航空铸锻行业专题研究

航空铸锻行业专题研究1航空锻造与铸造（一）铸锻：航空产业链中游关键工序铸造和锻造作为航空制造产业链中的关键工序，位于产业链中游。主要是将钛合金、高温合金和高强钢等金属材料粗加工成毛坯件。产品的力学性能（强度、刚度、疲劳性能等

）在这一工序中基本得以固化。（二）航空锻造：成品力学性能优异，行业具备显著的规模效应锻造是在加压设备及工（模）具的作用下，使坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状的零件（或毛坯）并改善其组织和性能的加工方法。金属材料经过锻造加工后，形状、尺寸稳定性好，组织均匀，纤维组织合理，具有较高的综合力学性能。锻造行业上游主要为各类金属材料冶炼企业，如碳钢、不锈钢、合金钢、高温合金、钛合金、铝合金等，上游原材料的供应能力和技术水平直接影响锻造行业的发展水平。锻造产品定价一般采用“原材料成本+加工费”的定价模式。锻造行业具有显著的规模效应，业务规模扩张带来原材料成本占比提升，摊薄其余成本。（三）熔模铸造广泛应用于航空制造领域铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。铸造按造型方法不同，分为砂型铸造和特种铸造两大类。铸造工艺有不受零件尺寸限制、适宜加工复杂零件、后续切削加工量少、成本低和工艺灵活等优点。熔模铸造铸件有高的尺寸精度和表面光洁度，是航空发动机和燃气轮机叶片制造常用的精铸工艺。熔模铸造指用易熔材料制成的模样，在模样表面包覆若干层耐火涂料制成型壳，再将模样熔化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方法，是一种最常用的精密铸造工艺。工艺过程分为蜡模制造、型壳制造、焙烧浇注三个阶段。熔模铸造是一种原料利用率高的近净成形技术，适合难加工类零件和复杂薄壁件的精密成形，是航空航天、先进制造等领域高附加值精密部件的重要生产技术。（四）高端铸锻的前沿技术航空铸锻是典型的高附加值金属加工工艺。锻铸造，特别是难变形金属大型锻件及耐高温复杂精密铸件的生产难度大且专用化和定制化属性突出。近年来，随着产业升级和锻铸技术的提高，中国开始从“锻铸大国”向“锻铸强国”迈进。业务的转型升级、专业化整合、产业链延伸是锻铸产业的发展趋势，参考海外经验，中国锻铸产业高端转型的契机在于精密铸造、大型锻造和高性能材料的使用，而这些升级方向的核心应用场景又以航空航天市场为主，因此以航空及两机为主的高附加值领域将是中国锻铸业高端转型的重要突破口。主机厂对零部件“近净成型”和“一站式解决”要求的提高，对铸锻企业的技术能力和配套层级提出了更高的要求。2航空行业发展与铸锻市场需求（一）需求端国防投入有望持续增长当前中国国防投入占GDP的比例较小，与部分发达国家的差距较为明显，在实现百年强军梦的前提下，中国国防投入有望迎来高速增长。假设到2030年每年中国GDP增速为4%，若到2030年中国国防开支占GDP的比重达到国际平均的2.5%，则未来中国十年国防开支复合增速达10.41%。从中国国防开支的结构来看，装备费和训练维持费占比有望持续提升，用于列装先进军事装备以及提升实战化演练水平。中国先进航空武器装备数量少国防实力与军事实力不匹配。2020年11月26日国防部例行记者会上就“如何确保2027年实现建军百年奋斗目标”的问题，国防部新闻发言人任国强答道“中国经济实力、科技实力、综合国力在“十三五”时期跃上了新的台阶，已成为世界第二大经济体，但国防实力与之相比还不匹配，与中国国际地位和安全战略需求还不相适应。这就需要同国家现代化发展相协调，充分利用全社会优质资源，加快国防和军队现代化，确保强军征程行稳致远。”2020年，中国GDP为14.72万亿美元，约为第一大经济体美国的70.30%。截至2020年底中国空军军用飞机数量位居世界第三位，仅次于美国和俄罗斯。但是美国军用飞机总数是中国的4.1倍，从战斗机总量来看中国也仅为美国的60%。中国空军军用飞机与美国等发达国家比起来起步晚、底子薄、代际差异大，运输机、轰炸机、直升机等短板明显。从代际结构来看，中国四代机只有19架，对比美国的近500架四代机机队规模，仍有很大的提升空间。