刀具行业专题报告：刀具行业迎来国产替代重要机遇期.pdf

刀具行业迎来国产替代重要机遇期刀具行业专题报告2要点总结 刀具：耗材属性显著，具备较高的技术壁垒。 刀具是金属切削机床实现切削功能的重要部件， 一般由刀片、刀垫、夹紧元件和刀体组成。刀片是刀具实现切削功能最重要的元件，其更换周期快，是典型的工业耗材。刀具材料主要包括硬质合金（国内占比约53%）、高速钢（ 21%）、陶瓷（ 8%）和超硬材料（ 14%）四大类，硬质合金是最主要的刀具材料。硬质合金刀具上游主要为碳化硅、钴粉，下游主要应用于汽车、模具、通用机械、航空航天等行业。基体材料技术、刀片结构技术、精密成型和涂层技术是硬质合金刀具最核心的四大技术。 市场空间：国内市场超 400亿元，受益于制造业景气度攀升和产业升级。 2020年我国刀具市场规模约 446亿元， 2016-2020年复合增长率为 8.49%。刀具市场空间广阔，其增长动力主要源自： 1）制造业景气度攀升。在 制造业景气度攀升期，制造业整体开工率提升，推动刀具消费量增加。 2）制造业升级。随着我国制造业不断升级，在汽车发动机领域、航空航天等领域自主化能力持续提升，高端机床的需求和开工率均有显著增长，推动高端刀具量价齐升。 国产替代：技术进步、经销商助力，国产替代势不可挡。 全球刀具行业参与者大致分为欧美、日韩和国产三个梯队 。欧美刀具企业以技术实力和服务能力主导高端定制化市场，商业模式以直销为主；日韩刀具企业 以通用非定制化产品为主，主要通过经销商销售。当前，我国刀具行业迎来国产替代重要机遇期：一方面，国内刀具产品技术不断进步，产品性能直追日韩品牌；另一方面，日韩和国内刀具企业均以经销为主，经销商在国产替代进程中发挥了重要作用。 投资建议：建议 关注我国刀具行业的佼佼者。 国内刀具行业参与者主要包括中钨高新、厦门钨业、欧科亿 、 华锐精密、 鲍斯股份（ 阿诺精密） 等公司，其业务布局各有侧重。 中钨高新 和 厦门钨业 以钨矿产业链为主要业务，在刀具行业具有原材料自给的优势；其刀具子公司布局刀具业务较早，产品线丰富，整体服务能力较强。 欧科亿 和 华锐精密 专注于硬质合金刀具 行业，上游原料需要外购，其 业绩弹性更强。 鲍斯股份 主营产品包括压缩机、刀具、真空泵等产品，其子公司阿诺精密生产定制化数控刀具，并布局刀具修磨业务。 风险提示： （ 1）增材制造对“去除型”加工方式的替代风险。（ 2）新材料刀片对硬质合金刀片的替代风险。（ 3）国际竞争加剧的风险。（ 4）宏观经济下行风险。CONTENT目录一、刀具概览 ：耗材属性显著，具备较高的技术壁垒四、主要企业布局情况五、投资要点与风险提示三、技术进步、经销商助力，国产替代势不可挡二、市场空间 ：国内市场超 400亿元，受益于制造业景气度攀升和产业升级41.1 刀具是切削工艺使用的关键元件刀具：现代工业的“牙齿”刀片是金属切削刀具实现切削功能的关键元件，具有耗材属性。 切削刀具包含可转位刀具、整体刀具和焊接刀具。其中，可转位刀具由刀片、刀盘 /杆和刀柄等部分组成，由刀片承担切削、形成被加工表面的功能，刀片磨损后可仅对刀片进行更换，无需更换整个刀具。刀片是实现刀具功能、决定刀具性能的关键耗材。 刀具是金属切削机床使用的关键元件 刀片可独立进行更换，具有耗材属性刀具是金属切削机床实现切削功能的重要部件，与机床系统相辅相成。 金属切削加工是机械加工中最基本、最可靠、使用最为广泛的一种精密加工手段。金属切削刀具是制造领域中直接参与切削的终端关键部件，其质量直接决定了机械制造行业的生产水平，是制造业提高生产效率和产品质量的重要因素。刀具与机床是两个相辅相成又相对独立的子系统，在现代制造业中起着同样关键的作用。51.2 刀具材料主要包括硬质合金、高速钢、陶瓷和超硬材料四类刀具材料 特点 应用领域 国外主要生产企业 国内主要生产企业硬质合金硬质合金具有硬度高（ 86-93HRA）、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是其高硬度和耐磨性，即使在 500的温度下也基本保持不变，在1000时仍有很高的硬度。硬质合金的强度低于高速钢，不适合冲击性强的工况。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。山特维克、伊斯卡、肯纳金属、三菱综合材料、京瓷、特固克、克洛伊株洲钻石、厦门金鹭、欧科亿、华锐精密、阿诺精密高速钢硬度（ 62-66HRC）、耐磨性、耐热性相对差，但抗弯强度高，价格便宜易焊接。