、位置精度等可能没有达到图纸的设计要求。而像三电壳体这类对密封性能有极高要求的部件,除了满足机械强度等性能外,还需要严格保证产品的一致性和装配的标准化,确保三电系统壳体的密封性能从而避免在一些极端温度和高压环境下三电系统发生失效。因此,需经过精密机械加工设备对铸件毛坯进行精确加工。随着一体化压铸产品的结构升级,汽车零
44、部件的精度要求需要企业拥有更高的机加工能力。二、 铝合金加工分为铸造和形变,压铸工艺最为成熟与高效车用铝合金加工工艺分为铸造和形变,铝铸件在汽车用铝中占比最高。(1)铸造铝合金:将铝合金加热至熔融状态,流入模具中冷却成型后加工成汽车零部件。铸造铝合金具有良好的导热性和抗腐蚀性,兼顾提高汽车在纵向和横向震动中的性能。铸造铝合金被车企广泛使用在发动机气缸、汽车摇臂、轮毂、变速箱壳体等耐久性要求高、结构更为复杂的位置。(2)形变铝合金:变形铝合金是指通过冲压、弯曲、轧制、挤压等工艺使其组织、形状发生变化的铝合金。应用上,铸造铝合金一般用于结构更加复杂的部件,形变铝合金则适用于结构较为简单、对机械性能
45、要求更高的汽车部位。根据中国船舶重工集团数据显示目前汽车各类铝合金实际占比为铸铝77%,轧制材、挤压材各占10%,锻造材最低,仅占3%。形变铝合金机械性能好但应用范围有限,无法完成汽车精密结构件。车用形变铝合金主要包括锻造、挤压和轧制铝合金,三种形变铝合金受力方法不同,成形与性能也各不相同。(1)锻造铝合金质量良好,冲击力承受能力强,应用于大型轧钢机的轧辊、汽轮发电机组的转子、汽车和拖拉机的曲轴、连杆等。(2)挤压铝合金工艺灵活度高,挤压铝型材作车身骨架除了可以减轻重量,还可以通过局部零部件特殊结构增加零部件强度,但存在废料损失大、工具损耗导致成本高等问题。(3)轧制是铝型材、铝板的主要成型工
46、艺,主要用在金属材料型材、板、管材。形变铝合金具有塑性高、机械性能好的优点,但无法完成汽车精密结构件,产品应用范围有限。铸造铝合金工艺分为砂型铸造和特种铸造两大类,特种铸造更适用于汽车铝合金加工。砂铸是最为传统的在砂型中生产铸件的铸造方法,但产品精度不高且生产率较低;在其基础上进一步发展的重力铸造虽然可以进一步改善问题,但也存在限制铸件体积、需严格控制模具温度否则会影响铸件质量的问题。因此,砂型铸造在汽车零部件的应用并不广泛。砂铸之外的铸造工艺统称为特种铸造,包括压力铸造、挤压铸造、离心铸造、连续铸造等。其中,压力铸造工艺最为成熟且高效;挤压铸造产品机械性能较好于一般压铸工艺,具有液态金属利用
47、率高、工序简化和质量稳定等优点,但难以生产结构复杂的部件,影响产品应用范围;而离心、连续铸造的产品生产较为固定,离心铸造一般用于生产管状类器具,连续铸造则用于生产断面形状不变的长铸件。压铸是铸造工艺中最成熟、效率最高的制造技术之一,目前在汽车铸件中占比超70%。压铸是利用高压将金属熔液压入模具内,并在压力下冷却成型的制造工艺。根据中国有色金属加工工业协会数据分析显示,汽车用铝中压铸件占铸件的比重超70%。工艺优点:(1)压铸时金属液体承受压力高,流速快;(2)产品质量好,尺寸稳定,互换性好;(3)生产效率高,压铸模使用次数多;(4)适合大批量生产,经济效益好。工艺缺点:(1)铸件容易产生细小的气孔和缩松,导致压铸件塑性低,不宜在冲击载荷及有震动的情况下工作;(2)高熔点合金压铸时,寿命低,影响压铸生产的扩大。为了解决上述气泡等缺点,压铸工艺如差压压铸、真空压铸等也在不断发展迭代。此前压铸工艺主要用于发动机缸盖和缸体、悬臂架、变速器、发电机支架、离合器壳、汽车空调压缩机等,目前随着一体化、大型化压铸技术的进步,逐步向大型三电、车身结构件等方向延伸。三、 汽车铝合金市场空间广阔,车用铝铸件应用占比第一钢铝车身是当下主流方
限制150内