摩擦材料是應(yīng)用在動力機(jī)械上,依靠摩擦作用來執(zhí)行制動和傳動功能的部件材料。按應(yīng)用領(lǐng)域,摩擦材料可以分為制動系摩擦材料(剎車片)和傳動系摩擦材料(干式離合器摩擦片及濕式紙基摩擦片)。剎車片用于制動,吸收動能;干式離合器摩擦片及濕式紙基摩擦片用于傳動,傳遞動力。
按材質(zhì),摩擦材料可以分為石棉摩擦材料、半金屬摩擦材料、粉末冶金摩擦材料、陶瓷纖維摩擦材料、碳纖維摩擦材料等。
按工作環(huán)境,摩擦材料可以分為干式摩擦材料(剎車片、干式離合器摩擦片)和濕式摩擦材料(濕式紙基摩擦片),干式摩擦材料指在空氣中工作的摩擦材料,濕式摩擦材料指浸泡在各類油體內(nèi)工作的摩擦材料。
②行業(yè)發(fā)展概況
1897 年,英國人 Aerbert Frood 發(fā)明了天然纖維增強(qiáng)摩擦材料并建立了全球首家摩擦材料生產(chǎn)企業(yè) Ferodo,開創(chuàng)了現(xiàn)代摩擦材料工業(yè)的先河。Ferodo 公司發(fā)明了成本低、耐熱性和耐磨性良好的石棉摩擦材料。
石棉摩擦材料的發(fā)明具有里程碑式的意義,為行業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但隨著交通工具和基礎(chǔ)設(shè)施的變革,石棉纖維在高溫下容易脫去結(jié)晶水而不穩(wěn)定的問題日益凸顯,導(dǎo)致傳動性能不穩(wěn)定。此外,石棉纖維會隨著摩擦磨損釋放到環(huán)境中形成大量極細(xì)的元纖維,在大氣中懸浮數(shù)周甚至數(shù)月,對人體具有致癌作用。
19 世紀(jì) 70 年代以來,歐美發(fā)達(dá)國家對石棉的致癌性形成了共識,先后出臺禁止石棉產(chǎn)品生產(chǎn)的法案。摩擦行業(yè)尋求對石棉纖維的替代,大體分為兩個(gè)發(fā)展方向:一種用金屬纖維替代石棉纖維,逐步演變?yōu)橛猛臼謴V泛的半金屬及少金屬材料;另外一種方向采用芳綸纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維等有機(jī)物對石棉進(jìn)行替代。
1942 年,石禮耕先生將蟲膠、石棉絨和骨炭粉混勻制成摩擦片,在替代進(jìn)口產(chǎn)品的同時(shí)也開創(chuàng)了我國生產(chǎn)摩擦材料的歷史。1946 年,石禮耕先生成立了我國第一家摩擦材料作坊,并于 50 年代初成功試制石棉摩擦片。
我國在無石棉摩擦材料方面的研究起步較晚,直到 1989 年國內(nèi)才陸續(xù)推出以半金屬型摩擦材料為主的無石棉摩擦材料,但產(chǎn)量較低,品質(zhì)也與歐美發(fā)達(dá)國家差距較大。進(jìn)入 21 世紀(jì)后,隨著民營經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,國內(nèi)逐漸出現(xiàn)一批實(shí)力較強(qiáng)的摩擦材料企業(yè),投入較多人力物力進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā),著重向安全和環(huán)保的角度傾斜,不斷研發(fā)生產(chǎn)各類新型非石棉摩擦材料。
③行業(yè)發(fā)展趨勢
A.干式離合器摩擦片發(fā)展趨勢
干式離合器摩擦片行業(yè)將呈現(xiàn)穩(wěn)定持續(xù)地發(fā)展趨勢,具體原因如下:a.國內(nèi)商用車市場快速發(fā)展和乘用車的產(chǎn)量基數(shù)帶來較大的干式離合器摩擦片增量需求干式離合器摩擦片主要應(yīng)用于手動變速器(MT)。
手動變速器(MT)內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對簡單,購置成本較低,便于維修,同時(shí)傳動效率比較高,動力提速快,油耗較低。商用車,特別是貨車,作為生產(chǎn)工具,對成本較為敏感,因此手動變速器在商用車市場仍占據(jù)主要地位。
