性能优良铜合金材料和先进加工工艺是制造端环、导条等精密铜件关键
思瀚产业研究院    2025-02-14

（1）端环、导条等精密铜件概况

端环、导条等精密铜件鼠笼式异步电机的关键部件，广泛用于轨道交通机车电机、工程机械等工业电机领域。鼠笼式异步电机主要由定子和转子两部分组成，转子是在外周有槽的硅钢片叠成的铁芯槽内嵌放导条，端部用端环焊接形成一体。端环、导条的性能与质量直接关系到电机的性能，电机对端环、导条的质量有着较为严格的要求。

首先，高制造精度的端环、导条不仅要有良好的导电性，还要有适当的强度，特别是在高温条件下要具备良好的抗软化性能；其次，端环、导条的电阻要兼顾起到防高温并高效率运行两方面的要求，以更好地保持变频电路的平衡。因此，性能优良的铜合金材料和先进的加工工艺技术是制造端环、导条等精密铜件的关键。

国外在上世纪 60 年代就对铜合金材料进行了系统研究，美、日、法等国在发展铜合金材料方面取得了重大进展，并开发了包括端环、导条在内的一系列产品，多年来，美、日、法等发达国家垄断了大部分市场，并大量向发展中国家销售。我国在该方面的研究与制造滞后于国外发达国家，近年来，在提升装备制造业国产化水平的大背景下，国内一些研发能力较强的单位开始了相关产品的技术攻关，逐渐掌握了端环、导条等精密铜件的关键技术，并实现了规模化生产。

在《中国制造 2025》中指出，要以特种金属功能材料等新型材料为发展重点，加快研发新材料的制备关键技术和装备。端环、导条等精密铜件作为特种铜材，是我国重点发展的战略产业。

（2）精密铜件市场现状及发展前景

①轨道交通电机领域现状及前景

多年来，我国的铁路装备引进了德国西门子、法国阿尔斯通、日本川崎重工、加拿大庞巴迪等公司的高铁技术，并在国内以合资方式进行合作。随着我国轨道交通领域的迅猛发展，轨道交通相关设备和技术得以快速国产化，国内一些研发能力强的企业通过消化吸收再创新，掌握了相关产品的关键技术，使我国轨道交通装备行业实现了重大跨越，并已具备向国外输出高铁成套技术的能力。国内动车组及大功率机车等所需的高效牵引电机已实现国产化，同时精密铜件加工、生产、检测等技术也随之逐渐成熟，进而带动了电机精密铜件在我国轨道交通市场的需求。

A、铁路交通行业发展现状及前景

铁路运输作为高效、节能的运输方式，近年来越来越受到国家重视，并成为我国重点支持的基础建设产业，近年来得到快速发展。全国铁路营运里程从 2011 年的 9.32 万公里增长至 2022 年的 15.50 万公里，年均新增营运里程约 5,801.96 公里，年复合增长率 4.94%；其中高铁营运里程从 2011 年的 0.66 万公里增长至 2022 年的 4.20 万公里，年均新增营运里程约 3354.55 公里，年复合增长率 21.13%；高铁营运里程占铁路营运里程的百分比从 2011 年的 7.08%增长至 2022 年的 27.10%，占比不断提高。

根据铁道统计公报数据显示，2011 年至 2022 年，我国铁路运营车辆数量逐年提高，截止到 2022 年年底，共有 109.61 万辆铁路车辆在运营。我国铁路车辆保有量维持高位水平，车辆装备行业产品更换市场具有稳定的市场空间。

2022 年，全国铁路营运里程达到 15.50 万公里，其中高速铁路 4.20 万公里，基本已形成布局合理、覆盖广泛、安全高效的铁路网络；根据发改委、交通运输部、中国铁路总公司发布的《中长期铁路网规划》，到 2025 年，铁路网规模达到 17.5 万公里左右，其中高速铁路 3.8 万公里左右；到 2030 年，基本实现内外互联互通、区际多路畅通、省会高铁连通、地市快速通达、县域基本覆盖。

