机床刀具行业市场分析报告

机床刀具行业市场分析报告2020年8月

目录一、机床锋刃：刀具系统（一）直接作用于工件，硬质合金数控刀片占据主流................................................6（二）全球市场超过300亿美元，汽车与航空应用较多...........................................8（三）国内市场规模约亿元，制造业升级带来增长契机..................................10二、抽丝剥茧：刀具行业的竞争逻辑...............................................................................13（一）产品端：材料与工艺构成繁多品类................................................................13（二）渠道端：直经销并存，高端需求定制化.........................................................15（二）生产端：多环节、高投入..............................................................................16三、精益求精：国产替代正当时.......................................................................................20（一）他山之石：海外巨头成长之路.......................................................................20（二）望其项背：国产刀具性能已与日韩产品相当.................................................23（三）蓄势待发：国产刀具企业快速成长................................................................26四、投资建议与风险提示3/31图表索引图1：机床通过切削刀具直接作用于工件..............................................................6图2：世界切削刀具产品市场结构.........................................................................7图3：国内切削刀具产品市场结构.........................................................................7图4：可转位刀具与整体或焊接刀具结构..............................................................7图5：2018年山特维克刀具销售结构....................................................................8图6：2019年中国机床工业协会工具分会企业硬质刀具产品销售结构.................8图7：全球切削刀具收入规模（亿美元）..............................................................8图8：中国金属切削机床和汽车月产量累计增速...................................................9图9：山特维克刀具收入下游分布（百万美元）...................................................9图10：山特维克刀具收入地区分布（百万美元）.................................................9图：肯纳金属工业领域收入下游分布（百万美元）........................................10图12：肯纳金属工业领域收入地区分布（百万美元）........................................10图13：日本不同材质刀具销售收入（百万日元）...............................................10图14：国内刀具市场规模（亿元）及同比增速图15：中国金属切削机床产量（万台）图16：中国刀具消费及占机床消费比例..............................................................12图17：中国进口刀具金额（亿元）及市场份额...................................................12图18：工件材料ISO标准分组............................................................................13图19：工