（二）供给端：先进航空装备成熟度大幅提升近年来，以歼-20为代表的“20系列”国产先进军机陆续亮相，标志着中国空中军事力量日渐成熟。航空发动机方面，2002年，涡喷-14被国家军工产品定型委员会正式批准设计定型，中国正式成为全球第五个拥有独立研制航空发动机能力的国家，主要搭载于歼-7、歼-8等二代战斗机上。2006年，中国推重比8的太行涡扇10发动机正式定型，目前已经批量列装于歼-11B、歼-11、歼-15、歼-16等三代战机。进入21世纪以来，中国航空发动机发展已经进入快车道，一系列新型发动机项目正在进入关键攻关阶段。第三代航空发动机技术趋于成熟，中国先进航空武器装备供给侧迎来重大改善，全面国产化为中国先进军机大幅放量奠定了坚实基础。（三）军用市场军机放量带来万亿级市场立足军用航空提升配套能力，布局民用航空打开行业长期成长空间。这一轮航空铸锻行业的高增长主要是受益于中国先进军机的大幅放量，长期来看，中国的航空锻造企业已逐步具备与国际巨头在技术和市场上竞争的实力，一方面将显著受益于国内民航飞机的列装，另一方面将受益于竞争力增强带来的国际航空转包业务的份额提升。关键假设：以2030年实现中国国防实力与现阶段经济实力相匹配的目标，我们首先保守假设美军除四代机之外其余机型保有量不变，四代机每年按照FY2022财年85架的采购规模持续列装（10年新增850架，远小于WorldAirForce2021中F35系列战机2071的计划采购总数）。再保守假设到2030年中国各类飞机总量达到美军的80%。军机市场：未来十年中国新增三代机、四代机分别为1090架和1055架左右，各类直升机3550架，大型运输机490架，特种飞机1000架左右，合计价值量在2.62万亿。军用航发市场：按军用飞机发动机价值占比25%，军用飞机125%的备发率估算，未来十年中国军用发动机的前装市场合计为8201.41亿元。需求大幅释放，行业基本面持续改善主机厂合同负债大增，下游需求大幅释放。2021年上半年部分主机厂（中航沈飞、航发动力和洪都航空）合同负债大幅增长，表明有大额合同订单落地。截止2021年三季度末，中航沈飞合同负债环比减少了17.49%，航发动力环比减少了7.51%，洪都航空环比减少了6.31%。与此同时，相关主机厂存货并没有大幅增长，表明主机厂产品交付较为顺利。主机厂合同负债表明下游需求正大幅释放，产品顺利交付有力地保证行业景气度的顺畅传导。行业现金流改善明显，企业经营状况大幅改善。目前主要企业特别是中下游企业现金流改善明显，未来整个行业现金流状况有望随着产品不断交付而大幅改善。2021年上半年，下游主机厂的业绩先行指标开始显现，2021年6月9日，航发动力公告开展117亿元的现金管理，2021一季报则只有44.38亿元的货币资金。另外，各大航空主机厂纷纷上调与各自集团财务公司的存款限额，其中航发动力将存款限额从40亿调整至100亿；中航沈飞预计2021年的存款额将达到500亿元，是2020年的5倍左右；中航西飞将存款限额从80亿调整至140亿；中直股份将存款限额从38亿元调整至60亿元。表明下游主机厂现金流改善明显，这将极大地提升产业链企业的经营质量。（四）民用市场：民机和民用航发市场空间广阔民航和通飞市场：根据中航工业集团发布的民用飞机和通用飞机市场预测，预计2021-2040年间，中国需要补充民用客机7646架，其中宽体客机1561架，窄体客机5276架，支线客机809架。预计总价值量为64702亿元。预计到2040年，中国通用飞机市场固定翼飞机机队占比将增长至74.3%。预计新增通用飞机的价值量为17785亿元。民用航发市场：若按发动机价值占比20%和备发率110%估算，中国2021-2040年的新增发动机市场需求达到14234.6亿元。通用航空发动机市场需求达到3912.6亿元。（五）国际转包市场每年约150亿元左右航空“转包”生产是全球航空飞机及发动机制造商普遍采用的一种基于“主制造商-供应商”的供应链合作模式。按照国际航空发展规律，航空飞机及发动机产品的输出方(如波音、GE等)至少得向输入市场转包生产不低于20%的零部件转包生产份额，即“补偿贸易额度”。