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工程案例

刀具行业深度报告:制造业的“生产力”国产替代正当时

时间:2024-06-29 02:48:10 作者:工程案例a href="http://www.dx-ic.com">乐鱼app官网 点击:16 次

  刀具、机床和工件组成了切削加工的工艺系统,其中刀具的性能直接决定了切削加 工的可能性,同时也影响切削加工的生产效率、加工质量和加工成本,据有关联的资料 统计,切削加工的劳动量占全部机械制造劳动量的 40%左右,约 70%的零件都需用 刀具来切削加工,刀具在机械加工中十分重要。

  刀具结构主要由切削部分和夹持部分所组成,不同切削加工方法所采用的刀具种类各 异,结构及形式也不同,所有的刀具都可大致分为整体刀具和组装刀具两大类,组装刀 具可进一步分为焊接式和机夹式。

  刀具材料最重要的包含硬质合金、工具钢(碳素工具钢、合金工具钢、高速钢)、陶瓷 和超硬材料(人造金刚石 PCD、立方氮化硼 CBN)。硬质合金刀具代替高速钢刀具 可将切削速度提高 4 倍以上,综合性能优异替代了很大一部分高速钢,目前使用领 域最为广泛。超硬材料性能更优异,但目前价格昂贵,加工、焊接也非常困难。

  硬质合金成为主要刀具类型,全球占比超过 60%。硬质合金是由难溶金属硬质化合 物(WC、TiC、TaC、NbC)为硬质相和金属钴为黏结相,通过粉末冶金而制成的 一类刀具材料。由于硬质合金中的碳化物熔点高、硬度高、弹性模量高、化学稳定 性和耐热稳定性高,其硬度、耐热性和耐磨性都远高于高速钢,根据前瞻资讯报告, 在全球范围内硬质合金刀具占主导地位,比重超过 60%。

  1.2 全球市场空间约 237 亿美元,国内市场规模近 400 亿人民币元

  我国切削刀具总规模经历 2012 至 2016 年波动后,随着“十三五”规划落地,制造 业向自动化、智能化发展,转变发展方式与经济转型推动了切削刀具行业加快速度进行发展,2016 至 2018 年刀具年消费规模迅速增加,2018 年刀具年消费总额高达 421 亿元。2019 年受中 美贸易摩擦影响,刀具消费额有所下滑,约为 393 亿元。考虑制造业转型升级趋势不改,“十四五”期间刀具消费市场有望迎来进一步增长,迈上新的台阶。

  刀具除消耗品属性外,生产力属性更重要。将现代高效刀具视为提高制造业竞争 力的重要手段已成为各国的共识,即认为“切削刀具在工艺流程中是生产力,不是 消耗品”。

  硬质合金刀具支撑高端制造,国家多项政策支持行业发展。发展高速、高精度数控 机床与功能部件已被国家提升至战略性位置,在国家出台多项政策支持的背景下, 硬质合金刀具行业有望迎来历史性发展机遇。作为高端制造、智能制造降本增效的 基础,硬质合金刀具行业规模有望不断扩大,进口替代加速推进。

  1.3.2 中国刀具消费占比依旧较低,2020 至 2030 年行业规模有望保持约 5%CAGR 增长

  发达国家数控刀具与数字控制机床协调发展,刀具消费占比近 50%。中国多年机床消费 量居全球第一,但刀具消费水平偏低,在德、美、日等发达国家,数字控制机床与数控 刀具发展较为协调,发达国家刀具消费约为机床消费额的 50%左右。而由于国内机 床整体数控化率较低,伴随着企业管理意识和技术实力的提升,慢慢的变多的企业开 始投入自动化加工系统,中国刀具消费额占机床总消费额的比例呈上涨的趋势但比例 依旧较低,未来提升空间巨大。

