刀具行業(yè)專題報(bào)告：3C開啟復(fù)蘇通道超硬刀具需求外溢

刀具行業(yè)專題報(bào)告：3C開啟復(fù)蘇通道，超硬刀具需求外溢1超硬刀具：乘高端制造之風(fēng)，應(yīng)用市場(chǎng)空間廣闊1.1分金剛石刀具與氮化硼刀具，超硬刀具需求占比穩(wěn)步提升按照刀具材料不同，目前工業(yè)切削刀具可以主要分為高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷以及超硬材料四類產(chǎn)品。機(jī)械加工早期主要采用高速鋼刀具；隨后，以硬質(zhì)合金和陶瓷刀具為代表的新型材料刀具開始逐步替代原有高速鋼刀具。隨著產(chǎn)業(yè)升級(jí)與技術(shù)進(jìn)步，超硬材料刀具開始廣泛應(yīng)用于工業(yè)加工，并在部分領(lǐng)域替代硬質(zhì)合金和陶瓷刀具。超硬刀具屬于機(jī)械加工中用于切削、切割、磨削、銑削等工藝的高效加工工具，屬于工業(yè)刀具的一部分，被譽(yù)為“工業(yè)的牙齒”。刀具的性能，很大程度上決定了工業(yè)加工能力與生產(chǎn)效率。隨著社會(huì)的發(fā)展，機(jī)械加工工件的結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜，下游產(chǎn)品市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大，加工技術(shù)進(jìn)入“高速、高效、復(fù)合、環(huán)保”的發(fā)展新階段。同時(shí)，不斷涌現(xiàn)的難加工材料如硬質(zhì)金屬、陶瓷、復(fù)合材料等，對(duì)加工刀具的性能提出了更高的要求，也加快了加工刀具的損耗速度。（一）人造金剛石金剛石刀具兼具硬度、耐磨性、導(dǎo)熱性等性能，但耐熱性和強(qiáng)度有所欠缺。主要用于高速條件下精細(xì)車削及鏜削有色金屬及其合金和非金屬材料，特別是加工高硬度耐磨難加工有色金屬合金以及非金屬材料，更能突出其壽命長等優(yōu)越性。以人造金剛石為材料制作而成的刀具分為天然金剛石、人造聚晶金剛石及復(fù)合聚晶金剛石刀具，我國研發(fā)的FJ、JRS-F、JYF等即屬于復(fù)合聚晶金剛石刀具。不同類別刀具性能存在一定差異，但對(duì)機(jī)床性能的總體要求較高，適用于精細(xì)加工。（二）立方氮化硼CBN兼具硬度、耐磨性、穩(wěn)定性及高熱導(dǎo)率等性能，但強(qiáng)度及韌性較低。CBN刀具有聚晶燒結(jié)塊和復(fù)合刀片兩種，F(xiàn)D、DLS-F、LDP-J-CF、CBNY等即為我國研發(fā)的復(fù)合刀片牌號(hào)。此類刀具適用于加工高硬度淬火鋼、高溫合金等，但因容易產(chǎn)生嚴(yán)重的積屑瘤會(huì)導(dǎo)致表面質(zhì)量惡化，一般不適于加工塑性大的鋼鐵金屬和鎳基合金、鋁合金及銅合金。同時(shí)由于CBN脆性大，不宜低速切削，通常采用負(fù)前角高速切削以發(fā)揮其在高溫時(shí)的硬度優(yōu)勢(shì)。刀具材料的切削性能和零件材料的切削加工性能以及加工條件為決定刀具選擇的關(guān)鍵因素。主要遵循原則為：（1）加工普通工件材料時(shí)，一般選用普通高速鋼與硬質(zhì)合金，加工難加工材料時(shí)，可選用高性能和新型刀具材料牌號(hào)，只有在加工高硬材料或精密加工中常規(guī)刀具材料難以勝任時(shí)，才考慮用超硬材料立方氮化硼和金剛石。（2）由于任何刀具材料在強(qiáng)度、韌性和硬度耐磨性兩者之間總是難以完全兼顧的，在選擇刀具材料牌號(hào)時(shí)，根據(jù)零件材料切削加工性和加工條件，通常先考慮耐磨性，崩刃問題盡可能用最佳幾何參數(shù)解決，如果因刀具材料性脆還要崩刃，再考慮降低耐磨性要求，選強(qiáng)度和韌性較好的牌號(hào)。一般來說，低速切削時(shí)，切削過程不平穩(wěn)，容易產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象，宜選強(qiáng)度和韌性好的刀具材料，高速切削時(shí)，高的切削溫度對(duì)刀具材料的磨損影響最大，應(yīng)選擇耐磨性好的刀具材料牌號(hào)。