журналы подразделения новости подписка контакты home

архив
2001 год
2002 год
2003 год
2004 год
рубрики
ТЕМА НОМЕРА

КОМПАНИИ И РЫНКИ

КРИЗИС ПЕРЕПРОИЗВОДСТВА

ТЕХНОЛОГИИ

РЫНОК ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ

РЫНОК ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

ЦЕНОВАЯ ИНФОРМАЦИЯ

гостям
Агентство "Стандарт" предлагает вам подписаться на экномические журналы – лидеры в своей области.
























"Металлы мира" – №1, 2002
Приложения к статье
Таблица 1

ТЕХНОЛОГИИ

Миллион тонн порошка

Мировое производство порошковых металлов растет высокими темпами и находит новые сферы применения своей продукции

Порошковая металлургия – одна из немногих отраслей, деятельность которых практически не затронута спадом мировой экономики. Этот рынок сохраняет стабильность несмотря на сокращение объемов производства в автомобильной промышленности, которая потребляет около 80% от объема мирового выпуска порошковых металлов. Значительные инвестиции производителей сектора в современное оборудование приносят свои плоды: повышается качество продукции и снижается ее себестоимость, а интенсивные научно-технологические исследования приводят к созданию новых типов материалов, на которые заведомо обеспечен спрос в различных сферах.

Порошковые детали

В течение многих лет рынок порошковых металлов (ПМ) стабильно шел на подъем. По оценкам специалистов GKN Sinter Metals (США), объемы их производства расширяются, в среднем, на 8% в год. Однако в настоящее время в связи с проблемами автомобильной промышленности развитых стран этот процесс несколько затормозился. В начале 2001 года три крупнейших производителя Северной Америки – General Motors, Ford Motor и DaimlerChrysler – объявили о сокращении производства. По оценкам Automotive Report, в 2001 году в США было выпущено на 12,5% меньше автомобилей, чем в предыдущем. Тем не менее, рыночная доля автомобильных деталей из ПМ быстро расширяется, что позволяет отрасли сохранять объемы производства на стабильном уровне.

За последние 16 лет использование ПМ в автомобилях практически удвоилось, и, по мнению аналитиков AMR Research, эта тенденция будет иметь дальнейшее развитие. По данным Metal Pouder Industries Federation (MPIF), в 1985 году обычный семейный автомобиль в США содержал 19 фунтов (8,6 кг) таких деталей, а в настоящее время – 37,5 фунтов (17 кг). По мере разработки новых технологий, позволяющих делать из ПМ детали все более сложной конфигурации, производители автомобилей получают возможность выпускать модели с повышенной топливной эффективностью. Это сохраняет отрасли миллиарды, необходимые для конструирования и внедрения в производство новых, более экономичных двигателей, соответствующих ужесточающимся стандартам.

В двигателях и коробках передач американских автомобилей используется более 70 видов деталей из ПМ, в том числе – звездочки распределительного вала, соединительные тяги, шатуны, крышки коренных подшипников, втулки водяного насоса, нажимной диск муфты сцепления, муфта планетарной передачи. Кроме того, детали из этих материалов применяют в системах инжекции топлива и отвода выхлопных газов, а также в тормозах, рулевом управлении и стеклоочистителях. Также расширяется использование деталей из ПМ в подшипниках, дверных петлях, замках, шестернях, рычагах управления, оправах зеркал заднего вида.

Все модели двигателей, которые производятся на новой линии General Motors, оснащены изготовленными из ПМ соединительными тягами, крышками коренных подшипников и многими мелкими деталями. В свою очередь, Ford оснащает новую модель Thunderbird 2002 двигателями V8 с использованием ПМ в соединительных тягах и пятискоростной автоматической коробке передач (кулачки распределительного вала, втулки, шестерни, планетарная передача и звездочка). DaimlerChrysler использует детали из ПМ в приемистом заднеприводном грузовике Dodge Ram и спортивной модели Jeep Liberty. На этих автомобилях установлены новые двигатели V6 (3,7 л) и V8 (4,7 л), в которых соединительные тяги, кулачки распределительного вала, ротор масляного насоса, звездочка и синхронизаторы изготовлены из ПМ.