刃磨性能好，广泛用于中低速切削的成形刀具（高性能高速钢切削速度可达 50-100m/min），不宜高速切削。常用于钻头、丝锥、锯条以及滚刀、插齿刀、拉刀等刀具，尤适用于制造耐冲击的金属切削刀具。山特维克、伊斯卡、肯纳金属、三菱综合材料、特固克、克洛伊恒锋工具、汉江工具、哈尔滨第一工具制造有限公司陶瓷 高硬度、耐磨性、耐热性、化学稳定性、 摩擦系数低、强度与韧性低，热导率低 适用于钢料、铸铁、高硬材料（淬火 钢）连续切削的半精加工或精加工山特维克、伊斯卡、肯纳金属、三菱综合材料、京瓷、特固克-超硬材料人造金刚石（ PCD）最高的硬度和耐磨性，摩擦系数小，导热性好但不耐温（耐热 800度），切削速度可达 2500-5000m/min，但价格昂贵，加工、焊接都非常困难主要用于有色金属的高精度、低粗糙度切削，以及非金属材料的精加工，不适宜切削黑色金属。 山特维克、伊斯卡、肯纳金属、三菱综合材料、京瓷、特固克、克洛伊沃尔德、郑州市钻石精密制造有限公司、威硬工具（ 430497）、中天超硬（ 430740）立方氮化硼（ CBN）高硬度（仅次于金刚石）及高耐热性（耐热 1400度），化学性质稳定，导热性好，摩擦系数低，抗弯强度与韧性略低于硬质合金主要用于高温合金、淬硬钢、冷硬铸铁等难加工材料的半精加工和精加工，特别是高速切削黑色金属 刀具材料特点及其应用领域653%21%8%8%6% 4%硬质合金高速钢金属陶瓷立方氮化硼金刚石其他1.2 硬质合金是最主要的刀具材料63%26%2%4%3% 2% 硬质合金高速钢金属陶瓷立方氮化硼金刚石其他硬质合金性能均衡，得到广泛使用 硬质合金刀具是全球 (左 )和国内 (右 )市场的主流刀具 金属加工 三届调查中刀具材料市场占比刀具材料需要具备较为均衡的硬度和韧性。 刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用，其材料应具备如下基本性能：（ 1）硬度和耐磨性。 刀具材料硬度必须高于工件材料硬度，一般要求在 60HRC以上。刀具材料硬度越高，耐磨性就越好。（ 2）强度和韧性 。刀具材料应具备较高强度和韧性，以承受切削力、冲击和振动，防止脆性断裂和崩刃。（ 3）耐热性。 刀具材料的耐热性要好，能承受高的切削温度，具备良好的抗氧化能力。（ 4）工艺性能和经济性。 刀具材料应具备好的锻造性能、热处理性能、焊接性能、磨削加工性能等，并追求高性价比。硬质合金刀具是全球市场目前的主流刀具。 与高速钢相比，硬质合金具有较高的硬度、耐磨性和红硬性；与陶瓷和超硬材料相比，硬质合金具有较高的韧性。因此，硬质合金刀具是全球市场目前采用的主流刀具。 2019年，硬质合金刀具在全球刀具市场中占比 63%，国内市场占比 53%。0%10%20%30%40%50%60%70%第二届 第三届 第四届7类别 图示 具体用途 下游应用领域车削刀片普通车削刀片主要应用于钢（ P）、不锈钢（ M）、铸铁（ K）等被加工材料的外圆、内圆、 端面等车削加工通用机械： 零部件车削汽车： 传动系统、发动机车削轨道交通 ：轮毂轮轴等车削切断切槽刀片主要用于钢（ P）、不锈钢（ M）类被加工材料的轴类、环类等零件的切槽、仿形或切断加工精密轴承： 轴承内外圈切槽切断通用机械： 压缩机活塞切槽切断；电梯曳引轮切槽等螺纹刀片 主要用于不锈钢（ M）类被加工材料紧固连接件的螺纹加工 高端卫浴： 卫浴螺纹加工石油化工： 管道螺纹加工、阀门螺纹加工铣削刀片主要用于钢（ P）、淬硬钢（ H）等被加工材料的型面、平面、方肩、仿形、凹槽等铣削加工精密模具： 家电模具铣削、汽车模具铣削能源装备： 水轮机叶片铣削、汽轮机叶片铣削钻削刀片 主要用于钢（ P）、不锈钢（ M）类被加工材料的机械加工中孔钻加工 工程机械： 回转支撑钻削、链轨节钻削新能源： 风电轮毂钻削、风电齿轮钻削1.3 根据加工方式，刀片可分为车削、铣削和钻削刀片 硬质合金 刀片功能分类及下游应用（以华锐精密产品为例）81.4 硬质合金刀具产业链全景图 硬质合金 刀具产业链全景图上游：原材料 下游：制造应用场景碳化钨钴粉钽铌固溶体其他中游： 硬质合金 刀具根据工件材料区分根据刀具部件区分可转位刀具整体刀具焊接刀具钢（ P）铸铁（ K）耐热合金（ S）不锈钢（ M）有色金属（ N）淬硬钢（ H）加工材料类别 具体材料 应用领域P（ 钢）模具钢 汽车模具、玻璃制品模具、塑胶模具轴承钢 