机械设备制造-汽车零部件行业报告

目 录 1 绿色技术 粉末冶金3 1 1 历史悠久 现代应用发展迅速4 1 2 四大工艺 满足产品尺寸与性能的需求 4 1 3 核心设备决定产品质量 6 1 3 1 制粉设备 6 1 3 2 成型设备 7 1 3 3 烧结设备 7 1 4 高性价比的零件制备方法7 1 5 应用广泛 汽车为首要应用领域8 2 国外发展稳定 国内市场增长潜力大 8 2 1 北美销售额达 50 亿美元8 2 2 国内 2017 年销售额约 70 亿 汽车零部件占 60 8 2 3 国内汽车粉末冶金市场空间达 200 亿9 2 3 1 发动机粉末冶金市场规模约 40 亿 9 2 3 2 变速箱粉末冶金市场规模约 150 亿9 3 全球竞争格局 国外企业占据主导地位9 3 1 欧洲 日本公司业内领先9 3 2 1 GKN 粉末冶金 营收 14 亿美元 业绩保持稳定10 3 2 2 销售情况 北美为最大市场 汽车行业占比 85 2 10 4 国内现状 低端产品竞争激烈 高端产品有较大潜力 11 4 1 低端产品门槛较低 面临激烈竞争 11 4 2 汽车领域应用较少 技术相对落后 11 4 3 国内汽车零部件粉末冶金化空间广阔12 4 4 国内企业成本优势显著 进口替代空间广阔 12 5 相关标的推荐12 5 1 东睦股份 打破国际粉末冶金汽车核心零部件垄断的先行者 12 5 3 精研科技 消费电子粉末冶金领导者13 5 4 劲胜智能 专注电子精密结构件产品13 6 风险提示14 粉末冶金 高性价比零部件的首选成型工艺 粉末冶金是一种通过加热压实金属粉末至低于其熔点进 行金属成型过程的技术 根据配方不同 粉末冶金零件的抗拉强度在 170 1200MPa 之间 相比传统零件制造工艺 具有如下优势 1 零件接近最终尺寸 具有良好的光洁 度 减少后续加工成本 最大限度地减少废品损失 2 能够生产别的工艺无法制造的复 杂或独特形状的零件 3 能够控制产品的孔隙率 以此满足产品自润滑 耐磨性等方面 的需求 相对传统机加工切削工艺 粉末冶金节能 60 材料利用率高达 95 是高性价比零部件的极佳选择 也作为增材制造的重要成型工艺 成为中国制造 2025 的重要一环 全球年市场规模八十亿美元 龙头 GKN 粉末冶金收入规模逾近百亿人民币 据全球粉末冶金龙头 GKN 公司测算 2016 年 全球粉末冶金产品销售额约 80 亿美元 GKN 公司是粉末冶金领域的龙头企业 产品包括用于汽车发动机 变速箱 泵 车身 底盘 以及压缩机 金属注塑成型等零部件 GKN 粉末冶金营业收入近五年一直维持在 14 亿美元左右 营业利润率也稳定在 10 左右 按用途划分 汽车零部件其总销售收入的 72 占其粉末冶金零件的销售的 85 国内汽车领域占比较低 200 亿以上市场空间尚待开拓 我国目前平均每辆汽车粉末冶金制品用量仅约 5kg 远低于欧洲的 14kg 美国的 19 5kg 另一方面 2016 年 我国国内汽车粉末冶金制品占粉末冶金总产品的比例虽提升至约 60 但仍然远低于发达国家 80 的比例 与此同时 我国汽车粉末冶金产品的种类并不齐全 目前主要应用于连杆 垫片等技术含量较低产品 而技术要求更高的 VVT VCT 行星齿轮等由于技术壁垒较高 目前国内绝大部分企业无法批量生产 粉 末冶金在汽车上主要应用在发动机与变速箱两个领域 假设 2020 年乘用车销量达 3000 万辆 发动机粉末冶金零部件市场规模约 40 亿元 变速箱粉末冶金零部件市场规模约 150 亿元 加上用于汽车底盘等的粉末冶金零件 国内汽车粉末冶金市场空间达 200 亿元 投资建议 参照欧美经验 