刀具行业分析研究

刀具行业分析研究1.刀具是重要的加工耗材，硬质合金是主流的刀具材料材料切削加工占机械加工的70%以上，是机械制造业的最主要的加工方法。机床和刀具共同构成切削加工的基础工艺装备；其中，机床主要用于传递转速、扭矩、精度；数控刀具主要用于承载不同的加工工艺，并与工件发生直接物理接触，将工件上多余的金属切除,使工件得到符合技术要求的形状位置、尺寸精度和表面质量。机床、夹具、刀具和工件，构成一个机械加工工艺系统。1.1刀具细分种类繁多，硬质合金占主导地位1.1.1按加工方式分类，车刀使用量最大，钻削刀具设计难度最为复杂按切削运动和刀刃形状，可以将刀具分为通用刀具、成形刀具和特殊刀具：通用刀具：车刀、刨刀、铣刀、镗刀、钻头、锯等；成形刀具：刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、螺纹加工刀具等；特殊刀具：加工一些特殊工件，如：齿轮，花键等的刀具。其中，车刀通用性最广，是目前使用量最大的一种刀具。不同的切削加工方式对应的刀具材料及结构要求各异，钻削刀具设计更为复杂：比如铣刀大部分是多刃刀具，加工时需要保证各切削刃在端面或圆周方向上刃口位置的一致性，所以铣刀对刀刃材料的一致性以及切削刃位置调整机构有较高的要求。相比于普通的车削、铣削加工钻削不仅要考虑刀具材料的耐热性及耐冲击性，还需要考虑其加工过程中钻头的工作部分基本被包围在加工表面中。排屑和散热的空间也极其有限，还要考虑从钻头外缘至钻头中心的切削速度急剧变化等问题，所以钻削刀具的切削刃材料及结构的要求就会更加复杂。1.1.2按照材料可以分为硬质合金、工具钢、陶瓷和超硬材料等，硬质合金应用最广选择刀具材料时需综合考虑使用性能、加工性能及经济成本。金属切削过程中，刀具切削部分在高温下承受着很大切削力与剧烈摩擦在断续切削工作时，还伴随着冲击与振动，引起切削温度的波动。因此，刀具材料应具备高硬度和高耐磨性、足够的强度、韧性以及高耐热性；同时，刀具材料还需有较好的工艺性与经济性。很难找到各方面的性能都具最佳刀具材料，只能以保证主要需求性能为前提，尽可能选用价格低的材料。例如粗加工锻件毛坯刀具材料应保证有较高强度与韧性，而加工高硬度材料需有较高的硬度与耐磨性，高生产率的自动线用刀具需保证有较高的刀具寿命等。一般来说，刀具材料的硬度越高可允许的切削速度越高，而韧性越高可承受的切削力越大。硬质合金刀具综合性能优，适用性广。硬质合金刀具的基体由两部分组成，其中一部分是硬化物，例如碳化钨和碳化钛等。另一部分是粘结剂，一般是铁族金属，常用的是钴和镍。硬质合金的硬度取决于硬化相含量和晶粒粒度，即硬化相含量越高、晶粒越细，则硬度也越大。硬质合金的韧性由粘结金属决定，粘结金属含量越高，抗弯强度越大。由于硬质合金具有良好的综合性能，因此被广泛应用钢、耐热合金、钛合金、高温合金、铸铁等材料的加工；数控刀片也通常是由硬质合金、陶瓷等高硬度材料制成。我国硬质合金材料的使用占比大幅提升，并仍具增长空间。目前我国硬质合金刀具产品占据大部分市场，综合占比63%，略低于发达国家70%的应用占比。第二名的是高速钢，占比20%，此类材料刀具在一些非数控机床上依然大量使用。近年来，我国硬质合金材料的使用占比大幅提升，这与硬质合金材料的高硬度、高抗弯强度和韧性、高耐磨性以及高性价比有很大关系。而且随着机床行业的转型升级，数控机床使用量的提升，普通机床被替代，硬质合金材料刀具的需求还将继续增长，高速钢的使用量也将逐步下滑。同时，随着机加工刀具向更高生产率和更高切削速度发展，超硬刀具或将迎来增长空间。1.1.3根据刀具的结构，可分为焊接式、整体式、机夹式，数控刀具主要为后两者可转位刀具生产效率高，整体刀具加工精度高。由于可转位刀具及整体刀具具有更高的灵活性、多功能性及更高的生产效率及生产精度，目前数控机床中主要使用的刀具为可转位式刀具及整体硬质合金刀具。可转位刀具是将刀体（刀盘/刀杆）与刀片采用机械装夹方式组合的刀具，通过更换刀片实现切削刃更新，刀片无需重磨，刀具寿命长、生产效率较高，但同时机夹式刀具结构对其加工尺寸及加工精度也有一定限制；整体硬质合金刀具由是硬质合金棒料加工而成，刀片、刀杆和刀盘一体，刀具直径和加工精度不受限制，可用于精密和超精密加工，使用于3C电子、医疗器械等精密要求高的加工场景。