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1、 1/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 行業研究報告 慧博智能投研 鈦合金行業深度:鈦合金行業深度:行業現狀、發展趨勢、產行業現狀、發展趨勢、產業鏈及相關企業深度梳理業鏈及相關企業深度梳理 鈦合金相較于傳統的 3C 用材具備顯著優勢,具有出色的強度、耐腐蝕性和輕量化特性。當下正加速導入 3C 領域,頭部廠商加速布局。小米 14Pro 鈦金屬特別版相較普通版,機身中框升級為航天級 99%高純鈦和高強鋁合金材料。同時,鈦合金已被應用于 iPhone 15 Pro 系列機身中框,榮耀及 OPPO 折疊屏手機鉸鏈,華為、蘋果、三星智能手表表殼中。其中蘋果
2、、榮耀已確認使用 3D 打印技術用于鈦合金零部件加工。隨著消費電子產品高端化趨勢延續,智能手機、手表鈦合金應用滲透率有望持續提升;iPad、筆記本電腦等產品鈦合金應用也未來可期。在傳統應用領域航空及工業領域板塊,鈦材也仍有較大提升空間。在此背景下,業內對這種材料的關注度有增不減。今天我們將繼續圍繞鈦合金進行研究論述,針對鈦合金的市場現狀、性能優勢、市場上常見的加工工藝、產業鏈及相關企業展開分析梳理。同時,還將以此為基礎,進一步對行業的市場格局及發展趨勢進行論述,以盡可能詳盡地展現行業面貌,幫助大家加深對該行業的認知。目錄目錄 一、基本內涵.1 二、行業現狀.3 三、加工工藝.8 四、產業鏈分析
3、.13 五、市場格局.17 六、相關公司.21 七、發展趨勢.24 八、參考研報.28 一、基本內涵一、基本內涵 1、鈦是具有戰略意義的二十一世紀金屬,鈦合金是高強度、輕量化的最鈦是具有戰略意義的二十一世紀金屬,鈦合金是高強度、輕量化的最佳選擇佳選擇 鈦是重要的結構金屬之一,地殼中儲量豐富,其含量占地殼質量的 0.61%,在所有元素中含量居第十位。鈦性能優異,具有較高的比強度、低密度、優異的生物相容性和耐腐蝕性,被譽為“戰略金屬”、“第三金屬”及“海洋金屬”,是極具發展前景的結構材料。鈦合金是指以鈦為基、加入其他元素組成的合金。具備強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特征,在航天航空、汽車工業、核工業
4、、化工石化、牙科和醫療修復等領域應用廣泛。2/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 具體來看,鈦及鈦合金具備以下優良特性:熔點高熔點高,比鐵、鎳都要高,作為耐熱材料有很大的潛力,鈦的熱膨脹系數較小,高溫條件下或熱加工過程中產生較小的熱應力;密度小密度小,密度 4.51g/cm3,鈦合金的密度約為鋼的 60%、銅的 50%、鋁的 1.8 倍。易加工成形易加工成形,且具有優異的耐腐蝕性能,屈強比較高,使得鈦和鈦合金冷變形成形時回彈性大,不易成形和矯直。2、根據純度及添加元素不同,鈦及鈦合金有不同的分類根據純度及添加元素不同,鈦及鈦合金有不同的分類 鈦的材
5、料強度和加工難易很大程度上取決于鈦的純度,純度愈高,加工愈容易,但強度愈低。在鈦中加入其他元素制成鈦合金可獲得更佳的性能。根據純度及添加元素不同,鈦及鈦合金又具體可分為工業純鈦,鈦合金、鈦合金及+鈦合金。其中+是雙相合金,組織穩定性好,有良好的韌性、塑性和高溫變形性能,能較好地進行熱壓力加工,能進行淬火、時效使合金強化。+鈦合金力學性能變化范圍較寬,可適應各種用途,約占航空工業使用的鈦合金 70以上。目前國內外應用最廣泛的+鈦合金是 Ti-Al-V 系的 Ti-6Al-4V,即 TC4 合金。型鈦合金型鈦合金:主要含有穩定相的元素,如鋁、碳、氧、氮等,具有良好的抗蠕變性能和低溫韌性,但強度較低
6、,適用于 150350的溫度范圍。型鈦合金型鈦合金:主要含有穩定相的元素,如鉬、鈮、釩、鉻等,具有高強度和高塑性,可通過調節熱處理工藝獲得不同的組織和性能,適用于 350550的溫度范圍。+型鈦合金型鈦合金:同時含有穩定相和相的元素,是最常用的一類鈦合金,具有較高的強度和韌性,可通過控制相和相的比例和分布來調節性能,適用于-250500的溫度范圍。近型鈦合金近型鈦合金:含有少量穩定相的元素,主要由相組成,具有高強度和高延性,可通過時效處理獲得高強韌性能,適用于 150600的溫度范圍。lU8VqVmZMBbWmWfWNBpNsQoM6M9R8OoMpPpNtPfQqQrQjMmOvM6MoOx
7、OvPqNsMxNrQpO 3/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3、我國鈦行業不斷發展,歷經三個發展階段、我國鈦行業不斷發展,歷經三個發展階段 鈦作為化學元素于 18 世紀末被發現,但因其性質活潑,提取困難,直至 20 世紀 40 年代末于美國開始工業化生產。此后,日本、俄羅斯、中國相繼建立起自身的鈦工業生產體系。目前美、日、俄在鈦材應用領域、產品結構方面各具特色。其中,美國鈦材主要應用于航空領域;日本則集中于換熱器、電解、化工等民用領域;俄羅斯主要應用于航空和艦船領域。我國鈦材工業起步于 20 世紀 50 年代中期,發展至今可分為三個階段:初
8、步產業化階段(初步產業化階段(1956-1978 年)年):作為“一五”計劃的重點項目之一,北京航空材料研究院北京航空材料研究院于 1956年成立,并于次年成立了我國第一個鈦合金實驗室,成功試制鈦合金;1976 年,寶雞有色金屬加工廠寶雞有色金屬加工廠(現寶鈦集團)完成初步建設,標志著我國鈦材產業化的開始。截至 1978 年,我國鈦材產量約為504.92 噸??焖侔l展階段(快速發展階段(1979 年年-2012 年)年):自改革開放以來,得益于我國化工、冶金等行業發展,我國鈦材市場規模不斷增長。其中,我國鈦材產量由 2000 年的 2,233.00 噸增長至 2012 年的 5.16 萬噸,規
9、模大幅提升。但整體產品結構仍以中低端化工、冶金等為主,該類中低端需求帶動鈦材產能迅速擴張,使得我國鈦材行業產能結構性過剩問題凸顯,我國鈦材行業結構有待優化。發展調整階段(發展調整階段(2013 年至今)年至今):隨著我國宏觀經濟結構的調整,提高產品附加值、減少污染排放等政策的落實,化工、冶金等傳統工業中的中低端鈦材需求下降,鈦材行業逐步進入調整期,2013 年我國鈦材產量約為 4.45 萬噸,同比下降 13.78%。經過幾年的市場消化和吸收,以及鈦材行業技術突破,應用領域拓展,行業結構性調整成效初顯。目前,我國鈦材行業結構正逐步從過去的中低端領域向航空航天、艦船和高端化工等中高端領域邁進。二二
