车用新材料系列（一）：原材料价格持续改善，镁合金零部件加速应用

汽车行业专题研究 / 车用新材料系列（一）：原材料价格持续改善，镁合金零部件加速应用 / 2024年07月18日 【投资要点】 在汽车轻量化大趋势下，镁合金凭借低密度、散热性强、抗震性好等优势渗透率逐渐提升。从镁合金应用下游看，汽车行业是镁合金产品 主要应用方向，占比达到了70%。目前汽车上有70+零件可使用镁合金，使用最多的有仪表盘基座、座位框架、方向盘骨架等。 我国镁资源丰富，全球占比超8成。据中国有色金属工业协会镁业分会数据，2023年全球原镁产能为163万吨，产量为100万吨，同比下降9.9%；2023年全球镁消费量105万吨左右，同比下降8.7%。其中我国原镁产能136万吨，近几年基本稳定；原镁产量82.24万吨，同比缩减11.9%；镁合金产量34.52万吨，同比缩减3.5%。从镁资源供应看，我国原镁产能和产量在全球市场中占比均在80%以上。 镁合金零部件当前替换性价比较高。同等刚性条件下，1kg镁的坚固程度等同于1.8kg铝效果。据星源卓镁招股书，镁的加工成本要比铝 高15%，综合成本分析，镁铝价比小于1.57时，镁更有性价比。据长江有色金属网数据，2024年7月，国内镁锭均价为19750元/吨，铝价为20243元/吨，镁/铝价格比为0.98，当前性价比较高。 国内单车用镁量低，市场增长空间广阔。当前我国汽车镁合金用量与发达国家有较大差距。据尚普咨询集团数据，2023年全年国内单车平均镁合金用量10kg，较2022年增长了66.7%；而北美市场单车平均镁合金用量为18kg，较2022年增长了20%。《节能与新能源汽车技术路线图2.0》提出2025年、2030年国内单车用镁量具体目标分别为25kg、45kg。据观研报测，2025、2030年我国镁合金汽车压铸件市场需求有望达68、137万吨，2025-2030年CAGR约15%。 【配置建议】 在汽车轻量化大背景下，镁合金应用领域和单车用量有望持续突破和提升，我们建议关注星源卓镁（301398）、宝武镁业（002182），万丰奥威（002085）和铭科精技（001319）。 【风险提示】 下游汽车行业产销规模下降的风险 镁价大幅波动的风险 镁合金零部件行业竞争加剧的风险 镁合金单车用量增长不及预期的风险 挖掘价值投资成长 强于大市（维持） 东方财富证券研究所 证券分析师：周旭辉 证书编号：S1160521050001 联系人：贾国琛 电话：021-23586316 相对指数表现 3.93% -1.73% -7.38% -13.04% -18.69% -24.35%7/189/1811/181/183/185/18 汽车行业沪深300 相关研究 《新国标提升动力电池安全要求，新能源汽车检验新规推出在即》 2024.07.15 《首批试点城市名单确定，“车路云一体化”发展提速》 2024.07.05 行业研究 汽车行业 证券研究报告 2017 正文目录 1汽车轻量化大势所趋，镁合金减重效果显著4 1.1汽车轻量化大势所趋，材料轻量化“立竿见影”4 1.2镁合金轻量化效果显著，政策助力行业发展5 2.原材料供应稳定叠加制约因素改善，镁合金应用进程加速8 2.1原料供应稳定，制约因素逐步改善8 2.2电动化与智能化推动镁合金零部件需求释放11 2.3国内镁合金单车用量低于海外，未来市场空间广阔13 3行业重点关注公司14 3.1星源卓镁(301398)：镁合金行业先行者，产品定制与研发技术领先14 3.2宝武镁业(002182)：全球镁业龙头，产业链一体化布局成效显著16 3.3万丰奥威(002085)：镁合金零部件领军企业，积极布局全球市场18 3.4铭科精技(001319)：积极探索镁合金应用，新能源业务占比逐步提升20 4风险提示21 图表目录 图表1：整车材料中钢材占比超过一半，材料轻量化空间较大4 图表2：实现汽车轻量化的三种途径5 图表3：不同汽车轻量化材料对比5 