В Европе и Японии пока используют не более 7 кг ПМ на автомобиль. В частности, DaimlerChrysler не использует агломерированные ПМ для производства деталей, функционирующих при высоком динамическом напряжении. По мнению технологов компании, остаточная пористость таких материалов обусловливает недостаточную усталостную прочность и износостойкость. Более того, слабые эксплуатационные характеристики агломерированных деталей усугубляются их хрупкостью, а гомогенизация материала представляет серьезную проблему. Кроме того, создание более мощных двигателей сопряжено с повышением их рабочих температур, и европейские технологи не планируют в будущем использовать ПМ в деталях типа кулачков.

Правда, проблема прочности деталей из ПМ уже практически решена. Разработаны новые технологии, которые позволяют производить РМ с более подходящими характеристиками. Однако механическая обработка этих материалов – весьма трудоемкий и дорогостоящий процесс. С другой стороны, технологии производства изделий заданного профиля из агломерированных материалов обеспечивают существенные экономические преимущества, так что их применение будет расширяться. По этим причинам ожидается, что использование агломерированных деталей в Европе будет сохраняться на стабильном уровне.

Тем не менее, ежегодная премия European Powder Metal Assn (Epma) в 2000 году была присуждена GKN Sinter Metal (Германия) – за закаленное водило планетарной передачи из агломерированных материалов, которое используется в новой пятискоростной автоматической коробке передач, разработанной Ford Motor Co. Эта планетарная передача была запущена в серийное производство в июне 2000 года, в 2001-м ее выпуск составлял 2 тыс. шт. в день, а в 2002 году планируется достигнуть выпуска до 3 тыс. шт. в день.

По статистике MPIF, Japan Powder Metallurgy Assn (JPMA) и European Powder Metallurgy Assn (EPMA), в 2000 году объем продаж порошковых железа и стали (включая нержавеющую сталь) у североамериканских производителей составил 445,3 тыс. коротких т (годовой прирост 2 тыс. т), у японских – 211,3 тыс. коротких т (годовой прирост 23,5 тыс. т), а у европейских – 163,6 тыс. коротких т (годовой прирост 16,8 тыс. т). Продажи порошков меди и медных сплавов в Северной Америке практически не изменились по сравнению с 1999 годом, и в 2000-м были равны 25,28 тыс. коротких т (прирост 39 т); в Японии прирост был существеннее – 2,4 тыс. коротких т, этот рынок поглотил в 2000 году около 19,6 тыс. коротких т, а в Европе объем продаж за этот же период увеличился от 7,3 тыс. до 7,9 тыс. коротких т.

По трем континентам

На протяжении последнего десятилетия отмечалась быстрая консолидация отрасли. Процессы вертикального и горизонтального интегрирования были настолько интенсивными, что промышленные обозреватели определяют тенденции этого периода как "манию слияний". С 1990 года в мировом секторе ПМ состоялось 90 приобретений, из которых 51 было осуществлено после 1997 года. Наибольшая активность имела место в 1998 году, когда было заключено 15 таких сделок, в 1999-м было сделано еще 14 приобретений, а в 2000 году очередные 12 компаний изменили своих владельцев. Волна приобретений связана, главным образом, с необходимостью использовать экономию на масштабах и стремлением производителей обеспечить свое присутствие на международных рынках.

Эти процессы обусловили создание существенно неоднородной структуры сектора: двадцать крупнейших компаний контролируют 52,6% мирового рынка деталей из ПМ, а остальные 47,4% делят между собой более двухсот небольших предприятий, причем, ни у одного из них рыночная доля не превышает 1%. При этом, группа GKN обеспечивает своими поставками 17% мирового спроса, а доля ее ближайшего конкурента Federal-Mogul составляет 4,6%. Крупнейшие производители ПМ расположены в Северной Америке, Японии и Европе. Совместно они обеспечивают более 90% мировых поставок, причем, 45% приходятся на долю США, а еще 48% производят суммарно Япония и Европа.

