金属精密材料产业链中的地位及技术特点
思瀚产业研究院 康瑞新材    2025-07-16

1、改善金属材料机械性能等材料属性，适配精密金属结构件对金属材料的多元化要求

不同的应用场景对精密金属结构件的硬度、屈服强度、抗拉强度、延展率、残余应力等机械性能要求存在显著差异。在精密金属材料加工过程中，通过特定的热处理、轧制复合等工艺，可以改善金属材料的机械性能，更好适配精密金属结构件对金属材料多元化的性能要求。通过复合工艺生产的金属层状复合材料，聚合不同金属材料的性能优势，可以突破单一材质金属材料固有的性能限制，创造性实现单一材质金属材料难以兼具的材料属性。

2、提升金属材料利用率，降低精密金属结构件生产成本

金属塑性成型技术通过采用轧制、挤压等方法将基础金属材料加工成三维结构与精密金属结构件相近的精密金属材料，可以大幅降低后续精密切削等减材制造过程中的切削加工量以及材料损耗，提高材料利用率，有效降低精密金属结构件生产成本。金属层状复合材料可以通过降低高成本金属材料的使用量，在保证金属结构件性能的基础上，进一步降低生产成本。

（二）金属精密材料行业的技术水平及特点

1、金属精密制造技术路线多元化，不同金属精密制造技术路线适用范围存在差异

为满足不同材质、三维结构、生产规模精密金属结构件的生产需求，金属精密制造技术得到充分发展，整体形成了多元化的金属精密制造技术路线。不同金属精密制造技术路线在加工精度、生产效率以及成本敏感性方面存在差异，适用范围也相应存在差异。

（1）“金属塑性成型+减材制造”相结合技术路线兼具高精度、高效率优势，在规模化生产金属结构件时优势显著

精密切削等减材制造技术加工精度高，可以将产品精度控制在 0.001mm 级别，成为精密金属结构件生产制造领域不可或缺的技术，广泛应用于大规模生产各种类型精密金属结构件。同时基于减材制造技术高精度、高效率等优势，国内建立了规模庞大的减材制造产业链，数控机床保有量达数百万台，可以规模化生产数以亿计的精密金属结构件。

金属塑性成型与减材制造技术在材料处理逻辑上可以高度互补，金属塑性成型通过压力重塑材料形状，形成目标形状的坯料或半成品，为后续减材制造提供高精度、特定结构的精密金属材料，再通过切削、磨削等减材制造加工方式去除多余部分金属材料，完成最终精密金属结构件加工。“金属塑性成型+减材制造”相结合技术路线，兼具减材制造高精度以及金属塑性成型高效率优势，在规模化生产精密金属结构件时优势显著。

（2）增材制造及粉末冶金技术生产复杂结构产品存在一定优势，产品精度较低，且适用范围存在一定限制

减材制造技术对产品结构复杂程度的成本敏感性较高，生产成本整体随产品结构复杂程度呈线性增加趋势。随着产品的结构件复杂程度的增加，采用减材制造技术生产金属结构件的切削加工量以及生产成本相应增加。而增材制造技术、粉末冶金等金属制造技术对产品结构复杂程度的成本敏感性较低，生产复杂结构产品的额外成本较少，生产复杂结构产品时具备一定优势。

但金属 3D 打印、粉末冶金等金属制造技术精度相对有限，生产高精度金属结构件时仍需要采用精密切削、研磨抛光等工序进行后处理，以达到相应的尺寸精度以及表面质量。同时受激光功率和扫描速度限制，金属 3D 打印技术生产效率较低，难以满足大批量金属结构件生产要求。粉末冶金技术由于金属粉末流动性差以及烧结变形，难以生产大尺寸规格以及薄壁形态的金属结构件。

智能手机等消费电子产品年出货量数以亿计，对金属结构件制造技术的生产效率及产能规模要求极高。“金属塑性成型+减材制造”相结合技术路线兼具高精度、高效率以及产能规模充足等优势，广泛用于生产消费电子产品边框、按键、SIM 卡卡托、摄像头圆环等一系列精密金属结构件。金属 3D 打印技术、粉末冶金等金属精密制造技术通常用于生产折叠屏手机转轴铰链、卷轴的轴盖以及电源支撑件等微小规格复杂结构的精密金属结构件。

2、不同金属塑性成型技术因工艺特性和材料适应性存在差异，适用范围各有侧重，轧制技术在金属塑性成型技术中占据重要地位

金属塑性成型技术包括轧制、挤压、锻压、拉拔等一系列金属成型技术，可以满足不同材质不同形态金属制品精密成型需求。

轧制技术凭借连续化生产、高材料利用率及灵活工艺适应性，在金属塑性成形领域中占据核心地位，广泛应用于生产板材、带材、异型材等多种形态产品。当前，轧制技术从单一材质向异种材质金属轧制复合发展，通过异种金属界面冶金结合显著提升材料的综合性能与经济价值。

3、金属层状复合材料的生产技术及其特点

轧制复合技术可以突破单一材质金属材料固有的性能限制，将单一材质金属材料创造性加工成兼具多种金属材料优势性能的金属层状复合材料。金属层状复合材料主流技术路线除轧制复合外，还包括爆炸复合技术。

（1）轧制复合技术生产效率及产品精度高，适合用于规模化生产统一规格的金属层状复合材料

轧制复合是通过高精度轧辊的挤压，使金属材料表面金属层破裂，异种金属材料在压力作用下形成平面状的冶金结合。通过规模化应用自动化设备以及在线检测设备，可以精确控制轧制压力、轧制速度、轧制温度等工艺参数，整体生产效率以及产品精度均较高，适合用于规模化生产统一规格的金属层状复合材料。

（2）爆炸复合技术材料兼容性广、厚板生产能力突出，适合用于生产超厚板、小批量、定制化的金属层状复合材料

爆炸复合法利用炸药爆炸使复板对基板产生超高速冲击，二者接触面之间形成瞬时超高压，使金属接触面之间形成一层薄的塑性变形区，并发生一定程度的熔化和扩散，从而实现复层金属和基层金属的固态冶金结合。

爆炸复合技术为非连续化生产，且其炸药分布均匀性和基材表面状态易受环境干扰，其生产效率较低且产品批次稳定性差。其工艺特点是使复板向基板冲击，所以爆炸复合技术对基板的最大厚度没有限制，适用于单张面积较大、较厚的双层或多层复合板的生产。爆炸复合生产周期短、试生产成本低，适合用于小批量、定制化的金属层状复合材料。

此为摘取部分，完整版根据发改投资规【2023】304号国家发改委关于印发投资项目可行性研究报告编写大纲要求，可定制化编制政府立项审批备案、国资委备案、银行贷款、产业基金融资、内部董事会投资决策等用途可研报告。