图表4：镁合金材料优缺点分析6 图表5：目前在汽车领域使用镁合金的部件6 图表6：政策鼓励镁合金产业应用和发展7 图表7：镁合金产业链8 图表8：2008-2024年镁、铝平均价格（元/吨）9 图表9：2008-2024年镁/铝平均价格比10 图表10：镁合金压铸工艺流程10 图表11：伊之密3200T镁合金注射成型机11 图表12：镁合金下游应用需求占比11 图表13：乘用车平均各子系统重量占比11 图表14：镁合金在汽车零部件的应用12 图表15：镁合金变速箱壳体12 图表16：镁合金电机壳体12 图表17：镁合金仪表板横梁13 图表18：镁合金显示屏背板13 图表19：2022-2030年国内单车平均镁合金用量及预测情况13 图表20：2020-2024Q1源卓镁营收情况14 图表21：2020-2024Q1星源卓镁归母净利润情况14 图表22：2020-2024Q1星源卓镁毛利率与净利率情况14 图表23：2020-2023星源卓镁各业务收入占比14 图表24：星源卓镁镁合金汽车零部件15 图表25：星源卓镁产品主要应用品牌16 图表26：2020-2024Q1宝武镁业营收情况16 图表27：2020-2024Q1宝武镁业归母净利润情况16 2017 图表28：2020-2024Q1宝武镁业毛利率与净利率情况17 图表29：2021-2023宝武镁业各业务收入占比17 图表30：宝武镁业主要客户18 图表31：2020-2024Q1万丰奥威营收情况18 图表32：2020-2024Q1万丰奥威归母净利润情况18 图表33：2020-2024Q1万丰奥威毛利率与净利率情况19 图表34：2020-2023万丰奥威镁合金业务产销量19 图表35：万丰镁瑞丁主要客户19 图表36：2020-2024Q1铭科精技营收情况20 图表37：2020-2024Q1铭科精技归母净利润情况20 图表38：2020-2024Q1铭科精技毛利率与净利率情况20 图表39：2022-2023铭科精技各业务收入情况20 2017 1汽车轻量化大势所趋，镁合金减重效果显著 1.1汽车轻量化大势所趋，材料轻量化“立竿见影” “双碳”目标下，汽车节能减排刻不容缓，轻量化为核心技术发展方向。 《节能与新能源汽车技术路线图2.0》提出了中国汽车产业碳排放将于2028年左右先于国家碳减排承诺提前达峰，至2035年碳排放总量较峰值下降20%以上的发展目标，并将汽车轻量化列为产业核心技术发展方向之一，汽车轻量化大势所趋。当前汽车整车材料构成中55%为钢材，轻量化材料替代空间大。 图表1：整车材料中钢材占比超过一半，材料轻量化空间较大 资料来源：智研咨询，东方财富证券研究所 汽车质量对减排和新能源汽车续航能力有重要影响。据智研咨询数据，传统燃油车整车质量每减少100kg，每百公里油耗可降低0.3-0.6L，汽车重量每减低1%，油耗可减低0.7%;纯电动车每减少100Kg重量，续航里程可提升10%-11%，还可以减少20%的电池成本以及20%的日常损耗成本。 材料轻量化效果“立竿见影”。汽车轻量化主要有3种途径——材料轻量化、工艺创新和结构优化。其中，由于工艺创新、结构优化研发周期长，效能提升有限，因此材料轻量化为当前汽车轻量化发展重点。 2017 图表2：实现汽车轻量化的三种途径 整车及零部件结构拓扑优化整车及零部件尺寸优化 整车及零部件形状/形貌优化等 制造工艺:高压铸造成型、半固态成形等 连接工艺:激光焊接及激光钎焊等 高强度钢 铝合金镁合金 非金属材料 轻量化结构优化技术 轻量化先进工艺技术 汽车轻量化技术 轻量化材料技术 资料来源：华尔街见闻资讯平台，中国汽车工程学会《节能与新能源汽车技术路线图》，东方财富证券研究所 1.2镁合金轻量化效果显著，政策助力行业发展 镁合金轻量化效果较好，有望加速渗透。目前轻量化材料主要有高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料等。