10、、行業現狀、行業現狀 1、3C 電子逐漸向高端化發展電子逐漸向高端化發展,鈦合金為,鈦合金為 3C 電子材料端亮點電子材料端亮點 小米、三星、小米、三星、OPPO、華為等、華為等 3C 大廠紛紛推出鈦合金材質打造零部件的產品大廠紛紛推出鈦合金材質打造零部件的產品。2023 年 10 月 26 日,小米發布新機 Xiaomi14 Pro,并推出鈦金屬特別版,是全球首款使用鈦金屬作為中框的安卓手機。此前,2023 年 10 月 19 日,OPPO 發布新機折疊屏 Find N3,鉸鏈采用航天級 MIM 合金,重量降低 7%,強 4/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研
11、究報告研究報告 度大幅提升,其中“潛航黑”配色版以鈦合金作為攝像頭圓環材質,是對鈦合金 3C 零部件的初步探索。更早之前,2023 年 7 月,榮耀發布折疊屏手機 Magic V2,鉸鏈的軸蓋部分首次采用鈦合金 3D 打印工藝,成為 3D 打印在手機上的首次規?;瘧?;9 月,蘋果發布 iPhone15 Pro/Pro Max 采用鈦合金外殼,Apple Watch Ultra 2 采用鈦合金表殼。手機材料大致的走向是塑膠手機材料大致的走向是塑膠金屬金屬玻璃、陶瓷、塑膠、金屬,逐漸向鈦合金、碳纖維滲透,材質的多玻璃、陶瓷、塑膠、金屬,逐漸向鈦合金、碳纖維滲透,材質的多元化是目前這個時代的標志元
12、化是目前這個時代的標志。而產品的每一次更新換代,背后都是一次科技的創新,包含了硬件和軟件。手機等 3C 產品的加工工藝隨著材料的變化也在不斷變化,這就要求切削刀具也需要不斷創新,以適應新材料、新工藝發展需求。5/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 隨著隨著 3C 電子逐漸向高端化發展,未來鈦合金運用將愈發廣泛電子逐漸向高端化發展,未來鈦合金運用將愈發廣泛。鈦合金的高強度與低密度使得手機的厚度和重量得以降低,同時提升了整體的結構強度。因此,未來在平板電腦、筆記本電腦、手機其他零部件等都將用到鈦合金作為結構件進行生產組裝。2、航空領域持續放量,軍民鈦合
13、金用量不斷提升航空領域持續放量,軍民鈦合金用量不斷提升 隨著全球能源危機、環境污染以及國家安全等問題關注度持續增加,飛機結構的輕量化逐漸成為未來航空航天領域發展的重要方向。鈦合金材料同傳統金屬材料相比,具有更輕的重量、更好的性能,能長期服役于高溫、高壓以及腐蝕環境中,目前鈦合金材料在航空飛機中的使用程度已經成為了衡量其技術先目前鈦合金材料在航空飛機中的使用程度已經成為了衡量其技術先進程度的重要標志進程度的重要標志。6/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 鈦合金廣泛應用于航空裝備中鈦合金廣泛應用于航空裝備中。鈦合金因密度小、比強度高、耐蝕、耐高溫、無
14、磁、可焊、使用溫度范圍寬(269600)等優異性能,能夠進行各種零件成形、焊接和機械加工。目前廣泛應用于航空裝備隔熱板、機尾罩、減速板、襟翼滑軋、承力隔框、中翼盒形梁、起落架梁等主要結構件中。國外第 3代戰斗機用鐵量占機體結構總質量的 20%25%,美國第 5 代戰斗機 F-35 用量已高達 27%,F-22 戰機用量更是高達 41%。史上用鈦量最大的飛機是美國空軍使用的噴氣式遠程高空高速戰略偵察機 SR-71(黑鳥),其鈦合金使用量高達 93%,被稱為“全鈦飛機”。發動機的性能越先進,用鈦量就越高發動機的性能越先進,用鈦量就越高。美國、俄羅斯、英國的航空發動機制造水平全球領先,其發動機的用鈦
15、量通常保持在 20%35%。我國第一臺擁有自主知識產權的渦扇發動機的用鈦量提高到了 25%。在 300600 C 的工作溫度下,所采用的高溫合金具有較高的比強度、高溫蠕變抗力、疲勞強度、持久強度和組織穩定性,能夠滿足相應部件的特性要求,目前航空發動機的風扇和壓氣機等部件采用的鈦合金及制造方法如下:航空裝備市場潛力大,我國航空裝備與美國仍有較大差距航空裝備市場潛力大,我國航空裝備與美國仍有較大差距。根據 Flight global 發布的World Air Force 2023顯示,目前全球現役軍用飛機總計 53271 架,我國現役軍機總量為 3285 架,占世界軍機總量6%,僅次于美國與俄羅斯
16、,排名世界第三。但是從數量上來看,中美軍機差距極大,美國現役軍機總量為 13247 架,占世界總量 25%,是中國的四倍。由此可見,隨著航空裝備的換代升級,新型航空裝備的制造將迎來發展契機,這勢必會帶動軍工上游相關材料制造企業的快速發展,而鈦材由于其優良的性質,漸漸成為了航空裝備不可替代的材料。7/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 大型軍用運輸機的裝備數量、技術水平、運載效能,是衡量一國是否具備戰略空軍能力的重要標志大型軍用運輸機的裝備數量、技術水平、運載效能,是衡量一國是否具備戰略空軍能力的重要標志。國產運-20 的最大起飛重量為 220 噸,
17、最大載重量為 66 噸,屬于大型軍用運輸機中的戰略運輸機,同時具有戰術運輸機的功能。它的翼展和機長均在 50 米左右,起降滑跑距離為 800 米,實用升限 13 千米,航程 7800 千米,空運不受地形、水文條件的影響,可以跨越許多被其他運輸手段視為天險的障礙,將人員、物資運送到急需的地區。美國運輸機用鈦量也由早期服役的 C5 的 6%增至 C17 的 10.3%,俄羅斯伊爾 76 運輸機用鈦量更是達到了 12%。我國的航空裝備鈦合金用量也在不斷提升我國的航空裝備鈦合金用量也在不斷提升。軍用殲擊機從初始用鈦量只有 2%的殲 8,逐漸增加至殲 31用鈦量的 20%25%。大型軍用運輸機“運 20
18、”(鯤鵬)的鈦合金用量為 10%,與美國先進的 C-17 運輸機的鈦合金用量(10.3%)相當。我國新型軍機直 20、殲 20、運 20、空警-500、轟 6 接連放量,新老機型的交替拉高航空裝備交付架數,使得軍用鈦加工材需求爆發式增長。新列裝的航空裝備用鈦量將遠高于老型號,多種機型的量產將大幅拉動未來我國航空用鈦合金的需求。民用飛機用鈦量不斷提升民用飛機用鈦量不斷提升??湛惋w機鈦用量已從第三代 A320 的 4.5%增至第四代 A340 的 6%,A380的用鈦量增加到 10%,單機用鈦量就達 65 噸,而 A350 客機的鈦用量進一步提高到 14%左右。同時,波音飛機用鈦量從最初波音 70
19、7 的 0.5%逐漸增至波音 747 的 4%,再到波音 777 的 7%,而波音 787 的用鈦量已提高到 15%左右,其增速基本與空客飛機保持同步。俄羅斯的新型客機 MS21 鈦合金用量占比高達 25%,是目前民用運輸機中的最高紀錄。我國新型商用客機 ARJ21 的鈦合金用量為 4.8%,C919大型客機廣泛采用鈦合金,鈦合金零部件凈質量約占飛機總凈質量的 9.3%,略高于波音 777(7%)。中俄聯合研制的寬體客機 CR929 預計鈦合金使用量將達到 15%左右。民用飛機機體結構使用鈦合金的優勢是結構減重、突破體積限制民用飛機機體結構使用鈦合金的優勢是結構減重、突破體積限制。當結構載荷比