最近幾年在商用車領(lǐng)域發(fā)展較好的電控機(jī)械式自動變速器(AMT),亦需裝配干式離合器摩擦片,系在手動齒輪組結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了一套可以自行換檔和離合的電子控制裝置,代替駕駛員手動換檔和踩離合操作,在保證傳動效率的同時(shí)增加了駕駛舒適度,其對干式離合器摩擦片提出更高的性能要求。
2021 年,國內(nèi)商用車產(chǎn)銷分別完成 467.4 萬輛及 479.3 萬輛。2022 年,受國內(nèi)宏觀經(jīng)濟(jì)下行的影響,國內(nèi)商用車產(chǎn)銷分別完成 318.5 萬輛及 330 萬輛,同比分別下降 31.9%、31.2%。
隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)活動持續(xù)復(fù)蘇,商用車市場亦呈現(xiàn)回暖趨勢。2023 年 1-7 月,國內(nèi)商用車產(chǎn)銷分別完成 225.3 萬輛及 225.8 萬輛,同比分別增長 16.9%、15.9%。隨著大宗商品市場持續(xù)發(fā)展、運(yùn)力需求增長,加之物流行業(yè)發(fā)展,固定資產(chǎn)投資拉動,未來國內(nèi)商用車市場仍將保持良好的發(fā)展前景。
在乘用車領(lǐng)域,特別是中高端乘用車,自動擋汽車替代手動擋汽車的趨勢較為明顯,手動擋汽車市場份額逐年下降。但我國是世界最大的汽車生產(chǎn)和消費(fèi)國,汽車產(chǎn)銷量連續(xù)多年位居全球第一,國內(nèi)生產(chǎn)的乘用車基數(shù)巨大,雖然手動擋比例已明顯下降,但每年度乘用車主機(jī)配套的市場需求仍然較大。
根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2022 年,國內(nèi)制造的乘用車中,手動擋比例約為 9.45%,而 2022 年國內(nèi)乘用車產(chǎn)量為 2,383.6 萬輛,因此乘用車主機(jī)配套市場對干式離合器摩擦片的需求量仍然較高。
b.國內(nèi)巨大的汽車保有量帶來持續(xù)的干式離合器摩擦片售后服務(wù)市場需求
最近二十年是我國汽車工業(yè)發(fā)展的黃金期,我國汽車產(chǎn)銷量快速增長,并于 2009 年后一直保持全球最大的汽車產(chǎn)銷國地位。
2022 年,我國汽車產(chǎn)銷量分別為 2,702.10 萬輛和 2,686.40 萬輛。隨著我國汽車產(chǎn)銷量迅速增長,常年保持在較高水平,國內(nèi)汽車保有量亦迅速增加。截至 2022 年末,我國民用汽車保有量為 31,184.44 萬輛。干式離合器摩擦片長期在高溫高摩擦狀態(tài)運(yùn)行,特別是作為生產(chǎn)工具的中重型貨車,使用較為頻繁,離合器摩擦片磨損較大,更換相對頻繁。受益于我國龐大的汽車保有量基數(shù),國內(nèi)干式離合器摩擦片售后服務(wù)市場需求巨大。
而且售后服務(wù)市場的需求具有剛性和重復(fù)性消費(fèi)的特征,市場需求受經(jīng)濟(jì)發(fā)展周期的影響較小。由于人口眾多,與發(fā)達(dá)國家相比,目前我國人均汽車保有量尚處于較低水平,發(fā)展?jié)摿薮?。未來,隨著我國居民收入水平的持續(xù)提高,消費(fèi)不斷升級,以及城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn),我國汽車行業(yè)仍將保持良好的發(fā)展態(tài)勢,汽車保有量將持續(xù)增加,干式離合器摩擦片售后服務(wù)市場需求旺盛。
c.國產(chǎn)替代成為國內(nèi)汽車零部件行業(yè)發(fā)展的大趨勢
近年來,國內(nèi)汽車行業(yè)競爭日趨激烈,汽車主機(jī)廠出于控制成本的考慮,對于原來進(jìn)口的零部件,在產(chǎn)品品質(zhì)相同的情況下,開始逐步選擇具備價(jià)格優(yōu)勢和本土服務(wù)優(yōu)勢的內(nèi)資供應(yīng)商,汽車零部件行業(yè)的國產(chǎn)替代趨勢已開始顯現(xiàn)。部分優(yōu)秀內(nèi)資零部件企業(yè)在細(xì)分領(lǐng)域形成了一定的競爭優(yōu)勢,并對進(jìn)口產(chǎn)品形成替代。
經(jīng)測算,2021 年及 2022 年,汽車干式離合器摩擦片國內(nèi)市場規(guī)模約為 153,581.02 萬元、148,375.93 萬元。