超硬刀具使用量占比逐年提升。超硬材料刀具所用的超硬材料主要是與天然金剛石的硬度、性能相近的人造金剛石和CBN（立方氮化硼）。由于天然金剛石價(jià)格比較昂貴，所以生產(chǎn)上大多采用人造聚晶金剛石（PCD）、聚晶立方氮化硼（PCBN），以及它們的復(fù)合材料。以PCD和PCBN刀具為代表的超硬刀具具有比硬質(zhì)合金、陶瓷刀具更高的硬度和更優(yōu)良的耐磨性能,能適應(yīng)更高的切削速度。1.2超硬刀具市場(chǎng)加速擴(kuò)容，國產(chǎn)替代空間廣闊超硬刀具行業(yè)上游原材料供應(yīng)穩(wěn)定，下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。超硬刀具行業(yè)的上游主要為生產(chǎn)聚晶金剛石（PCD）及復(fù)合片、聚晶立方氮化硼（PCBN）及復(fù)合片、大尺寸單晶金剛石的企業(yè)。國內(nèi)廠商包括中南鉆石、黃河旋風(fēng)等，行業(yè)的上游原材料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為充分，供應(yīng)充足；中游為從事超硬刀具生產(chǎn)制造業(yè)務(wù)的企業(yè)，主要包括鄭州鉆石精密、威海威硬、中天超硬、鼎泰高科、沃爾德等；下游刀具終端用戶包括美國卡特彼勒、韓國LG、京東方、華星光電、天馬微電子、友達(dá)光電、東旭光電等國內(nèi)外企業(yè)。隨著制造業(yè)高端化需求逐漸增多，超硬刀具憑借其在穩(wěn)定性、加工壽命和效率上的巨大優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)規(guī)模大體呈現(xiàn)增長趨勢(shì)。越來越多地應(yīng)用在汽車、航空航天、軍工、新能源、電子等行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備及零部件加工中，市場(chǎng)規(guī)模大體呈現(xiàn)增長趨勢(shì)。2021年我國超硬刀具行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模從2013年的33.8億元增長到57.8億元，預(yù)計(jì)2023年有望達(dá)到73.12億元。超硬刀具價(jià)格顯著高于硬質(zhì)合金刀具。雖然超硬刀具擁有的低損耗、耐用性、高精度等優(yōu)勢(shì)區(qū)間，但目前幾年超硬刀具的價(jià)格水平是硬質(zhì)合金刀具產(chǎn)品的五-十倍，價(jià)格水平的鴻溝使得產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)無法在生產(chǎn)中得到體現(xiàn)。目前從沃爾德2022年年報(bào)可知，超硬刀具是硬質(zhì)合金刀具價(jià)格的四倍。超硬材料刀具制造強(qiáng)度大，技術(shù)門檻高，目前主要為發(fā)達(dá)國家制造商所控制，中國所占的市場(chǎng)份額較小，技術(shù)水平與美國、日本等發(fā)達(dá)國家相比還存在較大的差距。中國能夠規(guī)?；a(chǎn)用于加工汽車、航空航天關(guān)鍵零件的超硬材料刀具企業(yè)數(shù)量較少，高精度復(fù)雜結(jié)構(gòu)的超硬材料刀具設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平有待提高。在精加工領(lǐng)域，我國還需要進(jìn)口一定量的超硬材料刀具。產(chǎn)品以中低端為主，國產(chǎn)替代空間巨大。超硬刀具制造中采用的合成技術(shù)、激光加工技術(shù)等工藝要求高、掌握難度大，因此市場(chǎng)份額主要為海外供應(yīng)商占據(jù)。我國超硬刀具生產(chǎn)商有近千家，但能夠規(guī)模化生產(chǎn)用于汽車、航空航天等高端制造業(yè)精密刀具的企業(yè)較少，主要產(chǎn)品集中在中低端。