整刀加工刀具寿命与可转位刀片近似，在达到使用寿命后需要换刀或拆卸后磨刀来保持原有的精度。从整个数控刀具的宏观维度大致可分为刀柄、刀体和切削耗材：（1）刀柄：俗称工具系统，一端与机床主轴直接连接，另一端与刀体或整体式刀具连接，将机床主轴的回转精度、转动扭矩传递给被加工工件的装置。刀柄设计制造的优劣直接决定了数控机床的加工性能能否有效、精准、稳定、持久地向被加工工件传递。（2）刀体（刀盘/杆）：刀体是一端与刀柄连接，另一端承载切削耗材，刀体的结构设计和制造水平，决定了加工效率及加工精度，不同的加工工件、加工位置及加工工件对应着各类结构的刀体，随着被加工工件种类的增加，所需要设计的刀体结构数量将呈现几何级增长。所以，对刀体结构持续不断地优化迭代，从而在保证加工精度的同时，实现更高的加工效率，是数控刀具行业的关键和难点之一。（3）切削耗材：直接与被加工工件发生相互作用的部分，主要包括不同类型的数控刀片、整体式合金刀具。通常，数控刀片可以安装在刀体上；而整体式刀具需要，既可以安装在刀体上，也可直接与刀柄连接。刀片消耗频率快，刀体价值量高。一个刀体可以夹装一个或多个刀片，以铣削刀体为例，其刀体包括铣削刀盘和铣削刀杆，切削加工时单个铣削刀盘通常装夹6-10片刀片进行加工，单个铣削刀杆通常装夹2-5片刀片进行加工。钻削刀体主要为钻削刀杆，切削加工时通常装夹2片刀片进行加工。每个刀片刃口的切削寿命通常只有几十分钟到几个小时，更换周期较短。数控刀体通常由普通钢或合金钢制成。刀体使用寿命通常在几天（孔加工）到几个月（铣削、车削等）不等。通常刀体、刀盘的单价是刀片价格的10倍以上。1.2刀具生产具有较高的材料和结构设计门槛、生产流程复杂刀具主要性能指标可以分为材料性能及切削性能两个维度。其中，材料性能包含硬度和冲击韧性，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。刀具生产过程中的基体材料、槽型结构、精密成型和表面涂层四大核心加工设计环节与刀具产品的性能密切相关，其中基体材料和表面涂层的研发是生产设计的主要难点：(1)基体材料的设计：主要包括基体牌号开发、碳含量控制以及晶粒度控制。以硬质合金刀具为例，通过成分和结构的调整平衡硬质合金的硬度和韧性行业研发的重点难点；控制生产流程中的碳含量的波动是保障硬质合金基体性能的关键；此外，设计原料晶粒度、球磨、烧结等工艺来控制晶粒度波动范围，也有助于硬质合金性能的稳定性。(2)刀片的槽型结构：槽型结构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，以达到高效切削的加工需求。需要通过对材料、加工方式等对刃口模块（如前角、刀尖圆弧、棱宽）和断屑模块（形状、大小及位置、槽宽、槽深、反屑角）进行设计以获取最佳的刀具切削性能。(3)精密成型主要技术环节包括模具制备、混合料制备、压制成型控制和烧结成型控制。针对复杂槽型结构模具，可采用电脉冲等方式替代传统金属加工，以实现高精密度模具的生产。硬质合金是不同成分和尺寸比例的颗粒集合体，需要控制混合料的料粒形貌、粒度分布以保证混合料的流动性和松装密度，进而控制压制的紧密性、稳定性和一致性。将混合料在模具中压制成型后，通过烧结将多孔的粉末压坯变为具有一定结构和性能的合金，烧结完成后粉末压坯和烧结体之间存在40%-50%的体积收缩，在此情况下保证烧结体的均匀收缩和尺寸的一致性，是烧结成型控制的重点和难点。(4)表面涂层领域：表面涂层在刀片上涂覆总厚度为微米级的高耐磨性的薄膜，该薄膜对硬质合金刀片有良好的化学保护和热屏障作用，能显著提高硬质合金刀片的切削性能、使用寿命及加工效率。相比没有涂层，涂层可以提高刀片3~5倍的使用寿命。目前涂层技术主要包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）两种。非标需求的增长，更加考验刀具厂商的生产设计能力。刀具下游应用广泛，产品终端覆盖制造业多个细分领域，其中不乏航天航空、汽车、机器人等高端应用领域。