d.出口市場為干式離合器摩擦片帶來新的業(yè)績增長點(diǎn)
作為典型的全球化產(chǎn)業(yè)之一,汽車產(chǎn)業(yè)的全球化特征顯著,國際分工合作較多。國內(nèi)部分零部件企業(yè)經(jīng)過多年努力,憑借良好的產(chǎn)品質(zhì)量和價(jià)格優(yōu)勢,進(jìn)入國際知名主機(jī)廠或零部件巨頭的全球采購體系,拓展海外銷售,參與全球競爭。特別是 2020 年以來,國外經(jīng)濟(jì)下行壓力較大,汽車零部件企業(yè)停產(chǎn)時(shí)間較長,部分國外主機(jī)廠及一級零部件供應(yīng)商大幅增加向中國零部件合格供應(yīng)商的采購量,有利于國內(nèi)零部件企業(yè)增加出口量,擴(kuò)大海外市場份額。
經(jīng)測算,2021 年及 2022 年,汽車干式離合器摩擦片全球市場規(guī)模約為 755,479.68 萬元、747,370.42 萬元。
B.濕式紙基摩擦片發(fā)展趨勢
國內(nèi)濕式紙基摩擦片發(fā)展趨勢較好,行業(yè)前景廣闊,具體原因如下:
a.國內(nèi)乘用車市場持續(xù)向好
2021 年,國內(nèi)乘用車產(chǎn)銷量分別為 2,140.8 萬輛及 2,148.2 萬輛;2022 年國內(nèi)乘用車產(chǎn)銷量分別為 2,383.6 萬輛及 2,356.3 萬輛,同比分別增長 11.2%、9.5%;2023 年 1-7 月,國內(nèi)乘用車產(chǎn)銷量分別為 1,339.7 萬輛及 1,336.8 萬輛,同比分別增長 6%、6.7%。國內(nèi)乘用車市場持續(xù)向好是濕式紙基摩擦片行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的重要保障。
b.國內(nèi)自動擋乘用車比例持續(xù)上升
隨著國民生活水平的提高,人們對車輛駕駛的方便性和舒適性提出了越來越高的要求。由于自動檔汽車駕駛時(shí),操作更為簡單方便,可以自動匹配檔位與速度,無需手動換擋,明顯提升了駕駛舒適度,因此在乘用車領(lǐng)域,特別是中高端乘用車,自動擋汽車替代手動擋汽車的趨勢較為明顯,自動擋汽車市場份額逐年上升。
根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),近幾年,國內(nèi)制造的乘用車中自動擋比例持續(xù)上升,至 2022 年,國內(nèi)制造的乘用車中自動擋比例已超過 85%,占據(jù)主要市場份額,濕式紙基摩擦片需求較大。c.傳統(tǒng)能源汽車仍然具有良好發(fā)展空間根據(jù)中國汽車工程學(xué)會編著的《節(jié)能與新能源汽車總體技術(shù)路線圖 2.0》,至 2025 年,我國傳統(tǒng)能源汽車預(yù)計(jì)約占汽車總銷量的 80%;至 2030 年,預(yù)計(jì)約占 60%;至 2035 年,預(yù)計(jì)約占 50%。
因此,未來我國傳統(tǒng)能源汽車仍將保持較大的增量市場。根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車總體技術(shù)路線圖2.0》,未來我國將通過發(fā)展多檔先進(jìn)變速器、輕量化等技術(shù)路徑實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo),例如:至2025 年,非混合動力的節(jié)能汽車需掌握 8AT,CVT 承載能力達(dá) 350 Nm;至 2030 年,需研發(fā) 9 檔以上 AT 及承載能力達(dá) 400 Nm 的 CVT;至 2035 年,需掌握 9 檔以上 AT,CVT 速比寬度達(dá) 7.5。
2020 年,國內(nèi)乘用車自動變速器裝車量為 1,680.84 萬臺。根據(jù)不同類型自動變速器裝車量和所需配套濕式紙基摩擦片及對偶片的數(shù)量,2020 年,國內(nèi)乘用車主機(jī)配套濕式紙基摩擦片市場需求量預(yù)計(jì)在 12,852 萬片至 23,399 萬片之間,主機(jī)配套對偶片市場需求量預(yù)計(jì)在 17,309 萬片至 28,430 萬片之間。
