新能源汽車中，陶瓷軸承的應用成為一種趨勢

NO.1 陶瓷球簡介

陶瓷球是用陶瓷材料制作的圓球，可以分為結(jié)構(gòu)陶瓷球和功能陶瓷球，在機械與催化領域有廣泛的應用。結(jié)構(gòu)陶瓷球主要起到支撐作用，主要應用在軸承上。陶瓷雖然易碎，但是一些特殊結(jié)構(gòu)的陶瓷具有極高的硬度，如氮化硅材料，其硬度僅次于金剛石，因而可以應用在軸承支撐上。

隨著時間的發(fā)展，陶瓷球的應用經(jīng)歷了從軍用到民用的過程。從應用領域來講，隨著產(chǎn)業(yè)升級的變化，經(jīng)歷了從傳統(tǒng)工業(yè)到應用在新型產(chǎn)業(yè)的變遷過程。

陶瓷球應用歷史（來源：《陶瓷軸承的性能與應用》，《新型陶瓷軸承研究的現(xiàn)狀與展望》）

NO.2 新能源汽車中陶瓷軸承的應用成為一種趨勢

新能源汽車對汽車軸承提出了更多新要求：

電機軸承相比傳統(tǒng)軸承轉(zhuǎn)速高，需要密度更低、相對更耐磨的材料；

由于電機的交變電流引起周圍電磁場變化，需要更好的絕緣性減小軸承放電產(chǎn)生的電腐蝕；

要求軸承球表面更光滑，較少磨損。

全球新能源汽車銷量預測（來源：wind， EVTank，德勤）

我國新能源汽車銷量預測（來源：中國汽車工業(yè)協(xié)會，中國汽車技術(shù)研究中心）

陶瓷球具有低密度、高硬度、耐摩擦等特點，適宜高速旋轉(zhuǎn)工況，在高溫強磁高真空等領域，陶瓷球具有不可替代性。從幾乎沒有陶瓷軸承在汽車上使用，到2020年新能源汽車中5%的軸承已經(jīng)被陶瓷軸承取代，在新能源汽車領域，陶瓷軸承取代鋼球軸承已經(jīng)是一種趨勢。特斯拉設計的電機中輸出軸是采用混合陶瓷軸承，軸承滾珠采用氮化硅球組成；奧迪ATA250電機位于內(nèi)部的2個轉(zhuǎn)子軸承采用陶瓷材質(zhì)制成。

特斯拉電機分布（來源：特斯拉官網(wǎng)）

據(jù)測算，預計2025年，全球新能源汽車領域陶瓷球市場空間將接近40億元，2030年將接近200億元；預計2025年國內(nèi)新能源汽車領域陶瓷球市場空間將接近13億元，2030年將超過100億元。

NO.3 陶瓷軸承產(chǎn)業(yè)鏈由國外企業(yè)主導，國產(chǎn)化正在加速！

陶瓷球產(chǎn)業(yè)鏈（來源：中國粉體網(wǎng)）

高端陶瓷球一般需要同時實現(xiàn)三個關鍵技術(shù)指標，高精度（加工技術(shù)、G5以及更高）、長疲勞壽命（陶瓷技術(shù)）、好的表面質(zhì)量（通常是幾百倍下沒有任何微觀缺陷）。

常用陶瓷球檢測手段（來源：國海證券研究所）

要解決這三個問題，需要有優(yōu)質(zhì)的原料、穩(wěn)定先進的陶瓷制作工藝和陶瓷球加工技術(shù)。

國內(nèi)某陶瓷球龍頭企業(yè)產(chǎn)品參數(shù)（來源：國海證券研究所）

長期以來的行業(yè)現(xiàn)狀是上游高純粉末制備技術(shù)被UBE（宇部興產(chǎn)）等國外企業(yè)長期掌控，長疲勞壽命陶瓷球毛坯主要是COORSTEK和Toshiba主導，陶瓷球加工主要是ASK、椿中島等日系企業(yè)。COORSTEK、ASK等國外企業(yè)可達到G3精度（較G5等級更高）且有非常好的表面質(zhì)量，而國內(nèi)軸承球加工能力較差，同時缺乏有效檢測手段，很難穩(wěn)定達到G5以上的精度，而且球表面質(zhì)量差距更大。

國內(nèi)某陶瓷球龍頭產(chǎn)品類型（來源：國海證券研究所）

國內(nèi)企業(yè)發(fā)展速度較快，正在逐步縮小與國外企業(yè)的差距，特別是個別龍頭企業(yè)目前基本同時解決了陶瓷技術(shù)、加工精度和陶瓷球表面質(zhì)量控制技術(shù)等關鍵問題。

來源于：國海證券研究所

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