下游复杂的场景和环境导致大量客户提出了非标准化定制刀具的需求。刀具厂商需要根据客户提出的多样化参数对产品重新进行设计和生产，使得原本就非常复杂的生产流程更加复杂。大量的非标准化需求无疑是对生产厂商设计与生产技术水平的考验，也使得行业的技术壁垒进一步提高。1.3刀具生产设备投入大，是资金密集型产品硬质合金刀具属于技术密集型、资本密集型行业，前期固定资产、研发投入量大。数控刀具扩产项目单线投资额多在1亿~2亿元，仅设备投资额约占总投资额的60%，设备资金投入加大，属于重资产公司。目前，我国刀具精加工环节的磨床、涂层设备、刀具检测包装等许多生产设备需依赖从欧美日韩等国家进口。2021华锐精密的主要生产设备中，进口设备原值占总设备原值比例高达75%。2、刀具产业链：原材料供应充分、竞争格局优良、下游应用多点开花，国产中高端刀具弹性充足2.1国内刀具原材料供应充分，价格自下而上传导，行业盈利能力稳定直接材料成本在刀具加工制造中的占比一般高于30%。以华锐精密为例：2021年公司主营业务成本中直接材料、人工、制造费用占比分别为49.5%、10.1%、40.3%，直接材料占比最高。其中，硬质合金刀具的主要原材料碳化钨粉、钴粉和钽铌固溶体三者在直接原材料中占比分别为：73.4%，14.0%，6.7%。我国钨资源储量充沛，精炼钴产量充足。1）硬质相碳化钨在硬质合金含量超过80%，钨属于中国战略性矿产资源，中国钨资源十分丰富，约占世界储量的50%左右，产销量一直稳居世界第一（超80%）。厦门钨业、中钨高新、江西钨业、章源钨业等企业均是生产碳化钨的大型生产厂家，国内碳化钨粉市场供应充足。2）中国钴资源比较贫乏，但中国的钴冶炼工艺处于世界领先水平，2021年由中国精炼钴产量约占全球产量的72%，为全球第一大精炼钴供应国。随着国内如洛阳钼业、金川集团股份等企业加大对刚果（金）等主要钴矿资源国的投资，钴资源保障能力大幅提升，进而保证了国内钴粉正常供应。虽然目前国内碳化钨粉、钴粉等原材料市场供应充足，但其市场价格均受全球宏观经济形势、产业结构调整、全球供需情况和国际进出口政策等诸多因素的影响。刀具是硬质合金最主要的下游应用领域，原材料成本波动可向上下游转移。2021年我国45%的硬质合金应用于切削工具，27%的硬质合金用于耐磨零件及工具，硬质合金原材料的价格受刀具需求量自下而上的传导所影响。同时，当刀具原材料单边大幅波动时，产品价格随之波动，刀具行业在一定程度上可以将成本向下游转移，但产品价格波动滞后于原材料价格波动，且波动幅度显著总体小于原材料价格波动，刀具行业毛利率也稳定保持在较高的水平。2.2刀具市场：周期性工业消费品，国产高端产品及海外市场更具上升潜力2.2.1更具成长性的工业消费品，全球市场近2500亿刀具的消费量与制造业的开工情况和行业库存周期息息相关，具有周期属性。当PMI指数位于荣枯线以上时，刀具消费量往往能呈现增长趋势，反之下滑。刀具与机床周期基本同步，景气周期平均约为3.5-4年。机床通常的更新周期10年，自2017年起机床更新需求已超过产量，更新需求占产量比重从2017年的0.9快速增长至2020年的1.6左右，更新换代需求有望与制造业复苏叠加，进一步推动机床行业景气度上行。刀具与机床周期同步，但消费属性更强。刀具属于易耗品，更新频率快。以数控刀具为例，数控刀片每个刃口的切削寿命从几十分钟到数天不等（取决于工件材料和加工参数等因素），更换周期较短。刀体使用寿命通常在几天（孔加工）到几个月（铣削、车削等）不等。2011年以后尽管机床消费额持续下降，但是刀具市场仍表现出较强的韧性；同时，刀具占机床市场销售额比例也持续上升，反映了刀具行业除了具有周期性外还有较强的消费属性。机床及刀具需平衡发展，我国刀具占机床消费比例仍有提升空间。我国连续多年机床消费量居全球第一，但目前我国机床整体数控化率不足50%，远低于西方国家。根据国家统计局及机床工具协会数据，按照产量口径，2022年我国金属切削机床的数控化率为45%，较日本、美国、德国等发达国家70%+水平有较大差距。