中国机械通用零部件工业协会是全国性、行业性社会团体,下属紧固件分会等七个分支机构组织,主要任务是对行业改革和发展情况进行调研,为政府 制定政策提出建议;组织市场及技术发展调研,为行业内企业开拓市场服务; 组织修订、制定标准、组织质量监督和推荐优秀新产品;开展行业统计工作, 组建行业技术和经济信息网络等。
全国紧固件标准化技术委员会是由国家标准化管理委员会批准成立,并负责业务指导,由中国机械工业联合会负责日常管理的全国性紧固件标准化技术 组织,主要工作任务包括分析本专业领域标准化的需求,研究提出本专业领域的国家标准发展规划、标准体系、国家标准制修订计划项目的建议;按国家标 准制修订计划组织并负责本专业领域国家标准的起草和技术审查工作;负责本专业领域国家标准的复审工作,提出国家标准继续有效、修订或者废止的建议 等。
1、行业技术水平及特点
(1)行业技术水平
目前,我国虽然是紧固件生产第一大国,但由于我国紧固件产业起步较晚,少部分高端应用领域的配套仍延续了国外标准,因此大量高强度、高精度紧固件仍需要进口,例如航空紧固件,中高端乘用车的发动机、底盘、轮胎螺栓等,从而造成我国进出口紧固件差价巨大。根据海关总署数据统计,2022年,我国紧固件进口金额达到 8,692.15 万美元,进口紧固件平均价格高达19,175.20 美元/吨,而出口紧固件平均价格仅为 2,749.08 美元/吨,约为进口平均价格的七分之一。
我国高档紧固件制造上的缺失,很大程度上是由原材料和制造装备决定的。原材料方面,我国是世界上第一产钢大国,但是紧固件用钢的开发和生产起步却较迟,部分高性能冷镦钢的品种规格有所缺失。近年来,我国冷镦钢的生产有了长足的进步和发展,数量上能满足我国紧固件工业快速发展的需求,从而为许多新材料、新品种紧固件产品的研究和开发提供了材料基础。
近年来,紧固件制造装备方面,我国在部分单项关键技术方面已取得了长足的进步,并已接近国际先进水平,但综合能力不强。国内冷镦成型机与国外知名品牌比较,在生产速度、精度、自动化程度、效率等方面还存在差距。当前,德国、瑞士、美国、日本等国的企业生产的冷镦成形设备处于世界领先水平,具有高速、高精度、多工位、自动化程度高的特点,并且能实现机外调整。
报告期内,紧固件产业的技术水平虽然有一定进步,但相较于国际先进制造水平还相对落后,未来随着行业技术水平的发展和国家对先进制造重视水平的提高,紧固件产业的制造水平有望赶超国际先进制造水平。
(2)行业技术特点
①生产工艺技术特点
不锈钢紧固件的关键生产工艺主要包括成型和表面处理,具体如下:
A、成型工艺
成型工艺中,冷镦技术是螺栓、螺母等紧固件品类采用的主要加工技术。冷镦技术是利用金属材料塑性变形的原理,在室温的条件下,将冷态的金属线材装入冷镦机的模具型腔内,在外力和一定的速度作用下,迫使金属线材产生塑性流动,通过模具的间隙和出口,挤出空心、半空心,或镦粗、缩径和切边,从而获得所需的一定形状及尺寸,还具有较高力学性能冷镦件的工艺技术。
冷镦过程中,除了镦粗变形外,还伴随有正、反挤压、复合挤压、冲切、辗压等多种变形方式,是无切削、少切削零件加工工艺之一,也是应用越来越广泛的金属加工中的一种先进的工艺技术,具有钢材利用率高、生产效率高、机械性能好、适于自动化生产等优点。除冷镦技术外,部分具有较大、较复杂的变形要求的紧固件会采用温镦技术。温镦是将金属加热到再结晶温度以下的某一温度区域内进行成型加工,在此温度下,材料的晶体结构保持不变,工件表面退火也不显著,有很好的流塑性,能以最小变形力达到变形要求。弹垫类产品主要采用冲切工艺,以获得与一般切削加工相比更高的原材料利用率和更好的零件互换性。
B、表面处理工艺