件材料使用情况构成............................................................................13图20：德国金属切削机床分品种产值（百万欧元）............................................14图21：第四届切削刀具用户调查报告：刀具费用占比........................................15图22：工件材料使用情况构成............................................................................15图23：第四届切削刀具用户调查报告：刀具购买方式........................................16图24：第四届切削刀具用户调查报告：库存量...................................................16图25：数控刀片生产流程....................................................................................17图26：部分刀具公司年总资产周转率.......................................................18图27：欧科亿数控刀片营业成本构成（万元）...................................................19图28：华锐精密营业成本构成（万元.................................................................19图29：碳化钨及钴粉价格变动（元公斤）.........................................................19图30：山特维克刀具业务产品与服务发展情况...................................................20图31：山特维克分业务收入（百万美元）及营业利润率....................................21图32：山特维克机械加工部门财务情况（百万美元）........................................21图33：山特维克部分行业整体解决方案..............................................................22图34：山特维克航空钛合金整体叶盘解决方案...................................................22图35：不同品牌刀具切削力对比（不锈钢加工）...............................................24图36：不同品牌刀具磨损对比............................................................................25图37：不同品牌刀具切削表面粗糙度对比..........................................................25图38：国内刀具企业产量（万片）.....................................................................26图39：欧科亿刀具分工件材质收入构成（万元）...............................................274/31图40：华锐精密分切削工艺收入构成（百万元）...............................................27图41：欧科亿刀具销售渠道构成（万元）..........................................................27图42：华锐精密销售渠道构成（万元）..............................................................27表1：不同刀具材质的特点及应用领域..................................................................6表2：不同品牌刀具检测数据对比.......................................................................13表3：不同工艺切削刀具的特点...........................................................................14表4：不同成本占比厂家刀具消费额计算............................................................15表5：不同刀具厂家销售渠道情况.......................................