2022年我國軍用商用航發環形鍛件市場規模前景分析及派克新材發展驅動力研究報告（40頁）.pdf

1、2022 年深度行業分析研究報告 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 目錄目錄 軍用環鍛核心民企，專精特新軍用環鍛核心民企，專精特新“小巨人小巨人” . 1 國內環鍛核心供應商，積極布局航空航天領域. 1 軍品需求持續擴張，盈利能力不斷提升 . 3 環形鍛件作用關鍵，復雜異形環件為未來趨勢環形鍛件作用關鍵，復雜異形環件為未來趨勢 . 7 環形鍛件是重要結構件，直接影響裝備性能 . 7 復雜異形件是環形鍛件主流發展方向 . 12 環形鍛件市場壁壘較高，競爭格局穩定 . 13 美日等國領先全球航空環鍛領域，占據高端應用市場 . 13 國內航發環鍛市場集中度較高，呈三足鼎立格局 . 14 航天鍛件市場

2、參與者較少，以一鋁、二鋁為主. 15 環形鍛件前景向好，市場空間超環形鍛件前景向好，市場空間超 2500 億元億元 . 17 2040 年我國軍用航發環鍛市場空間有望達 1200 億元 . 17 2038 年我國商用航發環鍛市場規模有望達 1200 億元 . 19 國際轉包環鍛市場空間約 50 億元 . 21 航天鍛件市場持續擴容 . 22 電力石化行業穩健發展，民品鍛件市場前景向好 . 23 三重邏輯驅動，公司進入發展黃金期三重邏輯驅動，公司進入發展黃金期 . 25 軍用航發需求快速釋放，驅動環形鍛件景氣度加速 . 25 導彈、火箭市場加速放量，航天鍛件打開成長新空間 . 27 新能源行業蓬

3、勃發展，民用鍛件需求缺口較大. 29 全資子公司立足長全資子公司立足長遠發展，募投項目完善產品結構遠發展，募投項目完善產品結構 . 31 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 插圖目錄插圖目錄 圖 1：派克新材歷史沿革 . 1 圖 2：公司股權結構及核心子公司情況 . 2 圖 3：公司產品示意圖 . 2 圖 4：2016-2021 年公司營業收入及其增速（單位：億元） . 3 圖 5：2016-2021 年公司歸母凈利潤及其增速（單位：億元） . 3 圖 6：2016-2021 年公司航空航天鍛件營收情況（單位：億元） . 4 圖 7：2016-2021 年公司航空航天鍛件毛利潤情況（單位：億元）

4、 . 4 圖 8：2021 年公司營業收入結構 . 4 圖 9：2021 年公司毛利潤結構 . 4 圖 10：2016-2021 年航空航天鍛件占營收比重不斷提升（單位：億元） . 5 圖 11：公司毛利率、凈利率、ROE . 5 圖 12：公司期間費用及費用率（單位：億元） . 5 圖 13：公司存貨、預付及預收賬款變化（單位：億元） . 6 圖 14：2016-2021 年公司應收賬款情況 . 6 圖 15：2016-2021 年公司經營性凈現金流情況（單位：百萬元） . 6 圖 16：公司近 6 年經營性現金流與營業收入凈利潤比例 . 6 圖 17：鍛件應用領域廣泛 . 7 圖 18：矩

5、形截面環形鍛件 . 8 圖 19：異形截面環形鍛件 . 8 圖 20：航空發動機上環形鍛件的應用情況 . 8 圖 21：鋁合金鍛件接頭 . 9 圖 22：鎂合金鍛件接頭 . 9 圖 23：公司產品在火箭上的應用 . 10 圖 24：公司產品在導彈上的應用 . 10 圖 25：鍛件在電力設備行業的應用 . 11 圖 26：中航重機主要業務構成. 14 圖 27：航宇科技環形鍛件 . 15 圖 28：航宇科技復雜薄壁異型環軋鍛件 . 15 圖 29：東輕公司鍛環產品 . 15 圖 30：西南鋁業 10 米級鋁合金鍛環 . 15 圖 31：東輕產品在“嫦娥五號”探測器上的應用 . 16 圖 32：東

6、輕公司鍛環產品 . 16 圖 33：西南鋁業多種直徑鋁合金鍛環 . 16 圖 34：西南鋁業 10 米級鋁合金鍛環 . 16 圖 35：可比公司情況 . 17 圖 36：2018-21Q3 可比公司整體營收情況（單位：億元） . 17 圖 37：2019-2038E 交付中國飛機總數（單位：架） . 20 圖 38：2019-2038E 交付中國飛機價值（單位：億美元） . 20 圖 39：CJ-1000AX 裝配圖 . 20 圖 40：C919 客機試飛圖 . 20 圖 41：中國國內民航轉包生產金額逐步增長（單位：萬美元） . 21 圖 42：我國民用航空產品轉包生產的交付金額總體呈上升趨