20、較高、采用鋁合金又受到結構空間限制時,強度較高的鈦合金成為較理想的材料。鈦主要用于機身的骨架、中央翼盒、機翼梁和肋條、機身和機翼蒙皮、機尾罩及垂尾構件、起落架構件和機輪、發動機艙和發動機等。3、3D 打印加持鈦趨勢,有望打破產能及良率瓶頸打印加持鈦趨勢,有望打破產能及良率瓶頸 鈦合金鈦合金 3D 打印廣泛用于航空航天與醫療打印廣泛用于航空航天與醫療。鈦合金的傳統加工方式困難且低效,導致生產成本高昂,而金屬 3D 打印技術能有效地解決鈦合金成型的難題,提高制造效率,同時減少原材料的損耗。金屬 3D打印是一種增材技術,它只使用構建零件所必需的材料,以及少量的支撐結構材料,還能夠制造出復雜的結構,比
21、如內部通道、中空或晶格填充的部件,這些結構可以降低重量,而傳統的制造方法無法做到。8/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 除此之外,鈦 3D 打印不需要模具或工具,可以制造出具有成本效益的定制零件,例如患者專用植入物、原型和研究工具,鈦 3D 打印術已經在航空航天、醫療等領域廣泛應用。小米小米 14Pro 鈦金屬特別版面臨缺貨,產能瓶頸制約需求擴張鈦金屬特別版面臨缺貨,產能瓶頸制約需求擴張。小米 14Pro 鈦金屬特別版機身中框為航天級 99%高純鈦和高強鋁合金材料精密復合(銀邦 TA2+6M13),小米用戶運營經理表示小米 14Pro鈦金屬特別版
22、本良率低,首發貨量少。目前小米 14Pro 鈦金屬特別版本已經面臨缺貨,產能、良率瓶頸制約需求擴張。榮耀折疊屏采用鈦合金榮耀折疊屏采用鈦合金 3D 打印,引領高端技術下沉至消費電子,有望打破產能與良率瓶頸打印,引領高端技術下沉至消費電子,有望打破產能與良率瓶頸。榮耀在2023 年 7 月推出了折疊屏手機 Magic V2,這是首款大規模采用鈦合金 3D 打印技術的手機,該技術主要應用在鉸鏈的軸蓋部分,這也是 3D 金屬工藝結構件在手機上的首次大規模使用。鈦合金相比不銹鋼和鋁合金,更能實現堅固和輕薄的平衡,從而減少手機的厚度和重量,并增強強度。除手機之外,2023年 Panerai 發布了采用
23、3D 打印鈦金屬表殼的 Submersible S Brabus PAM01283,Holthinrichs Deconstructed 推出了首款 3D 打印鈦金屬手表。3D 打印在消費電子領域的大規模應用,是一項具有戰略意義的創新,未來有望迎來更大的發展空間。三、加工工藝三、加工工藝 鈦合金零件的制備工藝可分為 CNC 及 3D 打印等途徑,過去傳統的 CNC 切削磨削由于成品率低、刀具磨損嚴重等原因制作成本較高,也是影響鈦合金滲透率提升的核心原因之一。隨技術迭代,CNC 切削磨削成型率不斷提升,工藝成熟同時保證精度,為當前鈦合金主流加工方式。此外,3D 打印技術以縮短交期、降低成本、成形
24、復雜結構零件為目的,可一次性完成傳統構件鑄、鍛、焊、機加工等多工序制造方案,在鈦合金鑄件生產過程中具有顯著技術優勢。但 3D 打印仍需要用機械加工進行表面處理(研磨、拋光等)。除以上兩種方式,鈦合金 MIM 工藝高效批量地生產方式,也受到了市場關注。9/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 1、CNC 制造:傳統機械加工是鈦合金加工的主要方式制造:傳統機械加工是鈦合金加工的主要方式 CNC 工藝:指通過機床和刀具對鈦合金進行切削、銑削、車削等操作,將其加工成所需形狀和尺寸的工件。機械加工是 TC4 鈦合金加工中最常見的方法,具有加工精度高、工件表面質
25、量好等優點。但由于TC4 鈦合金的高硬度和難切削性,機械加工時需要選用合適的刀具材料和切削參數,以確保加工質量和效率。由于鈦導熱系數低、質地硬,在由于鈦導熱系數低、質地硬,在 CNC 加工過程中易出現黏刀、積屑、崩刃等問題,因此對刀具需求量加工過程中易出現黏刀、積屑、崩刃等問題,因此對刀具需求量增加,對刀具提出較大挑戰增加,對刀具提出較大挑戰,如:航空發動機被譽為“現代工業皇冠上的明珠”,零部件較多且常有選用鈦合金等難加工材料,總體工藝性差,加工難度大,大多數要通過五軸數控機床,編程過程要解決多約束加工干涉和復雜的刀軸矢量計算等問題,加工過程要搭配高精度、高耐磨及高穩定的刀具才能完成整個零件的
26、加工。2、3D 打?。簭拇蛴。簭摹皽p材減材”到到“增材增材”,傳統制造技術的革新,傳統制造技術的革新 10/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3D 打印技術:3D 打印技術又稱增材制造技術(AM),屬于一種快速成型技術。3D 打印的最大優勢在于可以從原料直接自由制造復雜零件的能力,無需涉及諸如擠壓、鍛造、鑄造和二次加工等傳統制造方法即可獲得所需的形狀,且原料的利用率近 100%。目前,國內外常用的鈦合金 3D 打印方法主要有以下幾種。根據熱源不同可分為:以激光為熱源的激光選區燒結成形技術(SLS)、激光選區熔化成形技術(SLM)和激光近凈成形技術
27、(LSF);以電子束為熱源的電子束選區熔化成形技術(EBSM)和電子束熔絲沉積成形技術(EBF)。根據對比,EBSM 技術或是未來最具發展前景的鈦合金 3D 打印技術。EBSM 具有與 SLM 技術相當的成形精度、表面質量以及良好的力學性能,而且也克服了 SLM 技術不能成形大尺寸零件的缺點;整個成形過程均在真空環境下進行,有效防止成形過程中 C、N、O 元素對材料的污染;采用功率更大的電子束代替激光束,不但加快成形效率,而且降低生產成本。3D 打印可快速加工成形結構復雜的零件,實現打印可快速加工成形結構復雜的零件,實現“自由制造自由制造”?!盎睘楹啞笔?3D 打印的優勢之一,尤其在復雜、大
28、型結構加工工藝方面具有明顯的優勢。3D 打印的原理是將三維工件切片以獲得二維的輪廓信息,通過層層疊加的方式實現產品成形,是一種“自下而上”的工藝方式,這種方式基本不受零件形狀的限制,特別在制造內部結構復雜的、傳統加工無法完成一體制造的產品方面,具備突出優勢,因此,3D 打印能夠生產出符合特定需求的復雜產品,從而實現“自由制造”。11/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3D 打印相較于傳統制造打印相較于傳統制造具有成本低、研發周期短等優勢具有成本低、研發周期短等優勢。成本端成本端:傳統機械制造通常是通過批量生產單一產品來降低成本,生產的主要成本可分