從進(jìn)出口情況來看，從行業(yè)進(jìn)出口貿(mào)易情況來看，隨著近年來國產(chǎn)替代進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，我國超硬刀具進(jìn)口量呈下降趨勢(shì)，出口量呈上漲趨勢(shì)。雖然我國超硬刀具出口量遠(yuǎn)大于進(jìn)口量，但由于進(jìn)口主要以高附加值的高端產(chǎn)品為主，使得我國超硬刀具進(jìn)口金額較出口金額差距不大。具體來看，2021年我國超硬刀具進(jìn)口量為130.65噸，進(jìn)口金額為1.06億美元；出口量為9742.75噸，出口金額為2.43億美元。差距不斷縮小，國內(nèi)龍頭企業(yè)產(chǎn)品性能遠(yuǎn)高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。例如我國硬質(zhì)刀具龍頭沃爾德，在包括中國、歐美、日韓等在內(nèi)的全球范圍內(nèi)與瑞典山特維克集團(tuán)、日本住友電氣工業(yè)株式會(huì)社、日本三星鉆石工業(yè)株式會(huì)社等業(yè)內(nèi)國際一流品牌企業(yè)直接競(jìng)爭(zhēng)。沃爾德的鉆石刀輪、部分高精密切削刀具打破了國外一流廠商在行業(yè)內(nèi)的壟斷，實(shí)現(xiàn)了在高端加工領(lǐng)域的進(jìn)口替代，并逐步提升在全球市場(chǎng)的份額。產(chǎn)品的終端用戶包括美國卡特彼勒、韓國LG、京東方、華星光電、天馬微電子、友達(dá)光電、東旭光電等國內(nèi)外企業(yè)，以及德國奔馳、奧迪、寶馬等汽車廠商的核心部件供應(yīng)商。2下游行業(yè)加速開拓，消費(fèi)電子復(fù)蘇打破行業(yè)天花板超硬刀具性能優(yōu)勢(shì)更為凸顯，終端應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。超硬刀具有加工效率高、使用壽命長和加工質(zhì)量好等特點(diǎn)，過去主要用在汽車制造、航天航空、電子信息等產(chǎn)業(yè)精加工，通過改進(jìn)人造超硬刀具材料的生產(chǎn)工藝，控制原料純度和晶粒尺寸，不斷擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于包括各類型顯示屏、觸摸屏切割、電子產(chǎn)品的殼體加工，汽車關(guān)鍵零部件加工，航空航天、軍工、新能源等行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備及零部件加工，石材雕刻，硬質(zhì)塑料、陶瓷寶石加工領(lǐng)域。（一）汽車行業(yè)輕量化與高強(qiáng)度是電機(jī)外殼這類大型薄壁缸體的特征，除了很高的加工精度要求，還要達(dá)到必要的形狀精度，超硬刀具在滿足用戶精度要求的同時(shí)，給予客戶更高效的加工體驗(yàn)。包括電驅(qū)系統(tǒng)電機(jī)殼、電驅(qū)后端蓋殼體、電驅(qū)變速箱殼體、卡鉗加工方案、轉(zhuǎn)向節(jié)加工方案、轉(zhuǎn)向器齒條殼體、轉(zhuǎn)向器助力系統(tǒng)、球籠萬向節(jié)加工方案以及空調(diào)壓縮機(jī)-渦旋盤等。新能源車高速發(fā)展，助推超硬刀具市場(chǎng)擴(kuò)容。當(dāng)前我國新能源車正處于高速發(fā)展期，2021年、2022年產(chǎn)量分別同比增長154.81%/89.29%。目前來看，新能源車市已從政策驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向市場(chǎng)拉動(dòng)，呈現(xiàn)規(guī)模、質(zhì)量雙升局面，其精密化加工需求有望為超硬刀具創(chuàng)造廣闊市場(chǎng)容量，新能源車自主品牌的崛起也為超硬刀具的國產(chǎn)化提供機(jī)會(huì)。（二）消費(fèi)電子作為電子信息產(chǎn)業(yè)重要的配套，PCB行業(yè)的技術(shù)通常需要適應(yīng)下游電子終端設(shè)備的需求并向高密度化、高性能化方向發(fā)展，多層板、HDI板、高頻高速板、封裝基板等產(chǎn)品占比將逐步提升。