2024-01-28 11:29
刀具是在机械制造中用于切削加工的工具，也被称为切削工具。切削加工占整个机械加工工作量的 90%，高效刀具可以提高加工效率，因此被称为“工业牙齿”。
刀具是机械制造的重要工具，全球市场规模接近 400 亿美元。刀具是在机械制造中用于切削加工的工具，也被称为切削工具。切削加工占整个机械加工工作量的 90%，并且高效先进刀具可以明显提高加工效率，可以降低 10%~15%的生产成本， 因此刀具在机械加工中占有重要地位，也被称为“工业牙齿”。根据 QY Reasearch 报告 2017 年全球切削刀具消耗量约为 340 亿美元，预计 2022 年全球消耗量可达 到 389.84 亿美元。从我国市场上看，2021 年我国刀具消费总额达到了 477 亿元。
根据加工方式的不同，刀具可以分为车削刀具、钻削刀具、镗削刀具、铣削刀具 等，可适用于不同类别的机床。刀具按工件加工表面的形式可分为五类，加工各种外表面的刀具、孔加工刀具、螺纹加工刀具、刨削刀具、切断刀具。
根据刀具结构的不同，刀具可以分为可转位刀具、整体刀具和传统刀具（焊接刀具等）。可转位刀具是指将能转位使用的多边形刀片用机械方法夹固在刀杆或刀体上的刀具，可转位刀具通常由刀体和刀片构成，其中刀片是直接用于切削加工的部件，属于工业耗材。整体刀具包括孔加工工具、铣削工具等。
可转位刀具与整体刀具是主流刀具产品。传统刀具的加工效率和加工精度较低，将逐步被可转位刀具和整体刀具替换。可转位刀具可以通过更换刀片实现切削刃更新，加工效率较高，但是由于刀片需要机械夹固定，刀具直径较大，无法加工小直径的工件。整体刀具的加工直径更加灵活，而且加工精度不会受到刀体的影响，在精加工和超精密加工领域有优势。不过由于整体刀具需通过拆卸重磨方式实现切削刃更新，因此加工效率低于可转位刀具。
可转位刀具由于是采用机械装夹的方式来组合，因此可转位刀具的加工精度除了刀片以外，刀体也有较大的影响。刀体可以影响刀片的定位精度、装夹强度，因此刀具与刀片之间的适配性极为重要。高端的数控刀片具有一定的定制性，为了保证刀片的加工性能，数控刀体也需要针对数控刀片进行设计，不过中低端市场通常会使用通用的数控刀体产品。
刀具的材料的不同不仅会影响加工精度和表面加工质量，还会影响切削加工效率和生产成本。刀具材料可以分为硬质合金、工具钢（碳素工具钢、合金工具钢、高速钢）、陶瓷、超硬材料（人造金刚石 PCD车锁、立方氮化硼 CBN 等）。从硬度上看，超硬材料、陶瓷、硬质合金、高速钢等硬度逐级下降，而从韧性上看，与之相反。通常硬度高的刀具加工精度也更高，适合半精加工和精加工，韧性好的刀具加工精度较低，适合粗加工，而超硬材料的硬度和耐磨性最好。
工具钢是较早出现的刀具材料，其硬度、耐磨性、耐热性相对较差，但抗弯强度高，价格便宜易焊接，通常用于具有较强冲击性的中低速切削，典型刀具形态包括钻头、丝锥、锯条以及滚刀、插齿刀、拉刀等。
硬质合金的硬度和韧性居中，其综合性能比较好，耐热性、耐磨性、耐腐蚀性等好于工具钢，但是不适合冲击性强的加工环境。
超硬材料分为人造金刚石和立方氮化硼，人造金刚石的硬度和耐磨性最高， 但是摩擦系数小，不耐高温，高速性能好，适合加工有色金属和非金属材料。 立方氮化硼的硬度仅次于人造金刚石，但耐高温，高速性能好，比较适合高温合金、淬硬钢、冷硬铸铁等难加工材料。