29、為物料成本,開模成本、機器折舊,耗材成本和人工成本幾方面,而 3D 打印則是通過一臺設備生產多種類產品,通過生產多種類產品來降低生產成本,簡化了生產過程,降低了生產裝配成本和耗材成本。效率端效率端:3D 打印無需開模、無需傳統機械多重處理,可在單個設備上快速制造出所需零件,加速產品研發迭代,提高效率。預計預計 2023 年我國年我國 3D 打印行業市場規模約打印行業市場規模約 367 億元億元。根據 Wohlers Associates,2021 年全球 3D 打印產值為 152 億美元。我國 3D 打印行業發展迅速,未來增長空間較大,根據中商情報網數據,預計2020-2023 年我國市場規模
30、將從 208 億元增長到 367 億元。目前我國 3D 打印仍處于產業化早期階段,未來有望逐漸成為千億元級別產業。鈦合金由于具有優異的物理及化學性能,被認為是最適合制備成粉末的金屬材料,因此基于模型切片分鈦合金由于具有優異的物理及化學性能,被認為是最適合制備成粉末的金屬材料,因此基于模型切片分層制造原理的激光層制造原理的激光 3D 打印技術成為一種直接制造鈦合金零件的新型技術打印技術成為一種直接制造鈦合金零件的新型技術。如在 3C 領域,榮耀 Magic Vs2 采用由鈦合金 3D 打印技術制成的榮耀魯班鈦金鉸鏈,帶來輕薄與堅固兼具的使用體驗。鈦合金 3D打印技術改變了人們對傳統鈦合金加工方式
31、的認識,但是作為一項新型的制造技術仍然有較多問題需要解決,比如效率、成本與良率等問題。3、MIM:高效批量生產方式,市場前景廣闊:高效批量生產方式,市場前景廣闊 12/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 金屬注射成型,簡稱金屬注射成型,簡稱 MIM,是傳統粉末冶金技術與塑料注射成型技術相結合的高新技術,是小型復雜,是傳統粉末冶金技術與塑料注射成型技術相結合的高新技術,是小型復雜零部件成型工藝的一場革命零部件成型工藝的一場革命。MIM 技術的主要工藝是先將金屬粉末與粘結劑均勻混合成具有流動性的喂料,在注射機上注射成型,獲得的毛坯經脫脂處理后燒結致密化
32、成產品,必要時還可以進行后處理。MIM 相較傳統金屬成型工藝優勢明顯相較傳統金屬成型工藝優勢明顯。傳統金屬加工技術如冷鐓、鍛壓、沖壓適合用于加工二維、零件結構簡單的產品,對于三維、復雜形狀產品的加工,存在一定的難度。CNC 技術無需模具設計制作,自由度及加工精度頗高,但材料浪費嚴重,且在加工超小件、三維造型復雜的零件方面耗時長、產量低、成本高。相比之下,MIM 技術近凈成形,幾乎無廢料,可以用于大批量生產三維形狀、復雜結構、精密尺寸的金屬產品,設計自由度高,這是 MIM 技術和其他金屬加工技術相比較的優勢所在。MIM 下游應用領域廣泛,行業市場前景廣闊下游應用領域廣泛,行業市場前景廣闊。目前
33、MIM 技術的運用主要集中在電子產品領域方面,但也逐漸向汽車零部件、醫療器械、電動工具、工業設備以及日常用品等多個領域拓展。據中商產業研究院統計,我國 MIM 市場規模從 2016 年的 49 億元增長至 2021 年的 84 億元,CAGR 為 11.38%。13/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 四、產業鏈分析四、產業鏈分析 1、鈦產業鏈概述鈦產業鏈概述 鈦合金產業鏈主要環節包括海綿鈦、鈦材、鈦合金型材、型材加工及終端應用等。因鈦具有壽命長、耐損耗的特點,其需求量的主要來源為新領域拓展與舊領域的更新。目前世界上僅美國、俄羅斯、日本、中國四個國
34、家掌握完整的鈦工業生產技術。鈦材行業位于鈦材產業鏈中游,起承上啟下的作用,具有不可或缺的地位。鈦材行業上游上游主要為海綿鈦等原材料。由于鈦材產品中原材料成本占比較大,因此上游原材料的供應量以及價格變動將直接影響鈦材行業的產量及產品成本。鈦材行業的下游下游主要為航空航天、石油化工、海洋能源等行業。下游行業的市場規模直接決定了鈦材行業的市場規模,下游行業的市場需求變動也將直接影響本行業產品的研發與銷售。近年來,隨著我國國防和軍隊現代化建設、綠色發展、高端發展、工業 4.0 等國家政策的穩步推進,下游市場需求逐步釋放,為我國鈦材行業帶來了進一步增長空間。2、鈦合金、鈦合金產業鏈產業鏈主要環節主要環節
35、 鈦資源開采:鈦資源是指含有鈦元素的礦物或巖石,主要有金紅石、釕鐵礦和鈦鐵礦等。我國是世界上鈦資源最豐富的國家之一,擁有約 20%的全球儲量,但大部分為低品位的鈣鎂型鈦鐵礦,開采難度大,利用率低。鈦精礦冶煉:鈦精礦是指經過選礦或化學處理后,含有較高比例的鈦元素的物質,主要有金紅石精礦和釕鐵礦精礦等。鈦精礦經過冶煉后,可以得到海綿鈦或二氧化鈦等產品。海綿鈦是指經過氯化或電解等方法,將金屬鈦從其氧化物中還原出來,形成類似海綿狀的物質,是制造鈦合金的基本原料。二氧化鈦 14/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 是指經過硫酸法或氯化法等方法,將金屬鈦從其氧
36、化物中分離出來,形成白色粉末狀的物質,是制造鈦白粉的基本原料。鈦白粉生產:鈦白粉是指以二氧化鈦為主要成分的白色顏料,具有高遮蓋力、高折光率和高耐候性等特點,廣泛應用于涂料、塑料、油墨、造紙等行業。我國是世界上最大的鈦白粉生產國和消費國,2020年產量達到 351 萬噸,占全球總量的 40%以上。鈦合金生產:鈦合金是指以海綿鈦為基體,加入一種或多種合金元素,通過冶煉或粉末冶金等方法制成的合金。根據不同的加工方式,鈦合金可以分為鑄錠、鍛件、板材、棒材、管材、絲材等形式。我國是世界上最大的海綿鈦生產國和消費國,2020 年產量達到 12.5 萬噸,占全球總量的 30%以上。鈦合金應用:鈦合金經過加工
37、后,可以應用于各個領域。根據不同的應用需求,鈦合金可以制成各種部件或設備,如飛機結構件、發動機部件、導彈部件、人工關節、牙科種植、外科手術器械等,在提高生物相容性和抗菌性方面具有重要作用。其他工業:鈦合金在其他工業領域也有廣泛的應用,占全球鈦消費量的 30%左右。鈦合金在其他工業中主要用于化工設備、石油設備、電力設備、汽車零部件等,在提高耐腐蝕性和耐磨性方面具有重要作用。3、鈦材供應集中度較高,多家企業積極擴張產能鈦材供應集中度較高,多家企業積極擴張產能 中國海綿鈦產能產量全球第一中國海綿鈦產能產量全球第一。我國海綿鈦市場總體供應充足,但高品質小粒度海綿鈦缺口較大。據美國地質調查局數據,202
38、2 年全球海綿鈦產能約 35 萬噸,其中中國海綿鈦產能最大為 18.1 萬噸,占比達51.7%,日本海綿鈦產能為 6.88 萬噸,占比約 19.7%位列第二,俄羅斯海綿鈦產能為 4.65 萬噸,占比約13.3%位列第三。據 2022 年中國鈦工業發展報告,2022 年全球海綿鈦產量總計 27.9 萬噸,其中中國海綿鈦產量最大為 17.5 萬噸,占比約 62.7%,日本海綿鈦產量 5 萬噸,占比 18.0%,俄羅斯海綿鈦產量2.5 萬噸,占比 9.0%。在中國鈦產業分布方面,中國海綿鈦生產主要集中在遼寧、云南、新疆,占到全國海綿鈦總產量的 58.9%。我國目前小顆粒高等級的我國目前小顆粒高等級的