B、城市轨道交通行业发展现状及前景

城市轨道交通种类繁多，主要可分为地铁、轻轨、城市有轨电车、磁悬浮线路等。城市轨道交通是城市交通的骨干，在铁路运输行业快速发展的同时，城市化进程加快，对我国城市轨道交通发展起到了促进作用。全球主要发达国家的城市化率在经历 30%-70%的快速发展期后，基本达到 80%左右。相较之下，中国城镇化率在 2020 年仅为 63.89%，尚有较大提升空间且处于快速发展期。

在此基础上，城镇化建设所形成的城市群和都市圈将进一步释放物流、人流等交通需求。2022 年全国城市轨道交通完成投资额达到 5,444 亿元，2011 年城轨投资仅 1,628 亿元，近 10 年年均复合增速达到 11.60%。根据中国城市轨道交通协会的统计，2013 年-2022 年，全国轨道交通在建线路长度持续增长，截止到 2022 年底，全国轨道交通在建线路长度达到6,351 公里。

中国城市城轨密度相对较低，中长期看城市轨道交通建设仍有较大增长空间。城轨建设将释放车辆购置需求，中长期车辆需求再上台阶,截至 2022 年底，全国城市轨道交通运营线路长度为 9,584 公里，同比增长 10.06%，未来随着城镇化率逐步提升，全国轨道交通客运或将保持高速的增长。

②工程机械领域现状及前景

电机作为电能和机械能转换的关键设备，在制造业中广泛应用于采矿、冶金、油气、石化等行业，增长也和制造业景气程度高度相关。近年来，受我国政策的推动，工业电机制造向着高效节能方向发展，产量也在不断上升，2022 年达 38,461 万千瓦，预计 2023 年将达41,245 万千瓦。

受到政策的推动影响，中国工业电机制造行业向着高效绿色转变，行业替代需求增长。2021 年工信部发布《电机能效提升计划（2021-2023 年）》，明确未来加快高效节能电机推广应用和推进电机系统智能化、数字化提升。未来随着节能电机的推广，精密铜件产品具有广阔的市场空间。

（3）行业技术水平及技术特点

导条和端环作为异步牵引电机的关键部件，技术日益发展，极大的提高了异步电机的性能和效率、已经在轨道交通、工程机械、船舶等领域推广应用，随着工业电机需求的快速发展，异步电机系列品种将会更多，更高效节能，作为其关键部件的精密铜件（端环、导条）的系列将越来越丰富，应用领域也将越来越广泛。

端环和导条等电机精密铜件的技术发展将围绕以下方面：强度高（抗高温变形性能强）、电阻率的精密控制、高导热性、使用寿命更长，即高强高导铜合金是端环和导条等电机精密铜件的技术发展方向，在不降低铜导电性和导热性的前提，提高材料强度使导电性和强度达到良好配合，将成为未来一段时间内决定技术发展的关键因素。

端环、导条的性能与质量直接关系到电机与发电机的性能，电机与发电机对端环、导条的质量有着较为严格的要求。首先，高制造精度的端环、导条不仅要有良好的导电性，还要有适当的强度，特别是在高温条件下要具备良好的抗软化性能；其次，端环、导条的电阻要兼顾起到防高温并高效率运行两方面的要求，以更好地保持变频电路的平衡。因此，性能优良的铜合金材料和先进的加工工艺技术是制造端环、导条等精密铜件的关键。

鼠笼式异步电机用端环、导条工艺较为复杂、质量要求较高，尤其在轨道交通领域，对产品的技术水平要求更高，目前涉足该领域的企业较少，主要有华兴股份、烟台万隆真空冶金股份有限公司、陕西斯瑞新材料股份有限公司及江阴市电工合金股份有限公司等。

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