  数控机床对于刀具要求更高,数控化率提升将会明显提升刀具市场需求。当前市场 上的刀具可分为两类,应用于中低档机床为主的高速钢刀具、手工刀具、普通硬质 合金焊接刀片等传统刀具;应用于数字控制机床与加工中心的硬质合金刀具、硬质合金 涂层刀片等高的附加价值刀具。

  国内刀具消费占比已呈上涨的趋势。根据金属加工杂志社四届用户调查数据,刀具费 用占公司制作成本比重不断上升。中国的数据虽低于国际刀具费用占总生产所带来的成本比 重,但刀具费用的占比呈上涨的趋势,刀具费用占比在 5%以上的企业比例已经高达 12.7%。

  伴随刀具消费占比提升,中国刀具市场规模有望在 2020 至 2030 年间保持 4.42%CAGR 增长。依照我们估算,考虑发达国家刀具消费约为机床消费额的 50% 左右,伴随中国制造业转变发展方式与经济转型在 2030 年中国刀具消费占机床消费额占比有望达 到 37%,假设中国机床消费额以 1.5%CAGR 增长,中国刀具市场规模有望在 2023 年达到 631 亿元,2020 至 2030 年复合增长率 5%,高于全球市场规模增速。

  高端刀具制造工序较长且工艺复杂,生产的全部过程中关键质量控制点多且难度大,对于 制造设备、技术、资金要求比较高。发达国家由于现代制造业起步早,刀具企业伴随 制造业发展已完成了兼并、重组和提升,行业已发展至“高起点、大投入、规 模化、国际化”,在刀具材料、刀具制造技术与设备、刀具涂层技术与设备、技术 服务、质量控制等领域构筑了较高壁垒,海外企业先发优势显著。

  海外企业针对刀具技术优化已申请较多专利。改进硬质合金切削工具的技术方法主 要包括改变结构、改善材料和涂层技术,当前海外企业已经基于怎么样提高加工精度、 加工效率、延长刀具寿命等技术方向进行较多布局。

  高端刀具领域为国际集团之间的相互竞争。全球切削刀具行业基本处于垄断竞争状 态,特别是在高端刀具领域,山特维克、肯纳金属、伊斯卡、三菱综合材料等企业 占据了绝大部分市场占有率。中国作为全球最具发展的潜在能力的切削刀具市场,全球刀具 企业均将中国列为发展的重点,在中国进行了较为全面的布局,以更好实现用户的 需求。

  中国刀具为全球化市场,国际企业基本都在国内设立了办事处或通过代理商进行销 售,参与国内市场刀具企业基本上可大致分为三个梯队:

  第一梯队的品牌代表主要以欧美外资品牌山特维克、SECO、肯纳金属等为主,欧 美外资主要以提供整体解决方案服务、加工设计的具体方案等为主,刀具多为高效刀具、 先进涂层刀片、高精度刀夹等,主要使用在高精度、高效的数控加工中心和数控机 床。

  第二梯队的刀具企业以日韩系品牌的日本三菱、东芝泰珂洛、日立等为主,主要面 向批量加工,通用性能较好且价格适中,加工精度较高、品牌知名度较高,会涉及 整体解决方案或加工方案,并在某些领域具有独有优势,对第一梯队产品也具有一 定威胁。

  第三梯队刀具品牌以国内头部硬质合金企业如株洲钻石、厦门金鹭、华锐精密、欧 科亿为主,产品大多用于中端数字控制机床的机械加工,近年伴随着中国制造业转型升 级,头部刀具企业也进行了产品结构调整,研发成果在市场之间的竞争中得到验证,产品 技术实力不断的提高,逐渐向高端市场探索。但仍没改变国内企业起步较晚,高端 刀具供应能力相对不足的现状。

  国内市场之间的竞争格局较为分散,山特维克领跑国内市场,国内头部企业市占率持续提 升。根据切削技术网数据,2018 年山特维克(拥有可乐满、山高、瓦尔特等品牌) 在国内市占率为 7.41%,明显高于其他国内外企业。国内企业除株洲钻石市占率约 为 3%外规模比较小,主要是通过差异化的产品策略和价格上的优势来挖掘细分市场份 额。(报告来源:未来智库)