39、高端海綿鈦生產仍不足高端海綿鈦生產仍不足。海綿鈦根粒度規格可以分為標準粒度(0.83mm 25.4mm)、小粒度(0.83mm12.7mm)和細粒度(0.83mm5.0mm)三種。海綿鈦根據不同的純度和性狀劃分為從 0A 級到 5 級共七個等級,Ti 純度越高,海綿鈦質量越好,0A 級海綿鈦純度高于99.8%,是最高等級的海綿鈦。例如轉子級海綿鈦是海綿鈦領域等級最高產品,主要應用于生產航空發動機的轉子和葉片。15/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 目前我國海綿鈦生產仍以化工民用低端海綿鈦為主,高品質(目前我國海綿鈦生產仍以化工民用低端海綿鈦為主,
40、高品質(0 級及級及 0A 級)細小粒度(級)細小粒度(5mm-13mm)海綿鈦仍需要進口海綿鈦仍需要進口。雖然我國已有較多的海綿鈦生產企業掌握高端海綿鈦生產能力,但小顆粒海綿鈦的產能依舊不足。因為小顆粒海綿鈦的生產工藝需要多次還原蒸餾,生產成本高的同時工藝流程復雜,國內能夠穩定供貨的企業僅有遵義鈦業遵義鈦業、寶鈦華神寶鈦華神、朝陽金達朝陽金達等少數幾家,需求缺口主要通過從烏克蘭和哈薩克斯坦進口彌補。我國海綿鈦生產廠商格局集中度較高我國海綿鈦生產廠商格局集中度較高。目前我國海綿鈦主要生產廠商有 9 家,產量排名前三的企業為新疆湘潤新材料科技有限公司湘潤新材料科技有限公司、攀鋼集團礦業有限公司攀
41、鋼集團礦業有限公司海綿鈦分公司以及洛陽雙瑞萬基鈦業有限公司洛陽雙瑞萬基鈦業有限公司,海綿鈦 2021 年年產量均達到 2 萬噸以上,三家海綿鈦總產量占比達到 50%以上。海綿鈦產能規劃在建項目的企業主要有寶鈦股份寶鈦股份、龍龍佰集團佰集團和安寧股份安寧股份等。寶鈦股份子公司寶鈦華神規劃建設年產 12000 噸海綿鈦生產線及年產 3000 噸四氯化鋯生產線項目(已投產);龍佰集團規劃建設 3 萬噸/年高品質海綿鈦技術提升改造項目、1 萬噸海綿鈦升級改造項目和年產 3 萬噸轉子級海綿鈦智能制造技改項目;安寧股份擬通過 2022 年非公開發行股票募資規劃建設年產 6 萬噸能源級鈦(合金)材料全產業鏈
42、項目。鈦材供應集中度高,不同種類中鈦板材占比最大鈦材供應集中度高,不同種類中鈦板材占比最大。據 2021 年中國鈦工業發展報告,排名前三的鈦材企業分別是寶鈦股份寶鈦股份、新疆湘潤新疆湘潤、湖南湘投金天湖南湘投金天,2021 年三家總占比達到了年總產量的 47%。據 2022 年中國鈦工業發展報告,2022 年我國總計生產鈦加工材 15.1 萬噸,連續 8 年實現增長;在各類鈦加工材種類中,鈦板材產量占比最高,達到鈦加工材總產量的 56.29%,棒材產量占比 21.85%,管材產量占比11.92%,鍛材產量占比 5.30%,絲材產量占比 1.32%,鑄件產量占比 0.66%,箔帶產量占比 1.9
43、9%,其他鈦加工材產量占比 0.66%。16/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 海綿鈦是鈦材生產成本構成中的重要部分海綿鈦是鈦材生產成本構成中的重要部分。根據西部超導西部超導公開資料顯示,公司在高端鈦合金材料的成本構成中,原材料成本約占總成本 60%以上,人工費用成本占比 12%-15%,制造費用成本占比 24%-26%。原材料構成主要是海綿鈦和中間合金(釩、鉬等合金),其中海綿鈦在原材料成本占比達 60%(2018年度),在總成本中占比約 35-40%,是鈦材成本構成中的重要成本。高端領域鈦加工材應用顯著增長,部分產品技術水平仍存在不足高端領域
44、鈦加工材應用顯著增長,部分產品技術水平仍存在不足。2022 年我國鈦加工材用量最大的領域為化工,化工領域用鈦量為 7.3 萬噸,同比增長 23.7;其次為航空航天,航空航天領域用鈦量為3.3 萬噸,同比增長約 46.7%;醫藥、船舶領域用鈦量的絕對數值依然相對較低,但增速都在 30%以上;冶金、電力、制鹽、體育休閑、海洋工程領域的用鈦量均出現不同程度的下降,我國鈦工業仍處于從中低端向高端的產業升級加速期。國家提倡科技創新、鼓勵技術進步的政策,以及在國防軍工、“三航”領域中對鈦的大量使用成為推動我國中高端鈦加工材發展的最大驅動力。隨著國防軍工、高端裝備制造等領域對鈦加工材需求的增長,國內幾家大型
45、鈦加工材企業全方位發力,向大而強的方向發展;部分中小型企業通過幾年時間的技術沉淀,在某一項細分領域中取得快速進步,成為該細分領域的頭部企業,實現小而精的發展模式。目前我國在超薄鈦帶、超厚鈦板材、大壁厚管材、大尺寸型材、鍛件、航空緊固件等產品的加工水平尚不過關,產品品質與國外相比仍有明顯差距,相關產品仍然沒有擺脫依賴進口的局面,一定程度上制約了我國航空航天、國防軍工、能源等關鍵行業的長遠發展。多家企業規劃建設鈦加工材生產線項目,提升鈦加工材產能多家企業規劃建設鈦加工材生產線項目,提升鈦加工材產能。寶鈦股份寶鈦股份規劃宇航級寬幅鈦合金板材、帶箔材建設項目和高品質鈦錠、管材、型材生產線建設項目,攀枝
46、花鋼城集團攀枝花鋼城集團規劃建設精密鈦、鋼薄板冷軋生產線項目,西部超導西部超導規劃建設航空航天用高性能金屬材料產業化項目,建成達產后均對鈦加工材年產能和性能有顯著提升。17/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 4、鈦合金產業鏈的核心壁壘為鈦鈦合金產業鏈的核心壁壘為鈦材的加工與應用材的加工與應用 鈦合金的核心壁壘是鈦材的加工、應用鈦合金的核心壁壘是鈦材的加工、應用。從全產業鏈看,鈦合金的核心壁壘和主要附加值集中在鈦材加工與應用環節,尤其是高端鈦材的研發能力和制造工藝,其壁壘主要集中技術、資金、準入壁壘三方面。技術壁壘技術壁壘。航空航天用鈦合金要求具備
47、耐高溫、高壓和高載荷的能力,而普通鈦合金在 600以上就難以勝任發動機的使用要求,因此需要從合金成分、熔煉、鍛造、熱機械處理、機加工各環節對工藝參數進行優化,且大型鈦合金結構件趨勢下,鈦合金棒材規格由 250 毫米直徑發展至 600 毫米直徑以上,保證其各個部位材料成分均勻性及性能一致性的難度上升。資金壁壘資金壁壘。鈦工業屬于典型資金密集型行業,進入該領域通常需要專業加工檢測設備、高標準廠房等大量前期投入,此外特定牌號的材料從工藝研發到通過驗收,再到穩定量產往往需要 5-10 年時間,對于資金及精力占用較高。準入壁壘準入壁壘。高端鈦合金應用主要集中在航空航天領域,需通過國內軍品認證以及國外波音
48、、空客質量體系認證等。目前行業具備軍工相關資質的企業較少,其中大部分企業以初級產品鈦錠為主。五、市場栺局五、市場栺局 1、低端鈦材出口低端鈦材出口,高端鈦材部分依賴進口,形成雙寡頭栺局高端鈦材部分依賴進口,形成雙寡頭栺局 2022 年國內鈦材產量 15.1 萬噸,同比+11.1%,以板材、棒材、管材為主,占比分別為 56%、22%、12%。18/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 航空航天用鈦材的市場集中度高航空航天用鈦材的市場集中度高。我國現有鈦材加工生產企業 160 余家,自主研發能力好、產品技術含量高、品牌特色較優的企業數量較少,大部分企業集