汽车领域是粉末冶金应用的主战场 实现汽车关键零部件 粉末冶金产品的应用是粉末冶金企业发展重要方向 目前 绝大部分国内汽车粉末冶金部 件仍采用 国外生产 国内整合 的形式 首推 东睦股份 国内少有的突破垄断 实现了车用粉末冶金技术的国产化企 业 其成本优势 技术积累为公司带来丰厚的利润 预计 2017 19 年公司归母净利润 2 84 3 67 4 71 亿元 对应 EPS 0 65 0 84 1 08 PE 25 19 15X 维持 买入 评级 建议关注 博云新材 实现了飞机 汽车等高端领域 刹车片粉末冶金国产 1 绿色技术 粉末冶金 粉末冶金是一种通过加热压实金属粉末至低于其熔点进行金属成型过程的技术 该技 术已经存在超过 100 年 在过去的 25 年成为了公认的生产各种高质量零件的优质技术 该技术相较于其他金属成型技术 如锻 造 铸造等 在材料利用率 形状复杂度和近净形尺寸控制等方面均具有优势 由于其具 有促进可持续发展的性质 粉末冶金被公认为绿色技术 图 表 粉末冶金工艺性能对比 1 1 历史悠久 现代应用发展迅速 1890 年 一种灯泡用钨丝被用粉末冶金的方法制造成功 奠定了现代粉末冶金的基础 标志着 近代粉末冶金的诞生 20 世纪初 人们用粉末冶金方法制造了钨钼制品 硬质合金 青铜含油轴承 多孔过滤器 集电刷等 至此 整套粉末冶金技术初步形成 20 世纪 50 年代以后 粉末冶金技术逐渐运用到各类学科行业 经过各行业之间的渗透融合 开发出 一系列以粉末冶金技术为基础的新材料 如 粉末冶金高速钢 特种陶瓷 纤维增强材料 等 由于各行业的借鉴融合 一系列新工艺被研发出来 比如 注射成形 温压成形 等 静压制等 随着现代经济的高速发展 各类新材料的需求越来越大 粉末冶金技术必将向 更深更广阔的领域发展 1 2 四大工艺 满足产品尺寸与性能的需求 粉末冶金主要有传统法 金属注射成型 MIM 金属添加剂制造 MAM 等静 压 IP 四种工艺 其中 目前在汽车等领域应用最为广泛的 是传统法与MIM 法 所需的原材料 即粉末冶金混粉 有两种类型 零件生产商使用的自混粉及粉末供应 商提供的预混粉 传统的粉末冶金工艺 即压制和烧结 由混合元素或合金粉末 在模具中压实混合物 然后烧结或加热 在 一个可控环境的炉中粘结颗粒冶金 该工艺生产的粉末冶金零件大多数重量小于 5 磅 2 27 公斤 部分重达 35 磅 15 89 公斤 的零件也可以在传统粉末冶金设备中制造 金属注射成型 MIM 该工艺为生产制造复杂形状的零件提供了可能 利用细金属粉末 通常小于20 微米 与粘合剂 各种热塑性塑料 蜡等材料 配制定制为原料 送入腔 或多腔 的 进行注射成型 MIM 工艺与塑料注射成型和高压压铸非常相似 它可以产生相同的形状和结构特点 然而 这 仅限于相对小 一般小于 250 克 高度复杂的零件 否则需要大量的精加工或装配操作 金属注射成型工艺生产的零 件 其机械性能几乎相当于锻造材料 提供了几乎无限的形状和几何特征的能力 具有很 高的生产速率 金属添加剂制造 M AM 即金属 3D 打印技术 不同于传统的消减制造工艺 如钻孔 通过去除材料的一部分 添加剂制造工 艺采用逐层过程直接从数字模型生产 无需模具 充分利用废弃材料 减少制造时间和费 用 深刻地改变了生产潜力 等静压 IP 适用于所有方向上压力均等的粉末致密部件 从而达到最大密度和微观结构均匀和无 单轴压的几何限制 用于生产致密的高性能零部件 等静压分为冷和热等静压 冷等静压 CIP 是在常温下压实 绿色部件 而热等静 压 HIP 则在高温下通过固态扩散巩固部件 热等静压也可以用来消除烧结粉末冶金零 