................................16表6：数控刀片生产的主要核心技术...................................................................16表7：华锐精密及欧科亿主要数控刀片生产设备（2020年6月............17表8：原材料价格变动对华锐精密利润的影响（基于2019年测算）.................19表9：IMC集团构成（伊斯卡母公司）...............................................................23表10：衡量刀具性能的具体指标.........................................................................23表：不同品牌刀具检测数据对比.....................................................................24表2018年主要刀具企业国内市场份额.........................................................26表13：国内主要刀具厂商扩产情况.....................................................................28表14：华锐精密和欧科亿部分在研项目..............................................................285/31一、机床锋刃：刀具系统（一）直接作用于工件，硬质合金数控刀片占据主流刀具则是机床直接作用于工件的锋刃，对整体加工效果有重要影响。机床主轴与刀陶瓷、超硬材料刀具，根据结构的不同可分为可转位刀具、整体刀具、焊接刀具。图：机床通过切削刀具直接作用于工件数据来源：森泰英格招股书（申报稿），市场研究部硬质合金各项性能较为均衡，在材质中占据主流。切削刀具材质主要包括工具钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料等，各类材料具有不同优劣势，如工具钢的耐冲击性较断屑性能不佳。硬质合金由作为主要组元的难熔金属碳化物（如碳化钨）和起粘结相作用的金属（如钴）组成，硬度、耐磨性、强度及韧性指标较为均衡，可用于车铣钻等多种工艺，铸铁、有色金属、不锈钢等多种材料的加工。表：不同刀具材质的特点及应用领域种类材质特点应用领域硬度、耐磨性、耐热性相对差，抗弯强尤适用于制造耐冲击的金属切削刀具广泛用作刀具材料，覆盖车、铣、刨、钻等工艺及铸铁、有色金属、不锈钢等多种材料速钢）度高，价格便宜易焊接。硬度高、耐磨、强度和韧性较好，强度低于高速钢，不适合冲击性强的工况摩擦系数低、强度与韧性低硬质合金陶瓷适用于钢、铸铁、高硬材料的连续切削主要用于有色金属及非金属材料的精加工超硬材料人造金刚石最高的硬度及耐磨性，导热性好但不耐高温，价格昂贵及加工困难超硬材料立方氮化硼高硬度、高耐热性，抗弯强度与韧性略主要用于高温合金、淬硬钢、冷硬铸铁等难加工材料的加工低于硬质合金数据来源：华锐精密招股说明书，市场研究部6/31全球及国内硬质合金占比分别为和，国内占比有进一步提升空间。根据华63%和53%。硬质合金国内外占比差异部分与产业结构有关，如根据沃尔德招股书，国内消费电子行业发展较快使得适用于屏幕切割的超硬材料占比上升。随着国内经济的进一步发展与汽车、航空航天等高端装备行业的突破，硬质合金材料占比有望向世界平均水平靠近。图：世界切削刀具产品市场结构图：国内切削刀具产品市场结构立方氮化其他,4%其他,2%金刚石,3%金刚石,6%立方氮化硼,8%硼,4%金属陶瓷,2%陶瓷,8%高速硬质合钢,26%金,53%硬质合高速钢,21%金,63%数据来源：华锐精密招股书，市场研究部数据来源：华锐精密招股书，市场研究部相比整体或焊接刀具，刀片灵活性及经济性较好。焊接刀具与整体刀具均一体参与切削，发生磨损后需要重新磨制或直接报废。可转位刀具系统由固定刀杆和可替换和转位的刀片组成，灵活性及经济性较好。海外龙头刀片销售占比较高，以山特维克为例，2018年刀片销售与圆柄刀具销售的比例约为3:1露，2019年刀片销售约占硬质合金刀具销售的。随着国内刀片行业发展及机床数控化率提升，国内刀片销售占比有望向上提升。图：可转位刀具与整体或焊接刀具结构数据来源：华锐精密招股书，沃尔德招股书，市场研究部7/31图：2019年中国机床工业协会工具分会企业硬质刀具产品销售结构图：2018年山特维克刀具销售结构其他,5%工具系统,9%铣削刀夹具,13%具,28%刀片,50%数控刀片圆柄刀（可转具,20%位）,58%孔加工刀具,18%数据来源：山特维克年报，市场研究部数据来源：欧科亿招股书，市场研究部（二）全球市场超过300亿美元，汽车与航空应用较多全球市场超过300亿美元，20年受疫情影响下滑，亚洲市场恢复较快。根据华锐精密招股书，2016年-2018年全球切削刀具消费额分别为331亿美元、340亿美元和3492020年刀具业务受疫情影响，销售额为35.42018年下降约25%20Q2开始率先复苏。