7、勢（單位：萬美元） . 22 圖 43：2010 至 2017 年國防裝備費情況 . 23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 圖 44：長征系列運載火箭發射情況（次） . 23 圖 45：我國燃氣輪機進出口金額（單位：百萬美元） . 24 圖 46：我國陸上風電新增裝機容量 . 24 圖 47：東輕產品在“嫦娥五號”探測器上的應用 . 25 圖 48：東輕公司鍛環產品 . 25 圖 49：2020 年我國各類型軍機數量與美國、俄羅斯相比具有較大差距（單位：架）. 26 圖 50：中國軍費支出占 GDP 比重 . 28 圖 51：快舟一號甲小型運載火箭 . 29 圖 52：捷龍一號小型運載火箭（

8、左一） . 29 圖 53：我國石油和化工行業營收及同比增速 . 30 圖 54：我國核電裝機累計規模. 31 圖 55：2021-2026E 中國航空零部件市場規模測算（單位：億美元） . 32 表格目錄表格目錄 表 1：公司主要產品種類、用途及代表客戶 . 3 表 2：機匣與非機匣鍛件區別 . 9 表 3：航天型號常用鍛件產品及其鍛造工藝 . 10 表 4：公司電力鍛件的應用情況 . 11 表 5：矩形截面軋制技術與異形截面軋制技術比較 . 12 表 6：航空發動機環鍛件選材發展歷程 . 13 表 7：國外主要航空環鍛件生產企業 . 13 表 8：我國戰機航空發動機市場空間測算 . 18

9、表 9：我國軍用大飛機航空發動機市場空間測算 . 18 表 10：我國軍用直升機需求空間測算 . 18 表 11：軍用航發環形鍛件市場空間預測 . 19 表 12：至 2038 年我國民用大中型飛機航空發動機新增市場空間測算 . 21 表 13：至 2038 年國際轉包民機航發環形鍛件市場空間測算 . 22 表 14：航空發動機維修更換頻率 . 25 表 15：各國飛行員年飛行時間. 26 表 16： 通過 SIPRI、 World Air Forces 等數據測算， 我軍三、 四代戰機航發國產化率 69% . 27 表 17：美國多次戰爭中使用彈藥數量 . 27 表 18：導彈更新換代速度遠

10、高于坦克、戰斗機等主戰裝備 . 27 表 19：航天相關政策 . 29 表 20：燃氣輪機相關政策 . 30 表 21：非公開發行情況 . 31 表 22：募投項目投資構成 . 32 表 23：募投項目達產后收益預計 . 32 表 24：公司專利獎項和客戶源情況 . 33 表 25：公司營收拆分及預測（單位：百萬元） . 35 表 26：可比公司估值情況 . 35 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 1 軍用環鍛核心民企，專精特新“小巨人”軍用環鍛核心民企，專精特新“小巨人” 國內環鍛核心供應商，積極布局航空航天領域國內環鍛核心供應商，積極布局航空航天領域 國內軍民用環形鍛件核心供應商。國內軍民

11、用環形鍛件核心供應商。派克新材前身是成立于 2002 年的派克貿易，以金屬材料銷售為主，2006 年派克重型鑄造成立，開始從事民用鍛造業務，2009 年進軍風電鍛造領域，2012 年進軍船與火電鍛造領域，2013 年開始布局軍用航空航天鍛造市場，并取得軍品相關認證；公司于 2016 年完成股改，并于 2020 年在上交所上市。公司深耕鍛造領域，形成包括鍛造工藝、熱處理工藝、性能檢測在內的完整鍛件制造流程，是目前國內少數可供應航空、航天、艦船等高端領域環形鍛件的國家級高新技術企業之一，2020 年被評為專精特新“小巨人”企業。 圖 1：派克新材歷史沿革 資料來源：公司官網、公司公告，中信證券研究

12、部 公司股權結構較為清晰，有公司股權結構較為清晰，有利于長期穩定發展。利于長期穩定發展。公司第一大股東為宗麗萍，總計持股37.29%；第二大股東為是玉豐，總計持股 24.27%；兩人系夫妻關系，合計直接和間接持有公司股份 61.56%，為公司控股股東和實際控股人；此外，臧洪濤持股 6.22%，為公司第三大股東。公司擁有一家全資子公司兆豐科技，主要從事技術開發及金屬材料、化工產品銷售等業務。公司股權結構清晰，有利于降低決策成本，提升管理效益，助力公司長期穩定發展。 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 2 圖 2：公司股權結構及核心子公司情況 資料來源：公司官網、公司公告，中信證券研究部 公司主要從

13、事軍民用環形鍛件，面向航空、航天、電力石化等領域。公司主要從事軍民用環形鍛件，面向航空、航天、電力石化等領域。公司主要產品為輾制環形鍛件、自由鍛件、精密模鍛件等各類金屬鍛件，主要應用于航空、航天、民用等領域，其中：航空領域產品為發動機環鍛件等，主要用于航空發動機機匣、燃燒室、支撐環等部位， 面向中國航發集團、 英國羅羅等客戶； 航天產品為航天環鍛件、 模鍛件等，主要應用于火箭及導彈殼體、火箭發動機機匣、衛星支架等，面向航天科技集團、航天科工集團等客戶；民用產品主要為船舶鍛件、電力鍛件、石化鍛件等，主要應用于船舶燃氣輪機機匣、汽輪機閥碟等，面向中國航發集團、中船重工、上海電氣、德國西門子等企業，