德美日等制造业强国注重现代数控机床和高效刀具互相协调、平衡发展，每年的刀具消费规模为机床消费的50%左右；2022年我国刀具消费占机床消费比例25.17%，虽然我国刀具消费在提质升级，但刀具与机床消费之比还远低于发达国家水平。随着我国高效数控机床的转型升级，数控刀具的需求仍存在较大提升空间。我国刀具费用占整体制造加工费用偏低，存在上升的空间。根据《第五届切削刀具用户调查分析报告》（2023），目前我国制造企业刀具成本占比还是以2%~3%为主，但近年来成本占比3%以上企业数量均增长明显，而占比2%以下的企业数量呈现明显下降趋势。目前，国外制造业企业的平均刀具成本占比为5%左右，虽然我国的制造业企业刀具成本占比呈现上升的趋势，但与发达国家相比还存在一定的差距，还有较大的提升空间。全球刀具市场近2500亿，我国刀具消费量大，市场增速是全球的2.5倍。根据QYResearch，从2016年-2021年，全球切削刀具市场销售额从2185亿元增长至2451亿元，年均复合增速3.1%。目前欧洲是全球最大的切削刀具市场，占有大约30%的市场份额，其次是北美和中国市场，占有超过48%的份额。进入2010年来，以中国为代表的亚洲刀具市场增长率排在全球刀具规模增长首位，是全球增长率的2.5倍。根据中国机床工具工业协会，2016-2021我国刀具市场消费总规模从321亿增长至的477亿元，年均复合增速8.2%。由于制造业景气复苏不及预期，2022年我国刀具消费市场规模略降至464亿元人民币。随着我国制造业的发展和经济复苏，刀具市场需求也将恢复增长。2.2.2国产刀具持续放量，高端出口市场更具增长潜力国产刀具持续增长，出口市场展现出良好势头。2022年，我国刀具消费结构中，国产刀具市场约338亿元，同比下降2.7%，占比72.8%，同比增加1.8%；进口刀具约126亿元，同比下降8.7%，占比27.1%。目前我国刀具进出口呈现显著的顺差，且进出口比值逐年降低，2022年我国刀具出口额为232亿元，同比增长3.1%。2022年国内刀具需求疲软，国产刀具销售额下滑，但国产刀具（内销加出口）的产销总规模从2021年564亿元人民币增长到2022年的570亿元人民币，反映出国产刀具较好的增长态势。高端刀具表现好于中低端刀具，国产刀具出口端更具增长潜力。随着我国重点行业用户企业对刀具需求升级以及国内刀具厂商技术实力的增强，国产高端刀具增速较高并在出口端表现更好。虽然以低合金高速钢钻头为代表的中低端刀具有被东南亚、印度、土耳其等国家取代的现象，但以硬质合金刀具为代表的国产中高端刀具在出口端表现出较好的势头。2022年我国刀具和硬质合金刀具出口总额分别为232亿元和19.7亿元。2023年1-9月，我国刀具和硬质合金刀具出口总额分别为170.07、19.05亿元，同比增速分别为-2.7%、36.1%，其中涂层硬质合金刀片出口额同比增长47.2%；同期，硬质合金刀片进口额为27.4亿元，同比下滑11.0%。此外，涂层刀片进出口单价比从2019年3.4倍下降到2022年2.8倍，进出口单价持续缩小。虽然我国目前出口产品仍以低端产品为主，但高端刀具在海外市场表现更为强劲。外资品牌在高端市场更具竞争力。市场虽然国内刀具进口产品占比已经不足30%，但进口刀具仍在高端产品市场中占据主要的市场份额。国内高端刀具的进口总额远大于出口，进口刀具单价是出口单价2.5倍以上。2022年，我国硬质合金刀具市场规模约为278亿元，其中硬质合金数控刀具市场规模约140亿元左右；进口刀具中硬质合金刀具规模为41.2亿元，此外，外资品牌在华的产销规模也约有30亿左右。据此测算海外品牌在国内高端产品市场占比超50%，海外品牌份额在国内高端产品市场竞争力较强。2.2.3市场格局分散，国产头部企业加速突破中高端市场根据产品性能可以将国内刀具厂商分为高端、中高端、低端三个层次：（1）高端刀具供应商：产品线丰富，具备核心的产品设计制造工艺，具有行业领先的技术水平，可以为下游客户提供产品生产整套标准和非标刀具组合及提供综合加工解决方案，该类刀具的昂贵、交货期较长，该梯队主要包括欧美供应商山特维克、肯纳金属、伊斯卡等，目前我国的中钨高新（株钻）在高端市场具备一定竞争力，其余国产头部企业也在向持续高端刀具市场发力；（2）中高端刀具供应商：主要提供高精度中高端标准化刀具，对客户生产工艺的理解相对较为薄弱，但产品通用性高、稳定性较好、性价比较高，产品质量不亚于欧美刀具，且价格适中。