Analys av NdFeB-marknaden och dess downstream-applikationer

- Mar 23, 2019-

Ndfeb permanentmagnet är den tredje generationen av permanentmagnetmaterial av sällsynta jordartsmetaller. Sedan födelsen 1983 är ndfeb känd som "King of Magnet" för sina utmärkta magnetiska egenskaper, som används allmänt inom modern industri och elektronisk teknik. Efter 30 års utveckling har Kina ndfeb magnetindustrin bildat ett komplett industrisystem.

I n 2000 överträffade Kina Japan för att bli världens största tillverkare av ndfeb-magneter. Från år 2000 till 2015 nådde den årliga sammanslagna tillväxttakten för ndfeb-produktion i Kina cirka 25%. Kinas ndfeb-produktion har under de senaste fyra åren stått för mer än 90% av världens totala produktion.

 

Kapitel 1 Ndfeb-branschöversikt

 

1.1 Branschöversikt

Ndfeb är en ny typ av permanentmagnetmaterial, som kan åstadkomma elektrisk signalomvandling, elektrisk energi / mekanisk energitransmission och andra viktiga funktioner. Den används ofta inom områdena energi, transport, maskiner, medicinsk utrustning, dator och hushållsapparater.

 

Diagram 1: Prestanda jämförelse av permanenta magnetiska material


Ferrit

Sm-Co

NdFeB

Br T

≥0.39

1,05

1,17

HCB
KAM-1

≥240

676

844

Hcj KAM-1

≥356

≥1194

≥1592

BH Max
KJM-3

≥3.4

26-30

31-33

a (Br)% ℃ -1

-0,18

-0,03

-0,126

μr

1,1

1,03

1,05

Curie punkt
℃ -1

460

850

340-400

 

Permanent magnetiskt material refererar till materialet med bred hysteresslinga, hög koercivitet och hög remanens, som kan bibehålla konstant magnetism en gång magnetiserad.


De vanliga permanentmagnetmaterialen inkluderar metallmagneter, ferritmagneter, permanentmagneter med sällsynta jordartsmetaller och andra. Sällsynta jord permanent magnet är det senaste och starkaste permanentmagnetmaterialet, hittills har tre generationer av produkter använts i stor utsträckning.

Den första generationen är en förening bestående av sällsynta jordartsmetaller och koboltatomer enligt 1: 5, hänvisad till som RCo5, representerad av SmCo5. Den andra generationen av magnetisk legering med sällsynta jordartsmetaller (R2Co17) består av sällsynta jordartsmetaller och koboltatomer i ett förhållande av 2:17. Den tredje generationen av magnetiska magnetiska material av sällsynt jordartsmetall - järn - bor, huvudsakligen innehållande intermetalliska föreningar av sällsynta jordartsmetaller och järngruppsdelar. Det är en typ av koboltfri högpresterande nyttjandemodell permanentmagnetmaterial, NdFeB-magnet som huvudrepresentant, har blivit en ny generation av permanent prestanda för permanentmagnet, nytt material.

År 2000 överskreds utgångsvärdet för sällsynta jordartsmetaller för första gången, och under 2010 översteg utgångsvärdet av ndfebmagneten också en fullständig ferritmagnet och blev en verklig "ledande roll" i permanentmagnetindustrin.

 

1.2 Industri klassificering

 

Enligt tillverkningsprocessen är ndfeb uppdelad i bundna, sintrade och hetpressade tre olika produkter.

 

en. Bonded NdFeB

Bonded ndfeb har oersättliga applikationer. Bonded ndfeb produktionsmetod är: Blanda ndfeb magnetiska pulver och makromolekylmaterial och olika tillsatser jämnt, sedan producera genom formpressning eller formsprutning. De magnetiska egenskaperna hos Bonded ndfeb är inte lika höga som sintrad ndfeb, men dess tillverkningsprocess är enkel, låg kostnad, liten storlek, hög precision, magnetisk fält enhetlig stabilitet. Bonded ndfeb är oersättlig inom informationsteknik, kontorsautomatisering, hemelektronik och andra områden.