  整体收入体量仍有差距,但收入差距逐渐缩小。2020 年山特维克全球刀具业务收 入规模约为 244 亿元,而国内收入最高的刀具企业中钨高新刀片及刀具业务收入约 为 24 亿元,国内企业在收入体量上与海外龙头仍有较大差距。但近年来国内企业 普遍收入增速较高,也均披露了产能扩充计划,后续仍有望保持收入高增长,海外 企业普遍未出现显著增长,山特维克收入规模更是出现下滑。

  国内企业成本优势显著,高性价比定价策略下仍保持高盈利能力。国内刀具企业相 比欧美、日韩企业在生产规模、产品性能稳定性、品牌影响力等方面仍有一定差距, 主要通过差异化的产品策略和价格优势来挖掘细分市场占有率,但由于国内企业本土 生产、本土服务成本优势较为显著,目前仍保持了较高盈利能力。

  有数据统计的几个海外龙头企业中,仅山特维克保持了较高的盈利能力,营业利润 率在 20%左右波动,肯纳金属毛利率则显著低于国内企业,三菱材料刀具业务更是出现了亏损。

  中国硬质合金行业起步相比欧美等发达国家晚大约 20 年,1958 年由苏联援建的原 601 厂(现株洲硬质合金集团)的正式投产基本可以认为是中国硬质合金行业的开 端,经过 60 年发展,通过技术引进与自主研发,中国硬质合金行业整体技术水平 与国际水平差距逐渐缩小,国内头部企业已具备与海外龙头企业直接竞争的实力。

  “家门口的市场”提供国内刀具企业生存空间,不断试错提升整体技术实力。国内 刀具企业在面临海外企业压制的同时,也具有国内自然资源丰富(钨储、产量全球 第一)、人力资源成本低、国内市场空间巨大的优势,依靠“家门口的市场”获得了 充分的成长空间。国内企业能够首先扎根中低端市场,通过研发投入不断试错提升 技术实力,向中高端市场切入。

  国产刀具性能直追日韩,部分产品接近同类欧美水平。根据华锐精密与欧科亿公告 数据,当前国产刀具在决定切削性能的切削力、断屑效果、磨损性能、表面粗糙度 在与特固克、东芝、三菱等日韩企业产品对比中互有高低,根据部分企业试刀结果, 部分刀片能够达到欧美刀具水平。我们认为,当前头部企业国产刀具技术水平已经达到了看齐日韩、追赶欧美,从国产替代角度出发,不存在技术上不可逾越的鸿沟。

  国内企业生产设备有国产替代选择,不存在“卡脖子”环节。以华锐精密为例,根 据其公告信息,华锐精密在制料、烧结环节使用国产定制设备,进口设备主要使用 在模具、压制、研磨及涂层环节,并且采购的设备均为标准件,不属于非标的特殊 产品,使用国内替代厂商也可完成现有产品的生产,不存在对进口设备的依赖。

  3.2 时机:定制化解决方案为山特维克核心竞争力,刀具国产化意愿提升 带来高端化良机

  山特维克是有拥有 150 年历史的跨国集团,于 1862 年成立于瑞典,主要产品之一 是凿岩钻钢,1901 年在瑞典斯德哥尔摩证交所上市,1921 年开始生产无缝不锈钢, 1942 年开始生产硬质合金,1950 年开始生产硬质合金刀具,可以说其已经拥有 70 年的硬质合金刀具生产历史。

  其刀具业务起步时间早并且进行了持续不断的并购,不断提升技术实力的同时也打 造出了多品牌的布局矩阵,可乐满、瓦尔特、山高面向高端市场,多马普拉米特面 向中端市场,来自高端市场的收入约为中端市场的 2 倍。