该梯队主要包括日韩企业日本三菱综合材料、京瓷，韩国的特固克、克洛伊，国内企业中钨高新（株洲钻石）、厦门钨业（厦门金鹭）、华锐精密、欧科亿、沃尔德等优秀企业也处于该梯队。这些企业刀具的部分产品性能上已达到或超过国际先进水平。（3）低端刀具供应商：主要以生产精度较低的传统切削刀具，且能提供的产品种类有限。供应者主要是国内数量众多的小企业，产品技术水平较低，同质化较为严重。国产刀具品牌市场集中度低，头部企业更具扩张优势。根据我们测算，2022年国产刀具企业的CR10小于25%，多数国内主要企业的市占率不到1%。规模最大的中钨高新仅占约9%的市场份额。由于不同刀具材料多样，加工流程存在显著差异，刀具跨品种学习十分曲线陡峭，所以我国刀具企业短期内仍将呈现百花齐放的局面。虽然目前国内刀具整体市场集中度较低，但国内高端刀具市场集中度较高，几乎由欧美、日韩刀具企业和少数国内企业主导。细分领域方面，国内刀柄、刀体市场也呈现与刀具整体市场较为类似的情况，但市场分散程度相对更大，在这一领域收入过亿的企业已属于行业龙头。由于高端刀具产品的工艺壁垒高、产线投入大且回报周期长，我国头部企业因为技术积累和资金实力更具备在高端市场扩张的优势并有望对中低端企业进行向下产能整合，行业马太效应将逐步显现。国产刀具对日韩刀具替代加速，欧美企业技术服务水平领先。日韩企业是目前高端刀具国产替代最主要的竞争对手。随着技术发展进步，许多国产刀具性能已不输日韩刀具，已达到甚至超越日韩水平，而价格仅为日韩60%左右。近两年来，日韩企业在国内市占率逐年下滑15%以上，国产刀具将加速替代日韩品牌占据的20%左右的中高端市场份额。在高端刀具领域，尤其是高精度、高专业化领域，我国与欧美品牌刀具产品性能及整体解决方案服务能力上仍有一定差距，尤其是在产品一致性、稳定性以及产品寿命上仍需要进行技术追赶，由于中高端客户对于刀具价格敏感度相对较低，欧美系刀具在高端产品中的市场地位短期内难以撼动。国产刀具企业更具盈利优势，高端产品持续突破。虽然目前国产刀具的寿命要低于进口品牌10%~20%，但由于国产品牌的人工和能耗成本远低于外资品牌，所以产品价格能够便宜30%~50%，具有更高的性价比。同时，近年来我国国产高端刀具技术进步显著，已涌现出很多的优秀刀具企业开始与欧美等刀具企业在航空航天、汽车等高端产品领域开展竞争。目前，中钨高新、陕硬、沃尔德、厦门金鹭等企业已是航空航天集团的合格供应商，2021年8月中钨高新公告中标成都飞机整包项目，2022华锐精密成功进入航发集团供应体系，欧科亿也成功获得航空航天装备质量管理体系认证，国产刀具企业已迎来时代机遇。2.3下游应用多点开花，军民应用两翼齐飞从下游应用行业来看，汽车、航空航天等行业对刀具的需求相对较大，且航空航天及消费市场规模或增速较快。工业刀具广泛应用于制造业，根据调研，汽车和航空航天领域对刀具的需求较大，分别约占国内刀具消费规模的20%和18%；通用机械、模具行业应用占比约15%和8%。2.3.1混动汽车需求推动快速增长，轻量化加工催化高端需求汽车的发动机（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，汽车零部件技术含量高，工艺复杂，整个制造过程中分工极其细致、数控化程度较高，是金属切削刀具需求量最大的行业之一。而汽车刀具国产化是建立我国汽车工业自主技术开发体系的重要组成部分。汽车制造工艺技术的创新与刀具制造技术的创新往往是同步进行的。凡是高速、高效的加工新工艺，均依靠采用某种新型的高精度的专用刀具来完成。目前，我国新能源汽车已经进入高速发展的快车道，2023年上半年我国新能源汽车计零售308.6万辆，同比增长37.3%，渗透率达32.4%，其中，插电混动汽车同比增速高达80%。虽然相对于传统燃油车，纯电汽车加工对刀具的需求量有所下降，但混动汽车对刀具需求略有提升，混动汽车销量的大幅增长使得相关刀具需求量也同步高增。