 

Diagram 2: Andel bindade ndfeb-applikationer

image


b. Sintrad NdFeB

Sintrad ndfeb är det mest använda sällsynta jordartsmagnetmagnetmaterialet med högsta utbyte. Det är tillverkat av pulvermetallurgiteknik för att göra förbränt material till mikropulver, formgjutning i tomt och sintring. Dess produktionsprocess omfattar formgivning, slingband, väteexplosion, pulverframställning, finblandning, gjutning, sintring, slipning, ytbehandling, ytbehandling, förpackning och andra länkar. Sintrad ndfeb har hög magnetisk energi, hög Hcb och hög arbetstemperatur. På grund av sin stora tolerans och fria frihet, används den främst i stora och medelstora motorer, vindkraftverk och högfrekventa högtalare.

 

Diagram 3: Andel sintrade ndfeb-applikationer

image

c. Varmpressad NdFeB

 

Varmpressad ndfeb har utmärkt prestanda men begränsad tillämpning. Varmpressad ndfeb tillverkas av varm extrusionsprocess med höga magnetiska egenskaper. Jämfört med sintrad ndfeb har varmpressad ndfeb fördelar i kontrollnoggrannhet, utbyte, högtemperaturmotstånd, korrosionsbeständighet och kostnad. För närvarande ingår de största tillverkarna av hetpressad NdFeB GM, DAIDO och DELTA. I Kina har endast Galaxy magnetics kapacitet att göra det. Produktionen av varmpressad ndfeb är fortfarande liten, långt efter de bundna och sintrade ndfebmagneterna.

 

 

Diagram 4: Prestationsjämförelse av 3 olika NdFeB


Bonded NdFeB

Sintrad NdFeB

Varmpressad NdFeB

(BH) max
MGOe

6-12

35-52

28-43

Hcj
kOe

7-18

12-30

10-25

Br
kgs

6-8

11-15

12-14

Arbetstemperatur

150

250

200

Fördel

Enkel formning, hög precision, bearbetning och låg energiförbrukning, Inga tunga sällsynta jordartsmetaller

Mycket hög energi

Hög energi och låg bearbetningstab kan uppnås utan användning av medelstora och tunga sällsynta jordartsmetaller

Brist

Låg magnetisk egenskap, patentmonopol, låg driftstemperatur

Innehåller tung sällsynt jordart, bearbetningsförlusten är hög

högt pris

 

 

Kapitel 2 Branschkedjeanalys

 

Uppströms ndfebindustrin är främst sällsynt jordbrukssmältningsindustri, bland annat smältindustrin i sällsynta jordartsmetaller, smältindustrin för lätta jordartsmetaller, stålindustrin och energi- och kraftindustrin. Midstream är producenten av ndfeb. Nedströms ingår elektroniska produkter, luftkonditionering med variabel frekvens, energisparande hissar, vindkraftproduktion, traditionella bilar, nya energikategorier, intelligenta robotar och andra områden. Elektroniska produkter inkluderar VCM, mobiltelefoner, hårddiskar och så vidare.

 

2.1 Leveranssituationsanalys av ndfeb-industrin

Den tredje generationen av permanentmagnetiska sällsynta jordartsmetaller har utvecklats snabbt sedan det föddes. Speciellt efter att ha gått in i 21-talet har produktionen av permanentmagneter av sällsynta jordartsmetaller som representeras av ndfeb gått in i en period med snabb tillväxt. Under de senaste åren har sällsynta jordartsmagnetindustrin i andra länder försämrats, men på grund av den extraordinära utvecklingen av Kinas sällsynta jordartsmagnetindustri har de globala ndfeb-magneterna bibehållit snabbheten i snabb tillväxt.

Efter 30 års utveckling har Kina ndfeb magnetindustrin bildat ett komplett industrisystem. År 2000 överträffade Kina Japan för att bli världens största tillverkare av ndfeb-magneter. Från år 2000 till 2015 nådde den årliga sammanslagna tillväxttakten för ndfeb-produktion i Kina cirka 25%. Kina har producerat mer än 90% av världens ndfeb-produktion de senaste fyra åren.

