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全球制動摩擦材料行業(yè)發(fā)展歷程及主要發(fā)展趨勢

1、行業(yè)發(fā)展概況

摩擦材料是應用在動力機械上，依靠摩擦作用來執(zhí)行制動和傳動功能的部件材料。按應用領域，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。

摩擦材料行業(yè)的發(fā)展受到汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)、機械制造業(yè)等行業(yè)的需求驅(qū)動。隨著這些行業(yè)的發(fā)展，對摩擦材料的要求也在不斷提高，比如要求摩擦材料具有更高的耐磨性、耐高溫性、抗腐蝕性等特性。隨著環(huán)保意識的增強，對于摩擦材料的研發(fā)也越來越注重環(huán)保性能，例如開發(fā)更加環(huán)保的低噪音、低揮發(fā)性的摩擦材料。同時，新材料技術的發(fā)展也為摩擦材料行業(yè)帶來了新的機遇，如復合材料、納米材料等的應用正在逐漸增多。

（1）世界制動摩擦材料發(fā)展概況

制動摩擦材料行業(yè)屬于汽車零部件行業(yè)的下屬細分行業(yè)。制動摩擦材料發(fā)展經(jīng)歷了下面幾個階段：

摩擦行業(yè)尋求對石棉纖維的替代，大體分為兩個發(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、碳纖維等有機物對石棉進行替代。這些材料在保持良好摩擦性能的同時，也能避免石棉可能帶來的健康風險。無石棉摩擦材料在環(huán)保和健康方面具有明顯優(yōu)勢，因此在市場上越來越受到重視和推廣。

（2）我國制動摩擦材料發(fā)展概況

我國摩擦材料的研制起步較晚，最早的摩擦材料的研制起始于抗日戰(zhàn)爭時期，汽修工石禮耕先生將廢舊輪胎膠漿作為粘合劑，加入石棉絨一同攪拌均勻，烘干壓實焙燒后，得到了第一片離合器面片樣品，石禮耕先生也因此被稱為我國研制摩擦材料的先驅(qū)。1942 年，石禮耕先生將蟲膠、石棉絨和骨炭粉混勻制成摩擦片，這種摩擦片的制作方法經(jīng)過精心設計，能夠提高機械設備的性能，減少摩擦損耗，延長使用壽命，在替代進口產(chǎn)品的同時也揭開了我國生產(chǎn)摩擦材料的歷史序幕。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)達國家差距較大。進入 21 世紀后，隨著民營經(jīng)濟的快速發(fā)展，國內(nèi)逐漸出現(xiàn)一批實力較強的摩擦材料企業(yè)，投入較多人力物力進行產(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，如陶瓷基摩擦材料、碳纖維增強摩擦材料、有機非金屬摩擦材料、金屬基復合摩擦材料、環(huán)保型摩擦材料等。

2、汽車制動器行業(yè)

行業(yè)是汽車零部件細分市場之一制動系統(tǒng)行業(yè)。制動系統(tǒng)是汽車底盤的四大系統(tǒng)之一，與行車安全息息相關，主要由供能裝置、控制裝置、傳動裝置和制動器等部分構(gòu)成。

汽車制動器是汽車的制動裝置，汽車所用的制動器幾乎都是摩擦式的，可分為鼓式剎車和盤式剎車兩大類。鼓式剎車和盤式剎車的制動原理相同，即由固定不旋轉(zhuǎn)的部分（制動蹄/片）以一定的力量去壓迫與車輪一起旋轉(zhuǎn)的部分（制動鼓/盤），強制車輪制動。鼓式制動器摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件為制動鼓，其工作表面為圓柱面；盤式制動器的旋轉(zhuǎn)元件則為旋轉(zhuǎn)的制動盤，以端面為工作表面。經(jīng)濟型乘用車一般前輪使用盤式制動器，后輪使用鼓式制動器，即“前盤后鼓”；中高端乘用車一般四輪均使用盤式制動器，即“前盤后盤”；商用車目前主要采用鼓式制動器。