件残余气孔率 图 表 等静压工艺 1 3 核心设备决定产品质量 传统粉末冶金工艺有主要的三大工序 制粉 成型 烧结 各个环节均需使用其专用 设备 主要应用的设备可分为为制粉设备 成型设备 烧结设备 1 3 1 制粉设备 制粉设备应用于原料制粉过程 制粉方法可划分为三大类 机械制粉 物理制粉 化 学制粉 常用的制粉方法有氧化物还原法 雾化法 旋转电极法 电解法和机械破碎法等 不同制粉方法所使用的设备也是不同的 根据不同的制粉方法 主要使用的设备包括还 原炉 离子膜电解槽 球磨机等 1 3 2 成型设备 成型是将混合均匀的混料 装入压模重压制成具有一定形状 尺寸和密度的型坯的过 程 成型的方法基本上分为加压成型和无压成型 加压成型中应用最多的是模压成型 使 用的设备主要包括油压机 冷等静压机 热等静压机等设备等 图表 7 立式油压机 图表 8 热等静压机 1 3 3 烧结设备 烧结过程中粉末颗粒间通过扩散 再结晶 熔焊 化合 溶解等一系列的物理化学过 程 成为具有一定孔隙度的冶金产品 该过程所使用的设备有电阻炉 气氛烧结炉 网带 式烧结炉等 1 4 高性价比的零件制备方法 根据配方不同 粉末冶金零件的抗拉强度在 170 1200MPa 之间 相比传统零件制造工艺 其强度比传统锻件要低 20 30 但显著高于普通铸件 与传统工艺相比 粉末冶金零件在成本 尺寸上有着得 天独厚的优势 具有非常高的性价比 其优势如下 零件接近最终尺寸 具有良好的光洁度 减少后续加工成本 并能最大限度地减少废 品损失 能够生产别的工艺无法制造的复杂或独特形状的零件 由于粉末冶金独特 的工艺方法 金属注射成型工艺 MIM 能够生产制造出形状特征高度复杂的零件 能够控制产品的孔隙率 以此满足产品自润滑 耐磨性等方面的需求 根据 Economic Advantages of Powder Metallurgy 测算 粉末冶金工艺比传统机加工工艺节能 60 材料利用率高达 95 生产过程绿色 生产成本经济 性价比极高 1 5 应用广泛 汽车为首要应用领域 粉末冶金零件的应用很广泛 主要可分为两大类 第一类是难以用其他方法制造的部 件 如钨 钼或钨硬质合金 此外 含油轴承 过滤器和许多类型的硬和软磁元件都是采 用粉末冶金技术生产 第二类是能为铸件和锻件提供一种经济高效的替代方案 如汽车离 合器片 连杆 凸轮轴 行星齿轮载体等 粉末冶金零件应用于各种市场 汽车行业是主要的应用领域 约占 70 其他重要的市场包括娱乐 家用电器 工业电机及控制 硬件和商业机器等粉末冶 金汽车零部件主要应用于两大类车辆领域 发动机 变速箱 分动箱 根据 MPIF 金属粉末工业联合会 的统计 粉末冶金零件在 300 多个单独的汽车部件上均有应用 零件总数超过 750 个 1 5 中国制造 2025 的五大工程中重要一环 在国务院发布的中国制造 2025 中 新一代信息技术 智能制造 增材制造 新材料 生物医药五大领域被重点提出要大 力发展 而粉末冶金工艺作为增材制造最典型的成型方式 也成为了五大工程中重要一环 2 国外发展稳定 国内市场增长潜力大 2 1 北美销售额达 50 亿美元 据 MPIF 金属粉末工业联合会 2017 北美粉末冶金产业情况 统计 2017 年北美地区轻型车销量约 1700 1720 万辆 其中粉末冶金部件和产品销售额达 50 亿美元 短期来看 粉末冶金零件的销售仍然处于相对稳定和积极的状态 其原因主要包 括粉末冶金工艺新的应用领域 新产品的开发和更多的增值生产步骤的产生以及技术的提 高等 据中投信德产业研究中心统计 2010 年欧洲平均每辆汽车的粉末冶金制品使用量是 14kg 日本 