金属陶瓷材料具有硬度高、红硬性好、耐磨性强、化学稳定性好的特点，在金属加工、模具制造、电子工业以及军工等领域具有广阔的应用前景。欧美和日韩企业在金属陶瓷刀片领域具有较强的竞争力。
普通钢的加工需求最大，难切削材料与碳纤维加工量增长明显。刀具加工材料主要包括铝（镁）合金、不锈钢／耐热钢／钛合金等难切削材料、碳纤维复合材料 、普通钢及铸铁等，根据《第四届切削刀具用户调查分析报告》，普通钢的加工量最大，占比 30%。不锈钢／耐热钢／钛合金等难切削材料、铸铁、镁铝合金、碳纤维复合材料加工量的占比分别为 23%、20%、18%和 9%。难切削材料和碳纤维加工量占比在第四届调查中有明显提升，分别增长 2pct 和 7pct，传统的普通钢、铸铁等材料加工量占比有所下滑。
硬质合金刀具占据主要刀具市场，国内硬质合金刀具市场占比逐渐提升。从全球范围来看，硬质合金依靠较强的综合性能占据全球切削刀具市场的 63%，而高速钢刀具是第二大品类，占 26%的市场，金属陶瓷刀具、金刚石刀具和立方氮化硼刀具市场占比均低于 5%。从国内刀具材料变化趋势来看，硬质合金材料的应用占比呈现逐步提升的态势，2008 年硬质合金占比约 53%，2018 年国内硬质合金占比已经达到了 64%。
从刀具产值上看，硬质合金市场占比超过 50%。根据中国机床工具工业协会数据，2015 年我国刀具市场中高速钢刀具产值占比 51.45%，是最大的刀具类型，2019 年硬质合金刀具产值超过高速钢成为最大的刀具类型，2021 年高速钢刀具产值占比下降到 41.39%，硬质合金刀具占比为 51.06%，硬质合金刀具产值占比超过 50%。硬质合金刀具在数控机床上应用比较广泛，硬质合金刀具产值的提升也反映了我国机床数控化率逐步提升的现象。2021 年我国机床数控化率在 45%左右，相对于日本等发达国家超过 90%的数控化率还有巨大的差距。
根据中国机床工具工业协会的统计，硬质合金刀具主要包括有硬质合金刀片、铣削刀具、车削刀具、孔加工刀具等，其中硬质合金刀片的销售份额占 54%，铣削刀具占比 22%，孔加工刀具占 18%，三者合计占 94%是主要的硬质合金刀具产品。
超硬材料在国内已经广泛应用，我国是超硬材料制造大国。超硬材料不仅可以用于制造切削刀具，还可以作为锯切工具bwin必赢唯一官方、磨具（包括固结磨具、涂附磨具和松散磨具）、钻探工具、修整工具、拉丝模具、其他工具及不同的功能元器件，在工业中已经广泛应用。超硬刀具在显示屏切割、电子产品壳体加工、航空航天、军工等领域有较好的应用前景。1997 年，我国人造金刚石年产量达到了 5 亿克拉左右，PCBN 年产量达 800 万克拉，是全球超硬材料最大的制造国家。国内主要制造商包括中南钻石、黄河旋风、四方达等，国外主要制造商包括英国元素六、韩国日进集团、美国 DI 公司。
超硬刀具市场规模相对较小，金刚石刀具与 PCBN 体量相近。根据智研咨询数据显示，2020 年我国超硬刀具市场规模约 53.04 亿元，相对于硬质合金和高速钢刀具市场较小，其中金刚石刀具规模 22.72 亿元，PCBN（立方氮化硼复合片）市场规模 30.32 亿元。
硬质合金刀具的上游为碳化钨粉和钴粉制造商，碳化钨粉和钴粉在原材料中的占比分别为 86%、8.9%，碳化钨粉是最主要的原材料。行业中游是刀具制造商，行业下游为刀具应用，主要包括通用机械、汽车、航空航天、模具等行业。从销售模式上看，国内刀具销售主要以经销为主，经销商渠道购买占比 42.02%，厂家直销占比 31.39%，五金店购买占比 17.11%，电商渠道购买占比 9.48%。