14、與國內外眾多大型優質客戶形成穩固的業務合作關系。 圖 3：公司產品示意圖 資料來源：公司官網，中信證券研究部 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 3 表 1：公司主要產品種類、用途及代表客戶 產品分類產品分類 用途用途 代表客戶代表客戶 航空鍛件 航空發動機機匣、燃燒室、密封環、支撐環、承力環等重要部位；機身連接部件等 中國航發集團、航空工業集團、無錫潤和、英國羅羅 航天鍛件 火箭及導彈殼體、 火箭發動機機匣、 燃料儲存箱、衛星支架、整流罩等承力部件 航天科技集團、航天科工集團、陜西藍箭、北京星際榮耀 船舶鍛件 燃氣輪機機匣、 葉環、 法蘭;； 民用船舶舵系鍛件、錨系鍛件、軸系鍛件等 中國航發集

15、團、中船重工、中國船舶、瓦錫蘭、麥基嘉、振華集團 電力鍛件 汽輪機閥碟、閥桿、進氣接管、進氣插管、靜葉持環、護環、汽機環、盤；核電堆內構件;風電齒輪、齒圈等 上海電氣、東方電氣、哈電集團、南京汽輪機、德國西門子、日本三菱電機 石化鍛件 石化設備管道用法蘭及鍛件和金屬壓力容器用連接法蘭、換熱器所需的各種管板、加氫反應器所用的筒節等 中石化、雙良集團、森松工業、無錫化工裝備 其他鍛件 回轉支承套圈、傳動齒坯、筒體以及其他自由鍛件 福伊特、中鐵工業、內蒙一機、豪邁科技、紐威閥門 資料來源：公司官網，公司招股說明書，中信證券研究部 軍品需求持續擴張，盈利能力不斷提升軍品需求持續擴張，盈利能力不斷提升

16、受下游航空航天需求持續拉動，公司近五年營收凈利快速增長。受下游航空航天需求持續拉動，公司近五年營收凈利快速增長。受益于下游鍛件市場需求持續釋放， 公司近五年營收、 利潤均實現大幅增長。 收入端， 公司營收從 2016 年 3.40億元增長至 2021 年 17.33 億元，復合增速 38.53%；其中航空航天鍛件業務增長較快，由2016 年 0.23 億元增長到 2021 年 7.16 億元，復合增速 98.19%；利潤端，受益于軍品放量以及規模效應影響，公司凈利潤從 2016 年 0.29 億元增長到 2021 年 3.04 億元，復合增速 59.71%。 據業績預告， 公司 2022Q1

17、預計實現歸母凈利 1.05 億元， 同比+60.77%左右；預計實現扣非凈利潤 1.02 億元，同比+70.22%，2022 年一季度業績實現開門紅。 圖 4：2016-2021 年公司營業收入及其增速（單位：億元） 圖 5：2016-2021 年公司歸母凈利潤及其增速（單位：億元） 資料來源：Wind，中信證券研究部 資料來源：Wind，中信證券研究部 0%10%20%30%40%50%60%70%024681012141618201620172018201920202021營業收入同比增速0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%110%00.511.522.533

18、.5201620172018201920202021歸母凈利潤同比增速 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 4 圖 6：2016-2021 年公司航空航天鍛件營收情況（單位：億元） 圖 7：2016-2021 年公司航空航天鍛件毛利潤情況（單位：億元） 資料來源：Wind，中信證券研究部 資料來源：Wind，中信證券研究部 航空航天業務快速增長，是公司主要收入利潤來源。航空航天業務快速增長，是公司主要收入利潤來源。從收入結構來看，2021 年公司實現收入 17.33 億元，其中航空航天鍛件營收占比最多，為 41.32%，其次為石化鍛件和電力鍛件， 占比分別為 30.12%、 9.92%； 從毛利

19、潤結構來看， 2021 年公司實現毛利潤 5.02億元，其中航空航天鍛件占比最大，合計 65.94%，其次為石化和電力鍛件，占比分別為17.93%、4.58%。2016 年后，受航空航天下游需求拉動，公司航空航天鍛件營收、毛利均實現大幅增長，在公司整體營收、利潤中占比不斷提升。 圖 8：2021 年公司營業收入結構 圖 9：2021 年公司毛利潤結構 資料來源：Wind，中信證券研究部 資料來源：Wind，中信證券研究部 012345678201620172018201920202021航空航天鍛件航空鍛件航天鍛件00.511.522.533.5201620172018201920202021