20192020年克服疫情影响后景气提升较快，月产量累计增速在2020年10产生拉动作用。图：全球切削刀具收入规模（亿美元）350340330320310300201620172018数据来源：华锐精密招股书，市场研究部8/31图：中国金属切削机床和汽车月产量累计增速金属切削机床产量汽车产量100%80%60%19年景气较差，年底开始回升20年克服疫情后，景气提升较快40%20%0%-20%-40%-60%数据来源：Wind，市场研究部高端刀具：市场集中在汽车、航空产业与欧美地区。根据山特维克年报披露，高端刀具市场竞争主要在山特维克、肯纳金属及伊斯卡间进行，中端市场的竞争者还包括日本三菱、中国株钻等。根据山特维克及肯纳金属年报，行业方面，除通用机械行业外，汽车、航空是刀具消费量最大的细分行业，收入占比合计约40%。在受疫情影响前，山特维克航空业务收入提升较快，由2015年的4.8亿美元增加至2019年的763%比合计在70%以上。图：山特维克刀具收入下游分布（百万美元）图10：山特维克刀具收入地区分布（百万美元）通用机械汽车航空能源其他欧洲北美亚洲其他2020年占比：2020年占比：通用机械52%，汽车26%，航空12%30002500200015001000500欧洲53%，北美22%，亚洲21%3000250020001500100050000201520162017201820192020201520162017201820192020数据来源：山特维克年报，市场研究部数据来源：山特维克年报，市场研究部9/31图11：肯纳金属工业领域收入下游分布（百万美元）图12：肯纳金属工业领域收入地区分布（百万美元）通用机械交通航空能源美洲欧洲与中东亚太2020年占比：通用机械45%，交通32%，航空14%600500400300200100060050040030020010002020年占比：美洲41%，欧洲与中东38%，亚太21%201820192020201820192020数据来源：肯纳金属年报，市场研究部数据来源：肯纳金属年报，市场研究部中端刀具：日本销售额保持稳定，硬质合金占比显著上升。日韩刀具是中端市场的代表，包括三菱综合材料、京瓷、特固克、克洛伊等公司。根据Bloomberg数据，2011年-2019年，日本机床刀具销售额由3868亿日元增长至4560亿日元，年复合增长率为2.1%3.3%59%增长至65%。图13：日本不同材质刀具销售收入（百万日元）高速钢超硬材料硬质合金硬质合金占比600000500000400000300000200000100000068%66%64%62%60%58%56%54%2011201220132014201520162017201820192020数据来源：Bloomberg，市场研究部（三）国内市场规模约400亿元，制造业升级带来增长契机国内市场规模约2005年至2011年，国内刀具市场与金属切削机床市场共同经历了快速增长，刀具市场规模由137亿元增至40019%201110/312011年的86万台下降为2019年的42期影响较小，消费额维持在400亿元的规模。图14：国内刀具市场规模（亿元）及同比增速刀具市场规模同比增速500400300200100060%50%40%30%20%10%0%2005-2011，CAGR19%面对机床市场收缩，刀具市场稳定在400亿元-10%-20%200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019数据来源：欧科亿招股书，市场研究部图15：中国金属切削机床产量（万台）金属切削机床数控金属切削机床数控化率100908070605040302010050%45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%2005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020数据来源：Wind，市场研究部数控化率提升、消费占比提升带来增长契机，数控刀片首先受益。刀具的性能很大程度上决定了机械加工质量与生产效率，现代数控机床需与高效刀具互相协调、平衡发展。根据华锐精密招股书披露，德国、美国、日本等制造业强国的机床数控化率在60%以上，刀具消费规模为机床消费的50%。2019年，中国金属切削机床数控化率为38%，刀具消费额占机床消费的25%，处于快速提升阶段，但仍与发达国家存在较大差距。在我国刀具产品消费结构中，由于我国机械加工的机床数控化水平较低，数控刀片占比较低。根据欧科亿招股书披露，国内硬质合金刀具产品中刀片与其他刀具的比例约为1:1，而山特维克2018年数据为3:1，预计国内数控刀片消费将首先受益于制11/31造业升级，增长空间广阔。图16：中国刀具消费及占机床消费比例刀具消费额（亿元）占机床消费比例60060%发达国家刀具占机床消费比例在50%以上500400300200100050%40%30%20%10%0%2010201120122013201420152016201720182019数据来源：华锐精密招股书，市场研究部进口刀具金额保持稳定，占比逐渐下降。