近年来，国际与国内航空转包市场不断发展，2019年，国际航空转包市场规模达235亿美元，国内民用航空零部件转包市场规模达19亿美元(以人民币汇率1:6.46计算)，占比达8%以上。据前瞻产业研究院统计，2020年受疫情影响，空客公司的飞机交付数量由2019年的863架减少到566架，同比下降34%；而波音年总交付量仅为157架，进一步大幅下降58%，创下了自1977年以来年度交付量的最低纪录。订单层面，2020年波音新增订单184架，取消订单655架，净订单为-471架，同比下降295%；2020年空客新增订单383架，取消115架，净订单268架，同比下降65%。这也同样使得航空零部件转包受到影响。据前瞻产业研究院测算，到2026年，中国民航零部件转包市场规模将达到167亿元。3航空铸锻行业主要企业分析（一）国际铸锻巨头PCC的成长启示PCC（精密铸件公司）是全球化的航空材料及零部件供应商。公司产品主要应用于航空和电力，主要有三大业务板块：航空精铸业务（包括燃机叶片）、锻造业务（包括合金材料业务）、航空结构件业务（包括紧固件业务）。内生外延，业务快速扩张。PCC由铸造业务起家，潜心钻研大型零件精铸技术，高端铸造产品进入主流航发配套。上市后借助资本市场，不断通过并购和内部整合沿产业链纵向延伸，布局了锻件、高端材料、零部件加工和标准件制造等业务，公司发展迅速。PCC的成长启示：借鉴国际航空铸锻巨头PCC的成长，国内航空铸锻企业可立足现有业务，沿产业链纵向延伸，从工序外协厂商逐步成长为航空零部件成品制造商。从技术能力和配套层级上形成竞争壁垒。（二）航空锻造企业着眼于提升配套层级和增强配套能力锻造行业具有较强的规模经济属性。近年来航空锻造市场发展迅速，相关企业营收增速较快，受益于规模经济它们的利润率水平也得到逐步提升。横向拓展+纵向延伸，行业企业配套能力和层级逐步提升。国内航空锻造企业通过产业链纵向延伸（如机加工等）或横向拓展提升锻造能力（大型锻件、等温锻造等）不断提升自身核心竞争力，使得相关企业在产业链中的配套能力和配套层级均得到大幅提升。（三）航空铸造企业着眼于掌握核心技术航空铸造企业技术壁垒极高：航空铸造在原材料冶炼、型壳制造以及浇注工艺控制等方面技术要求极高，相关企业需针对熔模铸造关键技术进行攻关突破形成核心竞争力，在产业链中占据一定的市场份额和产业地位。产业链纵向延伸，突破高温母合金冶炼能力：目前航空铸造企业主要是从事钛合金、高温合金铸造，大多以高端的高温合金涡轮盘、叶片等为主。而高温合金的铸造企业大多都自身也都具备高温合金母合金熔炼的能力，或者向产业链上游延伸突破铸造高温母合金的冶炼技术，进一步巩固核心技术壁垒。（四）航空锻造企业分析中航重机公司是国内航空锻造的龙头企业，利润率水平提升空间大。公司旗下锻造业务布局为：贵州安大（航空发动机环形锻件）、陕西宏远（

大型飞机模锻件和航空发动机盘件）、江西景航（中小型模锻件、自由锻件）、中航卓越（大中型民用环形及轴类锻件）。参股公司贵州安吉精铸是中航工业集团的熔模精密铸造专业化工厂，铸件覆盖全品类航空铸造合金。剥离掉低效资产后，公司持续聚焦航空锻造主业，规模效应凸显，对比同类企业，公司毛利率、净利润率仍有大幅提升的空间。产能加速提升，扩充大型模锻件生产能力。2018年，公司定增13.27亿，其中10.20亿用于宏远新增精密化、大型化模锻件以及难变形材料、超塑性成形等温锻件的生产能力（建设期3.5年，达产期3年）。4.45亿用于安大新建一条中型环件生产线及智能管控平台（建设期3年，达产期3年）。2021年，公司定增19.1亿，其中8.05亿用于宏远提升大型航空精密模锻件的生产能力（建设期36个月）。6.40亿元用于安大无锡分公司提升高端等温模锻件的生产能力（建设期36个月）。公司正处于新产能不断建设投产的过程中，受益于先进军机大幅放量，公司业务有望持续高速增长。应流股份航空铸造核心供应商，产品进入国际龙头企业供应链体系。是中国工程机械、核电、油气和航空领域铸件的核心供应商，2020年业务营收占比分别为11.06%、15.54%、31.73%、17.5%。公司自2014年上市后，在两机叶片领域持续投入研发，目前公司拥有高温合金叶片精密铸造