20、航空航天鍛件航空鍛件航天鍛件42%31%10%8%9%航空航天鍛件石化鍛件電力鍛件其他鍛件其他業務66%18%5%7%5%航空航天鍛件石化鍛件電力鍛件其他鍛件其他業務 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 5 圖 10：2016-2021 年航空航天鍛件占營收比重不斷提升（單位：億元） 資料來源：Wind，中信證券研究部 期間費用管控良好，盈利能力顯著提升。期間費用管控良好，盈利能力顯著提升。公司近五年毛利率較為穩定，均保持在 30%左右；受疫情影響，2021 年毛利率稍有下降，為 29.00%。得益于公司有效的費用控制，管理費用和銷售費用占比穩定， 財務費用逐年下降，公司期間費用率由 2016

21、年 19.44%逐步下降至 2021 年的 9.36%；綜合各影響因素，公司凈利率水平呈上升趨勢，從 2016 年8.61%提高至 2021 年的 17.54%，盈利能力顯著提升。 圖 11：公司毛利率、凈利率、ROE 圖 12：公司期間費用及費用率（單位：億元） 資料來源：Wind，中信證券研究部 資料來源：Wind，中信證券研究部 存貨、預付等前瞻指標大幅增加，或預示業務景氣度向好。存貨、預付等前瞻指標大幅增加，或預示業務景氣度向好。受軍品需求擴張拉動，公司積極備產備料，2021 年末公司存貨達 4.99 億元，較年初增長 77.02%；2021 年末公司預付款項達 1.20 億元，較年初

22、大幅增長 134.38%。公司存貨及預付等前瞻性指標的大幅增長，或表明公司在手訂單飽滿，業務景氣度向好。公司環鍛件擴產穩步推進，2021 年末公司在建工程達 2.05 億元，較年初增長 14.47%，隨著后續建成投產，公司產能將進一步提升，業績有望加速釋放。 -2381318201620172018201920202021航空航天鍛件石化鍛件電力鍛件船舶鍛件其他鍛件其他業務0%10%20%30%40%201620172018201920202021毛利率凈利率ROE0%5%10%15%20%25%00.511.52201620172018201920202021銷售費用管理費用研發費用財務費用

23、期間費用率 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 6 圖 13：公司存貨、預付及預收賬款變化（單位：億元） 圖 14：2016-2021 年公司應收賬款情況 資料來源：Wind，中信證券研究部 資料來源：Wind，中信證券研究部 經營性現金流總體狀況向好。經營性現金流總體狀況向好。 公司 2016-2021 年經營性凈現金流凈額始終為正， 2019年由于公司業務規模進一步擴大，銷售商品、提供勞務收到的現金大幅增長，公司全年經營性凈現金流達 1.51 億元，同比大幅增長 2448.97%；2021 年公司經營性現金流達 0.06億元，同比有所下滑。受軍品訂單增長影響，公司 2021 年末存貨增加至

24、4.99 億元。2021年末公司應收賬款增長至 6.16億元， 但考慮到公司賬齡在 1年內的應收賬款占比超過 90%，且下游軍品客戶信用質量較好，預計回款風險較小，后續隨著回款加速，現金流狀況有望轉好。 圖 15：2016-2021 年公司經營性凈現金流情況（單位：百萬元） 圖 16：公司近 6 年經營性現金流與營業收入凈利潤比例 資料來源：Wind，中信證券研究部 資料來源：Wind，中信證券研究部 012345201620172018201920202021存貨預付款項在建工程(合計)預收款項0%10%20%30%40%50%60%70%201620172018201920202021應收

25、賬款占流動資產比例應收賬款站占營業收入比例-500%0%500%1000%1500%2000%2500%3000%020406080100120140160201620172018201920202021經營活動產生的現金流量凈額增速0%20%40%60%80%100%201620172018201920202021經營活動凈現金流/營業收入經營活動凈現金流/凈利潤 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 7 環形鍛件作用關鍵，復雜異形環件為未來趨勢環形鍛件作用關鍵，復雜異形環件為未來趨勢 環形鍛件是重要結構件，直接影響裝備性能環形鍛件是重要結構件，直接影響裝備性能 鍛件性能優異，是裝備制造行業的基

26、礎。鍛件性能優異，是裝備制造行業的基礎。鍛造是一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產生塑性變形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法。通過鍛造工藝可以消除金屬在冶煉過程中產生的鑄態疏松等缺陷，優化金屬的微觀結構組織，同時由于保存了完整的金屬流線，鍛件的機械性能一般優于同樣材料的鑄件。鍛造業作為機械制造基礎性行業，對裝備制造和國防建設具有重要意義，是關系到國家安全和國家經濟命脈的不可或缺的戰略性基礎行業。鍛件，在航空、船舶、工程機械、電力設備、高速列車等均大量使用。 圖 17：鍛件應用領域廣泛 資料來源：派克新材官網，中信證券研究部 環形鍛件是鍛件的一種，具有變形充分均勻、節省

27、材料等特點。環形鍛件是鍛件的一種，具有變形充分均勻、節省材料等特點。根據鍛造成形機理，可分為自由鍛、模鍛、輾環、特殊鍛造，其中輾環工藝用以生產不同直徑的環形鍛件。環形鍛件是金屬坯料受外力作用后形變為滿足規格要求的環形工件，金屬坯料在軋制過程中柱狀枝晶被打碎， 縮松、 縮孔被輪實， 消除了其力學性能的同向性， 構建精致的顆粒結構，因此環形鍛件具有優異的力學性能，且材料利用率高。隨著軋制技術的不斷發展，環鍛的種類日益豐富，除了常見的矩形截面環形鍛件外，異形截面環形鍛件也在航空航天、石化船舶等領域廣泛應用。 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 8 圖 18：矩形截面環形鍛件 圖 19：異形截面環形鍛件