汽车轴承、轴承钢圈等工具钢 高铁钢轨、工量夹具等其他钢 通用机械、汽车零部件M（ 不锈钢）SUS316 医疗器械、食品机械、水轮机叶片、汽轮机叶片SUS201、SUS304 等日用品、管道、泵阀、建筑五金、法兰、化工设备K（ 铸铁） 汽车发动机缸体、缸盖、刹车盘、轮毂、曲轴；空调压缩机N（有色金属） 汽车铝合金轮毂、变速箱、发动机缸体 LED铝合金灯具等；S（耐热合金） 航空领域零部件刀片刀盘 /杆刀柄91.4 硬质合金刀具原料成本结构及供应情况76%11%8%5% 碳化钨钴粉钽铌固溶体其他金属粉末90%6%0%2% 2%碳化钨钴粉钽铌固溶体碳化钽其他 华锐精密 (左 )欧科亿 (右 )2020H1硬质合金数控刀片材料成本结构 碳化钨和钴粉是 硬质合金 刀具的两大主要原料碳化钨和钴粉是硬质合金刀具最主要的原材料。 碳化钨和钴粉是生产硬质合金的主要原材料。碳化钨充当硬质相，占原料成本比例 75%以上，以质量计算的用量占原料的 85%以上；钴粉充当粘结剂，占原料质量和成本比例 10%左右；钽铌固溶体是 CVD涂层刀片的原材料。碳化钨和钴粉采购价格影响硬质合金刀具利润名称 概述 性能特点 市场供应情况 国内供应商碳化钨生产硬质合金的主要原材料，充当硬质相，化学符号为 WC。由金属钨粉和炭黑为原料，经过配碳、碳化、球磨、过筛工序制成，黑色六方晶体，有金属光泽，化学性质稳定。高硬度、高熔点中国钨资源丰富，约占世界储量的 60%左右，产销量一直稳居世界第一。国内碳化钨粉市场供应充足。厦门钨业、中钨高新、江西钨业、章源钨业、世泰科江等钴粉生产硬质合金的主要原材料，充当粘结剂，元素符号 Co，银白色铁磁性金属。耐高温、耐腐蚀世界钴储量主要集中分布在刚果（金）、澳大利亚，中国钴资源较贫乏，仅占世界储量的1%左右。但中国钴冶炼工艺处于世界领先水平。钴价波动较大但整体价格较为透明。洛阳钼业、金川集团等钽铌固溶体 CVD 涂层刀片的原材料原材料成本占硬质合金数控刀片单位成本的 40-50%，原料价格波动会影响产品利润。 数控刀片是应用于数控机床的可转位刀片，通常使用硬质合金制造，是硬质合金刀具的重要品类。 2021H1欧科亿、华锐精密硬质合金数控刀片成本中直接材料占比分别约为 40%和50%。上游材料价格变化会在一定程度上影响相关产品利润。101.5 硬质合金刀片制备工艺流程图碳化钨粉、钴粉等原料配料球磨喷雾干燥混合料鉴定模压成型烧结毛坯 检查研磨加工刃口处理表面处理超声波加工PVD涂层 CVD涂层涂层性能检查 涂层性能检查涂层后处理成品检查产品产品设计模具设计模具制作模具试压合格模具模具工序合金工序 深加工工序 涂层工序11硬质合金刀片生产制造具有较高的技术壁垒与工艺要求。硬质合金刀片是技术密集型产品，其制造涉及材料、粉末冶金、机械加工、模具、表面镀膜、工业设计等多个专业学科。其制造工序长、流程复杂、关键质量控制点多，工艺控制难度大。 基体材料技术、槽型结构技术、精密成型和涂层技术是硬质合金刀片的四大核心技术。 基体材料技术： 硬质合金基体材料的开发中，厂商需通过成分和结构的调整平衡合金硬度和韧性，有针对性地满足应用需求。 槽型结构技术： 刀片槽型结构包括刃口结构和断屑结构，合理的槽型结构可减少切削阻力、增强断屑能力、提高刀片寿命等。 精密成型技术： 精密成型需要在模具、混合料制备、压制和烧结各环节形成质量控制。 涂层技术： 刀具涂层能显著提高刀片的切削性能、使用寿命及加工效率，厂商需要对涂层材料和结构进行持续研发。1.5 基体材料、槽型结构、精密成型和涂层开发是硬质合金刀片的四大核心技术阶段 工序 简介合金制造混合料制备 经过配料、球磨和喷雾干燥制备混合料压制（模压成型）将干燥好的混合料过筛并取样鉴定，鉴定合格后根据牌号和产品的要求选用自制的模具压制成型烧结 烧结工序分为脱成型剂、预烧、真空（压力）烧结三个连续工序，均在一个炉体内完成，将压坯通过烧结致密化形成毛坯。刀具 制造基面磨削（研磨加工）采用端面磨，对产品进行修正，去除产品表面的毛刺、毛边等，磨削出符合设计要求的基准平面，满足使用时的装夹要求刃口处理 采用钝化等工艺，去除刀片刃口的缺陷并珩磨出设计要求的刃口形貌3D磨削 采用周边磨、异型磨等精密磨削工艺，制造复杂、高精度、锋利刀片物理 /化学涂层根据客户需要选择适用 PVD涂层或 CVD涂层，在刀片表面沉积耐磨隔热的薄膜，大幅提高刀片切削性能和使用寿命硬质合金刀片行业技术壁垒明显 硬质合金 刀片制造工序简介 华锐精密硬质合金刀片开发及制造流程示例121.5 基体材料、槽型结构、精密成型和涂层开发是硬质合金刀片的四大核心技术所处领域 技术名称 技术难点基体材料领域基体牌号开发技术硬质合金基体是由难熔金属化合物（ WC、 TiC、 TaC、 NbC等）与粘结金属（ Co、 Ni、 Fe 等）构成的合金材料，是硬质合金数控刀片的“骨骼”，用粉末冶金方法生产。