 

Diagram 5: Kinas NdFeB-produktion från 2012 till 2015

imageimage



Enligt statistikdata överstiger Kinas råa ndfeb-produktionskapacitet 600 000 ton per år. Under 2014 och 2015 producerade Kina endast 112 000 och 127 000 ton ndfeb. Low-end ndfeb industrin utnyttjandegrad är mindre än 30%. Eftersom ndfeb industrin hinder är låga, produktdifferentiering är liten, vilket resulterar i dåliga förhandlingsstyrka tillverkare, den totala lönsamheten i branschen är låg. Många små och medelstora tillverkare kämpade mycket för att sälja sina low-end ndfeb magneter.

År 2015 uppgick den globala produktionen av högpresterande ndfeb till 43 000 ton, varav Kinas produktion av högpresterande ndfeb stod för 58,7%, betydligt lägre än andelen av alla ndfeb-material (88%). Sedan 2010 har Kinas högpresterande ndfeb-materialandel ökat.

 

Diagram 6: Kinas högpresterande NdFeB Out satt från 2012 till 2015

image


2.2 Analys av nedströmsapplikation av NdFeB-magneter

 

2.3.1 VCM

 

Vad är VCM

VCM - Röstspolarmotor, VCM är en speciell typ av direktdrivmotor, som direkt kan omvandla elektrisk energi till mekanisk linjär rörelse. Principen är att sätta en cylindrisk lindning i det enhetliga luftgapets magnetfält, lindningen genererar elektromagnetisk kraft för att driva lasten för att göra linjär fram och återgående rörelse, ändra styrkan och polariteten hos strömmen, kan ändra magneten och riktningen för den elektromagnetiska kraften .

image

VCM har fördelarna med högt svar, hög hastighet, hög acceleration, enkel struktur, liten storlek, bra kraftegenskaper och bekväm kontroll etc. VCM är en viktig kärnkomponent i hårddisken, eftersom den för det mesta ger rörelse som skivhuvud i hårddisken.

Det förväntas att de mekaniska skivtransporterna i de närmaste åren visar en trend med kontinuerlig nedgång. Vi förutser HDD-leveranser och efterfrågan på högpresterande ndfeb.

De viktigaste antagandena är:

1. Antag att hårddisken sändningar 2016-2018 är -2% CAGR;

2. Anta varje hårddisk ANVÄNDER 10 gram högpresterande ndfeb. I 2016/17/18 var efterfrågan på motormotor på 1,654 / 1,621 / 1,589 ton, med en årlig sammansatt tillväxttakt på -2%.

 

Diagram 6: Global HDD-produktion och efterfrågan på högpresterande ndfeb

image

 

VCM är ett avancerat ndfeb-applikationsfält, det tekniska tröskelvärdet är monopol av utvecklade länder under lång tid. Japans största användare av VCM, som står för cirka 50% av den totala VCM-produktionen.

 

2.3.2 Mekanisk hårddisk VS solid state disk

Marknaden för mekanisk hårddisk pressas. År 2015 sändes 469 miljoner mekaniska hårddiskar över hela världen, en minskning med 17% från år till år. Överföringar av mekanisk hårddisk har minskat stadigt under de senaste åren, främst på grund av att solid state- disk har ägt in i marknadsandelen på den mekaniska hårddisken de senaste åren.

Fördelarna med SSD är snabb åtkomsthastighet, stötsäker, inget ljud och så vidare, och kapaciteten ökar, kostnaden minskar vilket medför ett allvarligt hot mot den mekaniska hårddiskmarknaden. Marknaden för högpresterande ndfebmagnet minskar eftersom det inte finns några rörliga delar inuti SSD, inga mekaniska motorer eller fläktar, och därför ingen NdFeB magneter.

Men på grund av sina säkerhets- och lågkostnadsfördelar kommer mekaniska hårddiskar att vara svåra att helt ersättas av solid state-enheter under lång tid i framtiden. För närvarande är SSD: s prestanda inte helt bortom det för mekanisk hårddisk, och det finns fortfarande några nackdelar som liten lagringskapacitet, hög kostnad och dålig datasäkerhet. Och i vissa specifika områden, som stora datorer, videoövervakning, militär industri, stor kapacitet lagring eller datasäkerhet, har mekanisk hårddisk fortfarande en absolut fördel.