28、 資料來源：異形截面環形鍛件截面形線重建與角點特征提取研究（路原野） 資料來源：異形截面環形鍛件截面形線重建與角點特征提取研究（路原野） 環形鍛件是航空發動機重要結構件，直接影響發動機的性能。環形鍛件是航空發動機重要結構件，直接影響發動機的性能。環形鍛件是航空發動機的關鍵鍛件，采用精密環軋技術鍛造的零件，具有組織致密、強度高、韌性好等優點，發動機機匣、燃燒室、安裝邊、密封環等重要零部件均為異形環鍛件。航空發動機作為航空器的心臟，工作條件惡劣，因此對零部件的強韌性、疲勞性能、可靠性和耐久性提出很高的要求，而環形鍛件的性能和質量將直接決定飛機及發動機的使用壽命及安全性能。根據航空優質鈦合金鍛件鍛造

29、工藝技術及其質量控制 （蔡建明）的分析，按價值量計算，環形鍛件約占航空發動機價值 6%。 圖 20：航空發動機上環形鍛件的應用情況 資料來源：公司招股說明書，中信證券研究部 根據應用位置不同，航空發動機環形鍛件大體分為機匣和非機匣鍛件兩類。根據應用位置不同，航空發動機環形鍛件大體分為機匣和非機匣鍛件兩類。機匣是航空發動機的“骨骼” ，是發動機的基座和主要承力部件，為發動機風扇、轉軸、葉片等核心部件提供密閉空間，基本特征為圓筒形或圓錐形的殼體和支板組成的部件。除機匣外，環形鍛件也適用于密封環、支撐環、渦輪導向環等結構件，覆蓋發動機進氣端到出氣端。兩類鍛件在材料使用和加工流程上大致相似，機匣結構更

30、為復雜，截面突變大，成形難度大。公司生產多規格、多型號的輾制環形鍛件，產品在航空發動機上的應用主要在機匣、燃燒室、密封環、支撐環、承力環等重要部件。 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 9 表 2：機匣與非機匣鍛件區別 分類分類 技術特點技術特點 示意圖示意圖 航空發動機機匣 風扇機匣、壓氣機機匣、燃燒室外機匣、高壓渦輪機匣、低壓渦輪機匣等。 1、 一般形狀不規則、結構復雜、零件沿軸向截面突變大、前后端直徑差異大，鍛造制坯及軋制過程控制困難，成形難度大； 2、 所用材料一般為高溫合金、鈦合金等難變形材料，鍛造溫度范圍窄，材料對變形程度和變形溫度較敏感，組織性能控制難度大。 航空發動機非機匣鍛件

31、封嚴環、支承環、風扇法蘭環、固定環、壓縮機級間擋圈、燃燒室噴管外壁環件、渦輪導向環、整流環等。 環件材料從發動機進氣端到出氣端，主要用材有高溫合金、鈦合金等難變形材料，變形難度大，鍛造、熱處理過程組織性能控制困難，機械加工難度大。 資料來源：航宇科技招股說明書，中信證券研究部 鍛造工藝是航天裝備制造的首選，鍛件通常作為重要承力結構件。鍛造工藝是航天裝備制造的首選，鍛件通常作為重要承力結構件。航天工業是我國國防工業科技重要領域，而鍛件制造是航天裝備制造的基礎。鍛件產品組織結構良好、機械性能優良，是追求結構可靠、服役條件惡劣的航天裝備的首要選擇。如航天火箭和導彈，在發射和飛行過程中承受外壓沖擊載荷

32、和彎矩載荷等各種作用載荷，對力學性能、整體強度、剛度要求很高，鍛件通常作為航天器的關鍵承力結構件，發揮重要作用。 圖 21：鋁合金鍛件接頭 圖 22：鎂合金鍛件接頭 資料來源：鍛造技術在航天運載器中的應用及展望（倪江濤，張文學） 資料來源：鍛造技術在航天運載器中的應用及展望（倪江濤，張文學） 目前國內航天裝備制造仍以自由鍛為主，環鍛工藝在新一代火箭中廣泛應用。目前國內航天裝備制造仍以自由鍛為主，環鍛工藝在新一代火箭中廣泛應用。在國內航天領域， 薄壁不規則復雜盒型件、 高筋類復雜薄壁件等非對稱形狀的航天產品占比較大，目前仍以自由鍛為主。根據鍛造技術在航天運載器中的應用及展望 （作者：倪江濤，張文