根据华锐精密招股说明书披露，中国刀具进口规模保持在130亿元左右，2015年前，进口占比有所上升，反映了下游制造业国产替代启动，进口占比由2015年的37.2%逐步下降至2019年的34.6%。图17：中国进口刀具金额（亿元）及市场份额进口金额进口占比2001601208039%38%37%36%35%34%33%32%31%下游制造升级，进口占比提升上游刀具进口替代启动4002010201120122013201420152016201720182019数据来源：华锐精密招股书，市场研究部12/31二、抽丝剥茧：刀具行业的竞争逻辑（一）产品端：材料与工艺构成繁多品类刀具产品主要根据工件材料、切削工艺进行分类。切削刀具直接作用于工件，不同工件材质及不同切削工艺都对切削刀具产生不同需求，形成繁多的产品种类。如按工件材质区分，可分为钢、不锈钢、铸铁、有色金属、耐热合金、淬硬钢等，如按切削工艺区分，可分为车削、铣削、钻削等。工件材料中占比较高的是普通钢、难切削材料（不锈钢、耐热合金等），需进行基体、结构、涂层等方面的针对性研发。根据欧科亿披露，工件材料根据ISO标准可分为钢、不锈钢、铸铁、有色金属、耐热合计、淬硬钢等六组，其中普通钢使用占比最高为30%，不锈钢、耐热合金等难切削材料使用占比为23%。为适应不同工件材料的加工要求，刀具厂家需在基体材料、结构与涂层方面进行针对性研发，如欧图18：工件材料标准分组图19：工件材料使用情况构成碳纤维材料,9%普通钢,30%铝（镁）合金,18%铸铁,20%难切削材料,23%表：不同品牌刀具检测数据对比工件材料硬度HB特点数控刀片选用参考欧科亿的针对性研发钢（）180-250含碳量不超过％的铁碳合金金刀片基体、高耐磨低摩擦的化学涂层专用槽型、多层纳米复合涂层含碳量低于和含铬高于的不锈钢（）铸铁（）180-300130~250硬质合金刀片合金钢含碳量超过1%~3%的铁-碳合金削可选用或陶瓷刀片切削速度在500~2000米每分刀片非铁材料以及软金属，其中硅含量达）<130-到22%的铝合金是用量最大的部分13/31）淬硬钢（）<400>400难切削材料之一，导热性差难切削材料之一，硬度很高硬质合金刀片或者刀片硬质合金刀片，可选用刀-片数据来源：欧科亿科创板上市问询回复，市场研究部铣削、钻削、镗削等，其中车削与铣削占比较高。根据Wind数据，在德国金属机床16%和25%，合计为52%。车削工艺中工件做主运动，通常只有一个切削刃参与切削，铣削工艺中，刀具做主运动，通常有多个切削刃同时参与切削，该种工艺的区别使得车削刀片与铣削刀片在结构、轮廓、生产精度控制、涂层技术等方面均存在区别。表：不同工艺切削刀具的特点种类车削铣削直线或曲线进给运动的切削加工方式，通常（做进给运动）的切削加工方式，通常用于加工工艺用于回转类零件的加工各类平面、曲面等零件的加工多为正角（刀片后角不为0轮廓形状多样，除了一些简单的规则轮廓形状外，还有各种复杂轮廓形状通常是多个切削刃同时参与切削，对一致性要求较高刀片结构刀片轮廓多为负角（刀片后角为0度）使用方式通常只有一个切削刃同时参与切削轮廓精度控制难度较小，采用普通粉末压机模具制作难度较大，需要精确控制阴模成型生产难度涂层技术即可满足车削刀片的生产控制要求与压制成型位置CVD涂层为主PVD涂层为主数据来源：华锐精密科创板上市问询回复，市场研究部图20：德国金属切削机床分品种产值（百万欧元）加工中心和柔性制造系统车床铣床砂轮机、磨孔机、卷板机和抛光机其他1200010000800060004000200002019年占比：加工中心25%，车床16%，铣床11%数据来源：Wind，广发证券发展研究中心14/31（二）渠道端：直经销并存，高端需求定制化刀具成本占比一般较低，少数用户超过，消费额举足轻重。根据2019年发布的第四届切削刀具用户调查报告，多数用户刀具成本占比较低，约70%用户的刀具成本占比在13%用户刀具成本占比在要产品是航空发动机零部件，工件材质主要为钛合金等难切削材料，其刀具采购额占营业成本的比例约在刀具成本占比在5%具消费额的比例在30%左右。图21：第四届切削刀具用户调查报告：刀具费用占比图22：工件材料使用情况构成刀具采购额（万元）占营业成本比例200020%16%12%8%1%以下,10%5%以上,13%1600120080040001%-2%,21%4-5%,10%3%-4%,17%4%2%-3%,31%0%2017201820192020H1数据来源：金属加工在线，市场研究部数据来源：航亚科技招股书，市场研究部表：不同成本占比厂家刀具消费额计算成本占比区间数量及总成本占比（）假设刀具成本占比（）刀具消费系数（）0.05%1%以下1%-2%2%-3%3%-4%4-5%10%21%31%17%10%13%0.50%1.50%2.50%3.50%4.50%7.00%0.31%0.78%0.58%0.43%5%以上0.89%数据来源：市场研究部注：简单假设每个企业总成本一致，即数量占比等于总成本占比高端市场以直销为主，中低端市场以经销为主，客户库存量较少。根据第四届切削30%60%整体市场中，经销占据主要地位。中低端市场以经销为主，根据华锐精密招股书，数控刀具业务中经销占比均在80%其收入中55%-60%80%的用户的刀具库存在供应商的供货及时性有较高要求。