【前瞻系列】工业母机回暖机床刀具产业深度解析(附股)
发布时间:2022-09-22 21:41:52

  前言:工业母机成为近期市场中为数不多表现抢眼的板块,有乡亲希望我能梳理下其中的机会,安排!

  刀具是机械制造业的基础工具,刀片是切削加工的关键部件 。切削加工约占整个机械加工工作量的 90%,是机械制造行业中的最基础的环节。刀具作为工业母机的牙齿,是各类机床最重要的核心零部件之一。

  刀具材料主要包括硬质合金、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。超硬材料性能更加优异,但目前价格昂贵,加工、焊接也非常困难。

  刀具行业产业链主要可以分为上游基础材料生产,中游刀具制造和下游终端应用,其中中游是核心环节。上游基础材料主要有工具钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料(包括人造金刚石 PCD 和立方氮化硼 CBN),中游刀具制造主要分为国际厂商和国内厂商,下游终端应用分布广泛,各制造业细分领域均有所涉及。

  目前用于刀具制造的材料主要有高速工具钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料(立方氮化硼 CBN 和人造金刚石 PCD),其中硬质合金材料全球占比超过 60%,国内占比超过 50%。超细晶粒硬质合金、先进涂层技术、超硬材料普及将成刀具材料发展大趋势。

  未来硬质合金材料将凭借其高硬度、高耐磨性和低成本的高性价比特点在刀具上获得更多应用。经过多年发展,我国硬质合金行业发展水平与国外差距持续缩小。我国的硬质合金工业起步较欧美发达国家晚约 20 年。通过技术引进后的长期消化吸收,我国硬质合金行业发展水平与国外差距持续缩小,为硬质合金刀具迈向中高端垫定了基础。

  国内中游刀具行业格局相对分散 ,但从发达国家刀具行业发展路径来看,由于刀具行业门槛较高, 最终将形成高行业集中度的格局。目前刀具市场第一梯队有山特维克、伊斯卡和肯纳金属,第二梯队有三菱综合材料、京瓷等、第三梯有株洲钻石欧科亿、华锐精密等国产品牌,这是受制于我国机床生产主要还停留在中低端的技术水平。在自主可控和产业升级的大背景下,刀具行业整体逐渐迈向高端化与集中化。

  在同等条件下,国产刀具性能不输进口日韩刀具,且价格优势明显,因此下游客户有采用国产刀具替代进口日韩的刀具的需求,中端刀具市场国产品牌渗透率有望进一步提高。

  刀具作为工业母机的核心部件,在汽车、通用机械、模具、工程机械、航空航天等诸多领域均有所应用。《金属加工》调查资料中显示应用于汽车、摩托车领域的刀具占比最高,为 20.9%,应用于机床工具领域的刀具占比为 18.1%,通用机械领域占比为 15.1%,其余行业的占比均不超过 10%。全球刀具消费市场主要集中在中、美、德、韩、日等国家,2010 年以来,以我国为代表的亚洲刀具市场增长率位居全球刀具规模增长首位,是全球增长率的 2.5 倍。

  根据华锐精密招股说明书披露,刀具制造具有较高的技术门槛,门槛集中在设计和工艺环节,主要包括四大核心技术:基体材料、槽型结构、精密成型和涂层工艺。在制造环节中,生产设备中的非标定制化设备均采用国产设备,而所采用的进口设备均为标准化设备,国产设备可以替代,不存在进口依赖问题。

  高端刀具制造工序较长且工艺复杂,生产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经完成了兼并、重组和提升,行业已经发展至“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门槛,海外企业先发优势显著。

  全球切削刀具行业基本处于头部占据多数份额的竞争状态,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份额。

  三十多年前的时代背景推动了国外发达国家“高精度,高效率,高可靠性和专用化”现代高效刀具的发展,并逐渐取代传统标准刀具。由于我国数控刀具行业起步较晚,和国外企业在高效刀具技术积累和研发实力上有较大差距,当前国内大部分刀具企业仍然以标准化刀具为主,走低端产品路线。

  硬质合金刀具需求占比将逐步提升,需求增速高于刀具行业整体。一方面,硬质合金的硬度与抗弯强度均得到极大提高,刀具耐用度可提高3-10倍;另一方面,相对于全球63%的市占率,我国硬质合金刀具53%左右的市占率明显偏低。因此,硬质合金刀具在国内的应用占比提升较快。

  我国机床消费总量稳居全球第一, 对标海外刀具需求占比仍有很大提升空间。根据欧科亿招股说明书披露,我国机床消费量已多年连续位居全球第一,截止 2019 年我国刀具消费额 393 亿元占机床消费比重为 25%,相较发达国家每年 50%左右的比例,我国的刀具需求比例还有很大的提升空间。

  根据机床工具工业协会统计数据显示,我国现代制造业所急需的高端刀具依然对进口产品有很强的依赖性,近年来进口刀具市场占有率常年维持在 30%以上,具体消费额也常年维持在 110 亿元以上。不过从数据上可以看出,2015-2019 年进口刀具市占率从 37.18%的高点已经降至 34.61%,一定程度上也反映出国产刀具正在逐步抢占进口刀具市场。随着技术的积累发展和整体制造业技术水平的提高,国内刀具企业在生产设备、原材料供应等方面的获得了更高的技术支持,提升了相应的工艺技术和产品质量,在各个方面同时发力,实现高端刀具产品突破。

  近年我国机床数控化率持续提升,从 2000 年的 7.79%提升至 2021 年的 41.11%,但较发达国家的高数控化率仍有很大提升空间。随着我国产业结构转型升级,数控金属切削机床占比持续提升,未来空间广阔, 数控刀具作为数控机床的牙齿将直接受益。受益刀具性能和机床数控化率双提升,硬质合金刀具“十四五”期间市场规模 CAGR 为 9.07%。关键假设如下:

  1)“十四五”期间是高端制造转型关键之年,假设刀具消费仍将维持 7%以上的复合增速;

  2)对标发达国家 60%以上的市场份额,假设硬质合金刀具年渗透率增速保持 1%。

  发展高速、高精度数控机床与功能部件已被提升至战略性位置,在我国多项规划支持的背景下,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。

  而且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,越来越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升趋势但比例依旧较低,未来提升空间巨大。

  此外伴随刀具消费占比提升,我国刀具市场规模有望在 2020 至 2030 年间保持4.42%CAGR 增长。根据估算,考虑发达国家刀具消费约为机床消费额的 50%左右,伴随我国制造业转型升级在 2030 年我国刀具消费占机床消费额占比有望达到 37%,假设我国机床消费额以 1.5%CAGR 增长,我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。

  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,转型升级推动了切削刀具行业快速发展,2016 至 2018年刀具年消费规模快速增长,2018 年刀具年消费总额高达 421 亿元。2016-2020 年,我国切削刀具市场规模从 321.5 亿元增长至 446 亿元,CAGR 为 8.53%,增速中枢为 7.8%,远远优于全球市场表现。

  小结:刀具作为工业母机的牙齿,是各类机床最重要的核心零部件之一,在我国数控机床的快速发展下刀具行业也相应的水涨船高。

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