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,行业内通常可以根据以下不同的分类标准对紧固件进行分类:
紧固件是应用最广泛的机械基础件,广泛应用于汽车、能源、电子、电器、机械等行业,在各种机械设备、车辆、船舶、铁路、桥梁、建筑、仪器仪表等处都可以看到各式各样的紧固件。其中,汽车是紧固件最大应用领域,应用占比为23.2%,其次是维修工业和建筑工业,应用占比20%,第三市场是电子工业,应用占比16.6%。
随着我国冶金、机械、电子、汽车与建筑工业的飞速发展,以及我国工业的不断进步,带动了紧固件的需求及生产,据统计,截至2019年我国紧固件产量达到850万吨,同比增长11.8%。
金属紧固件是紧固件的主要生产类型,据统计,2019年我国金属紧固件产量为743.2万吨,同比下降2%,占比紧固件总产量比重为87.4%,截至2020年上半年我国金属紧固件产量为466.5万吨。
销售收入方面,据统计,截至2019年我国紧固件行业销售收入为1380亿元,同比增长0.7%。
进出口方面,我国是紧固件出口大国,但我国出口的紧固件大多为低端产品,据统计,截至2019年我国紧固件出口量为317万吨,同比下降3.6%。高端紧固件(主要是高速机车、航空、航天、飞机制造关键紧固件)仍需大量进口,2019年我国紧固件进口量为26.74万吨,同比下降15.8%。
进出口金额方面,据统计,截至2019年我国紧固件出口金额为65.37亿美元,同比下降0.8%,进口金额为28.39亿美元,同比下降11.8%。进口紧固件平均价格高达10616.69美元/吨,而出口紧固件平均价格仅为2062.17美元/吨,不足进口平均价格的五分之一。
相关报告:华经产业研究院发布的《2020-2025年中国紧固件行业竞争格局分析及投资战略咨询报告》
我国生产汽车紧固件的规模企业有100多家,企业类型大致可分为两种,一是大型且具有相当规模的紧固件企业,设专责部门负责汽车紧固件生产制造;二是以汽车非标准紧固件产品为主的专业汽车紧固件企业。
汽车紧固件数量多、种类多,包括螺栓、螺柱、螺钉、垫圈、挡圈、销、铆钉、焊钉及组合件和连接副等。汽车紧固件的需求约占整个紧固件行业总销量的23%左右,行业占比最高。截至2019年我国汽车产量为2572万辆,销量为2577万辆。
近年来,随着我国汽车工业的快速发展,我国汽车零部件行业总体规模迅速扩大,据统计,2011-2019年,我国规模以上汽车零部件企业主营业务收入由1.98万亿元增加至3.62万亿元,年均复合增长率达到7.83%。
当前,节能减排是未来汽车技术发展的主攻方向,减轻汽车重量、降低能源消耗正成为汽车工业日益紧迫的任务之一。汽车轻量化的途径包括提高材料强度、新结构设计以及采取轻质金属等措施,汽车紧固件的发展必然也要随之向着轻量化、高强度化方向发展。
汽车设计制造中越来越多的使用镁铝合金等轻量化材料,钢和镁铝合金之间由于存在严重的电位差会导致严重的电解腐蚀,钢和镁铝合金之间的热膨胀系数差异较大也会导致严重的预紧力变化,造成连接处明显松弛,而采用高抗拉强度的铝合金材料紧固件则能克服这些问题。
国内目前通常采用40Cr和42CrMo钢材生产汽车高强度螺栓,其最高强度级别为1200Mpa级(12.9级)。在汽车轻量化趋势下,动力总成系统一方面面临着功率密度不断提升的要求,另一方面又面临越来越严格的排放要求。高功率密度必然带来压力提高、温度上升、负荷增加,而严格的排放标准又要求减轻重量和减少内部摩擦。因此,对于高强度螺栓以及高温环境下的耐热螺栓研发应运而生。高强度的紧固件能够提供更高的夹紧力,减小紧固件尺寸,降低自身重量,从而满足轻量化需求,同时,高强度紧固件还有利于其他结构的紧凑化,从而改善散热和内部摩擦;耐热螺栓用于解决高温环境下连接失效问题,发动机排气环境温度上升会导致产品的机械性能发生变化,如抗拉强度、硬度的降低产生蠕变或金相组织产生变化导致连接失效。