Крупнейший в мире изгтовитель деталей из ПМ – GKN Sinter Metals, американская дочерняя компания группы GKN. Большая часть ее продукции (75%) предназначена для автомобильной промышленности. В 1999 году GKN, имея целью обеспечить собственный стабильный источник порошкового железа для Sinter Metals, приобрела 80% акций американской Hoeganaes Corp – крупнейшего в Северной Америке производителя ПМ. После этого приобретения GKN стала ведущим поставщиком ПМ на американском рынке, на долю которого в 2000 году пришлось 45% от суммарного объема продаж порошков и деталей, выпущенных всеми заводами группы. При этом, GKN обеспечивает порошковым железом также и основных конкурентов Sinter Metals на американском рынке. Еще по 24% своей продукции GKN поставляет в Европу и Японию.

В настоящее время GKN интенсивно расширяет свою деятельность. В марте 2001 года Hoeganaes основала новую компанию – Ancorsteel Powders, у которой в Дюссельдорфе (Германия) имеются мощности для выпуска около 45 тыс. т смесей и переработанных материалов в год. В результате деятельность Hoeganaes достигла международных масштабов; этот первый шаг компании за пределы США приблизит ее продукцию к европейским заказчикам и создаст первые в регионе мощности для переработки первичных деталей в ПМ. Параллельно с этим расширением компания выкупила за $65 млн. остальные 20% своих акций, которые принадлежали ее совладельцу и одновременно крупнейшему конкуренту – шведской Hoganas.

Месяцем позднее Hoeganaes учредила новую дочернюю компанию Ancor Specialities, специализирующуюся на производстве ПМ, в том числе из нержавеющей стали; завод будет выпускать упрочненные и высокодисперсные ПМ, а также реализовывать новые технологические разработки. Это расширение оказалось возможным в результате партнерства Hoaganaes с Electralloy (США), которое группа заключила в начале 2001 года, чтобы получить возможность выпускать более высококачественные порошки из нержавеющей стали. Принадлежащий Electralloy завод Oil City в Пенсильвании предоставит объединению рафинированный и расплавленный в электродуговой печи жидкий металл для распыления, а Hoeganaes, в свою очередь, обеспечит последующую обработку, включая измельчение и фильтрацию.

В июне 2000 года Hoeganaes внедрила на заводе Cinnaminson в Нью-Джерси новый процесс водного распыления для производства ультрадисперсных металлических порошков. Новое оборудование позволяет перерабатывать нержавеющую сталь и производить упрочненные ПМ. Это обеспечит компании доступ на новые рынки в автомобильной промышленности. Кроме того, в начале 2001 года Hoeganaes установила еще две печи для отжига на заводе Gallatin в Теннесси, в результате чего ее суммарные мощности для производства порошкового железа увеличились до 350 тыс. т в год, что составляет около 80% потребления на рынках Северной Америки.

Второй по величине производитель этого региона компания QMP имеет два завода в Канаде и предприятие Monchengladbach (40 тыс. т стального порошка в год) в Германии, которое было приобретено у Mannesman в 1998 году. В 2001 году компания успешно завершила многоступенчатую программу расширения производства на своем канадском заводе, и теперь ее суммарные мощности для выпуска порошковой стали составляют 200 тыс. т в год.

Компания Kobelco Metal Powder, филиал японской Kobe Steel, производит порошковую сталь. В 2000 году ею был реализован проект расширения, и ее мощности увеличились на 20% (до 60 тыс. коротких т в год). Крупнейший заказчик у нее – Metaldyne Corp, производитель соединительных тяг.

Американский производитель длинномерной продукции из специальных сортов стали компания Carpenter Technology тоже расширяет выпуск порошковых металлов. В 2000 году эта компания приобрела шведскую Anval Group, входящую в первую тройку ведущих европейских производителей порошка быстрорежущей инструментальной стали, и административно объединила ее со своим заводом Dynamet Powder Products в Бриджвилле (США). В марте 2001 года на базе этого объединения учреждена новая компания – Carpenter Powder Products, которая выпускает порошки никеля (распыление в газовой фазе), кобальта и сплавов на основе железа. Теперь суммарные мощности Carpenter равны 20 тыс. т ПМ в год, и компания намерена в течение ближайших пяти лет удвоить объемы своих продаж изделий из ПМ.