33、學；航天制造技術 2019 年 05 期） ，自由鍛產品在航天運載器各型號鍛件總數的 80%以上，以中小型鍛件為主；模鍛由于難以滿足航天裝備精密化、高數控化的要求，應用受到很大限制；環軋工藝在新一代運載火箭中廣泛應用，主要用于端框、過渡環等產品。公司航天鍛件覆蓋導彈和火箭兩大領域，主要用于導彈發動機機匣、導彈外殼等；火箭用鍛件產品主要用于運載火箭發動機機匣、安裝邊、支座、法蘭等。 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 10 表 3：航天型號常用鍛件產品及其鍛造工藝 鍛造工藝鍛造工藝 產品名稱產品名稱 材料牌號材料牌號 自由鍛 法蘭、套環、殼體 2219、2A14、5A06、6A02、0Cr18Ni

34、9、 1Cr18Ni9Ti 等 支架、支座、接頭 2A14、7A04、7A09、7050、TC4、30CrMnSiNi2A 等 舵軸、底盤 GH4169 等 搖臂 0Cr17Ni4Cu4Nb7055 模鍛 接頭、吊環 2A14、30CrMnSiA 等 等溫鍛 接頭、盒形件 2A14、7A04 等 環軋 過渡環、端框、殼段 2219、2A14、5A06、7A04、7055 等 資料來源： 鍛造技術在航天運載器中的應用及展望 （倪江濤，張文學） 圖 23：公司產品在火箭上的應用 圖 24：公司產品在導彈上的應用 資料來源：派克新材招股說明書 資料來源：派克新材招股說明書 鍛件在電力行業廣闊應用，可

35、分為火電鍛件、風電鍛件、水電鍛件和核電鍛件鍛件在電力行業廣闊應用，可分為火電鍛件、風電鍛件、水電鍛件和核電鍛件?；鹆Πl電是我國目前最主要的發電方式，火電設備對鍛件的需求主要在汽輪發電機的轉子、護環、重型燃氣輪機的機匣、轉動件等部位；風電行業發展時間較火電短，但由于其環保、轉換效率高等特點，發展前景廣闊，鍛件主要應用于風電增速箱、風機主軸、環鍛件等；水力發電為我國傳統發電方式之一，水力設備中鍛件的應用包括水輪機大軸、鏡板等；核電是未來電源結構調整的主攻方向，核電設備行業對鍛件的需求主要在核電站的壓力殼和堆內構件兩大類。 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 11 圖 25：鍛件在電力設備行業的應用

36、資料來源：中國鍛壓協會，中信證券研究部 公司電力鍛件主要應用于火電領域、核電領域和風電領域。公司電力鍛件主要應用于火電領域、核電領域和風電領域。在火電領域，公司主要為汽輪機廠家配套生產靜葉持環、汽機護環、汽封及為重型燃氣輪機提供機匣、轉動件、密封環等；在核電領域，公司生產堆內構件相關鍛件，應用于堆芯上部支承構件、堆芯下部支承構件、 堆芯測量支承結構，滿足其耐高溫、耐高壓、耐腐蝕的需求；在風電領域，公司產品應用于風電組機的軸承、齒輪、為發電機組的可靠運行提供強有力的保障。 表 4：公司電力鍛件的應用情況 領域領域 產品產品 示意圖示意圖 火電 汽輪機 靜葉持環、汽機護環、汽封、閥門等 重 型 燃

37、 氣輪機 機匣、 轉動件、 密封環、 燃燒室、 支撐環等 核電 堆內構件相關鍛件，包括堆芯上部支承構件、堆芯下部支承構件、 堆芯測量支承結構 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 12 領域領域 產品產品 示意圖示意圖 風電 風電機組中的軸承、齒輪、齒圈等 資料來源：派克新材招股說明書，中信證券研究部 復雜異形件是環形鍛件主流發展方向復雜異形件是環形鍛件主流發展方向 復雜異形環件精密軋制技術是重要發展方向。復雜異形環件精密軋制技術是重要發展方向。目前國內各類環件生產工藝以自由鍛或輾軋技術為主， 形狀上以矩形或簡單異形截面為主， 加工余量大， 材料利用率約為 5%-10%，且存在尺寸精度低、組織不均

38、勻等問題。因此復雜異形環件精密軋制技術成為新的研究方向。 異形環件軋制主要通過合理的軋制孔型設計， 使軋制產品盡可能接近零件的輪廓外形，從而達到近無余量的整體成形。與矩形截面環軋相比，異形環件材料流動更為復雜，變形和直徑增長規律更難控制，但其能大幅提升提高材料利用率，提升性能。 表 5：矩形截面軋制技術與異形截面軋制技術比較 方法方法 軋制工藝軋制工藝 優劣勢優劣勢 矩形截面軋制技術 徑向軋制 主輥軸心位置不變，芯輥向主芯輥方向以一定速度進給。軋制過程中環件壁厚逐漸減小，直徑逐漸擴大，表現出異步、不對稱、連續軋制的特點。 優勢：成形過程相對簡單，較好控制，對設備和工藝要求相對低。 劣勢：材料利