如何 通过成分和结构的调整平衡硬质合金的硬度和韧性，开发出更具有针对性的基体材料 ，一直是行业研发的重点和难点。碳含量控制技术硬质合金的性能对碳含量的变化十分敏感， 碳含量波动范围 越小，基体的性能越稳定。硬质合金各生产流程都难以避免碳的流入或流失，生产环境、接触介质、生产工艺等都会对产品碳含量造成影响，因此 碳含量控制技术 成为数控刀片的重要壁垒。晶粒度控制技术硬质合金基体中晶粒大小和晶粒分布状态是影响其物理性能的重要因素。硬质合金基体晶粒度主要受原料晶粒度、球磨工艺、烧结工艺等影响， 晶粒度波动范围 越窄，硬质合金性能越稳定。槽型结构领域 槽型结构设计技术刀片槽型结构由一系列具有特定几何特征的刃口结构和断屑结构组成，是切削的直接受力和主要磨损部位，合理的槽型结构可以减少切削阻力、增强断屑能力，解决金属切削断屑清理问题，达到高效切削的加工需求。厂商需 根据加工材料、加工方式和加工参数的差异，结合硬质合金基体自身材料特性，对刃口模块 （如前角、刀尖圆弧、棱宽、刃倾角） 和断屑模块 （形状、大小及位置、槽宽、槽深、反屑角） 等几何特征进行研究 ，提升刀片性能。精密成型领域模具制备技术模具是实现刀具产品设计功能和外观的关键点。硬质合金数控刀片模具采用硬度 HRA87以上的硬质合金作为材料，槽型结构复杂，切削、磨削等传统加工手段无法满足模具需求。因此，模具的制备通常采用 电脉冲加工方式 ，从而得到很高的加工精度。混合料制备技术硬质合金混合料由碳化钨、钴、钽铌及其他稀有元素通过成型剂粘合团聚在一起， 混合料的料粒形貌、粒度分布等 均影响其流动性和松装密度，进而影响压制压力、压坯密度、压制单重等压制成型性能。压制成型控制技术压制成型是将硬质合金混合料填充到模腔内，上、下冲头在压机驱动下对腔内的粉末施压，形成压坯的技术。硬质合金压制成型是决定硬质合金产品几何尺寸精度和表面质量的关键技术。烧结成型控制技术硬质合金烧结过程复杂，既有物理变化，也有化学反应。由于烧结后的毛坯相对于压坯体积会收缩 40-50%，烧结成型控制的重难点是 在体积收缩状况下保证烧结体的均匀收缩和尺寸的一致性 。表面涂层领域PVD 涂层开发技术PVD 是指在真空条件下，用物理的方法使材料沉积在工件上的薄膜制备技术。 PVD 涂层材料是当今涂层材料研究的前沿。其中， 涂层材料开发和结构开发 是涂层开发的两大方向。CVD 涂层开发技术 硬质合金 刀片设计制造的 关键技术要点CONTENT目录一、刀具概览 ：耗材属性显著，具备较高的技术壁垒四、主要企业布局情况五、投资要点与风险提示三、技术进步、经销商助力，国产替代势不可挡二、市场空间 ：国内市场超 400亿元，受益于制造业景气度攀升和产业升级142.1 我国刀具市场规模 446亿元，有望持续增长 2020年全球刀具市场规模约 370亿美元 国内刀具市场消费总额持续上升 2020年国内刀具市场规模约 446亿元国内刀具市场规模增速高于全球市场。 我国切削刀具市场消费情况与我国制造业发展水平和结构调整息息相关。 2016-2018年，随着“十三五”规划落地，制造业的转型升级推动了我国刀具行业快速发展，切削刀具年消费规模快速增至 421亿元，达到历史最高水平。 2019 年受中美贸易摩擦加剧、汽车等下游行业下行的影响，我国刀具消费额下降至393 亿元。 2020年以来，我国刀具市场增速恢复至10%以上，金额达到 446亿元， 2016-2020年复合增长率 8.49%。随着制造业复苏，我国刀具市场需求有望持续增长。-20%-10%0%10%20%30%40%50%0100200300400500600国内刀具市场规模（左轴，亿元） 增长率（右轴， %）2.4%2.5%2.6%2.7%2.8%2.9%3.0%3.1%310320330340350360370380全球刀具市场规模（左轴，亿美元） 增长率（右轴， %）全球刀具市场规模稳步增长。 根据 QY Research数据， 2020年全球切削刀具消费金额达 370亿美元，2016-2020复合增长率 2.82%。