49、中在民用中低端領域,同質化競爭嚴重,低端市場產能過剩,高端鈦產品需求難以自足,部分依靠進口。根據中國有色金屬工業協會鈦鋯鉿分會數據,2021 年國內鈦材整體 CR3 和 CR5 分別為 47%和 58%,而在航空航天領域則分別高達 69%和 82%。國內軍用高端鈦材生產商主要為寶鈦股份寶鈦股份、西部超導西部超導和西部材料西部材料,寶鈦股份可生產全系列鈦材,以板材和棒材為主,西部材料以板帶材和管材為主,西部超導以棒材和鍛件為主。低端鈦材出口,高端鈦材部分依賴進口低端鈦材出口,高端鈦材部分依賴進口。我國鈦材出口量呈上升趨勢,反映我國低端產能過剩,每年進口鈦材量較為穩定,約 7000 噸。寶鈦股份、
50、西部超導在高端鈦材市場形成雙寡頭競爭格局寶鈦股份、西部超導在高端鈦材市場形成雙寡頭競爭格局。中國鈦合金企業數量近千家,但行業集中度較高,具備規?;拇笮推髽I不到 20 家,2022 年寶鈦股份寶鈦股份、西部超導西部超導、西部材料西部材料、金天鈦業金天鈦業等公司,CR4 達 33.32%,其中寶鈦股份產量占比達 21.55%,市場份額位居第一。在高端鈦材市場,西部超 19/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 導和寶鈦股份兩家合計占據超過 95%以上的市場份額,已經形成較為穩固的雙寡頭競爭格局,西部超導以棒絲材為主,側重航空領域,寶鈦股份品種齊全,
51、板、帶、管、棒、線等廣泛應用于航空航天。2、中低端鈦材認可度提升,高端產品差距較大中低端鈦材認可度提升,高端產品差距較大 鈦材出口認可度提升鈦材出口認可度提升。目前全球僅美國、俄羅斯、日本和中國四個國家掌握完整的鈦工業生產技術,四國的鈦材產量合計占全球鈦材的 90%以上。我國作為世界上最重要的鈦材生產國之一,近五年出口量持續高于進口量,2020 年受公共事件影響出口量有所回落,2021 年成功由貿易逆差轉變為貿易順差,國際認可度提升。高端產品仍有較大差距高端產品仍有較大差距。從進出口單價看,我國在部分中低端產品實現自己自足的基礎上,進一步擴大出口,出口單價高于進口單價,但在鈦條、桿、型材及異型
52、材和厚度0.8mm 的鈦板、片、帶等難加工鈦材上仍有較大差距,進出口價差達 2.47/2.44 萬美元/噸。3、消費結構加速向高端邁進消費結構加速向高端邁進 國內鈦工業發展在近些年取得長足進步,消費量快速增長國內鈦工業發展在近些年取得長足進步,消費量快速增長。2022 年我國鈦材消費總量達 14.5 萬噸,較上年同比+17%,2017-2022 復合增速 21%。最大消費領域依舊為化工領域,用鈦量約 7.3 萬噸,同比+24%,占比 50%;其次為航空航天領域,用鈦量約 3.3 萬噸,同比+47%,占比 23%;醫藥、船舶領域用鈦量的絕對數值相對較低,但增速均在 30以上,冶金、電力、制鹽、體
53、育休閑、海洋工程領域的用鈦量均出現不同程度的下滑。20/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 國內航空航天鈦材用量占比有較大提升空間國內航空航天鈦材用量占比有較大提升空間。2022 年國內航空航天用鈦材占比僅 23%,相較之下,全球航空工業領域鈦材消費占比近 50%,美俄分別為 55%和 65%。隨著大量軍工裝備、大飛機研制及批量化生產加快,我國鈦合金下游應用有望完成從中低端市場到中高端市場的結構性轉變。航空用和消費電子用鈦材預計將成為需求增長最為顯著的細分領域航空用和消費電子用鈦材預計將成為需求增長最為顯著的細分領域。近年來航空航天用鈦量步入發展快
54、車道,已由 2011 年的 0.4 萬噸增長至 2022 年的 3.3 萬噸,在總消費量中占比由 8%提升至 23%。隨著我國進入軍機列裝上量階段,疊加全球商用飛機交付量在疫情過后觸底復蘇,此外 2023 年成為鈦合金在消費電子行業應用元年,相關人士預測 2023 年需求量為 1 萬噸,2025 年增至 6.1 萬噸。預計 2025年國內鈦材年需求量超 25 萬噸,年復合增速約 20%。21/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 六、相關公司六、相關公司 1、華曙高科華曙高科 公司為國內工業級公司為國內工業級 3D 打印領航企業打印領航企業。公司深耕
55、粉末床 3D 打印技術領域,創始人許小曙博士為行業內知名的粉末床 3D 打印專家,擁有超 30 年的研發經驗。設備方面,公司為市場上少有的同時擁有工業級金屬 3D 打印設備和高分子 3D 打印設備成熟制造能力的企業;材料方面,公司自研高分子 3D 打印粉末,打破國外廠商壟斷;軟件方面,公司設備搭載的軟件均具有完整自主知識產權,且軟件功能向客戶開源;服務方面,公司為客戶提供工藝開發、小批量驗證等全方位的技術支持服務。公司已形成 3D 打印設備-材料-軟件-服務四位一體的完整布局。公司大力開拓海外市場,22 年海外市場的營收占比由 21年的 17%大幅提高到 37%。海外對工業 3D 打印的需求更
56、為多樣,公司與海外眾多行業內的頭部企業密切合作探索 3D 打印前沿應用場景,有望在 3D 打印產業化進程中率先受益。產能方面產能方面:根據華曙高科招股說明書,2019-2021 年公司 3D 打印設備產能分別為 98 臺、102 臺和 164臺。根據華曙高科公眾號 2023 年 1 月 6 日發表的華曙高科產能全面提升:新材料研發基地投產,設備制造廠房擴容一文,自 2022 年 9 月起,公司新增超 5000 平方米 3D 打印設備制造廠房,目前設備制造廠房總面積擴增至 11000 平方米,月產能實現翻番。根據華曙高科發行人及保薦機構回復意見,公司 IPO 募投項目之一為增材制造設備擴產項目,
57、該擴產項目建設期為 2 年,建設完成后 3 年達產,達產后預計新增 381 臺 3D 打印設備。預計公司目前的規劃產能達產后總的 3D 打印設備產能超過700 臺。2、鉑力特鉑力特 公司為國內最大的激光粉末床公司為國內最大的激光粉末床 3D 打印設備商,并延伸打印設備商,并延伸 3D 打印粉末材料和打印粉末材料和 3D 打印服務業務打印服務業務。公司為用戶提供全方位的金屬增材制造與再制造技術解決方案,包括:設備、打印服務、原材料、技術服務等。公司在航空航天 3D 打印領域具備突出優勢,2022 年航空航天業務營收達到 6.38 億元,同比增長101.71%,占營收之比達到 69.46%。產能方