下游行業(yè)的應(yīng)用需求對(duì)PCB刀具的精密度和穩(wěn)定性也提出了更高的要求，精細(xì)度較高的微鉆（規(guī)格在0.2mm及以下的鉆針）在未來PCB刀具產(chǎn)品中的應(yīng)用占比將會(huì)呈現(xiàn)逐漸擴(kuò)大的趨勢(shì)。中國智能手機(jī)市場(chǎng)出貨量有望在2023年第四季度迎來拐點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)近10個(gè)季度的首次反彈。隨著8月以來多個(gè)爆款新品的上市，中國智能手機(jī)市場(chǎng)熱度回暖，社會(huì)各界對(duì)于智能手機(jī)的關(guān)注度明顯高于上半年，消費(fèi)者需求出現(xiàn)好轉(zhuǎn)。IDC中國手機(jī)月度saleout零售數(shù)據(jù)顯示，今年第三季度中國智能手機(jī)實(shí)際零售量已實(shí)現(xiàn)同比增長0.4%，10月上半月依然延續(xù)同比增長趨勢(shì)。隨著各品牌大量競(jìng)爭(zhēng)力十足的新產(chǎn)品集中上市以及年終電商平臺(tái)的促銷推動(dòng)，新一輪換機(jī)周期逐漸開始。小米、三星、OPPO、華為等3C大廠紛紛推出鈦合金材質(zhì)打造零部件的產(chǎn)品。2023年10月26日，小米發(fā)布新機(jī)Xiaomi14Pro，并推出鈦金屬特別版，是全球首款使用鈦金屬作為中框的安卓手機(jī)。此前，2023年10月19日，OPPO發(fā)布新機(jī)折疊屏FindN3，鉸鏈采用航天級(jí)MIM合金，重量降低7%，強(qiáng)度大幅提升，其中“潛航黑”配色版以鈦合金作為攝像頭圓環(huán)材質(zhì)，是對(duì)鈦合金3C零部件的初步探索。更早之前，2023年7月，榮耀發(fā)布折疊屏手機(jī)MagicV2，鉸鏈的軸蓋部分首次采用鈦合金3D打印工藝，成為3D打印在手機(jī)上的首次規(guī)模化應(yīng)用；9月，蘋果發(fā)布iPhone15Pro/ProMax采用鈦合金外殼。鈦合金的難加工性提升消費(fèi)電子對(duì)超硬刀具的需求量。電子產(chǎn)品金屬結(jié)構(gòu)件一般以不銹鋼和鋁合金為主，不銹鋼光澤感好，但重量不占優(yōu)勢(shì)；鋁合金有輕量優(yōu)勢(shì)，但硬度一般。而鈦合金的強(qiáng)度高于不銹鋼，重量卻只有同體積不銹鋼的一半，能同時(shí)做到硬度和重量兩者兼顧。由于鈦合金的傳統(tǒng)加工難度大，良率低，未來對(duì)刀具的要求也越來越高。作為切削加工工藝研究體系中的核心要素，刀具技術(shù)的發(fā)展可為切削加工技術(shù)帶來新的變革。為實(shí)現(xiàn)鈦合金構(gòu)件的高質(zhì)高效切削加工，需要科學(xué)選用或設(shè)計(jì)開發(fā)高性能切削刀具，相關(guān)技術(shù)包括刀具材料與刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、刀具涂層制備、刀具切削參數(shù)優(yōu)選、刀具加工狀態(tài)監(jiān)控及切削數(shù)據(jù)庫開發(fā)等。根據(jù)中國超硬材料網(wǎng)，超硬刀具在3C行業(yè)的應(yīng)用，主要是在3D玻璃、陶資及金屬外殼、中框加工以及鈦合金領(lǐng)域。隨著高速切削機(jī)床和超硬刀具材料的出現(xiàn)和發(fā)展，高速切削逐漸成為主流鈦合金加工工藝。眾所周知，高速切削可以大大提高加工效率，使被加工工件的表面質(zhì)量提高1~2級(jí)，加工費(fèi)用降低20%~50%。同時(shí)，PCD與PCBN兩種超硬刀具在鈦合金的高速切削中均具有刀具使用壽命長和加工質(zhì)量高等明顯優(yōu)勢(shì)，未來批量化生產(chǎn)鈦合金結(jié)構(gòu)件時(shí)，超硬刀具逐漸成為可選項(xiàng)。