同时，新能源汽车的电动机、电池等零部件产生了新的加工需求，比如电动机的定子、转子、轴、壳体和电池的托架，都需要切削加工，进而拉动专用加工刀具及夹具的市场需求。同时随着轮毂电动机的日益成熟，在数量上也将为刀具企业带来增长空间。另一方面，新能源汽车正在通过轻量化等方式来实现节能降耗的目标，常用的汽车轻型材料包括高强度钢、铝合金、镁合金和碳纤维复合材料等特殊材料，相应也对超硬刀具、陶瓷刀具、涂层刀具等高端刀具也产生更高的需求，并提高了针对不同轻量化材料提供整体刀具解决方案的需求，这将给刀具企业带来新的发展空间。随着汽车消费需求修复，汽车厂商激烈的竞争导致加工成本压缩，具有成本优势的国产刀具需求空间将更大。2.3.2自主可控的高性能航材加工为国产高端刀具提供替代机遇航空航天材料多高性能难加工材料，且航空航天用结构件形状复杂、精度要求高，所以对加工刀具在寿命、加工精度、稳定性具有极高的要求：比如，航空发动机机匣，切削的加工周期是4个月，单一道工序的切削时间就需要260小时，需要频繁换刀，需要可预测的刀具寿命周期以进行可靠的工艺规划以及更长的刀具寿命才能实现高效、准确加工；甚至一些大型零件由于精度要求从一开始加工到结束不能更换刀具，这对刀具产品寿命是更高的考验。目前我国航空航天用高端刀具进口比例仍超80%。目前在中国航空工业电子采购平台内，进口刀具是国产刀具的商品数量1.7倍；钻削、铣削、车削等常用刀具的热销产品中海外品牌占据多数席位；刀体、刀柄（刀座）等高价值刀具产品上进口刀具产品数量是国产刀具的6倍。目前我国商业飞机在政策和产业合力助推下进入发展快车道，军用航空扩军需求强烈，考虑到国家政策大力支持产业链安全自主可控，航空航天刀具国产化替代也将稳步推进。2.3.3民用钛合金渗透热潮，打开加工刀具增量空间钛合金渗透3C等消费电子领域，看好刀具市场弹性空间。钛合金是具有轻巧、强度高、耐高温特性的金属材料，常见于工程、航天领域等高端应用领域。在由于钛合金能够显著地降低表壳的重量，提升佩戴舒适性，所以钟表产品率先开启了钛合金在消费市场的规模应用。目前，苹果、小米、三星等越来越多的主流手机厂也开始将钛合金材料应用于高端手机产品的中框和铰链等结构上，以满足高端产品机型高强轻质、耐刮擦以及外观质感等需求。虽然钛并不是贵价金属，但钛合金加工难度高，目前钛合金机加工刀具以硬质合金材料为主：1）弹性模量低：零件已加工表面容易产生回弹，引发刀具切削时产生振动，会加剧刀面磨损加剧；2）导热系数低：材料不易散热，加工区域切削温度过高易产生积屑瘤并加快刀具的磨损；3）高温化学活性高：容易在加工表面形成加工硬化，加快刀具磨损的同时容易出现“黏刀”等的情况。所以加工钛合金时刀片的磨损速度加快，寿命变短，必须频繁更换工具。更关键的是，钛合金加工风险高、精度把握差，良品率非常低。目前，硬质合金通常是加工钛合金的首选材料；同时，聚晶立方氮化硼（PCBN）和聚晶金刚石（PCD）可等超硬刀具可以实现钛合金材料的高速、高精度和高稳定性加工，是钛合金加工的补充性材料；此外，涂层材料、精细的刃口处理、内部冷却通道等结构设计可以有效提高刀具寿命和加工精度。钛合金的加工对高端刀具有更高的需求。根据艾邦高分子数据，钛合金手机中框整体良率约为30%-40%，远低于铝合金中框的80%；且钛合金加工时间长，约为铝合金的3-4倍；钛合金加工对刀具的消耗量大，一组刀具能加工的钛合金中框数量约为铝合金中框的1/10。目前，钛合金加工工艺主要包括数控机床（CNC）及3D打印，钛合金中框及表壳结构简单，适用CNC加工的生产效率及生产成本均优于3D打印，我们预计中短期内CNC仍是加工钛合金中框的主流工艺。由于钛合金加工刀具价值量高，消耗量大，叠加钛合金在消费电子领域新增应用需求，利好刀具在消费电子领域未来业务的拓展。2.3.4人形机器人快速发展，高价值量丝杠加工刀具需求提升丝杠是机械设备中将旋转、直线运动相互转换的传动部件。滚珠丝杠相对于普通滑动部件结构更复杂，成本也更高，但其精度较高以及能够提高效率和负载，目前主要用于汽车转向、机器人、医疗设备等精准度要求极高的领域。滚珠丝杠机械加工流程多，工艺复杂，对加工刀具（主要为CBN刀具）要求较高。