15/31图24：第四届切削刀具用户调查报告：库存量图23：第四届切削刀具用户调查报告：刀具购买方式一周,6.60%其他,1.10%电商,9.48%两个月以上,20.60%厂家直半个五金店购购,31.39%月,24.10%买,17.11%通过经销商一个月,47.50%购买,42.02%数据来源：金属加工在线，市场研究部数据来源：金属加工在线，市场研究部表：不同刀具厂家销售渠道情况公司刀具销售渠道山特维克华锐精密欧科亿整体销售中55%-60%为直销，亚洲地区中端市场较小，高端市场直销2017-2020H1，经销占比分别为81.94%、89.87%、88.69%和88.15%剔除OEM客户后，2017-2020H1经销占比为、83%、78%和数据来源：各公司招股书及年报，市场研究部（二）生产端：多环节、高投入数控刀片核心技术包括基体材料开发、结构设计、精密成型、涂层四大环节，细节技术不同企业各有侧重。基体材料技术可细分为牌号开发及稳定性控制技术，结构设计主要是槽型设计，精密成型可细分为模具制备、混合料制备、压制成型控制、烧结成型控制、磨削加工技术，涂层可细分为PVD涂层开发、CVD涂层开发技术。刀具企业一般均具有着四大技术环节，但在具体细节上各有侧重，若比较华锐精密与欧科亿的精密成型环节，除压制、烧结等共同环节外，华锐精密更加强调模具制备，欧科亿更加强调磨削加工。表：数控刀片生产的主要核心技术技术环节基体材料技术名称技术内容有独特性能的基体基体牌号开发制，保证产品性能的稳定性与一致性材料稳定性控制性槽型结构，提升断屑能力和使用寿命结构设计精密成型槽型设计模具制备精密加工，制备高精度硬质合金模具16/31性，单重和尺寸的一致性混合料制备压制成型控制烧结成型控制通过对压制工艺参数的计算和控制，保证压坯的精度和一致性中的均匀收缩，保证一致性产品精度，保持表面微观组织完整性磨削加工精确计算涂层中元素配比，研究多层、复合、梯度等涂层结构，实现针对不同需求的涂层开发PVD涂层开发CVD涂层开发涂层气氛等进行制备数据来源：华锐精密及欧科亿招股说明书，市场研究部数控刀片生产环节主要包括配料、压制成型、烧结成型、深加工、涂层等，进口设备投资较大。数控刀片的生产环节与核心技术环节存在对应关系，配料、压制、烧根据华锐精密与欧科亿招股书，其主要生产设备投资较大，年产能单位投资额约4元70%PVD涂层炉等主要设备仍需要从德国、瑞士、日本等国进口。图25：数控刀片生产流程数据来源：华锐精密招股书，市场研究部华锐精密与欧科亿在设备投资上大方向一致，细节有所差异。华锐精密与欧科亿的基本工艺流程一致，主要设备在种类上一致，受产品结构与具体工艺路线影响在细节上有所差异。如在精密成型方面，欧科亿对磨床投资较多，在涂层方面，华锐精密的铣削刀具较多，因此对PVD涂层炉的投资较大。表：华锐精密及欧科亿主要数控刀片生产设备（2020年月30日）欧科亿原值（万元）5390华锐精密原值（万元）4777设备名称压机数量（台）数量（台）321917/31烧结炉端面磨床64205792853446-916955周边磨床734565672391421416858CVD涂层炉5281PVD涂层炉5合计-189044600年产能（万片）单位产能投资（元片）20H1产品单价（元片）55603.855.684.115.81数据来源：华锐精密及欧科亿招股说明书，市场研究部注：年产能根据年月产能年化推算特维克、肯纳金属高于了较高的运营效率与产品附加值。图26：部分刀具公司2019年总资产周转率10.90.80.70.60.50.40.30.20.10山特维克肯纳金属株洲钻石欧科亿华锐精密数据来源：Wind，市场研究部成本主要由直接材料与制造费用构成，原材料价格影响可控。华锐精密与欧科亿在刀具业务方面均呈现出以直接材料与制造费用为主的成本结构，直接材料与制造费用各占营业成本的40%-50%10%为直接人工成本。华锐精密的主要原材料为碳化钨及钴粉，占营业成本的比例分别约为30%及10%，其中占比最高的碳化钨近年市场价格保持稳定，价格变动一般不超过20%，对利润总额的影响约10%，钴粉价格变动相对较大，但占成本比例较低，原材料价格对盈利能力的影响相对可控。18/31图28：华锐精密营业成本构成（万元图27：欧科亿数控刀片营业成本构成（万元）直接材料直接人工制造费用委托加工费直接材料直接人工制造费用1800016000140001200010000800060004000200002000018000160001400012000100008000600040002000020172018201920202017201820192020数据来源：欧科亿招股书及年报，市场研究部数据来源：华锐精密招股书及年报，市场研究部表：原材料价格变动对华锐精密利润的影响（基于2019年测算）原材料采购价格变动幅度原材料碳化钨钴粉对利润总额的影响10%462.775.62%55.760.68%20%30%50%金额（万元）比例925.541.36%1388.3116.87%167.272.03%2313.8428.12%278.783.39%金额（万元）比例数据来源：华锐精密招股书，市场研究部图29：碳化钨及钴粉价格变动（元公斤）碳化钨粉:≥99.7%:2-10um:国产钴粉-200目:国产80070060050040030020010002017-03-222018-03-222019-03-222020-03-222021-03-22数据来源：Wind，市场研究部19/31三、精益求精：国产替代正当时（一）他山之石：海外巨头成长之路刀具业务围绕产品及服务展开，山特维克两翼并进铸就龙头地位。