鼓式制動組成部件：制動鼓，剎車蹄，摩擦襯片，復位彈簧，制動輪缸等部件。其中制動鼓由鑄鐵做成，外形像鼓一樣，鼓式剎車因而得名。

制動過程：當踩下制動踏板時，制動液通過剎車油管進入制動輪缸，推壓剎車蹄向上和下兩個方向運動，在剎車蹄上的摩擦襯片便與制動鼓的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生摩擦，產(chǎn)生制動效果。

盤式剎車組成部件：制動盤，制動鉗，剎車片，活塞和制動輪缸等部件。

制動過程：當踩下制動踏板時，制動液通過剎車油管經(jīng)過制動輪缸擠壓活塞推動制動卡鉗，卡鉗上的剎車片與車輪上的制動盤摩擦，產(chǎn)生制動效果。

剎車片是制動器實現(xiàn)制動和減速效果的主要部件，是制動器剎車性能和散熱能力的決定因素。

鼓式剎車通常用于后輪，具有較大的制動力和成本效益，但由于其設計原因，散熱性能不佳，連續(xù)剎車可能會導致剎車片過熱。盤式剎車則提供良好的反應性和穩(wěn)定性，外形運動美觀，質(zhì)量輕，散熱性好，易于維護，適合高頻率的剎車操作，但成本可能稍高，剎車制動能力弱于鼓式剎車。

因為鼓剎以更強的制動力而見稱，一般用于載重車輛上，如重型卡車、大貨車等；而盤式剎車因外形美觀、質(zhì)量輕，則更多用于乘用車上。

3、行業(yè)發(fā)展趨勢

汽車制動部件屬于易損耗配件，汽車保有量和新車產(chǎn)量是影響市場需求的主要因素。從全球汽車保有量和新車產(chǎn)量的變化趨勢來看，美國、歐洲等主要成熟市場的新車產(chǎn)量和保有量未來 5 年增長比較穩(wěn)定；而中國、俄羅斯、巴西、墨西哥等新興市場國家汽車產(chǎn)量和保有量未來 5 年會增長較快；總體而言，全球制動摩擦材料及制動產(chǎn)品的市場需求未來 5 年會呈現(xiàn)穩(wěn)步增長趨勢。

汽車制動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是輕量化、模塊化和電子化，雖然制動摩擦材料的各種配方體系都有其應用的市場，但研究的主要發(fā)展方向還是少金屬配方和 NAO（無石棉有機物）配方。未來隨著材料科學的發(fā)展，可能會出現(xiàn)更多新型材料的應用，如碳纖維、碳陶瓷復合材料等，以提高制動效率和降低磨損，滿足高性能汽車和電動汽車對剎車性能的需求，更加注重制動效率、穩(wěn)定性和耐久性，以及更加關注綠色和可持續(xù)發(fā)展。

4、行業(yè)壁壘

（1）資質(zhì)壁壘

各汽車生產(chǎn)廠對配套的制動產(chǎn)品一般建有特定的技術和檢驗標準，供應商在產(chǎn)品性能指標、質(zhì)量控制、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設備、環(huán)境保護及供貨能力等方面均達到標準后才能進行生產(chǎn)供貨。由于汽車制動部件行業(yè)對產(chǎn)品的安全性要求較高，國家近年來陸續(xù)出臺多項檢測標準以規(guī)范行業(yè)競爭，較高的準入資質(zhì)要求也提高了企業(yè)進入難度。

在產(chǎn)品質(zhì)量認證方面，首先，為汽車整車提供配套制動部件的企業(yè)一般需經(jīng)過 IATF16949 認證，獲得該認證的周期較長，且需投入大量的資源；其次，由于汽車剎車片與剎車盤對汽車的整體安全性構(gòu)成重要影響，因此不同國家、地區(qū)對該類產(chǎn)品往往設置了區(qū)域性產(chǎn)品準入認證，有各自檢測標準和要求，不達標的產(chǎn)品則無法進入該市場銷售。例如：進入美國市場必須經(jīng)過 AMECA 認證，AMECA會對剎車產(chǎn)品的摩擦等級進行檢測，制造商獲得 AMECA 認證是其產(chǎn)品質(zhì)量達到美國技術標準要求的強有力證明；銷售到歐盟國家的剎車片與剎車盤產(chǎn)品必須經(jīng) E-mark 認證，該認證程序要求將在歐盟國家銷售的汽機車及其安全零配件產(chǎn)品按型號和配方逐一發(fā)送到歐盟認可的實驗檢測機構(gòu)，經(jīng)過該等機構(gòu)的測試及裝車實驗，證明產(chǎn)品性能合格，確保可安全使用后，由歐盟成員國的官方機構(gòu)授予 E-mark證書，E-mark 認證耗時較長，費用較高。