3投資分析3.1沃爾德：超硬刀具領(lǐng)軍者，子公司鑫金泉充分收益消費(fèi)電子復(fù)蘇國內(nèi)超硬刀具領(lǐng)軍企業(yè)，專注于3C電子顯示&汽車制造領(lǐng)域。公司自成立以來，主要從事超高精密和高精密超硬刀具及超硬材料制品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售業(yè)務(wù)。公司緊密圍繞超硬刀具行業(yè)，依托自主研發(fā)的“超硬材料激光微納米精密加工技術(shù)”、“真空環(huán)境加工技術(shù)”、“PCD超薄聚晶片及復(fù)合片精密研磨及鏡面拋光技術(shù)”、“自動(dòng)化設(shè)備研制技術(shù)”等四大類核心技術(shù)，形成了應(yīng)用廣泛的高端超硬刀具及相關(guān)超硬材料制品研發(fā)生產(chǎn)能力。公司重點(diǎn)產(chǎn)品包括各類超高精密及高精密的超硬刀具、CVD金剛石等超硬材料制品。收購鑫金泉形成業(yè)務(wù)協(xié)同，拓展消費(fèi)電子領(lǐng)域應(yīng)用。進(jìn)入第四季度，鑫金泉超硬刀具訂單仍保持較好的趨勢(shì)，整體硬質(zhì)合金刀具市場(chǎng)需求相比第三季度較為緩和。鑫金泉在2021年開始研發(fā)鈦合金材料加工的刀具，2022年某國際品牌高端智能手表的鈦合金表殼生產(chǎn)中已經(jīng)開始使用鑫金泉刀具，同時(shí)更多的智能手機(jī)品牌也開始大量使用鈦合金等相關(guān)材料，高端3C產(chǎn)品需求較為旺盛，加之消費(fèi)電子開始復(fù)蘇，公司積極推進(jìn)惠州募投項(xiàng)目的投入，設(shè)備投資約1億元，預(yù)計(jì)明年一季度開始投產(chǎn)。公司具有適用于某新一代智能手機(jī)合金材料的結(jié)構(gòu)件加工的刀具。在研項(xiàng)目“用于欽合金加工的PCD多刃刀研發(fā)制造”針對(duì)欽合金制品的加工，能夠有效的提高加工表面效果和使用壽命，技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先。3.2鼎泰高科：PCB刀具龍頭，產(chǎn)業(yè)鏈布局形成公司護(hù)城河公司是一家專業(yè)為PCB、數(shù)控精密機(jī)件等領(lǐng)域的企業(yè)提供工具、材料、裝備的一體化解決方案，具有自主研發(fā)和創(chuàng)新能力的高新技術(shù)企業(yè)。公司自成立之日起，便致力于微鉆、銑刀及其他刀具等產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造，積累了豐富的生產(chǎn)工藝和質(zhì)量管理經(jīng)驗(yàn)，具備全系列的研發(fā)設(shè)計(jì)、制造能力，為廣大客戶提供全方位的產(chǎn)品解決方案。公司目前是國內(nèi)PCB刀具生產(chǎn)規(guī)模最大的企業(yè)之一，與健鼎科技、方正科技、華通電腦、瀚宇博德、勝宏科技、深南電路、景旺電子、崇達(dá)技術(shù)等國內(nèi)外知名PCB生產(chǎn)廠商建立了長期穩(wěn)定的合作關(guān)系。公司在中國電子電路行業(yè)協(xié)會(huì)2021年刀具類專用材料企業(yè)中營收排名第1位；根據(jù)Prismark數(shù)據(jù)，2020年公司在全球PCB鉆針銷量市場(chǎng)占有率約為19%，排名第1位。公司的產(chǎn)品主要包括鉆針、銑刀、刷磨輪、數(shù)控刀具、PCB特殊刀具、自動(dòng)化設(shè)備、功能性膜產(chǎn)品等，主要面向的客戶群是PCB、數(shù)控精密機(jī)件制造企業(yè)。1)PCB刀具:包括鉆針、銑刀、PCB特殊刀具等，用于PCB加工制造，是公司最主要的產(chǎn)品。2)PCB刷磨輪:主要用于PCB表面拋光等用途，類型包括放射輪、卷緊輪、陶瓷輪等。3)數(shù)控刀具:成型刀、倒角刀、T型刀、雕刻刀、斜邊刀、較刀、絲錐、標(biāo)準(zhǔn)通用刀具等，主要應(yīng)用于3C行業(yè)、模具行業(yè)、汽車及金屬精密機(jī)件加工、航空航天等行業(yè)；4)功能性膜：包括PET