刀具直接作用于切削工件，其性能与加工质量、效率有直接关系，对产品性能要求较高；同时刀具又与工艺紧密联系，需根据工件材质、切削参数等进行选择，种类繁多，服务也非常重要。产品与服务是海外刀具巨头发展的两条主线。以山特维克为例，其产品革新围绕材质、结构与涂层，先后推出了机械加紧可转位刀片、伽马涂层、模块化工具系统、金刚石涂层、氧化铝单晶涂层等新产品；其服务早期围绕销售渠道展开，逐步建立了完善的培训、配送及售后体系，后续重点推进数字化与定制化服务，通过刀具选择程序、加工模拟程序等提升了非标定制的效率与经济性。图30：山特维克刀具业务产品与服务发展情况数据来源：Wind，市场研究部山特维克的业务广泛，除刀具业务外，还包括材料业务、矿山业务等，刀具业务收入占比在2011年约为2012年后山特维克重新聚焦刀具业务，主要是整合放弃了部分矿山业务。2019年，刀具业务收入占公司40%，营业利润占公司63%，是公司无可置疑的核心业务。20/31图31：山特维克分业务收入（百万美元）及营业利润率刀具业务材料业务矿山业务其他业务整体营业利润率刀具营业利润率刀具业务营业利润率高于整体多元化后，重新聚焦刀具业务160001400012000100008000600040002000030%25%20%15%10%5%0%-5%20042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020数据来源：Bloomberg，市场研究部刀具业务的资本驱动性较强，收入与资产同步扩张。刀具业务资产较重，业务发展离不开资产投入。2004年至201926亿美元增加至44亿美元，年复合增速为3.4%，资产同步扩大，收入资产保持在1.1左右，折旧摊销占营业收入比例保持在利承压外，山特维克刀具业务多数年份的盈利能力较好，营业利润率保持在20%-25%。图32：山特维克机械加工部门财务情况（百万美元）收入资产营业利润收入折旧和摊销/收入5000450040003500300025002000150010005000.300.250.200.150.100.050.00020042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020数据来源：Bloomberg，市场研究部石油天然气、医疗、模具、发电、风电等领域提供整体解决方案的能力。山特维克的整体解决方案建立在具体零部件加工的基础上，覆盖广泛，以汽车为例，其业务涵盖变速箱生产中涉及的轴、齿轮等，发动机生产中涉及的缸体、缸盖、曲轴、连杆等，其他零部件中的壳体、转向节、制动钳等。21/31图33：山特维克部分行业整体解决方案数据来源：山特维克官网，市场研究部整体解决方案的提供依托于全面产品线。单一零部件的加工需经若干工序，需要不同的机床刀具，山特维克全面的产品线支撑了其整体解决方案。以航空钛合金整体叶盘为例，山特维克可为高进给侧铣、半精加工点铣、深槽插铣、钻削提供适用刀具，并配套了适合小尺寸深入加工的刀杆系统。图34：山特维克航空钛合金整体叶盘解决方案数据来源：山特维克官网，市场研究部并购进一步完善产品线。在发展过程中，山特维克收购了多家公司，主要包括法国Safety（19712002（2008年（2013并购路径更为清晰，其整合了多家刀具公司，形成了全面与特长兼顾的布局，除产品线全面的伊斯卡外，还包括擅长重型铣削、镗削的Ingersoll，擅长汽车发动机铝22/31加工工具的It.Te.Di，擅长石油领域用螺纹刀具的Flo等。表：IMC集团构成（伊斯卡母公司）公司所在地区产品产品具体包括切槽、车、铣、镗、钻、铰、刀柄系统等全系列刀具，为模具、汽车、航空、汽轮机、机床、机床配刀提供全套解决方案在重型铣削、镗削方面具有100多年的专业优势，一直致力于铣刀和专用镗刀的研制生产Iscar以色列Ingersoll美国、德国Outiltec意大利法国长于制作高精度的铝加工刀具，主要应用于汽车发动机的加工长于钻头铰刀成型刀具特别是枪钻的非标制作长于小型高精度的刀具MicroUnitac以色列日本长于深孔钻美国以生产石油螺纹加工刀具蜚声北美数据来源：伊斯卡官网，市场研究部（二）望其项背：国产刀具性能已与日韩产品相当涂层硬度和冲击韧性等，一般而言硬度越高，冲击韧性就越差，通常要根据刀具的具体应用领域平衡其硬度和韧性。切削性能则包含耐用度、加工效率和加工精度，直接关系到切削加工的质量、效率与成本。材料性能与切削性能是相互联系的，一般来说材料性能越好，切削性能也越好，在很多情况下刀具性能无法简单通过硬件仍落后于以山特维克为代表的欧美刀具。表10：衡量刀具性能的具体指标类别性能相关指标指标解释维氏硬度是硬质合金常用的硬度测量方法，数值越大硬度越高，与钴含量、晶粒度等相关。基体硬度维氏硬度纳米压痕是涂层显微硬度的测试方法，数值越大硬度越高，与涂层晶面、晶粒度、应力等状态有关。测试方法，数值越大抵抗裂纹扩展的能力越强，与基体成分、晶粒度等有关。