  业务覆盖矿山机械、机械加工、材料科技等领域。2011 年山特维克推出了“同一个 山特维克,力争第一”的集团新战略,将业务重组为四个核心事业部与一个风险投 资事业部,每项业务的地位更加突出,同时也越来越注重特定市场的客户群体。

  “价值销售”理念引导,山特维克专注为高端市场提供高附加值产品,刀具业务直 销占比高。山特维克品牌整体定位高端,市场战略方面推出“价值销售”理念,为 客户提供高附加值产品和服务,同时核心理念在于不仅提供优异质量的产品,更为 客户提供解决问题的综合方案,刀具业务直销渠道占比高达 55%至 60%。

  解决方案为山特维克核心竞争力。我们认为山特维克在拥有产品质量稳定性高、工 艺要求严格、生产经验丰富等“硬实力”外,能够针对高端客户提供定制化解决方 案的“软实力”更加难以突破。其除了在航空航天、汽车等领域的零部件加工积累 大量案例,还拥有 CoroPlus 平台软件为客户提供便捷的加工服务。

  我们认为贸易摩擦与疫情的接连影响,让国内企业认识到了确保供应链安全的必要 性,开始积极尝试国产刀具,推动了高端刀具国产化的加速

  为供应链安全考虑,航空航天、军工等高端制造领域开始积极尝试国产刀具。欧美 企业以提供整体切削解决方案为主,占据了国内航空航天、军工、汽车等高端刀具市场,国内刀具企业缺少切入高端市场的机会。但在贸易摩擦与疫情带来的供应链 挑战影响下,保证供应链安全被提上议程,主机厂在推进生产装备国产化的同时, 刀具国产化需求也迫在眉睫。以株洲钻石为例,2020 年其成立专门团队推进航空 航天领域高端刀具的配套应用,在参研课题单位企业的刀具供应占比从 0 提升到了 20%,2020 年通过进口替代实现的新增收入预计为 6000 万至 8000 万元。

  高端市场直销为主,定制化解决方案供应能力有望提升。山特维克刀具业务收入中 55%至 60%来自于直销,在亚洲经销主要针对中端市场提供有限服务,直销则针对 高端市场提供完整的服务。国内企业基本上还是采取经销为主、直销为辅的经营策 略,直销占比较低,与高端客户直接接触较少带来解决方案提供能力的不足。在当 前高端制造领域对国产刀具尝试意愿增强背景下,国内刀具企业的直销占比有望提 升,直接面对高端客户打造更强的解决方案提供能力。

  高端市场 2/3 依赖进口,进口替代空间约 150 亿元。根据中国机床工业协会工具分 会数据,我国高端刀具市场占有率超过 200 亿元,在整个刀具消费市场中占比过半。 其中按照峰值年(2018 年)为基础测算,我国刀具进口额(含在中国销售的海外品 牌)为 148 亿元,高端刀具市场保守估计为 222 亿元人民币,即依赖进口的份额约 占 2/3。

  国内头部企业纷纷扩充产能,有望得到充分消纳。目前国内数控刀具头部企业均正 进行产能扩充,根据我们统计中钨高新、欧科亿、华锐精密三家企业的数控刀片产 能将达到约 3 亿片,假设均价 8 至 12 元/片,对应约 24 至 36 亿元产值,我们大家都认为 相比潜在进口替代空间产能规模依旧较小,有望得到充分消纳。

  五矿旗下钨产业企业,优质资产不断注入。中钨高新前身为海南金海股份有限公司, 于 1996 年在深交所上市,后于 2000 年主业变更,吸收株硬和自硬的优质资产,更 名为中钨高新。2006 年湖南有色通过股权收购成为大股东,随后 2009 年五矿集团 通过控股湖南有色方式成为公司实际控制人。2013 年,五矿集团向中钨高新注入株硬、自硬两家硬质合金企业。2016 年,在央企国企重组改革背景下,五矿集团作出 产业链一体化承诺,并于同年起托管五矿集团旗下核心钨矿山和冶炼企业,随后分 别于 2018 年、2020 年注入德国 HPTecGmbH 和南硬公司。