9kg 美国达 19 5kg 预计未来几年可达 22kg 而我国平均每辆汽车粉末冶金制品用量仅约 5kg 考虑到节能减排与成本控制因素 国内企业未来会更多使用粉末冶金工艺生产汽车 零部件 2 2 国内 2017 年销售额约 70 亿 汽车零部件占 60 根据中国机协粉末冶金分会统计 2016 年粉末冶金零件出货量 48 万吨 销售额达 64 亿元 其中汽车行业销售额 40 亿元 占销售总额 62 2017 年 粉末冶金市场规模预计达 69 亿 实现稳定增长 2 3 国内汽车粉末冶金市场空间达 200 亿 汽车发动机与变速箱是粉末冶金零部件应用最为广泛的两个领域 在这两个领域里 发动机粉末冶金零部件市场规模约 40 亿元 变速箱粉末冶金零部件市场规模约 150 亿元 加上用于汽车底盘等的粉末冶金零件 国内汽车粉末冶金市场空间达 200 亿元 2 3 1 发动机粉末冶金市场规模约 40 亿 在汽车发动机领域 一辆乘用汽车上平均使用两个发动机可变正时气门 VVT 其单价约 70 元 即对应每辆汽车的价值量为 140 元 辆 按照智研咨询发布的 2017 2022 年中国汽车市场运行态势及投资战略研究报告 预计 2020 年中国乘用车销量将达到 3000 万辆的规模 采用粉末冶金技术制造的 VVT 约有 42 亿元的发展空间 2 3 2 变速箱粉末冶金市场规模约 150 亿 在汽车变速器领域 汽车变速器分为四大类 手动变速器 MT 约占 45 市场份额 自动变速器 AT 占 30 市场份额 无级变速器 CVT 占 15 市场份额 双离合器 DCT 占 10 市场份额 其中 AT DCT 市场快速发展 机会较多 CVT 市场粉末冶金机会较少 单个 MT AT CVT DCT 变速箱使用的粉末冶金零部件价格分别约为 500 元 600 元 200 元 500 元 2020 年 预计中国乘用车销量 3000 万辆 假设各类型变速器市场份额不变 则 MT AT CVT DCT 变速箱的数量分别为 1350 万 900 万 450 万 300 万 总计变速箱内粉末冶金零部件的市场空间约 150 亿元 若粉末冶金行业能够取得技术上的突破 强度 耐磨性等指标进一步提升 则结合齿 轮 传动齿轮等传统锻造零件有望被粉末冶金零件所取代 市场规模将会进一步爆发式扩 张 3 全球竞争格局 国外企业占据主导地位 3 1 欧洲 日本公司业内领先 根据 GKN 公司测算 2016 年 全球粉末冶金产品销售额约为 80 亿美元 其中 销售额前十名的公司总销售额约为 45 亿美元 市场份额约占 60 前十名的公司中 5 家公司为欧洲企业 4 家公司为日本企业 1 家公司为美国企业 GKN 公司为行业的领导者 2016 年其粉末部门销售额达 10 3 亿英镑 14 亿美元 市场份额约占 18 远高于第二名住友电工 9 的市场份额 3 2 行业龙头 GKN 产品最全 规模最大 3 2 1 GKN 粉末冶金 营收 14 亿美元 业绩保持稳定 GKN 是粉末冶金领域的龙头企业 有着最大的销售规模以及最齐全的产品种类 在粉末冶金领 域具有很好的参考意义 GKN 粉末冶金由两个部分组成 GKN Sinter Metals 和 Hoeganaes GKN Sinter Metals 是粉末冶金成形零件的行业领导者 其市场份额世界第一 产品包括用于汽车发动机 变 速箱 泵 车身 底盘 压缩机的粉末冶金零部件 粉末冶金制作的轴承与过滤器 金属 注塑成型组件 其他工业应用的粉末冶金零部件 以及用于电动机的软磁元件 Hoeganae s 是 GKN 旗下专门提供高质量金属粉末的公司 其产品包括铁粉 铜粉 