152.2 硬质合金刀具市场规模超 200亿元，其中纯刀片市场约 100亿元53%21%8%8%6% 4% 硬质合金高速钢金属陶瓷立方氮化硼金刚石其他49.65%0.16%18.00%27.63%2.11% 0.13% 0.11% 2.20%刀片车（刨）削刀具孔加工刀具铣削刀具切齿刀具螺纹刀具拉削刀具其他硬质合金刀具 2019年硬质合金刀具占国内刀具市场 53% 2019年中国机床工具工业协会工具分会会员企业硬质合金刀具产品销售结构硬质合金刀具市场规模超 200亿元全国硬质合金刀具市场规模超 200亿元。 根据金属加工第四届用户调查，2019年硬质合金刀具占国内刀具市场需求的 53%，据此估算 2019年国内刀具市场规模约 208亿元， 2020年约 236亿元；根据中国机床工具工业协会，刀片约占会员企业硬质合金刀具销售额 50%，依此估计国内硬质合金刀片市场规模在 100亿元左右。根据中国钨业协会，硬质合金刀片可分为数控刀片、焊接刀片、普通可转位刀片和其他切削刀片，其中数控刀片是硬质合金刀片附加值最高的品类。 数控刀片占国内刀具市场 25%以上份额刀具市场硬质合金刀具可转位刀具数控刀具数控刀片162.3 刀具主要应用于通用机械、汽车、模具、航空航天等行业通用机械汽车模具图示 说明汽车发动机（包括缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴和连杆）、变速箱、车桥、传动轴、制动器、轮毂等零部件制造广泛采用金属切削加工工艺，汽车是金属切削刀具需求量最大的行业之一。数控刀具可用于汽车轴承座、连杆、凸轮轴，活塞、涡轮壳等制造加工。模具是工业生产中用来制作成型物品的基础工艺装备，应用广泛。模具的需求与下游电子设备、家电或汽车等行业改款和更新需要密切相关，模具市场需求庞大。切削是模具加工中最高效、最重要的加工方式，模具的制作过程会消耗大量切削刀具。数控刀具广泛应用于通用机械中的阀门、法兰、轴承、管接头、紧固件、管件等零部件的精密加工。通用机械制造业是装备制造业中的基础性产业，下游涵盖制造业的众多细分领域。典型的通用机械如工业阀门、轴承、法兰等，对数控刀具产品消耗量较大。20.9%18.1%15.1%7.4%6.8%6.3%4.8%4.2%4.2% 3.2%2.4% 2.0% 4.6% 汽车、摩托车机床工具通用机械模具工程机械航空航天军工3C医疗器械发电设备农业机械铁路运输其他切削工具的应用广泛覆盖下游各行业汽车和摩托车、机床工具、通用机械和模具是国内企业切削刀具的主要应用领域。 根据 金属加工 第四届切削刀具用户调查，汽车、摩托车、机床工具、航空航天、通用机械、模具及工程机械等行业用户占受调查用户比例达 95.4，其中汽车、摩托车行业样本所占比例最高，为 20.9，与目前中国制造业的行业分布相吻合。根据华锐精密和欧科亿招股说明书，我国数控刀片最主要的下游应用领域包括通用机械、汽车和模具等 。 国内切削刀具用户行业分布由于航空航天材料多为钛合金、高温合金等高性能难加工材料，结构也更为复杂，使用的切削刀具通常高度专业化，制造难度高。国内航空航天业刀具高度依赖进口。国内企业正寻求相关技术突破，实现国产替代。航空航天172.4 刀具行业增长动力源自制造业景气度攀升和产业升级 国内刀具行业增长逻辑 制造业景气度攀升和产业升级推动刀具行业增长数控刀片的市场空间主要取决于我国数控机床的存量规模和开工率。 数控刀片在切削工作中需数小时更换一次，属于工业耗材，其市场需求量与机床增量关系较小，主要取决于我国数控机床存量规模和开工率。制造业景气度攀升和产业升级推动刀具行业增长。一方面，当制造业景气度攀升，制造业整体开工率提升，推动刀具消费量增加；另一方面，随着我国制造业不断升级，在汽车发动机领域、航空航天等领域自主化能力持续提升，高端机床的存量和开工率均有显著增长，推动高端刀具量价齐升。刀具行业增长动力下游行业受益于制造业景气度提升制造业升级推动刀具量价齐升模具行业通用机械汽车行业机床数控化率提升航空航天等领域技术突破182.4 动力 1：制造业景气度恢复，推升通用机械、模具、汽车等行业刀具需求(5)05101520工业增加值 :制造业 :当月同比工业增加值 :制造业 :当月同比 年初以来制造业景气度保持较高水平 (%) 我国制造业景气度恢复制造业景气度回升，提高机床开工率。 自 2020年第二季度以来，我国 PMI保持在 50%以上水平，制造业景气度回升。从工业增加值数据来看， 2020年下半年以来，工业增加值同比依然保持较好的增长。