（2）人才壁壘

制動摩擦材料是一種對生產(chǎn)設備、工藝技術水平等方面都有較高要求的產(chǎn)品，對工藝、技術等要求較高，需要企業(yè)在工藝技術和設計研發(fā)能力方面持續(xù)積累經(jīng)驗，專業(yè)的生產(chǎn)、技術團隊對企業(yè)的競爭力有著至關重要的作用。為滿足不同客戶對剎車片產(chǎn)品的個性化需求，企業(yè)需要較多的具有豐富行業(yè)經(jīng)驗的人才以維持和不斷提升企業(yè)的研發(fā)、技術和定制化生產(chǎn)能力，人才隊伍的培養(yǎng)和積累亦會對新進企業(yè)形成一定的壁壘。

（3）技術壁壘

汽車剎車片的品種較多，成分和配方復雜，對摩擦材料的質(zhì)量要求較高。汽車剎車片除要滿足高溫衰退小、磨損率低、摩擦系數(shù)穩(wěn)定等要求外，還應具有振動小、噪聲低、落灰少等性能特點；同時，剎車片還需要在不同的外界環(huán)境下保證良好的制動性能。這些都對摩擦材料配方技術、原材料處理技術、混料制備技術、熱壓成型技術、熱處理技術及后續(xù)處理技術等提出了較高的要求。

整車制造商往往要求供應商具備一定的新技術和新產(chǎn)品開發(fā)能力，能夠參與到整車產(chǎn)品的同步開發(fā)或超前研發(fā)中，以此來保證剎車片等零部件能與整車產(chǎn)品同步推出、同步升級，這就對企業(yè)的設計和開發(fā)能力提出了很高的要求。此外，整車制造商總是試圖將降低生產(chǎn)成本的壓力轉(zhuǎn)移到上游的零部件生產(chǎn)企業(yè)，只有具備較強技術研發(fā)能力的企業(yè)才能通過新技術的不斷研發(fā)和新工藝的采用不斷降低產(chǎn)品成本，滿足整車制造商嚴格的技術標準下的成本要求。

（4）市場壁壘

作為與汽車安全性能相關的部件，汽車剎車片產(chǎn)品的客戶通常不會輕易更換供應商，即使更換或增加新的供應商也會經(jīng)過較長的考察、審核周期以及嚴格的認證流程。因此，對于新進入本行業(yè)的企業(yè)，開拓客戶資源，建立自身的營銷渠道需要較長的過程。一般而言，國際市場的客戶忠誠度較高，先進入企業(yè)一旦和客戶建立起穩(wěn)定的合作關系，新進企業(yè)往往較難爭奪其市場份額，因此，能否擁有足夠規(guī)模的、長期和穩(wěn)定的客戶群構(gòu)成了進入國際 AM 市場的主要障礙。

（5）資金壁壘

一方面，客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和供貨要求趨于嚴格，越來越看重供應商的生產(chǎn)規(guī)模、新產(chǎn)品開發(fā)速度等，因此需要足夠資金投入用于購建生產(chǎn)系統(tǒng)、研發(fā)和檢測設備，以及維持必要的產(chǎn)品庫存；另一方面，行業(yè)內(nèi)企業(yè)需建立符合要求的質(zhì)量管理體系，出口產(chǎn)品還需要通過各個國家、地區(qū)的產(chǎn)品準入認證，這一過程不僅周期長，而且需要較大規(guī)模的資金投入。因此，對于新進入的企業(yè)，存在一定資金壁壘。

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