58、面產能方面:根據鉑力特招股說明書,公司 2016-2018 年 SLM 激光 3D 打印設備產量分別為 36 臺、41臺和 81 臺,公司 IPO 募集資金主要投向金屬增材制造智能工廠建設,但未查詢到募投項目增加的產能數據。公司 2022 年底發布定增計劃,據公司發布的關于西安鉑力特增材技術股份有限公司向特定對象發行股票申請文件的審核問詢函的回復(豁免版)(修訂稿),公司此次定增項目主要用于增加金屬 3D 打印定制化產品機時和金屬 3D 打印粉末材料產能,規劃滿產產值超過 21 億元。此外,公司2021 年以自有資金投資金屬增材制造產業創新能力建設項目,達產后增加 1000 臺金屬 3D 打印
59、設備產能,目前項目仍在建設期。預計公司所有在建產能達產后金屬 3D 打印設備產能或接近 1500 臺。3、廈門鎢業廈門鎢業 2023 年 1-9 月公司實現合并營業收入 295.28 億元,同比減少 20.01%;實現歸屬凈利潤 11.61 億元,同比減少 11.11%;實現歸屬于上市公司股東的扣除非經常性損益的凈利潤 10.64 億元,同比減少 8.51%。鎢鉬業務方面,2023 年前三季度公司鎢鉬業務實現營業收入 123.78 億元,同比增長 25.55%;實現利潤總額 16.70 億元,同比增長 43.40%。公司旗下廈門金鷺針對鈦合金加工的痛點和難點,研發推出“銀雀”系列鈦合金銑削刀具
60、,在刀具基體、涂層和表面刃口處理等方面實現了重大突破,解決鈦合金加工過程容易粘屑、異常崩刃、壽命短的問題。22/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 該新品系列牌號憑借優異的抗粘結技術,并匹配抗崩性專用基體,在精到半精中低速加工中有著優異的表現,可提升刀具壽命,提高加工效率。2023 年 11 月 7 日公司公告,計劃募資 40 億,其中 10 億用于“硬質合金切削工具擴產項目”,項目建設完成后將具有年產整體刀具產品 200 萬件、可轉位刀片 3000 萬件、超硬刀具 170 萬件的生產能力,相應產品主要應用于航空航天、通用機械、新能源、醫療等領域。
61、4、沃爾德沃爾德 國內超硬刀具領軍企業,專注于國內超硬刀具領軍企業,專注于 3C 電子顯示電子顯示&汽車制造領域汽車制造領域。公司自成立以來,主要從事超高精密和高精密超硬刀具及超硬材料制品的研發、生產和銷售業務。公司緊密圍繞超硬刀具行業,依托自主研發的“超硬材料激光微納米精密加工技術”、“真空環境加工技術”、“PCD 超薄聚晶片及復合片精密研磨及鏡 23/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 面拋光技術”、“自動化設備研制技術”等四大類核心技術,形成了應用廣泛的高端超硬刀具及相關超硬材料制品研發生產能力。公司重點產品包括各類超高精密及高精密的超硬刀具
62、、CVD 金剛石等超硬材料制品。主營業務穩中有升,毛利率維持高位主營業務穩中有升,毛利率維持高位。2022 年公司實現營業收入 4.14 億元,同比+27.17%;實現歸母凈利潤 0.63 億元,同比+15.37%。同時 2023Q1-3 營業收入、凈利潤保持雙位數增長,特別是第三季度增長非常明顯。毛利率由于產品結構中硬質刀具產能釋放導致毛利率逐漸下降,但依舊維持高位。收購鑫金泉形成業務協同,拓展消費電子領域應用收購鑫金泉形成業務協同,拓展消費電子領域應用。進入第四季度,鑫金泉超硬刀具訂單仍保持較好的趨勢,整體硬質合金刀具市場需求相比第三季度較為緩和。鑫金泉在 2021 年開始研發鈦合金材料加
63、工的刀具,2022 年某國際品牌高端智能手表的鈦合金表殼生產中已經開始使用鑫金泉刀具,同時更多的智能手機品牌也開始大量使用鈦合金等相關材料,高端 3C 產品需求較為旺盛,加之消費電子開始復蘇,公司積極推進惠州募投項目的投入,設備投資約 1 億元,預計明年一季度開始投產。5、鼎泰高科鼎泰高科 公司主業是為公司主業是為 PCB、數控精密器件加工領域提供數控刀具、銑刀等工具、材料和自動化設備的一體化、數控精密器件加工領域提供數控刀具、銑刀等工具、材料和自動化設備的一體化解決方案解決方案。目前公司已加大對數控刀具領域的投入,有望為公司貢獻新的增長驅動力。2023 年 10 月 27日公司發布募投項目內
64、部投資結構調整公告,擬將數控刀具募投產能由 180 萬支/年提升至 960 萬支/年。2023 年前三季度公司實現營收 92.7 億元,同比增長 1.91%;歸母凈利潤 1.69 億元,同比增長 0.24%。相較 2022 年,業績已呈現較好改善趨勢,未來在數控刀具等新產品的加持下,有望加快增長速度。24/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 6、宇環數控宇環數控 宇環數控機床股份有限公司是專業從事數控磨削設備及智能裝備的研發、生產、銷售與服務,為客戶提供精密磨削與智能制造技術綜合解決方案的裝備制造業企業。公司產品主要分為數控磨床、數控研磨拋光機、智
65、能裝備系列產品,主要應用于汽車工業、內燃機、消費電子、軸承、密封件等國民經濟各主要領域。根據公開投資者問答平臺,公司產品可用于智能手機中框、后蓋、屏顯及按鍵等外觀件的磨削拋光,可加工不銹鋼、鋁合金、鈦合金、藍寶石、陶瓷、玻璃等材質。目前,公司已取得捷普科技(成都)有限公司關于鈦合金等硬脆性材料的加工設備訂單。此外,公司部分下游客戶為華為、小米等國內電子品牌企業提供制造服務。七、發展趨勢七、發展趨勢 1、鈦合金在鈦合金在 3C 電子品牌電子品牌+產品類產品類型中加速導入型中加速導入,催生市場需求提升,催生市場需求提升 相比此前的不銹鋼和鋁合金材質,鈦合金能夠更好地兼具堅固和輕薄的特點,從而降低手
66、機的厚度和重量,并提高強度。鈦合金開啟大規模在手機中進行應用,未來如鈦合金材料進一步在各 3C 消費電子品 25/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 牌(蘋果、榮耀、三星、華為、小米、VIVO、OPPO 等)、及產品類型(手機手表Pad筆記本電腦)中逐步滲透,成長空間有望持續打開。鈦合金能解決折疊屏厚重問題,催生市場需求有望提升鈦合金能解決折疊屏厚重問題,催生市場需求有望提升。折疊屏手機作為智能手機和平板電腦的“集合體”,拓展了用戶大屏顯示的使用場景,刺激了用戶換機需求。但核心問題在于,雖然屏幕更大,折疊屏相較傳統直板手機更重、更厚,導致攜帶不方便
67、問題,使得消費者接受度仍然有限。2023 年 7 月,榮耀發布折疊屏 Magic V2:采用航天的鈦合金 3D 打印工藝。折疊最薄厚度 9.90mm、展開最薄 4.7mm,催生折疊屏手機進入毫米時代。2023 年 10 月,榮耀再發折疊屏 Magic Vs2(并將價格降至 6999 元),催生鈦合金應用在 3C 行業進一步打開。26/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2、鈦合金滲透率提升背景下,硬質合金棒材需求提振鈦合金滲透率提升背景下,硬質合金棒材需求提振 整硬刀具以鎢精礦為初始原材整硬刀具以鎢精礦為初始原材料,國內供給剛性;棒材為整硬刀具的直