模具行业： 我国模具行业年产量到 2020年已达到 2000万套以上。随着电子等下游行业的发展，未来我国模具行业将向高精密化、自动智能化、新型化等方向发展，对精密高效数控刀具需求将会相应增加。通用机械行业： 通用机械制造业是装备制造业中的基础性产业，其发展水平反映国家整体制造业的技术水平和能力。随着通用机械产业的升级和高端制造技术的突破，我国精密高效数控刀具的需求有望不断增加。汽车行业： 汽车零部件技术含量高，工艺复杂，制造数控化程度较高，是刀具需求量最大的行业之一。 2017年以来我国汽车产销量走低，但随着电动化大潮来袭，我国汽车行业仍有巨大的市场空间，汽车工业对于数控刀具的需求也将持续存在。 2020Q2以来制造业处于景气度回升阶段303540455055PMI（ %） 50%参考线192.3 动力 2：制造业升级，数控化率提升推动刀具行业量价齐升 国内金属切削机床数控化率逐步提高 数控化率提升推动刀具行业量价齐升0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%01020304050607080国内金属切削机床产量（万台） 国内数控金属切削机床产量国内金属切削机床数控化率制造业升级推动机床数控率提升，高端刀具量价齐升。 随着产业结构的调整升级，我国机床数控化率稳步增长，机床数控化率从 2013年的 29%提升到 2020年的 43%。数控机床一方面造就更多高端刀具的消费，另一方面也会推动刀具整体价格的上升。 切削刀具在航空航天领域的应用 航空航天行业等领域的技术突破推升高端刀具需求。 我国航空航天业刀具市场长期被国外高端品牌占领，国内仅株洲钻石和厦门金鹭可提供部分刀具产品，提升相关刀具的自主保障能力迫在眉睫。国产大飞机 C919将于本年内交付首架的消息提振了全国上下对航空航天产业自主化的信心。随着大飞机国产化的推进，飞机零部件相关产业链国产化进程有望加速，为上游刀具企业带来增长机遇。CONTENT目录一、刀具概览 ：耗材属性显著，具备较高的技术壁垒四、主要企业布局情况五、投资要点与风险提示三、技术进步、经销商助力，国产替代势不可挡二、市场空间 ：国内市场超 400亿元，受益于制造业景气度攀升和产业升级213.1 全球刀具行业参与者大致分为三个梯队 刀具各梯队主要公司 国内刀具企业奋力追赶目前，国际刀具行业竞争格局大致分为三个梯队。第一梯队：欧美刀具企业，主导高端定制化刀具市场。欧美刀具企业历史悠久，技术力量雄厚，向客户提供整体切削解决方案为主，产品为专用定制化，稳定性好，但价格昂贵、交货期较长。欧美企业在高端定制化刀具领域始终占据着主导地位，市场呈现寡头竞争格局。第二梯队：日韩刀具企业，非定制化刀具认可度高。 日韩刀具企业产品通用性高、稳定性好、性价比高，在非定制化刀具领域赢得了众多厂商的青睐。日韩刀具企业产品在我国进口刀具消费中占有较高份额，主要通过经销商在国内进行批发销售，产品价格普遍高于国产刀具。第三梯队：国内刀具企业，在非定制化市场逐步追赶日韩。 国内刀具企业数量众多，实力差距较大，通过价格和服务优势赢得较多中低端市场份额。国内刀具企业不断提高技术水平、推动刀具国产化进程和国内高端制造业的发展，有望在非定制化刀具市场率先推进国产替代。山特维克伊斯卡 肯纳金属三菱综合材料 京瓷特固克株洲钻石 厦门金鹭 华锐精密 欧科亿恒锋工具 沃尔德第一梯队 -欧美企业第二梯队 -日韩企业第三梯队 -中国企业克洛伊 泰珂洛邦普刀具鲍斯股份050100150200250 2020刀具相关营收规模（折合人民币，亿元） 各主要企业刀具营收规模比较223.2 格局演变：集中度进一步提升，国产替代有望加速我国刀具行业呈现高端市场受制于人、低端市场无序竞争的状态。 一方面，我国中高端数控市场一直被欧美、日韩刀具企业占据，特别是用于航空航天、军工、汽车发动机等领域的刀片产品严重依赖进口，国内企业产品在这一市场尚未形成竞争力。另一方面，低端刀具市场参与者众多，产品质量参差不齐。低端切削刀具生产技术含量较低，小厂商简化工艺、拼凑组装，无标、无序生产现象较为严重；同时产品同质化导致低端切削刀具企业利润率明显偏低。低端产能退出，集中度提升高端市场逐步实现替代发展方向刀具消费结构调整加速，需求转型推动产能升级，行业集中度有望提升。 随着产业政策推进硬质合金向精深加工方向延伸，硬质合金制品及刀具结构正得到进一步优化，以数控刀片为代表的深加工产品占比将进一步提升，推动产业整合与产品升级。