  中钨高新为五矿集团旗下钨产业管控平台。公司产品横跨“上游钨矿采选-中游冶 炼-下游钨制品”环节。钨矿端:公司托管了香炉山钨业、柿竹园公司等 5 家矿山企 业香炉山钨业、柿竹园公司等 5 家矿山企业,矿山保有钨资源量合计占全国查明钨 资源量的 11%。冶炼端:公司生产 APT 及钨粉等中间品,其中 APT 产能约占全国的 10%。钨制品:公司下游产品主要包含硬质合金、数控刀片&刀具、IT 工具等,广泛 应用于汽车制造、数控机床、航空航天、军工、IT 产业加工等领域,是国内最大的 数控刀片厂商。

  营收高复合增速,利润迈上新的台阶。中钨高新近年营收保持了 17.5%高复合增速, 2020 年在疫情影响下逆势实现了较高增长,利润端归母净利润同比增长 78.3%, 扣非后仍有 24.15%增长。产品结构优化且运营效率大幅提升。

  公司主营业务可划分为硬质合金、刀片及刀具、化合物及粉末三类,三类合计占比 超 90%。其中,刀片和刀具因属于深加工产品,技术壁垒较高,毛利率近 40%。硬质 合金利润率次之,化合物与粉末属于冶炼环节半成品,技术壁垒相对较低且易受原 材料价格波动影响,毛利率最低。

  毛利率相对稳定,期间费用率降低推动盈利能力提升。公司毛利率从 2019 年的高 点有一定下滑,目前稳定在 18%左右,净利率则呈显著提升态势,2021 年前三季度 实现净利率 4.98%,相比 2020 年水平提升 1.99pcts,主要得益于公司期间费用率持 续下降,2021 年前三季度期间费用率(不含研发费用)为 8.45%,相比 2020 年下降 1.82pcts。

  专项改革圆满收官,成功卸下历史包袱。借助国企改革“1+N”政策中相关解决办 法,“三供一业”项目已全部完成分离移交,同时,“处僵治困”工作成效持续巩 固,改造提升类企业稳定盈利,走上健康发展轨道;圆满完成退休人员社会化管理 移交工作;厂办大集体改革实现 100%人员安置。

  改革薪酬管理,调动生产积极性。自 2016 年公司管理改革,公司工资总额实行预 算制管理,人工薪酬增长与公司经营业绩紧密挂钩,极大激发了员工生产积极性, 成功扭转人均创收的下降趋势,并带动人均薪酬由 2016 年的 9.5 万元提升至 2020 年的 17.8 万元,极大提高了公司制作效率。(报告来源:未来智库)

  公告股权激励计划,试点职业经理人制度。2021 年 7 月,公司公告限制性股票激励 计划,首期授予股票数量 1957.34 万份,占授予前公司总股本的 1.86%,授予对象 为包括管理层、业务或技术骨干人员在内的 140 人,同时设定归母扣非净资产收益 率、利润总额增长率、经济增加值三大业绩解锁指标。以利润总额增加率为例,若 需满足此项条件,需相当于 2021-2023 年度利润总额基于 2019 年的复合增长率分别 不低于 24.9%、23.9%、19.5%,对公司经营提出高要求。此外,公司于二级子公司 金洲公司率先试点职业经理人制度,赋予金洲管理层团队充分自主权。2020 年,深 圳金洲实现营收 10.13 亿元,同比+13.54%,取得较好成效。

  推非公开发行项目,产能大幅扩充。2020 年公司完成非公开发行,募集资金 8.88 亿元,投资于高端硬质合金棒材扩建、硬质合金产品提质扩产、精密工具产业园建 设等项目。公司通过募投项目实现了技术设备改造升级、产品结构升级及产能扩张, 有望巩固公司核心竞争力和市场优势,在提升收入规模同时提升盈利能力。