Förväntad under de närmaste åren visar mekanisk diskutgång totalt sett en trend med kontinuerlig nedgång.

 

2.3.3 Smart Phone

Högpresterande ndfeb är ett oumbärligt high-end tillbehör i smarta telefoner. Den elektroakustiska delen av en smart telefon (mikromikrofon, mikrohögtalare / mottagare, Bluetooth-headset, hi-fi stereohögtalare), vibrationsmotor, kamerafokus och även framtida sensortillämpningar, trådlös laddning och andra funktioner kräver att ndfeb magnetisk egenskaper. Våg av smarta telefoner som byter ut funktioner kommer till ett slut. Driven av den snabba populariseringen av smarta telefoner har den kontinuerliga utbytesvatten bibehållit en hög tillväxt av global mobilproduktion de senaste åren. Under 2013 överträffade smartphone-överföringarna de av funktionstelefonerna för första gången.

Enligt IDC sändes 334,9 miljoner smartphones över hela världen under första kvartalet 2016, nästan platt från 334,3 miljoner under första kvartalet 2015. Men i framtiden kommer uppgraderingshastigheten för mobiltelefoner att accelereras, så den övergripande mobiltelefonen Försäljningen förväntas förbli stabil.

Globala smarta sändningar förväntas vara stabila de närmaste åren.

Den elektroniska produkten är den traditionella applikationsdomänen med hög prestanda ndfeb magneter. Under de senaste åren på grund av den mekaniska hårddiskmarknaden hotas och vågen av intelligenta mobiltelefoner gradvis över, vilket leder till att efterfrågan på högpresterande ndfeb-efterfrågan gradvis krymper.

2.3.4 Luftkonditionering med frekvensomvandling

Efter flera års snabb tillväxt kommer den globala luftkonditioneringsmarknaden att gå in i en period med fortsatt tillväxt i framtiden. JARN uppskattar att den globala luftkonditioneringsmarknaden sjönk med 3,6 procent år 2015 jämfört med föregående år. Det var den andra nedgången sedan 2012. Vi förutser att den globala skalan för kall luftkonditionering kommer att bli rekordhög i 2018. År 2015 uppgick den globala produktionen av luftkonditioneringsapparater med variabel frekvens till 43,43 miljoner och försäljningen uppgick till 42,57 miljoner med en årlig tillväxt på 34,2%.

Det finns ett stort utrymme som Ndfeb-magneten ersätter av ferritmagneten. Permanentmagnetmaterial används huvudsakligen i variabel frekvens kompressor av DC-variabel frekvens luftkonditionering. Variabel frekvens luftkonditionering kompressor används Ferrit magnet och ndfeb magnet. Ferrit har fördelen av pris och kostnad, men det har uppenbar nackdel jämfört med ndfeb i prestanda. Först, ferrit fattiga magnetiska egenskaper; För det andra leder den stora mängden ferrit som används på en enda luftkonditionering till den enorma volymen. Dessutom har priset på sällsynta jordartsmetaller varit deprimerat de senaste åren, vilket leder till den otaliga kostnadsfördelen med ferrit och driver många luftkonditioneringsproducenter för att starta om användningen av ndfeb. På grund av ndfeb i frekvensomvandlingen är luftkonditioneringens permeabilitet låg, den framtida permeabilitetsökningen är enorm.

 

2.3.5 Energibesparande hiss

Hiss energisparande teknik är en grön hiss teknik. Hissens energibesparande teknik återspeglas huvudsakligen i två aspekter: en är hissdraftsystemet med hjälp av frekvensomvandlingsteknik, den andra är drivsystemet för permanentmagnet synkron växellåda dragteknik. Jämfört med vanliga asynkronmotorer kan hissfrekvensomvandlingstekniken spara 25% elektrisk energi och permanentmagnetisk synkronsträckningsmaskin kan spara cirka 30% elenergi jämfört med traditionell asynkron dragmaskin. Den permanenta magnetens synkrontraktor kräver högpresterande ndfeb.