随着刀具技术的演进，缺乏技术沉淀、研发能力差、资本实力弱的小企业将逐渐难以适应市场，被淘汰或并购；具有品牌、资本、技术优势的企业有望获取更多的市场份额，行业市场集中度提升。具体趋势国内企业与国际巨头的差距仍将存在一定时间。 国内企业不断发展壮大，但整体研发、制造、销售实力与国际巨头相比仍有较大差距。在高端应用场景，由于进口产品具有先发优势、技术优势及品牌优势，国内市场被进口品牌占据大部分份额的局面将持续相当长的时间。在中高端刀具领域，国产刀具将逐步实现进口替代。 随着国内刀具企业持续推进研发、积累生产经验，国产中高档刀具产品品质持续提升，性能与国际巨头差距不断缩小；产品品类方面，国内刀具企业开发能力不断增强，产品线也日趋丰富；综合服务能力方面，针对定制化需求、提供整体解决方案的能力有望提升。加上本土化生产的性价比和服务优势，国产刀具企业有望逐步在中高端刀具领域实现进口替代。233.3 国产替代：国内刀具企业迎来国产替代重要机遇期国内刀具市场整体集中度低，高端应用市场由国外企业垄断。 国内刀具市场广阔，集中度较低， 2019年 CR10仅21%，但高低端市场差异较大。国内高端刀具市场由欧美、日韩刀具企业垄断，中低端刀具市场则由国内众多刀具企业充分竞争。国内刀具企业数量众多，规模较小，根据中国机床工具工业协会数据，我国规模以上的刀具企业有 700余家；但能提供现代高效刀具的仅有部分国有控股骨干企业以及近年涌现的优秀民营企业，这些企业有望在细分领域逐步追赶，推动进口替代。进口替代持续推进，国内企业有望获得更多市场份额。2015年以来，国内刀具企业凭借性价比和本土服务优势，替代了部分进口产品，加速了数控刀具的国产化。根据机床工具工业协会统计数据， 2016-2019年进口刀具占总刀具消费的比重从 37.17%降至 34.61%，说明我国数控刀具的自给能力有所增强，进口依赖度逐步降低。国内刀具企业迎来国产替代重要机遇期 国内刀具市场整体集中度低（ 2019年数据）2019年度刀具收入（亿元）2019年度国内市场份额硬质合金刀具市场 （规模口径 208亿）切削刀具市场（规模口径 393亿）株洲钻石 12.47 6.00 3.17厦门金鹭 3.26 1.57 0.83欧科亿 2.56 1.23 0.65华锐精密 2.57 1.24 0.6533%34%35%36%37%38%进口刀具依赖度 进口刀具依赖度 我国企业对进口刀具依赖度逐渐下降24国产产品性能有望追赶日韩梯队3.4 国产替代动力 1：国产刀具性能直追日韩梯队 国内与日本企业代表产品性能检测数据对比刀具产品的性能包括材料性能和切削性能。 材料性能包括基体的硬度和断裂韧性、涂层硬度和膜基结合力；切削性能由材质、槽型和刃口形貌决定，难以单纯用参数比对衡量，可采用特定切削环境下的切削力、断屑能力、刀片磨损量等指标来表征。不锈钢加工 PVD涂层数控刀片（ M类）钢加工 CVD涂层数控刀片（ P类） 注释性能 厂家 三菱 欧科亿 华锐精密 泰珂洛 欧科亿 华锐精密牌号 VP15TF OP1215 WS7125 WS5130 T9125 OC2115 HS8225材料性能维氏硬度HV3(N/mm2)1620 1590 1570 1550 1500 1590 1470维氏硬度代表硬质合金基体硬度。断裂韧性与硬度反向变动，一般而言硬度越低，断裂韧性越高。断裂韧性 10.73 9.9 11.22 10.68 11.25 9.35 11.9纳米压痕（ GPa） 37.1 38.8 33.6 31.2 27.7 29.6 26.5 代表涂层硬度。膜基结合力（ LC 3 ） 98 96 104.1 104.3 115 108 129.8膜基结合力越高，涂层材料越不易脱落。切削性能切削力 切削力相当 与欧科亿相当-工件材料抵抗刀具切削时产生的阻力，越小越好断屑效果 断屑范围一致 -钢和不锈钢如不断屑易损害刀具和工件，刀片需具有良好断屑性能磨损性能 磨损量相当 - 表征产品的耐用度，磨损量越小，产品越耐用工件表面质量 表面粗糙度接近 与欧科亿相当加工后零件表面粗糙度越低，表面质量越高 国内刀具用户采购关注因素（重要性排序及打分）6.816.445.144.694.193.112.72.54评分国内企业部分数控刀具产品的性能达到日韩企业同类产品的水平，且性价比更高，国内市占率有望提升。 