68、接原材料料,國內供給剛性;棒材為整硬刀具的直接原材料。鎢屬于稀有難熔金屬,是國內戰略性礦產,我國在全國礦產資源規劃(2016-2020 年)中將鎢列入戰略性礦產目錄。目前我國對鎢礦開采實行配額制,2023 年我國鎢精礦的開采指標為 11.1 萬噸(標噸),相對 2015 年指標增長接近 2 萬噸,最近 3 年復合增速為 1.9%,供給相對剛性。鎢精礦的下游產業鏈主要為生產硬質合金,硬質合金下游又以刀具生產為主,包括整硬刀具和數控刀片兩大類,其中整硬刀具以硬質合金棒材為直接原材料。鈦合金滲透率提升背景下,硬質合金棒材需求提振鈦合金滲透率提升背景下,硬質合金棒材需求提振。最近兩年我國硬質合金棒材產
69、量保持高位,據中國鎢業協會統計 30 家主要企業的數據,2022 年我國棒材生產量為 1.35 萬噸,同比下降 2.6%,2018-2022 年 5 年復合增速為 4.0%。鈦合金手機中框的滲透率提升,將直接帶動整硬刀具的消費,進而提振硬質合金棒材的需求。國內棒材市場集中度較高,根據公司公告測算,兩大龍頭中鎢高新中鎢高新和廈門鎢業廈門鎢業市占率合計超過 40%。27/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3、鈦合金加工難,刀具市場有望同步受益鈦合金加工難,刀具市場有望同步受益 鈦合金加工較難,對切削工具要求高鈦合金加工較難,對切削工具要求高。鈦合金零
70、件的制造過程中已經不適合選用傳統的切削加工方式。具體表現為:加工效率低;刀具磨損嚴重;加工精度和表面質量不高,需要大量的后續磨拋等加工工序進行處理,費時費力。根據艾邦高分子數據,鈦合金手機中框整體良率約為 30%-40%,遠低于鋁合金中框的 80%;且加工時間長,約為鋁合金的 3-4 倍;同時,由于鈦合金的特殊性質,對切削刀具也提出了嚴苛要求。飛機上的大部分鈦合金零件是薄壁框類零件,多數是采用銑削加工去除大量的鈦合金材料,而鈦合金是典型的難加工材料,故材料去除率很低。航空航天中切削鈦合金時通常采用高速鋼或者硬質合金刀具航空航天中切削鈦合金時通常采用高速鋼或者硬質合金刀具,一般來說,高速鋼刀具的
71、切削速度超過30m/min,硬質合金刀具的切削速度超過 60m/min 時,刀具磨損加快,切削過程變得困難,而鈦合金高速切削加工范圍一般在 100m/min 以上,國外銑削加工鈦合金水平在 100m/min-200m/min 范圍,因此需要高強度的加工刀具。硬質合金、超硬刀具、陶瓷刀具有望受益硬質合金、超硬刀具、陶瓷刀具有望受益。金剛石 PCD 刀具的輪廓刀、倒角刀、銑刀在鈦合金產品外殼加工上具備很好的應用,產品可以一次成型,提高了加工效率和最終良率,同時保證了產品的表面光潔度。2022 年蘋果高端智能手表的鈦合金表殼生產中,已經開始使用某國產品牌的超硬刀具,同時更多的智能手機品牌也開始大量使
72、用鈦合金材料,加之消費電子的復蘇,利好超硬刀具在消費電子領域未來業務的拓展。陶瓷刀具具有硬度高、耐磨性好、導熱性好等綜合性能,主要應用于不銹鋼、鈦合金等材料的加工。4、鈦合金切入高端手機,鈦合金切入高端手機,3D 打印有望迎來新機遇打印有望迎來新機遇 28/29 2024 年年 1 月月 26 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 在各大廠商不斷地進行技術創新和產品升級的過程中,部分手機廠商選擇使用更具質感、更高價的鈦合金作為手機中框的材料,鈦合金作為一種高性能、高強度、低密度的金屬材料,具有很高的抗腐蝕性、耐磨性和抗氧化性,使得手機在外觀上更加高檔、耐用。此外,鈦合金還具有良好的熱傳導
73、性能,有助于提高手機的散熱效果,從而保證手機在長時間使用過程中的穩定性能,以提高產品的檔次和品質,從而吸引更多的消費者關注和購買。目前蘋果蘋果和小米小米已經在高端手機中導入鈦合金/鈦金屬中框,后續其他大廠也可能跟進采用鈦合金部件,未來,隨著鈦合金逐漸規?;?,良率提升,成本下降,有望在中低端產品中普及,智能手機鈦合金部件將是行業發展的趨勢之一。經測算,3D 打印鈦合金中框與軸蓋市場空間有望在 2027 年突破 450 億元,3D 打印市場將會迎來廣闊的成長空間。5、鈦材國產替代化進程加快鈦材國產替代化進程加快,國內企業業績有望增長,國內企業業績有望增長 隨著國內鈦材生產企業制造能力提升,鈦材國產
74、替代化進程加快隨著國內鈦材生產企業制造能力提升,鈦材國產替代化進程加快。西部超導西部超導材料科技股份有限公司成功掌握了緊固件用 Ti45Nb 合金絲材批量化制備技術,解決了 Ti40 阻燃鈦合金大規格鑄錠鍛造開坯的難題;湖南湘投金天鈦金屬股份有限公司湖南湘投金天鈦金屬股份有限公司自主研發出中國第一卷大卷重寬幅鈦帶卷,填補國內空白,改變了我國鈦卷和鈦焊管依賴進口的格局。以寶雞鈦業寶雞鈦業股份有限公司、鑫諾特材鑫諾特材、陜西四正醫療器械陜西四正醫療器械有限責任公司為代表的寶雞市企業,在醫用鈦材方面取得了多項突破,研發的鈦合金型材快速脈沖鍛打整形設備驗證機、高強高韌鈦合金絲材等設備和產品打破了國外壟
75、斷。國內龍頭企業研發出多種鈦材的高性能、低成本制備技術,實現了多種類鈦材的覆蓋。材料國產替代將推動國內鈦材生產企業業績增長。八、參考研報八、參考研報 1.華福證券-機械設備行業:鈦合金導入消費電子,板塊復蘇帶動刀具市場需求外溢 2.長城證券-機械設備行業 2024 年度策略之三:鈦合金賦能 3C 新篇章,3D 打印和 CNC 繪制技術藍圖 3.華安證券-有色金屬行業深度報告:鈦合金切入 3C 領域,關注原料及加工領域優質標的 4.浙商證券-金屬行業 2024 年 3C 設備/鈦合金產業鏈年度策略:鈦合金元年,3C 大趨勢 5.東北證券-機械設備行業 3D 打?。?C 行業應用鈦合金最受益環節,
76、市場或存預期差 29/29 2024 年年 1 月月 26 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告 6.西南證券-機械設備行業 3C 刀具專題:鈦合金增質減重,帶動刀具消費增加7.中郵證券-鈦合金行業鈦的新時代(二):消費電子新驅動,鈦材+加工持續受益8.招商證券-鈦行業深度報告:不止于碧海藍天,開啟手機用鈦新紀元9.中郵證券-鈦行業的新時代(一):產能持續擴張,向高端化邁進10.民生證券-金屬行業 2024 年年度策略系列報告之新材料篇:滿眼生機轉化鈞,天工人巧日爭“新”11.方正證券-電子行業專題報告:港股消費電子專題,鈦合金加速導入,潛望鏡及終端側 AI 趨勢確立免責聲明:以上內容僅供學習交流,不構成投資建議。