表面处理是不锈钢紧固件的重要生产环节之一,不仅关系到产品的生产成本,也关系着外观感官质量和表面的防腐蚀性能,相关工艺技术主要包括表面覆膜、表面脱脂、表面抛光、表面钝化等。
表面覆膜是由于不锈钢材料塑性好、粘性大的特点,在不锈钢产品冷成型加工制程中易出现粘模现象,所以需在不锈钢原材料表面做涂层处理,保证材料在加工过程中良好的润滑,保护材料表面,延长模具寿命,降低挤压力,避免产品质量缺陷,提高生产效率。常用的表面覆膜方式包括草酸盐覆膜和无机盐类覆膜。
表面脱脂是对产品表面上的油污及粘附的皮膜进行去除,以达到表面清洁,为下一步的抛光处理做好准备。表面脱脂的方法有化学脱脂、电化学脱脂、有机溶剂脱脂。
表面抛光的目的是去除产品表面的粗糙度,提高表面的光亮度,使产品更加美观。常用的方法有两种,一种是化学抛光,另一种是电化学抛光。化学抛光是不锈钢紧固件常用的抛光方法,产品一般在滚简内或振动研磨机内进行,适合内螺纹产品及精密度不高的外螺纹产品;电化学拋光适用于精密度要求较高的外螺纹产品。
表面钝化是紧固件表面提升防腐蚀性能的重要手段。不锈钢紧固件经过表面钝化后,可以使表面保持长久的钝态稳定,提高防腐蚀性能。钝化是指通过成膜、沉淀或局部吸附作用,使金属表面局部活性失去化学活性而呈现钝态,目前常用的钝化工艺是硝酸钝化工艺。
②质量控制与检验技术特点
由于不锈钢紧固件具有多品种、多规格、大批量连续生产的特点,因此其质量控制和检验有别于其他类别的机械零部件类产品,需要生产企业具有特殊控制措施,如建立完善、有效运行的质量管理体系,编制切实可行的制造过程、质量控制计划,掌握现代的科学质量管理和检验技术。
检验方面,由于不可能对产品进行百分之百的全检,否则要花费很高的检验成本,尤其是破坏性试验,要实施全数检验更是不可能的。为此,紧固件生产企业需要采用规范的抽样检验方案做好进货检验、过程检验以及最终成品的检验。
2、进入本行业主要壁垒
(1)资金壁垒
不锈钢紧固件制造业属于资金投入规模较大的行业。首先,不锈钢紧固件的生产线前期投入较大,需要进行大规模的土地、厂房、仓库的建设,购置大批量冷镦机、数控机床等大型生产设备形成规模优势,而后续产能扩充、设备升级维护亦需要大量资金支持;其次,在生产运营过程中,由于原材料不锈钢价值较高,价格波动频繁,供应商较为集中,导致企业在向上游钢厂采购时,为保证原材料的按时供应,降低采购成本,通常采用款到发货的结算方式,而向下游销售时则通常具有一定账期,从而导致不锈钢紧固件生产企业需要垫付较多的营运资金。因此,较高的固定资产和营运资金投入对于资金有限、融资能力较弱的中小企业进入本行业构成一定的障碍。
(2)技术壁垒
不锈钢紧固件在生产工艺和生产管理方面均存在一定的技术壁垒。首先,不锈钢紧固件的生产涉及材料学、表面处理、机械加工、自动化等多个领域,产品涉及的材质、标准众多,所需的工艺参数、技术指标不同,从而对成型、机加工工艺的优化设计提出了不同的要求。同时,随着下游各行业应用领域的产业升级,客户对产品的性能、外形尺寸、光洁度、加工精度都有更加严苛的要求。
因此,不锈钢紧固件的生产需要企业经过长期的研究和实践,累积大量制造经验、工艺诀窍和技术储备,新进企业难以在短期内全面掌握行业所需的核心技术,无法生产出质量稳定、性能优异且具备成本优势的产品,从而面临较高的技术壁垒。
其次,不锈钢紧固件产品品种多样、规格众多,在大规模生产时,需要对采购、生产计划的组织实施协调妥当,实现信息化管理,才能实现高效率、低成本、高质量生产。合理且精细的生产计划一方面可以保证相同规格紧固件的连续生产,减少模具和工装的切换次数,从而最大程度的提高生产效率,降低废品率和生产成本;另一方面可以降低库存原材料和成品量,凭借较低的安全库存量维持高效的连续生产,规避不锈钢价格波动带来的存货减值风险。高效的生产管理能力的形成需要较长时间的制度完善、经验积累和持续的信息化系统建设投入,不能短时间内达到,从而成为行业进入者的进入壁垒。