根据欧科亿、华锐精密上市问询函回复意见，以株洲钻石、欧科亿等为代表的国内企业生产的部分产品达到了日韩企业同类产品的水平；华锐精密部分产品性能亦达到国内先进水平，有望逐步追赶。根据 金属加工 第四届用户调查，国内刀具用户采购中最关注的前三个因素分别为切削性能、刀具寿命和产品价格。国内企业刀具产品性能逐步追赶日韩梯队，且具备一定的售价和服务能力优势，有望与日韩品牌竞争国内市场，提升市占率。25直销 经销特点厂商将产品直接销售给客户。厂商与客户建立业务联系，根据客户要求组织生产、发货、结算、回款，并提供必要的售前、售中和售后服务。生产厂商将产品销售给经销商，由经销商将产品销售给终端客户。优势建立稳定客户关系深入了解下游工艺需求提升定制化服务能力资金回流迅速，保障后续研发等资金投入买断式经销模式将风险和部分报酬转移给下游经销商增大客户覆盖范围，广泛触达终端用户简化公司销售管理，有助于公司将管理重心放在经销商开发、管理和服务上局限客户集中，营收波动大终端客户用刀需求复杂回款周期长毛利率低于直销模式3.5 国产替代动力 2：经销模式助力国内企业市占率提升31.39%42.02%17.11%9.48%厂家直购通过经销商购买五金店购买电商 国内刀具用户采购和厂商销售均以经销模式为主国内刀具企业销售方式包括直销和经销两大类，其中经销是目前国内数控刀具交易的主要形式。 直销模式下，厂商将产品直接销售给客户；经销模式下，生产厂商将产品销售给经销商，由经销商将产品销售给终端客户。经销是目前国内数控刀具交易的主要形式。从需求端来看，根据第四届刀具用户调查，国内刀具用户企业近 60%采购属于经销模式。从供给端来看，华锐精密、欧科亿均主要采用经销模式。国内数控刀具市场以经销模式为主我们认为，经销商在刀具国产替代的进程中发挥了重要作用。 日韩和国产刀具企业均以经销为主，经销商在各自产品的推广中发挥了重要作用。 目前，国产刀具性能直追日韩品牌，且具备明显的价格优势，经销商有更强的动力去推广国产刀具。0%20%40%60%80%100%ODM/OEM 直销 经销 直销、经销模式简介及对比26商业模式因时而动第一阶段：定制化直销（ 2007-2011年） 公司设立之初，抓住汽车、工程机械、能源装备和轨道交通等行业的快速发展机遇，针对太原重工、东方电气和中信重工等终端大客户的切削应用需求，向客户提供非标定制化的硬质合金刀具产品，以直销模式为主。第二阶段：标准品经销（ 2012-2016年） 公司逐步从“为大客户提供非标定制化产品”向“满足众多中小机械加工企业金属切削共性需求的标准产品”转型，切入用量大、品种集中、通用性强、市场竞争激烈的标准刀具产品市场。 这一阶段以经销模式为主，公司逐步摆脱了对大客户的依赖，并初步构建了覆盖国内华南、华东和华北三大主要刀具集散市场和区域产业集群的销售网络。第三阶段：切入中高端市场（ 2017年至今） 公司在基体材料、槽型结构、精密成型和表面涂层四大领域锤炼核心技术，核心产品逐渐进入由欧美和日韩刀具企业长期占据的国内中高端市场。 公司进一步在全国各大刀具集散市场和汽车、模具、高端卫浴和航空航天等产业集群周边完善经销网络，并通过经销商专卖店模式进一步掌握终端用户的刀具使用需求，为未来转型为整体刀具解决方案供应商打下基础。3.5 直销模式是刀具企业更高的追求 直销或者经销，企业需因时而动。 以华锐精密为例，公司成立初期，以直销为主，然而大客户订单波动对公司业绩影响较大；因此在第二阶段，公司以经销模式为主，摆脱了大客户依赖，建立了覆盖华南、华东和华北三大市场的销售网络，业绩波动缩小； 2017年之后，公司以经销为主，同时开始建立整体解决方案能力，切入中高端市场。 目前，硬质合金刀具企业目前主要采用经销模式。 株洲钻石、厦门金鹭、邦普刀具、欧科亿、华锐精密等硬质合金刀具企业均以经销为主；沃尔德、恒锋工具采用直销为主、经销为辅的销售模式。 我们认为，直销模式将是国内刀具企业更高的追求。 国内硬质合金刀具企业将经历“经销模式打开市场、直销模式转型定制”这一发展过程。国内品牌将通过经销模式逐步拓展市场，替代日韩品牌。随着国内品牌的崛起，国内公司具备整体解决方案之后，将逐步向高端客户提供定制化直销模式的方向发展。 华锐精密经历了直销和经销模式的变化CONTENT目录一、刀具概览 ：耗材属性显著，具备较高的技术壁垒四、主要企业布局情况五、投资要点与风险提示三、技术进步、经销商助力，国产替代势不可挡二、市场空间 ：国内市场超 400亿元，受益于制造业景气度攀升和产业升级284.1 刀具行业主要公司简介