磨削加工是国内主流的滚珠丝杠传统的加工工艺，而欧洲更广泛使用的是硬铣螺纹技术，相较于传统的磨削工艺，硬铣加工时利用CBN或硬质合金成型刀将丝杠螺纹一次铣削成型，工艺工序少（平均少3~5道工序），加工效率高；硬铣工艺可避免磨削工艺进给量过大而带来的滚道退火问题，且加工过程以铣代磨，将金属粉末变成带状切屑，使砂轮损耗变为刀具损耗，以风冷取代油冷，既节约了能源，又绿色环保。刀具是硬铣工艺关键要素之一，目前，国内外广泛选用（涂层）CBN或PCBN为铣刀刀片材质，刀体为优质硬质合金。我国已有公司批量引入旋铣机床以大幅提高加工及提高供货效率，若未来完全采用铣削（车铣/硬铣）方案生产丝杠，刀具消耗大约是丝杠价值量的5%左右。受益于汽车智能化渗透率的提升以及人形机器人等智能产品的放量，滚珠丝杠及相关加工刀具需求也将快速增长。2.4国产刀具市场供需缺口尚存，头部企业加速扩产2021年-2026年，我国数控刀具新增市场空间约58亿元，5年CAGR为9%。保守测算，预计到2026年，我国刀具市场规模约为557亿元，数控刀具规模约为273亿元，占比50%左右。其中，数控刀具和数控整刀规模将分别达到145亿元和128亿元；对应的国产化率分别为43%和60%，国产数控刀具和整刀的市场规模分别约为63亿元和77亿元；预计26年国产数控刀具价格将持续上涨，刀片和整刀单价将分别为8.1元/片和50元/支，对应数量分别为7.7亿片和1.5亿支。因此，我们测算21-26年，我国国产数控刀具新增需求分别为：1）国产数控刀片：3.3亿片，32.6亿元2）国产数控整体刀具：0.3亿支，23.9亿元。头部刀具厂商争相扩产抢占高端市场，新增产能供不应求。目前国产四大头部刀具厂商数控刀片产能占据了75%以上的市场份额，根据中钨高新、厦门钨业以及欧科亿、华锐精密的扩产计划，数控刀片累计新增产能约为1.1亿片，整体刀具新增产为1040万支，假设头部四家企业扩产产能在国产刀具企业扩产总产能占比达60%，则我国2021年-2026年数控刀具新增产能、产值分别为：1）国产数控刀片：1.8亿片，14.1亿元2）国产数控整体刀具：0.17亿支，5.2亿元从数量上来看，新增国产数控刀片及整刀的供需差率均在40%以上；新增刀具产值规模也远小于测算的新增国产刀具市场空间，预计我国刀具企业新增扩产产能将被充分消化，头部国产刀具企业市占率也将稳步提升。3、参考海外龙头的发展经验，看国产刀具企业的发展方向3.1提供刀具整体解决方案，助力企业突出竞争重围打开长期增长空间刀具下游不同的零件及结构加工需求各异，提供整套刀具解决方案可以整合各种刀具资源，根据加工需求提供一站式的定制化服务，包括刀具定制、刀具采购、库存管理、刀具使用、工艺优化、后续修复，服务跟踪等多个方面。相比于提供单一的、低价的刀具产品，整体解决方案可以通过帮助客户实现减少投资、缩短研发和生产周期，降低零件的单件成本以更有效地实现综合生产成本的降低，也是目前中高端客户所锚定的刀具企业产品力。山特维克20世纪90年代推出非标定制服务，通过多年研发及行业工程经验积累，已成长为全球一流的整体解决方案与经验的服务商：1）提高效率、降低成本。尽管刀具仅占单个零件生产成本的3%-5%，山特维克可乐满整体解决方案却能帮助零件成本削减15%以上。2005-2012年，山特维克可乐满共为客户创造24亿元生产成本节约，并为客户节约了810万小时的生产时间；2）提供投资新机床工艺方案，山特维克可乐满在生产规划阶段的提供密切合作与精心策划，以提供最优化的配刀方案，以保证后期顺利的验收和投产，让客户缩短机床投资回报周期；3）硬质合金再循环计划，山特维克可乐满销售的整体硬质合金刀具中，超过80%得到循环再用，同时也接收其他制造商的硬质合金刀具产品。利用回收生产的新刀具比利用从铁矿石中提取材料生产刀具可节省70%的能源，降低40%的CO2排放。提供整体解决方案不仅需要对刀具设计具有专业能力和深厚的技术积累，还需要对下游客户生产线有充分的理解。同时，通过提供整体解决方案可以增加刀具企业直销比例，提高企业的盈利能力；也使企业更深入了解客户实际生产需求，反哺刀具产品的研发和创新。