(3)人才壁垒
不锈钢紧固件应用领域广泛,随着下游行业的快速发展,客户需求日益多样化和高标准化,对技术人员的研发能力提出了更高的要求。另外,在不锈钢紧固件的生产中,生产工艺的创新运用,工艺参数的管控及熟练的精细化操作还需要企业拥有一批经验丰富的技术工人。高素质、高稳定性的技术人员和技术工人,需要企业经过长期的实践和培养,新进企业特别是中小企业通常难以短时间内获得经验丰富的专业性技术人才和培养大批量成熟的技术工人,从而会面临生产效率较低,生产成本居高不下的问题。
(4)市场壁垒
营销渠道的建设对于不锈钢紧固件企业的市场开拓起着重要的作用,尤其对于出口市场,优质且知名的客户群体带来的市场口碑是企业海外市场拓展的重要依靠,而良好稳定的客户关系建立在实地考察、多年合作、长期信任培养的基础上。因此,营销渠道的开拓、建设和维护需要企业付出长期努力,行业新进企业如果没有相关行业的渠道建设经验,则其在贸易商的开发合作过程中需要花费更高的资金和时间成本。同时,随着全球大型不锈钢紧固件生产企业逐渐完成贸易网络和营销渠道的建设,行业新进入者面临更高的市场壁垒。
报告期内,紧固件制造行业主要壁垒未发生重大变化,在可预见的未来亦不会发生重大变化。
3、行业发展态势
(1)紧固件产品市场需求恢复增长态势
紧固件是国民经济各部门应用范围最广、使用数量最多的机械基础件,在建筑、机械、电力、铁路、公路、交通、通信、家具、家用电器等众多产业被广泛使用,其品种和质量对主机的水平和质量具有重要的影响,素有“工业之米”之称。由于紧固件在工业生产中占有重要的地位,其是我国首批纳入国家标准的产品之一,一个国家的紧固件工业是否先进,也是衡量其工业发达程度的重要标志之一。
2011 年以来,随着我国国民经济进入快速发展阶段,带动中国紧固件产业发展进入快车道,全行业加大改造步伐和投资力度,产量快速增长,我国成为全球紧固件制造第一大国。2017 年以来,受世界经济增速放缓,我国紧固件产业投资更加理性,同时叠加国际贸易保护主义抬头,落后产能逐步淘汰、向境外搬迁等因素影响,我国紧固件产量有所下滑。
2019 年以来,随着下游产业的迅猛发展,带动了全球紧固件产品市场需求恢复增长。根据 Wind 数据统计,2021 年 1-11 月我国金属紧固件月均产量达到86.36 万吨,较 2020 年增长 5.49 万吨。根据海关总署数据统计,2022 年我国紧固件出口数量达到 497.88 万吨,较 2021 年增长 1.26%。
(2)行业利润水平趋于稳定
紧固件制造业的定价通常采用在产品成本的基础上,综合考虑市场供需状况和价格行情、库存情况、市场销售策略等因素进行销售定价。但由于原材料成本一般占生产成本的绝大部分,因此,紧固件制造业利润水平容易受到原材料供给和价格波动等因素的影响。经过二十余年的发展,我国紧固件制造业市场竞争格局趋于稳定,市场竞争较为充分,行业整体的利润水平也将趋于稳定。根据 Wind 数据统计,2012 年以来,我国紧固件制造业平均利润率水平持续稳定在 6%左右。
由于技术工艺水平、生产规模、成本控制能力等方面的不同,行业内企业的利润水平呈现分化趋势。技术工艺水平先进,生产规模大,成本控制能力较好的企业,凭借产品线齐全、质量稳定性高、交货速度快等优势可获取优质订单,利润水平相对较高。部分经营管理不到位、规模较小、生产工艺技术水平较低、产品线单一的企业,在市场竞争中议价能力较弱,利润水平较低。