Kinas årliga hissproduktion har ökat med cirka 15% sedan 2012. Kinas hissproduktion ökade från 10 300 i 1990 till 700 000 2014, med en årlig sammansatt tillväxttakt på 18,7%. På lång sikt har hissindustrin bibehållit en stark tillväxtkraft. Kina står för cirka 60% av världens hissproduktion.

 

2.3.6 Vindkraft

Vindkraftproduktion är en slags kraftproduktionsmetod som omvandlar vindkraft till elektrisk energi med vindkraftverk. Som en ren och förnybar energi med låg koldioxid har vindkraften utvecklats positivt i mer än 100 länder i världen. Det förväntas att vindkraft fortsätter att utvecklas snabbt de närmaste 10 åren. I slutet av 2015 nådde världens installerade vindkraftkapacitet 432 419 megawatt, en ökning med 16,7 procent jämfört med föregående år. År 2015 var världens installerade vindkraftkapacitet cirka 63.467 mw, en ökning med cirka 22,6% från år till år.

GWEC prognostiserar att tillväxten av kumulativ vindkraftkapacitet kommer att ligga kvar på 11-15% under de närmaste fem åren. Vid 2020 kommer den globala installerade vindkraftkapaciteten att nå cirka 700 gigawattar. Kina kommer att fortsätta vara drivkraften för global vindkraft. År 2015 nådde Kinas nyinstallerade vindkraftkapacitet 30753 MW, en ökning med 32,6% från år till år. Totalt installerades 92 981 vindkraftaggregat, med en total installerad kapacitet på 145 362 MW, en ökning med 26,8% jämfört med föregående år.

Direktdrivna permanentmagnetmotor är den framtida utvecklingsriktningen för vindkraftteknik.

På vindkraftområdet används högpresterande ndfeb främst i vindkraftverk. Vid nuvarande skede har den vanligtvis använda vindturbinen huvudsakligen den asynkrona generatorn och den synkrona generatorn två typer av tekniska vägar. Den asynkrona generatorn är uppdelad i ekorrebur och dubbelmatad, synkrongenerator är uppdelad i exciterings-direktdrift och permanentmagnet-direktdrivning två former. För närvarande är dubbelmatad generator den vanligaste vindkraftmotorn, som står för cirka 80% av marknaden. Dubbelmatad vindkraftverk kännetecknas av användningen av flerstegs växellåda, borstad dubbelt matad asynkron generator, dess generatorhastighet är hög, litet vridmoment, lättvikt, liten volym, omformarkapaciteten är liten, men växellådans drift och underhåll kostnaderna är höga och det finns mekaniska driftsförluster. Permanent magnetdrivenhet är en vindkraftteknologi som utvecklats under senare år. Den permanenta magnetdrivrutinen har ingen växellåda, vilket undviker några mekaniska felpunkter och kan lösa magnetiska stabilitetsproblemet hos permanentmagnet under förutsättning av långvarig slagvibration och ett stort antal temperaturförändringar. Direktdriven permanentmagnetfläkt är den framtida utvecklingsriktningen för vindkraftteknik och dess marknadspenetration fortsätter att förbättras.

Andelen globala vindfältets permanenta magnetiska direktdrivna ökar stadigt. Under de senaste åren fortsätter andelen permanentmagnetriktning i den nya vindkraftanläggningen i världen att stiga, vilket främst beror på den uppenbara ökningen av andelen permanentmagnetstyrd enhet i den nya vindkraftanläggningen i Kina. Tre typer av vindkraftresurser med låg vindhastighet står för cirka 50% av de totala vindkraftsresurserna i Kina, medan den permanenta magnetdriven direktdriven fläkt är mer lämplig för användning vid låga vindhastighetsområden. Andelen permanentmagnetfläktar med direktdragare i Kinas nya installerade kapacitet ökade snabbt och uppnådde cirka 40% 2015. I framtiden, som drivs av den snabba utvecklingen av vindkraft i Kina, är andelen permanentmagnet-direktdragare i den globala vinden fältet ökar stadigt.

 

2.3.7 Bilindustrin

Tillämpningen av högpresterande ndfeb i traditionell bil fokuserar huvudsakligen på EPS och mikromotor.