其中高强度钢发展最为成熟，碳纤维复合材料仍处于导入期，镁、铝材料有望加速渗透。 高强度钢：抗拉强度、比强度高，应用最广泛，可用于汽车面板、车体框 架、底盘等，缺点是减重效果不明显。 碳纤维复合材料：轻量化效果最明显，抗拉强度最高，主要应用于车身构件、刹车泵、轮毂、传动轴等，但成本极高，工艺复杂，生产效率低。 铝合金：轻量化效果明显，比钢质车体具有更好的耐腐蚀性能，目前相关技术发展成熟，主要用于车身结构等主要零部件上。 镁合金：轻量化效果仅次于碳纤维，目前主要应用于汽车壳体类与支架类等汽车零部件上。 图表3：不同汽车轻量化材料性能对比 材料 密度（g/cm³） 抗拉强度（MPa） 比强度(MPa*g/cm³) 减重效果 原材料参考价格（元/kg） 钢 7.8 25 131 - 4.2 高强度钢 7.85 25 176 10%-28% 6 碳纤维复合材料 1.55 81 938 60% 120 铝合金 2.8 25 115 40% 40 镁合金 1.79 39 147 50% 100 资料来源：新材料在线，东方财富证券研究所 镁合金以其低密度、抗冲击性、抗电磁波屏蔽、再生性强等特点成为良好的轻量化材料。（1）按成型工艺分，可分为锻造镁合金和变形镁合金。锻造镁合金主要应用于汽车零件、机件壳罩和电气构件等；变形镁合金主要用于薄板、挤压件和锻件等。（2）按是否含锆分为含锆镁合金和不含锆镁合金。目前汽车行业应用最多的是不含锆镁合金的Mg-Al系列。 图表4：镁合金材料优缺点分析 ①比强度、比刚度高，轻量化效果更明显；②减震性强，是铝合金的5-30倍；③导热率比铝 物理性能 低，可以降低发动机的热损失，提高燃油效率 机械性能 ①抗冲击性好于铝合金，抗弯曲性强于其他金属材料；②有降噪减震功能，可以降低油底壳、 气缸盖罩等薄壁零件的噪音 优点 加工性能 ①比热容低，更容易融化，比铝更适合压铸大型部件，生产效率可比铝合金提高25%；②切削阻力小，易加工，缩短了加工周期 再生性强 可以简单再生而不降低机械性能，与其他金属相比，其再生溶解时所消耗的能源时新材料制造所消耗能源的4% 电磁波屏蔽性可直接用于解决电机、电源转换器等电磁干扰问题，省去电磁波屏蔽膜的电镀工序和成本 缺点 耐热性镁合金耐热性较差，高温下机械性能急剧下降 2017 化学性质极为活泼，生产过程中产生的粉尘、碎屑容易燃烧，所以有生产资质的供应商资源 相对较少 安全性 耐腐蚀性 镁合金材料与其他金属接触的时候容易产生微电腐蚀和应力腐蚀，与其他材料连接需要防护 涂层，目前的连接技术尚处于实验室阶段。镁合金的耐腐蚀性能是决定镁合金能否被广泛应用的关键问题之一 生产成本高原材料成本高、工艺复杂、生产设备维修成本高 资料来源：智研咨询，有驾网资讯平台，东方财富证券研究所 图表5：目前在汽车领域使用镁合金的部件 资料来源：宝武镁业年报，东方财富证券研究所 轻量化材料政策持续出台，产业应用和发展迎发展机遇。“十四五”期间，国家重点研发计划项目中包含“新型结构功能一体化镁合金变形加工材制造关键技术”、“高性能镁合金大型铸/锻成形与应用关键技术”、“高强轻质金属结构材料精密注射成形技术”、“高性能金属增强镁基复合材料及制备加工技术”等攻关项目，国家对镁合金产业高度重视，行业有望迎来重大发展机遇。 图表6：政策鼓励镁合金产业应用和发展 主要内容 《新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年)》 《产业结构调整指导 2019年 目录(2019年本)》 《新材料产业发展指南》 2016年 《有色金属工业发展 2016年 规(2016-2020年)》 政策 发布时间 镁提被列为轻合金材料发展重点，包括汽车轻量化结构件用镁合金精密压铸件，3C产品用镁合金精密压铸件等;支持铝镁合金压铸件等在高铁、航空、汽车领域的应用，到2020 将“节能与新能源汽车材料”列为重点应用领域急需的新材料;指出加快镁合金、稀土镁