1)紧固件概述
紧固件是指将两个或两个以上的零件(或构件)紧固连接成为一件整体时所采用的一类机械零件的总称,应用范围广泛,主要应用市场为汽车、电子、机械、建筑和维修市场。紧固件按照是否参照标准,通常可分为标准紧固件和异型紧固件。
其中,标准紧固件是指依据已有标准生产的紧固件,包括国际标准、国家标准、行业标准等;异型紧固件是指不完全参照或不参照已有标准等而需要特殊定制的紧固件,通常具有定制化、非通用等特点。
2)汽车紧固件整体市场概况
汽车紧固件数量、种类繁多,包括螺栓、螺柱、螺钉、垫圈、挡圈及组合件和连接副等。根据前瞻产业研究院的统计,平均每辆乘用车约需使用紧固件约5,000 件,重量约 50 千克;平均一辆中卡或一辆重型车上需使用 5,710 件紧固件,重量约 90 千克。依据中国汽车工业协会的数据,2021 年我国乘用车产量 2,140.80万辆,商用车产量 467.43 万辆,据此测算,我国 2021 年汽车紧固件的需求量为1,337.30 亿件,重量约为 149.11 万吨。
汽车紧固件作为机械基础零件广泛应用于汽车内外饰、底盘、动力系统及各个车身结构、系统,起着基础却重要的作用。由于其与车身各个部件紧密连接,因此需与车身一起适应各种复杂、恶劣环境和场合。紧固件的失效常常会引起严重的事故或后果,因此,汽车紧固件行业对产品的品质、稳定性、耐久性有着严苛的要求。
当下,汽车产业逐步向轻量化、多元化、智能化、环保化发展,对紧固件行业材料应用、设计速度、生产精度、环保程度的要求日益提高,因此新型材料应用、模拟仿真技术应用、工艺创新等逐渐成为汽车紧固件行业发展新方向。
3)紧固件市场发展趋势
A 新型材料的应用
随着国家节能减排政策的持续推进,新能源汽车已成为未来汽车行业发展的重要方向。传统的碳钢拥有热硬性差、密度高的缺点,难以满足新能源汽车发展需求。因此包括各类铝合金、不锈钢在内的多种新型材料的应用在汽车紧固件行业逐渐拓展,可以满足各类轻量化、结构设计、加工、恶劣环境要求,克服传统材料紧固件在性能上的不足。
B 模拟仿真技术的应用
传统的紧固件研发生产通常为先设计出方案,后根据设计方案生产出相应样件,测试样件是否符合设计需求。此种方式通常需反复多次修改方案、反复生产样件,具有效率低、成本高等缺点。而模拟仿真技术的应用通过建模和合适的边界条件的确定,可以较为直观、准确地反映各类产品在不同受力、加工、变形条件下的反应情况,对最终成型及加工工艺的选择、材料的选取有着很高的参考价值和意义。
C 生产工艺的持续创新
传统的紧固件生产工艺主要以冷镦为主,生产成本较低,但对复杂零件的成形能力较弱。机加工作为一种精度更高的工艺,能够实现高精度、高复杂度产品的生产。但由于机加工工艺本身为对原材料的切、削,材料利用率较低,成本较
高,且机加工工艺较为复杂,导致生产效率也相对较低。因此,将传统的冷镦、温镦工艺的特点与机加工的优势相结合,能够在低成本、高效率的情况下实现高精度、高复杂度产品的生产,满足整车厂商日益严苛的成本及精度要求。多种工艺的改进、结合越来越成为众多汽车紧固件厂商的创新方向。