39、用率低，尺寸精度差、組織不均勻、加工變形嚴重。 異形截面軋制技術 徑軸向聯合軋制 驅動輥連續轉動,環件在芯輥的直線進給運動作用下,實現被動轉動,芯輥和驅動輥之間為環件軋制的主變形區,環件壁厚減小、直徑增加、界面輪廓逐漸成形。在成形過程中,為了避免環件由于轉動而產生的波動,導向輥按照一定的規律運動,保證環件始終保持較好的圓度,上下錐輥在繞著自身軸線轉動的同時向后移動,限制環件在軸向方向的材料流動,保證截面輪廓填充。 優勢：材料利用率高，環件綜合力學性能好。 劣勢：成形過程材料流動較為復雜,毛坯設計、軋輥運動控制等相關參數匹配較為復雜。 資料來源： 異形環件精密軋制關鍵技術及有限元分析研究進展 （

40、楊帆，龔小濤） ， 環件徑向軋制變形規律 （沈曉輝，閻軍，章靜，曹杰） ，中信證券研究部 難變形金屬環形鍛件是未來趨勢。難變形金屬環形鍛件是未來趨勢。高性能、長壽命、高可靠性，是航空航天等領域高端裝備環形鍛件制造追求的永恒目標，以滿足高溫、高壓、高轉速、交變負載等極端服役條件。采用輕質、高強度、耐高溫等航空難變形金屬材料，比如高溫合金、鈦合金、鋁合金、高強度鋼等，是實現這一目標的重要途徑。由難變形金屬材料制造的航空發動機環形鍛件，具備更強的承載能力、更輕的重量、更強的耐熱性以及對溫度和載荷變化更好的適應能力。隨著航空航天等領域對高性能環形鍛件的需求不斷釋放，難變形金屬材料將成為環形鍛件用材料的

41、主流發展方向。 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 13 表 6：航空發動機環鍛件選材發展歷程 發動機發動機 環鍛件選材環鍛件選材 環鍛件特點環鍛件特點 二代發動機 大量使用不銹鋼，少量使用鐵基高溫合金 矩形環，加工余量大；基本無難變形材料，加工容易，組織性能易控制 三代發動機 鎳基高溫合金、兩相鈦合金等材料 部分使用異形環，加工余量適中；有難變形材料，組織性能較易控制 四代發動機 更多的鎳基、鈷基高溫合金、新型鈦合金 機匣類更多為異形環，加工余量??；更多的使用難變形材料，組織性能不易控制 資料來源：航宇科技招股說明書，中信證券研究部 環形鍛件市場壁壘較高，競爭格局穩定環形鍛件市場壁壘較高，競爭

42、格局穩定 美日等國領先全球航空環鍛領域，占據高端應用市場美日等國領先全球航空環鍛領域，占據高端應用市場 美國和日本等發達國家走在航空環形鍛件領域前列。美國和日本等發達國家走在航空環形鍛件領域前列。其依托高端的生產設備及先進的加工工藝，能夠生產出大尺寸、高精度、高性能的高品質環形鍛件。上述國家的先進鍛造企業不僅占據著航空航天、燃氣輪機、能源裝備等主要高端應用市場，其產品也具備更高的附加值。我國環形鍛件生產廠商發展較晚，國內生產廠商在規模、技術、設備等方面同一些世界領先的生產廠商仍有一定差距。 目前目前國外航空環形鍛件市場由美日意墨英等少數國家的企業主導。國外航空環形鍛件市場由美日意墨英等少數國家

43、的企業主導。主要參與者有CARLTON FORGE WORKS （美國 PCC 集團下屬企業） 、 Howmet Aerospace Inc （簡稱：HWM） 、墨西哥 FRISA、英國 DONCASTERS 等企業。在航空難變形金屬材料環形鍛件領域，由于航空發動機對鍛件質量要求極高，在技術、工藝、設備、資金、人員、認證資質方面均有很高的進入壁壘， 只有少數企業能進入該行業， 而 Carlton、 Doncasters、 HWM等知名鍛造企業及所屬產業集團，企業發展歷史悠久，資本實力雄厚，工藝水平和技術實力處于國際領先水平。 通過多年的產業整合， 這些企業目前已基本形成原材料、 熔煉合金、鍛造

44、成形、機加、裝配等完整的航空零部件產業鏈條，占據國外航空環形鍛件市場主導地位。 表 7：國外主要航空環鍛件生產企業 公司公司 國家國家 簡介簡介 主要產品主要產品/業務業務 CARLTON FORGE WORKS 美國 航空航天、燃氣輪機環形鍛件領域的行業領導者， 是 PCC 集團鍛造板塊重要公司之一，以向世界主要航空發動機制造商提供高品質的高溫合金環形鍛件而聞名。 低壓渦輪機匣、風扇機匣、燃燒室機匣、壓氣機機匣、密封環等。 DONCASTERS 英國 世界領先的生產精密合金零部件產品的跨國公司，長期為國際三大航空發動機制造商提供基礎零部件。 鑄件、鍛件等精密零部件產品，其產品主要應用于航空發