钨粉 钛粉等金属粉末 广泛用于粉末冶金 化工和焊接等工业 其市场份额世界第二 GKN 粉末冶金营业收入近五年一直维持在 14 亿美元左右 并在一个稳定的范围内波动 经营情况稳定 其营业利润率也稳定在 10 左右 3 2 2 销售情况 北美为最大市场 汽车行业占比 85 2 2016 年 GKN 粉末冶金部门的营业收入为 14 亿美元 其中 Sinter Metals 贡献了 11 7 亿美元的收入 占总收入的 83 6 Hoeganaes 贡献了 2 3 亿美元的收入 占总收入的 16 4 其主要客户包括福特 通用汽车 舍弗勒 博格华纳等诸多著名汽车公司与汽车 零部件公司 按照地区划分 北美地区是 GKN Sinter Metals 的最大销售市场 其销售额达 5 8 亿美元 占 Sinter Metals 总销售额的 49 5 第二大市场为欧洲地区 其销售额达 4 7 亿美元 占总销售额的 39 8 其他地区共计占总销售额的 10 6 按用途划分 汽车行业零部件 占绝大多数 其销售额为 10 亿美元 占总销售额的 72 2 其他工业领域粉末冶金零件销售额为 1 7 亿美元 占总销售额的 12 5 其余的部分为金属粉末 其销售额为 2 3 亿美元 占总销售额的 15 3 若不考虑金属粉末的销售 只观察 Sinter Metals 粉末冶金零件的销售 则其汽车行业零部件的销售占比高达 85 2 4 国内现状 低端产品竞争激烈 高端产品有较大潜力 4 1 低端产品门槛较低 面临激烈竞争 粉末冶金产品广泛用于汽车行业 航空航天行业 家电行业以及消费电子行业 其中 汽车行业 航空航天行业属于高端的市场 产品附加值很高 目前 我国国内粉末冶金 企业主要生产家电 消费电子行业的粉末冶金产品 家电行业的粉末冶金产品主要有冰箱 空调使用的压缩机 洗衣机 电风扇中使用的多孔自润滑轴承 空调 吸尘器中的齿轮 与磁体等 消费电子领域 众多手机品牌的金属外壳 音量按键 垫脚 SIM 卡托等零部件均为粉末冶金产品 然而 家电与消费电子行业粉末冶金件技术门槛较低 各类中小厂商争相进入 导致我国国内低端粉末冶金市场竞争十分激烈 4 2 汽车领域应用较少 技术相对落后 在发达国家如美国 欧洲 日本 粉末冶金产品主要应用于汽车领域 汽车粉末冶金 产品占粉末冶金总产品的比例高达 80 以上 其产品包括 VVT 可变气门正时系统 VCT 可变气门凸轮轴正时系统 各类泵组件 链轮 同步环 行星齿轮等 种类覆盖十分齐全 而在我国 家电 消费电子粉末冶金产品占据 着主导地位 随着近年来我国汽车行业的快速发展 配套粉末冶金制品供应的本土化需求 不断扩大 这给我国粉末冶金企业的发展带来了难得的机遇 粉末冶金产品在汽车行业的 应用比例逐年提高 2016 年 我国国内汽车粉末冶金制品占粉末冶金总产品的比例提升至约 60 但仍然低于发达国家 80 的比例 与此同时 我国汽车粉末冶金产品的种类并不齐全 目前主要是一些技术含 量较低的连杆 垫片 链轮等产品 而绝大多数企业无法批量生产技术要求更高的 VVT VCT 行星齿轮等产品 4 3 国内汽车零部件粉末冶金化空间广阔 欧洲平均每辆汽车的粉末冶金制品使用量是 14kg 日本 9kg 美国达 19 5kg 以上 而我国目前平均每辆汽车粉末冶金制品用量仅 5 6kg 与发达国家仍有较大差距 这种差距产生的主要原因是 我国国内很多粉末冶金产 品达不到要求的尺寸公差与性能参数 因此 汽车主机厂只能选择成本更高的锻造零件与 机加工零件未来 随着国内粉末冶金技术的不断提高 其产品的尺寸公差与性能参数也将 达到更高的水平 在粉末冶金产品具备的成本优势下 