断裂韧性是衡量硬质合金抵抗裂纹扩展能力的测试方法，数值越大抵抗裂纹扩展的能力越强，与基体成分、晶粒度等有关。车削连续加工时，如不及时断屑，易损害刀具和工件，影响刀具耐用度。材料性能涂层硬度冲击韧性纳米压痕断裂韧性断屑效果耐用度磨损量加工寿命切削力表征产品的耐用度，磨损量越小，产品越耐用。刀片损坏前加工时长或加工工件数。切削性能加工效率加工精度工件材料抵抗刀具切削时产生的阻力，越小加工效率越快。表面粗糙度加工后的零件表面质量，粗糙度越低，表面质量越高23/31材料性能指标上国产刀具与进口产品已处于同一水平。根据华锐精密披露，其PVD与CVD涂层刀具在硬度、韧性指标上与进口产品基本一致，PVD涂层刀具在反映涂层合金结合强度的大载荷划痕指标上略弱于三菱、特固克等日韩产品，总体性能指标处于同一水平。表11：不同品牌刀具检测数据对比PVD涂层三菱CVD涂层泰珂洛1470牌号特固克华锐精密山特维克GC42251460华锐精密HS82251470TT903016009.89TT908016409.94VP15TF1590WS7125WS51301550维氏硬度（N/mm2）断裂韧性157033.610.6831.210.9512.15纳米压痕（）大载荷划痕（）33.633.431.225.425.526.5104.1104.3131.4127.8129.38数据来源：华锐精密科创板上市问询回复，市场研究部切削性能方面国产刀具与日韩刀具相当，尚落后于欧美刀具。根据欧科亿披露，其刀具在切削力、断屑、磨损、加工精度等方面已与三菱、泰珂洛等日韩刀具相当，但仍与山特维克等欧美刀具存在差距。在切削力方面，在不同参数下切割不锈钢时，欧科亿与三菱产品在X、Z、轴方向上的切削力基本相当，处于同一水平。图35：不同品牌刀具切削力对比（不锈钢加工）数据来源：欧科亿科创板上市问询回复，市场研究部24/31在磨损方面，欧科亿与三菱产品在切割不锈钢时表现相当，加工时间达到24分钟时磨损超过0.3毫米，出现崩刃等现象；欧科亿与泰珂洛产品在切割钢件时表现相当，在加工长度达到42米时磨损超过0.3工况下磨损较小，仍能正常加工。图36：不同品牌刀具磨损对比数据来源：欧科亿科创板上市问询回复，市场研究部在加工精度方面，在选取的切割不锈钢及钢件的工况下，欧科亿与三菱及泰珂洛产品互有优劣，整体表现相当，山特维克产品则在各工况中表现较好。图37：不同品牌刀具切削表面粗糙度对比数据来源：欧科亿科创板上市问询回复，市场研究部25/31（三）蓄势待发：国产刀具企业快速成长海外刀具巨头市场份额较高，国内企业近年成长较快。根据华锐精密披露，欧美数控刀片生产起步于20世纪40年代，国内1988年才从山特维克引进了第1条硬质合金数控刀片生产线。欧美刀具企业在国内市场竞争中仍处于第一梯队，日韩企业处于20182017年至2020年产量分别增长了175%和136%2017年至2020家国产头部企业数控刀片产量由1.2亿片增长至亿片，年复合增长率约。表12：2018年主要刀具企业国内市场份额欧美刀具企业日韩刀具企业市场份额国内刀具企业公司市场份额7.41%公司三菱公司中国市场份额3.16%山特维克伊斯卡2.02%1.42%1.56%0.75%株洲钻石厦门金鹭欧科亿1.66%京瓷0.76%肯纳金属4.05%特固克克洛伊0.49%华锐精密0.50%数据来源：华锐精密科创板上市问询回复，市场研究部图38：国内刀具企业产量（万片）2017201820192020900080007000600050004000300020001000079944家主要企业：2017-2020,产量年复合增速22%579755492016年4680万片3285厦门金鹭欧科亿华锐精密株洲钻石数据来源：华锐精密和欧科亿招股书及年报，厦门钨业年报，中钨高新（株洲钻石母公司）公告，市场研究部产品突破路径：集中攻关。数控刀片根据工艺与加工材质的不同具有繁多的类别，对后发企业来说，集中攻关，以一点突破带动整体突破是可行的策略。欧科亿着眼于工件材质，首先完成钢件的攻关，接下来依次开拓不锈钢及铸铁材质业务。华锐精密着眼于切削工艺，首先在铣削方面取得突破，随后带动市场空间更大的车削业务。集中攻关使国内企业取得了最初的市场突破，但无论是开拓高端市场，还是提供整体解决方案，都要求国内企业下一步提升产品的全面性。26/31图39：欧科亿刀具分工件材质收入构成（万元）图40：华锐精密分切削工艺收入构成（百万元）20172018201920172018201920202502001501005016000铣削先行发展，钢、不锈钢、铸市场更大的车削后续跟上14000120001000080006000400020000铁依次突破0钢不锈钢铸铁车削刀片铣削刀片钻削刀片数据来源：欧科亿招股书及年报，市场研究部数据来源：华锐精密招股书及年报，市场研究部经销面对代理商。欧科亿与华锐精密在市场开拓过程中进行了新销售模式的尝试，欧科亿利用部分工具企业的客户资源优势，开拓OEM/ODM业务，促成了销量的快速提升；华锐精密打破行业惯例，尝试开展专卖店业务，在产品推广策略、考核政策、技术支持方面与一般经销有所区别，致力于提升公司在终端用户中的影响力。图41：欧科亿刀具销售渠道构成（万元）图42：华锐精密销售渠道构成（万元）直销专卖店一般经销OEM/ODM一般直销经销35000300