Sedan början av 2000-talet har stora förändringar skett inom bilindustrin. Producenter av bilar börjar förena komfort och säkerhet i produktdesign. Det är en viktig utvecklingsriktning för att öka bilens komfort och säkerhet med hjälp av elektronik.

Den globala bilindustrin sålde 90,68 miljoner fordon 2015, en ökning med 3,63 procent jämfört med föregående år. Även om bilförsäljningen fortsatte att stiga efter finanskrisen har tillväxten saktat sedan 2012.

 

EPS

 

Som en viktig del av fordonet är styrsystemet ett av de viktigaste systemen som påverkar fordonets stabilitet, komfort och säkerhet. Vid utformningen av styrsystemet antar de flesta av de kommersiella bilarna och 50% av personbilar styrsystem för att underlätta motsättningen mellan styrljus och styrkänslighet. Sedan 1950-talet har servostyrsystemet gått igenom tre utvecklingssteg: konventionellt hydrauliskt styrsystem (HPS), elhydrauliskt styrsystem (EHPS) och elstyrsystem (EPS) och har fortsatt att utvecklas mot utveckling av elektronisk och intelligent utveckling. På grund av sin avancerade teknik och överlägsen prestanda kommer EPS att ersätta annan styrdriftsteknik och bli den vanligaste kraftstyrtekniken i framtiden.

EPS kräver högpresterande permanentmagnetmotor. Därför är de permanenta magnetiska materialen i EPS huvudsakligen högpresterande ndfebmagneter, huvudsakligen sintrade ndfeb. I EPS-systemet förväntas den hetpressade ndfeben ersätta den sintrade ndfeben. Detta beror på den höga energin hos varmpressad ndfeb, den hetpressade NdFeB kan endast göras till en ring och hög avkastning. För närvarande är kostnaden för varmpressad ndfeb 20% högre än den för sintrad ndfeb. I framtiden kommer tekniken med ytterligare löptid att minska, och det förväntas ha en bra kostnadseffektivitet.

Sedan 2010 har EPS-penetrationsgraden gradvis ökat

 

Penninghastigheten för EPS-enheter i eu ökade från 70% 2010 till 81% 2015, enligt Strategic Analytics. Kina började sen och ökade från mindre än 10 procent 2010 till cirka 38 procent idag. Med den kontinuerliga snabba tillväxten på bilmarknaden, liksom den ständiga förbättringen av EPS-penetrationsgraden, finns det ett stort utrymme på permanentmagnetmarknaden för EPS. Från och med 2015 kommer Kina att överträffa Europa, Amerika och Japan för att bli den största EPS-marknaden i världen.

 

Micromotor - ndfeb magneter ersätter ferritmagneter

 

Mikromotorer används ofta i bilar. I bilen förutom startmotorn för att starta motorn är resten av motorn som fördelas i olika delar av bilen mikromotorer. Tidigare användes bilmikromotor endast som strömkälla för torkare, vindrutespolare, elpump, automatisk antenn och andra delar. Mikromotor har blivit en oumbärlig del av moderna bilar. Soltakmotor, justera sätet, säkerhetsbälte, elmotor, startmotor av antenn, baffelrengöringsmaskin, kylfläktmotor, kupoljus, luftkonditioneringsmotor, styrlänk med dimljus, elvattenpumpe, elektrisk pump, elektronisk luftkonditionering , högtalare, sensorer (position, hastighet, tryck, etc.) och andra bildelar, alla behöver mikromotor. Enligt uppskattningen av bilindustrin bör varje lyxbil vara utrustad med cirka 100 mikromotorer. En grdde bil ska vara utrustad med minst 60 mikromotorer och ekonomibilar ska vara utrustade med minst 20 mikromotorer.

För närvarande är ferritmagnet det huvudsakliga magnetiska materialet inom automobilmotor. Bondad ndfeb-mikromotor är 8-50% effektivare än ferritmikromotor, med strömförbrukning reducerad med mer än 10% och vikt minskad med mer än 50%. "Effektiv miniatyrisering och lätta" har blivit ett oundvikligt alternativ för bilföretag att klara av trenden med energibesparing och utsläppsminskning. Därför finns det ett stort utrymme för utbyte av ndfebmagnet med ferritmagnet på mikromotorns område i framtiden.

image