假設(shè)濕式紙基摩擦片為 7.42 元/片(林泰新材同類產(chǎn)品價(jià)格平均值),對偶片為 5.50 元/片(林泰新材同類產(chǎn)品價(jià)格平均值),則 2020 年,國內(nèi)乘用車主機(jī)配套濕式紙基摩擦片(含對偶片,下同)市場需求金額預(yù)計(jì)在 19.06 億元至 33.00 億元之間。
截至 2020 年底,國內(nèi)乘用車保有量為25,145.00 萬輛,經(jīng)測算,國內(nèi)乘用車售后服務(wù)濕式紙基摩擦片市場需求金額約為主機(jī)配套的 1.35倍,預(yù)計(jì)在 25.64 億元至 44.39 億元之間。因此,2020 年,國內(nèi)乘用車濕式紙基摩擦片市場需求金額預(yù)計(jì)在 44.70 億元至 77.39 億元之間。
同時(shí),濕式紙基摩擦片可以應(yīng)用于工程機(jī)械和農(nóng)業(yè)裝備領(lǐng)域,我國是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)大國,工程機(jī)械需求巨大,伴隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè),農(nóng)業(yè)裝備需求強(qiáng)勁,因此濕式紙基摩擦片國內(nèi)市場需求更為廣闊,市場規(guī)模預(yù)計(jì)可達(dá)百億以上。
d.新能源汽車的快速發(fā)展帶來新的需求
自 2018 年以來,在汽車電動化的背景下,國內(nèi)新能源汽車市場快速發(fā)展,造車新勢力不斷涌現(xiàn),傳統(tǒng)燃油車生產(chǎn)商亦加速布局轉(zhuǎn)型的進(jìn)程。報(bào)告期內(nèi),國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)保持高景氣度,產(chǎn)銷兩端均快速增長。
根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì),2021 年國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷量分別為 354.5 萬輛、352.1 萬輛,同比分別增長 159.52%、157.57%;2022 年國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷量分別為 705.8 萬輛、688.7 萬輛,同比分別增長 99.10%、95.60%;2023 年 1-7 月,國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷量分別為 459.1萬輛、452.6 萬輛,同比分別增長 40%、41.7%。插電式混合動力汽車變速器需使用濕式紙基摩擦片,是濕式紙基摩擦片銷售增長的重要市場。
目前純電新能源汽車的傳動系統(tǒng)大多采用固定齒比減速器,即單檔減速器。單檔減速器結(jié)構(gòu)簡單、成本較低,一般采用兩級齒輪減速,技術(shù)要求相對較低,無需使用濕式紙基摩擦片;但單檔變速器無法同時(shí)兼顧電動汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性,在行駛過程中驅(qū)動電機(jī)通常無法處于高效率工作點(diǎn),在特定工況下,驅(qū)動電機(jī)效率會明顯下降,浪費(fèi)電能從而減少續(xù)航里程。
因此,純電新能源汽車傳動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是采用兩擋甚至多檔減速器,根據(jù)不同的工況改變速比,優(yōu)化電機(jī)運(yùn)行狀態(tài),提升驅(qū)動系統(tǒng)效率。保時(shí)捷(Porsche)、采埃孚(ZF)、舍弗勒(Schaeffler)、吉?jiǎng)P恩(GKN)、麥格納(MAGNA)、廣汽埃安等公司已推出多款兩擋減速器產(chǎn)品,應(yīng)用于新能源汽車上。兩擋或多檔減速器均需使用濕式紙基摩擦片,隨著兩擋或多檔減速器的廣泛應(yīng)用,將為濕式紙基摩擦片行業(yè)帶來新增長點(diǎn)。