目前，我国头部企业目前也在向整体解决方案服务商转型，例如2021年中钨高新（株洲钻石）成功中标直销成飞整包方案，2022年，厦门钨业与成都航院合作成立了成都方案中心，华锐精密成立华锐切削致力于整体切削解决方案供应。2023年欧科亿成为华晨宝马曲轴整包刀具供应商。3.2提升产品研发能力，收并购完善产品及服务矩阵山特维克以车削刀具起家，通过不断的收购与研发，快速实现刀具品种的补全完善，例如通过收购多马和山高分别实现了在高速钢切削刀具和铣刀、刀柄领域的产品补全。截至2022年底，公司在全球共收购超过82家硬质合金刀具开发相关公司。此外公司还通过软件领域的并购助力山特维克数字化转型战略，进一步加强山特维克整体解决方案的实力。据CIMdata调研显示，截止至2021年底，山特维克已占全球CAM（计算机辅助制造）领域12.3%的市场份额；通过近两年的PLM（产品生命周期管理）领域的大量收并购，山特维克一举成为CAM市场的领头羊。2022年，考虑到收并购带来的业绩增长，山特维克将商业周期的增长目标从5%提高到7%。同样，三菱、伊斯卡、肯纳金属等国际头部刀具企业也在通过不断的收并购来实现产品品种、下游应用和全球市场的扩张。现今，山特维克可乐满的专利组合中包含1700多项专利，标准刀具产品5万余种，每年都会推出2500余种新产品，拥有丰厚的产品库及产品研发创新能力。我国刀具市场起步较晚，中钨高新作为国内第一大硬质合金切削刀具综合供应商，与头部企业的刀具种类和产品创新能力上也仍有较大的追赶空间。完善的产品矩阵同时是提供整体解决方案的必要条件，目前我国其他刀具厂商也在逐步补全产品版图：欧科亿、华锐精密通过募投项目开启整硬刀具、金属陶瓷刀具、刀体产品的生产销售；中钨高新收购PCB行业微型刀具企业德国HPTec增强公司在高端硬质合金业务的核心竞争力；沃尔德收购3C行业拥有一定竞争优势的中高端精密刀具商鑫金泉拓展产品线，形成协同效应和优势互补；新锐股份通过收购韦凯切入数控刀片领域，完善了公司硬质合金产业链布局。3.3布局智能化转型，实现快速响应工业服务作为全球刀具的引领者，山特维克可乐满积极践行数字化转型，一方面抓住高端市场的机会实现有机增长，另一方面通过收购策略，获取更多数字化资源，在数字化新赛道上抢占先机。通过对几大软件公司的收购，已助力山特维克将数字化管理融入于刀具的选择、设计、制造、使用（加工路径规划、切削用量设定）、状态监控、更换和回收等过程，公司通过这些制造资源信息的数据化和结构化管理开发出针对各细分应用领域所需的刀具信息和切削参数的数据化管理工具，助力公司为更多客户高效地选择最优刀具路径和加工方法以及匹配更佳的解决方案。山特维克通过大量的收并购将行业领先的软件与山特维克对加工过程的深入了解进行融合，形成的软硬件组合拳，也进一步成就了山特维克在整个行业领域一时无两的独特优势。也正是出于对公司产品力信心的进一步提升，山特维克在2021年调整了其于2020年成立制造解决方案业务部门时的收入目标，将原先2019-2025年期间的收入从40亿瑞典克朗提高至60亿瑞典克朗，并将2025年山特维克制造解决方案的EBITA利润率目标设为20%。3.4加速海外市场布局，打造第二成长曲线全球刀具市场约2400亿，而中国刀具市场只占其中五分之一，国际市场空间更广阔，海外业务更具成长空间。山特维克业务覆盖150个国家，刀具子公司可乐满有遍布全球的9个生产工厂，15家知识中心，可以根据不同市场的特点制定本土化的发展策略，目前山特维克海外业务占比超50%。同时，肯纳、三菱也在通过全球化的布局拓展公司的海外市场销售，2022年，肯纳60%的销售额来自美国以外市场，主要包括西欧、中国和印度等地。2022年国产刀具出口额为231.9亿元，仅占海外市场的10%。目前，中钨高新出海业务已有20余年，产品远销70多个国家和地区并进入了欧洲十大知名刀具品牌，2022年株洲钻石海外销售规模约为5亿元人民币，2023年上半年已实现出口销售超3亿元，同比增长18%；厦门钨业海外目前在海外业务已辐射欧、美、亚等超过40个国家和地区，截至2023年Q3公司切削工具海外市场同比增长20