45、動機、工業燃氣輪機、石油化工設備、特種車輛等領域。 HWM 美國 美國鋁業集團于 2016 年收購世界知名航空發動機無縫環形鍛件供應商 FIRTH RIXSON后組建成立Arconic Inc并獨立上市。2020 年 4 月 Arconic 分拆，HWM 成立。 無縫環形鍛件，應用于航空發動機、風力/火力發電、燃氣輪機、工程機械、工業軸承等，產品材料包括不銹鋼、鎳基高溫合金與鈦合金。 FRISA 墨西哥 無縫環形鍛件和開口模鍛生產企業，主要生產地位于墨西哥。 主要應用于航空航天、 建筑與采礦、 石油與天然氣、能源設備、風力發電等領域，其業務包括鋼材原材料制造、鍛造、熱處理、機械加工、無損檢測等

46、環節。 SCOT FORGE 美國 美國專業生產無縫環形鍛件和開口模鍛的公司。 覆蓋航空航天、能源設備、武器裝備、石油化工、船舶等多個行業， 產品材料主要包括合金鋼、 碳鋼、不銹鋼。 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 14 公司公司 國家國家 簡介簡介 主要產品主要產品/業務業務 Forgital Group 意大利 專門從事環形鍛件和疊層軋制環的意大利企業。 主要應用于航空、航天、油氣、能源設備（風電、核電、工業燃氣輪機）等領域，其業務涵蓋鍛造、熱處理、初加工、半精加工、精加工、裝配、PVD涂層等。 日立金屬株式會社 日本 亞洲重要的航空發動機環形鍛件生產企業。 主要從事金屬制品、電子部件等

47、產品的制造和銷售， 業務涉及金屬材料、 功能材料制造， 以及航空、能源、汽車、工業基礎設施、電子、醫療相關領域等鍛件產品制造， 其中航空發動機鍛件產品包括風扇機匣、高壓壓氣機機匣、高壓渦輪機匣、低壓渦輪機匣、燃燒室機匣、傳動軸、渦輪后支撐等。 資料來源：航宇科技招股說明書，中信證券研究部 國內航發環鍛市場集中度較高，呈三足鼎立格局國內航發環鍛市場集中度較高，呈三足鼎立格局 航發環形鍛件市場主要參與者有中航重機、派克新材和航宇科技。航發環形鍛件市場主要參與者有中航重機、派克新材和航宇科技。航空環形鍛件領域具有很高壁壘，對技術、工藝、資金、設備、資質等都有很高要求，目前市場主要參與者有中航重機、派

48、克新材和航宇科技，行業集中度較高，其中，中航重機子公司貴州安大為行業內最大供應商，背靠中航工業集團，具有較強的先發優勢；航宇科技擁有相對領先的國際客戶資源。 中航重機為國內軍用航空鍛件龍頭企業中航重機為國內軍用航空鍛件龍頭企業。公司業務涵蓋鍛造與液壓環控兩大類，產品覆蓋國內所有飛機、發動機型號。公司鍛造業務主要以飛機機身機翼鍛件、航空發動機盤軸類和環形鍛件為主，此外還為汽車、工程機械配套泵、閥、減速機等液壓件，主要客戶涵蓋國內各主機廠及羅羅、波音、空客等國外客戶，子公司包括陜西宏遠、貴州安大均從事鍛件生產。 圖 26：中航重機主要業務構成 資料來源：中航重機官網，中信證券研究部 航宇科技是軍用

49、環鍛件主要供應商。航宇科技是軍用環鍛件主要供應商。公司主要從事航空難變形金屬材料環形鍛件研制，主要應用于航空發動機領域， 同時覆蓋航天火箭發動機、 導彈、 艦載燃機、 工業燃氣輪機、核電裝備等高端裝備領域。在國內航空市場，公司全面配套參與國內軍用和民用航空發動機整機的同步研發，參與新一代軍用航空發動機重點型號和長江系列商用發動機。在國際航空市場，公司取得了 GE 航空、普惠、賽峰、羅羅等國際主要航空發動機客戶的供應商資質， 并簽訂了為目前國際主流窄體、 寬體客機新一代發動機等供應環形鍛件的長期協議。 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 15 圖 27：航宇科技環形鍛件 圖 28：航宇科技復雜薄壁

50、異型環軋鍛件 資料來源：航宇科技招股說明書 資料來源：航宇科技招股說明書 航天鍛件市場參與者較少，以一鋁、二鋁為主航天鍛件市場參與者較少，以一鋁、二鋁為主 航天鍛件市場參與者較少， 以老牌加工廠東輕鋁業 （一鋁） 和西南鋁業 （二鋁） 為首。航天鍛件市場參與者較少， 以老牌加工廠東輕鋁業 （一鋁） 和西南鋁業 （二鋁） 為首。東輕鋁業和西南鋁業為我國老牌鋁加工企業，最早參與了國內航天工程研制，目前仍是我國航天鍛件市場主力，參與了大部分運載火箭及導彈關鍵部位材料的配套和供貨。派克新材航天鍛件產品目前處于研制和配套階段， 運載火箭用鍛件主要以研制試驗件為主。 此外，中航重機、航宇科技也有涉及航天鍛