  株洲欧科亿数控精密刀具股份有限公司成立于 1996 年,专业从事硬质合金制品和 数控刀具产品的研发、生产和销售。2019 年欧科亿数控刀片产量达到国内第二,掌 握了贯通硬质合金制造、刀具制造和集成应用全过程的关键技术体系,成功解决了 硬质合金性能稳定性和精度一致性的控制难题,能够稳定生产超细低钴、超细超薄、 功能梯度等高难度复杂结构的硬质合金刀具产品。2020 年欧科亿在上交所挂牌上市, 融资进一步扩充产能,后续有望实现良好业绩增长。

  营收净利高复合增速,产品开发稳步推进。欧科亿近年营业收入与归母净利润均保 持高复合增速,2020 年在疫情影响下业绩表现优异。产品上开发了火车轮毂加工、 风电叶片加工、高温合金加工等新产品市场,并针对终端客户比亚迪进行了大量刀 具方案及测试,为后期公司刀具新项目产品开发奠定了基础。

  产品结构持续优化,数控刀具收入占比有望提升,推动盈利能力持续上升。从营收 占比来看,近年来刀具业务收入占比由 17年的31.07%逐步提升至 20年的 43.16%。 数控刀具业务毛利维持在 40%左右,显著高于硬质合金产品。伴随着数控刀具收入占比上升同时期间费用率管控优异,欧科亿盈利能力持续提升,我们大家都认为随着未来 数控刀具产能持续放量,将推动盈利迈上新台阶。

  募投项目有望在 2021 年底完成建设,新增产能将持续释放。根据公司公开披露信 息,公司“年产 4000 万片高端数控刀片智造基地项目”有望在 2021 年底完成建设, 2022 年公司数控刀片产能将进入爬升阶段,该项目完全达产后根据欧科亿 2020 年 产量测算,预计数控刀片总产能将接近 1 亿片/年。

  华锐精密于 2007 年在湖南株洲成立,专注于硬质合金数控刀片的研发、生产和销 售,连续多年产量位居国内行业前列,核心产品包括车削、铣削和钻削三大系列。 具备了为汽车、精密模具、能源装备、航空航天等领域提供产品和技术服务的能力。 核心产品在加工精度、加工效率和使用寿命等切削性能方面处于国内先进水平,进 入了由欧美和日韩企业长期占据的国内中高端市场,铣刀在国内的模具高速铣削加 工领域具有较高的知名度和影响力。

  业绩高增长,产品竞争力持续提升。2017 至 2020 年期间,公司营收、归母净利润 CAGR 分别为 32.51%、41.70%,业绩表现优异。公司进一步加大研发投入,围绕 基体材料、槽型结构、精密成型和表面涂层四大领域核心技术进行研究,在金属陶 瓷、复杂精密成型以及航空难加工材料等方面取得了较大的突破。

  产品营收以车削刀片铣削刀片为主,合计占比超 95%。此外,从产品毛利率来看, 三者毛利率均高于 40%,钻削刀片毛利率高达 78%。

  毛利率维持高水平,期间费用率降低推动盈利能力提升。2017 至 2021Q3 期间,公 司毛利率保持在 50%左右,高于行业平均水平,ROE 则维持在 20%左右。期间费 用率方面,2021Q3 期间费用率分别较 2020 年下降 1.89pcts,推动公司净利率显 著提升。

  IPO 募投项目与可转债项目持续扩充产能,打下提供整体解决方案基础。华锐精密 上市募投项目新建生产基地,引进国内外先进生产设备扩充硬质合金数控刀片产能, 同时新增金属陶瓷数控刀片、硬质合金整体刀具和刀杆、刀盘等数控刀具配套产品 产能,为未来转型向计算机显示终端提供整体刀具解决方案打下坚实基础。

  (本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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