У шведской группы Hoganas имеются мощности для ежегодного производства более 310 тыс. т деталей из ПМ, 65% которых поступает к заказчикам из автомобильной промышленности. Кроме того, Hoganas выпускает порошковые металлы, поставляемые на рынки европейских стран (42%), в Азию (38%), а также в Южную и Северную Америки (суммарно – 20%). При этом, группа тоже интенсивно расширяет свою деятельность.

В 2000 году Hoganas приобрела в США компанию Pyron Corp, изготовляющую порошковое железо для фрикционных деталей, и завод First Miss Steel, который планирует переориентировать на производство ПМ. Исходные мощности нового предприятия North American Hoganas, Stony Creek Plant составят 100тыс. т ПМ в год. Кроме того, Hoganas выделила около $36 млн. для дальнейшего расширения своей деятельности в Северной Америке. Предполагается, что эти инвестиции обеспечат группе возможность успешно конкурировать с крупнейшими региональными производителями порошкового железа. В 2001 году Hoganas расширила объемы своих продаж порошковых стали и железа на 23%, частично благодаря приобретениям этих американских предприятий. В настоящее время суммарные мощности заводов Hoganas составляют около 180 тыс. т ПМ в год.

В Японии до 30% внутреннего рынка контролирует крупнейший в стране производитель порошковой стали – компания Kobe Steel, сосредоточившая производство ПМ на своем заводе Takasago Works, выпускающем ежемесячно 6 тыс. т этой продукции. В 2000 году компания довела объем поставок ПМ до 59,8 тыс. т (годовой прирост 12,6%), а в первом полугодии 2001 года несмотря на неблагоприятные рыночные условия продажи Kobe Steel были доведены до 29,6 тыс. т. По оценкам Kobe Steel, у нее достаточно мощностей для удовлетворения современного спроса на порошковую сталь. Соответственно, никаких слияний и приобретений компания пока не планирует. В настоящее время Kobe Steel делает ставку на порошки из предварительно легированной стали; добавки никеля и молибдена обеспечивают увеличение прочности материала, и Kobe контролирует около 30% этого рынка.

Компания Kawatetsu Mining Co (KMC) выпускает ультрадисперсный никелевый порошок. В течение 2000 года она дважды увеличивала объемы производства этого материала: в апреле – от 17 до 25 т в месяц, а в сентябре – до 32 т в месяц. Этот порошок применяют для производства внутренних электродов многослойных керамических конденсаторов, которые широко используются в сфере телекоммуникаций, а Kawatetsu – крупнейший в мире производитель этого материала.

По мнению промышленных обозревателей, тенденция к консолидации отрасли получит дальнейшее развитие. При этом, следует ожидать, что подъем рынка после восстановления мировой экономики будет происходить параллельно с перераспределением поставок ПМ по различным сферам потребления. Расширение объемов производства позволит в полной мере обеспечивать возрастающий спрос.

Дорогой прогресса

По прогнозу аналитиков MPIF, на ближайшие десять лет у отрасли хорошие перспективы. Значительные инвестиции производителей ПМ в оснащение заводов современным оборудованием начинают приносить плоды в виде повышения качества продукции и снижения ее себестоимости, а интенсивные научно-технологические исследования приводят к созданию новых типов материалов, которым будет обеспечено потребление в различных сферах.

В частности, Mitsubishi Materials Corp разработала новую технологию формовки и синтеза интерметаллидов из различных порошковых металлов и планирует ее внедрение в промышленных масштабах. Кроме того, появилась тенденция перехода от ПМ, которые производят методом двумерного прессования, к композициям МДМ (металл-диэлектрик-металл), позволяющим осуществлять литье под давлением деталей с пространственной конфигурацией. Эта технология обеспечивает возможности изготовления деталей более сложной геометрии, которым свойственна высокая конструкционная прочность. Именно использование технологии МДМ позволило Advanced Materials Technologies (AMT) организовать в Сингапуре производство биметаллических элементов для дуальных инжекторов для автомобильной промышленности. В настоящее время AMT имеет мощности для ежегодного производства 84 т деталей МДМ, причем, только 5% продукции предназначаются для автомобилестроения.