汽车主机厂将会选择成本更低的粉 末冶金零件来代替锻造 机加工零件 与此同时 粉末冶金产品制作工艺比传统的 金属成型工艺节能约 60 其材料利用率更是能够高达 95 以上 其制作过程无环境污染 绿色环保 符合节能减排与可持续发展的观念 考虑 到节能减排政策的逐渐加码与成本控制的要求提高 国内企业未来会更多使用粉末冶金工 艺生产汽车零部件 4 4 国内企业成本优势显著 进口替代空间广阔 目前 国内涉足中高端汽车粉末冶金零部件的企业较少 国内高端汽车粉末冶金零部 件仍然主要依靠进口 国内企业的生产技术 质量控制以及研发能力较国外企业仍有较大 差距 而随着国内粉末冶金产业的快速发展 业内公司的质量控制与研发水准均在快速提 高 目前 发动机内的 VVT VCT 粉末冶金零件国内已经能够大规模的生产 同步环 行星齿轮架等高难度粉末冶金零部件 也逐渐迎来技术突破 与国外公司相比 国内企业在人力成本 土地成本 原料成本等方 面均具有优势 能够为主机厂与一级供应商提供更低价的粉末冶金产品 同时 国内企业 交货周期短 售后服务快速 及时 能够为国内主机厂提供更优质的服务 因此 国内粉 末冶金产品进口替代空间十分广阔 5 相关标的推荐 5 1 东睦股份 打破国际粉末冶金汽车核心零部件垄断的先行者 东睦股份是中国粉末冶金零件行业的龙头公司 根据中国机协粉末冶金专业协会统计 公司 2016 年粉末冶金制品业务收入占市场总额的 23 5 远远超过第二名 继续稳居国内粉末冶金行业第一 公司主要生产设备类型齐全 拥有以总部为研发中心 高端产品生产基地的平台 公 司的主要生产设备以国外引进为主 主要关键的设备大部分来自日本 德国 美国和瑞士 其中 CNC 成形压机由日本进口 燃气式网带炉由德国进口 推杆式烧结炉由美国进口 公司近年来加大汽车零部件的投入 公司积极布局汽车零部件业务 收入占比占据主 导地位 汽车零部件具有较高的附加值 毛利率显著高于其他产品 收入占比提升拉动公 司综合毛利率上升 2012 年至 2016 年 公司汽车粉末冶金零件收入占比从 48 3 提升至 60 3 公司粉末冶金制品毛利率由 24 4 上升至 35 9 公司积极布局的 VVT VCT 现已进入收获时节 自 2013 年实施募投项目以来 公司 VVT VCT 零部件收入从 0 9 亿元上升至 3 9 亿元 复合增速超过 80 市场份额由 3 9 提升至 14 4 2016 年 公司开始供应变速箱和离合器零部件 包括行星齿轮架 离合器片 同步器齿毂和拨 叉等零部件 并与爱信等变速箱厂商建立长期合作空间 相关收入有望复制 VVT 业务快速成长的路径 预计 2017 19 年公司收入 17 6 亿 20 8 亿 24 4 亿元 归母净利润 2 84 亿 3 67 4 71 亿元 对应 EPS 0 65 0 84 1 08 PE 25 19 15X 维持 买入 评级 风险提示 国产替代进度低于预期 汽车销量低于预期5 2 博云新材 高附加值粉末冶金材料刹车副业内领先 博云新材主要从事飞机粉末冶金和炭 炭复合材料刹车副 航天及民用炭 炭复合材料 产品 环保型高性能汽车刹车片 高性能模具材料 军民用飞机机轮及刹车系统 粉末冶 金专业设备等产品的研究 开发 生产和销售 其产品涉及航空 航天 铁路 汽车 冶 金 化工等领域 多种机型航空刹车副已广泛应用于军民用飞机上 在粉末冶金材料刹车副方面 高性能粉末冶金摩擦材料具有摩擦系数高 制动平稳 耐高温 耐磨损等优良性能 公司所研制的飞机刹车副完全满足所有设计 使用要求 技 术已达到世界先进水平 公司成功开发出的波音 737 系列粉末冶金材料刹车产品已取得 PMA 证 有若