Другая перспективная технология разработана для производства магнитомягких композитов (ММК), в которых индивидуальные частицы металлического порошка имеют изолирующее покрытие. Детали из ММК могут усиливать трехмерный магнитный поток, что обеспечивает этому материалу значительные преимущества в сфере производства электродвигателей. Использование ММК дает возможность существенно повысить соотношение мощности и веса, а, значит, увеличить эффективность и уменьшить габариты двигателя. В перспективе ММК могут обеспечить порошковой металлургии очередной крупный прорыв на новые рынки. Создание этих материалов может превратить в реальность мечты экологов о замене двигателей внутреннего сгорания электродвигателями.

По оценкам аналитиков Metal Powder Industries Federation (MPIF), мировой объем производства ПМ превышает 1 млн. т в год, из которых 80-90% представлены железом. По оценкам аналитиков AMR Research (США), алюминий и пластмассы постепенно вытесняют сталь с рынка в автомобильном секторе. Однако порошковая металлургия позволяет несколько сократить неизбежные потери, поскольку детали из порошковой стали значительно легче, чем изготовленные из монолитного металла. Кроме того, сектор производства деталей из ПМ принял на вооружение современные методы литья под давлением, благодаря чему удалось объединить характерную для пластмасс технологичность и простоту формовки с преимуществами ПМ как материала.

При этом, быстро повышается уровень использования порошковой нержавеющей стали (ПНС) в автомобильной промышленности, хотя до середины 90-х годов лишь немногие предприниматели верили в перспективы этого рынка. Высокие прочность и износостойкость ПНС при низкой пористости, жаропрочность и коррозионная стойкость – весьма привлекательные характеристики, с точки зрения производителей автомобилей. В Северной Америке объемы продаж ПНС быстро расширяются: в 2000 году потребление дошло до уровня 7,7 тыс. т (годовой прирост – 18%).

Особенно резко растет спрос в сфере производства деталей для систем отвода выхлопных газов – фланцев и приливов датчиков кислорода в горячих выхлопных газах (hego). Один из крупнейших в мире производителей порошковой нержавеющей стали компания SSI Technologies в 1997 году выпустила 534 тыс. фланцев и 504 тыс. приливов (hego), впоследствии увеличив объемы производства до 4 млн. фланцев и 10,2 млн. приливов в 2000 году. В настоящее время главные потребители этих деталей – General Motors, Ford и DaimlerChrysler. В перспективе ожидается рост использования фланцев из ПНС в высокотемпературной части двигателя – от каталитической системы для доработки выхлопных газов до коллектора. Этот материал применяют и в некоторых других узлах; в частности, из него производят кольца датчиков в антиблокировочной системе торможения, держатели зеркал заднего вида, фиксаторы и т.п.

Олово, никель, медь, алюминий и титан также используются в форме порошка наряду с тугоплавкими металлами типа вольфрама, молибдена и тантала и некоторыми сплавами, включая бронзу, нержавеющую сталь и никелькобальтовые суперсплавы. Около 80% всех порошковых металлов используется в производстве конструкционных и механических деталей автомобилей; другие сферы внедрения охватывают электронику, хирургические инструменты, спортивные товары и производственное оборудование. Кроме того, ПМ применяют в качестве восстановителей в химической промышленности и как добавки к удобрениям.

Производители порошков из цветных металлов тоже расширяют ассортимент своей продукции. Компания Bronze Powders разработала технологию производства порошкового алюминия, упрочненного керамикой. Inco Special Products начала выпускать новые категории порошкового никеля. AcuPowder International разрабатывает специальные сорта порошков меди, бронзы, латуни и олова для макетирования, производства экологически чистых пуль и дроби, а также фильтров для воды и материалов для дизайна. Подобная деятельность обеспечивает стабильность ситуации на рынке ПМ даже в условиях современного спада мировой экономики, а по мере ее восстановления следует ожидать значительного подъема отрасли.

Виктор Рычик, по материалам Metal Bulletin, Metal Bulletin Monthly

 
© агенство "Стандарт"