数控刀片的生产流程包括压制成型、烧结成型、深加工、涂层处理等，刀具性能与基体、刀片的结构形状和涂层等息息相关。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，粘结剂决定硬质合金的韧性，粘结剂含量越高，抗弯强度越大。
整体刀具的制造通常会经过压制、烧结、无芯磨、外圆磨、段差磨、开槽、开刃、涂层处理等过程，与数控刀片的流程有些许不同，但硬质合金整体刀具的原材料仍然是以碳化钨粉、钴粉为主。
碳化钨以钨和碳为原料，钨是一种稀有金属，因其硬度高、熔点高等特性广泛应用于通讯电子、机械制造、航空航天、光电、军工等领域。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 60%左右，产销量一直稳居世界第一。国内碳化物大型生产厂家包括厦门钨业、中钨高新、江西钨业股份有限公司、章源钨业、世泰科江钨特种钨（赣州）有限公司等。
钴粉是一种小金属资源，具有耐高温、耐腐蚀等特性，是制造高温合金、硬质合金、陶瓷颜料、催化剂、电池的重要原料之一。全球钴储量主要集中分布在刚果（金）、澳大利亚，中国钴资源比较贫乏，仅占世界储量的 1%左右，不过我国的钴冶炼工业处于全球领先水平，也是全球第一大精炼钴供应国，2015 年我国精炼的钴产量约占全球产量的 53.70%。国内钴粉制造商包括洛阳钼业、金川集团股份有限公司等。
刀具下游比较广泛，包括汽车制造行业、模具行业、通用机械、工程机械、能源装备、轨道交通和航空航天等工业制造领域。从应用占比上看，汽车行业应用占刀具应用的 34%、通用机械占 35%、航空航天占 12%、模具行业占 4%，其他占15%。
刀具性能是用户关注重点，复合先进刀具更易取得青睐。根据第四届切削刀具用户调査数据，下游客户对刀具性能关注度前三的指标为切削性能、刀具寿命和产品性能，从历届数据上看，切削性能、刀具寿命稳居前两位，产品价格、服务先后位列第三。对于刀具切削效率的影响因素，下游客户更关注与复合刀具的应用、工艺方案的先进性和工装卡夹具的改进，可以看到刀具本身的性能排在第一位，而刀具相关的方案也占有重要地位。对于刀具性能而言，用户更加关注刀具的系统精度、系统刚度、动平衡等技术参数。
我国刀具行业主要分为三大梯队：欧美企业、日韩企业和中国本土企业。欧美企业主要包括山特维克集团、IMC 集团、肯纳金属集团等为代表的具有全球领导地位的欧美刀具制造商，欧美企业发展时间较长，具有雄厚的技术实力，产品系列丰富，以整体解决方案销售为主，具有较强的定制化能力。
欧美企业在高端市场具有领导地位，尤其是航空航天、军工领域。通常高端刀具的用户是国内大中型企业和外资企业。第二梯队是日韩为代表的企业，包括日本三菱、日本泰珂洛、日本京瓷、韩国特固克等，此类企业以经销为主，在国内五金批发市场非常普遍，产品价格高于国内刀具产品。第三梯队是国内制造商，包括株洲钻石、欧科亿、华锐精密等，国内企业主要依靠差异化的产品策略和价格优势在中低端市场取得了较大的市场，正逐步向日韩企业占据的市场渗透。
市场集中度较低，海外龙头占据领先地位。刀具虽然是通用工业耗材，但是由于下游加工场景较多，因此其型号与品类较多，同时低端刀具的制造壁垒较低，因此从行业总体市场来看，集中度仍然较低。根据观研天下数据，2018 年国内市占率靠前的刀具制造商包括山特维克、肯纳金属、株洲钻石、三菱、伊斯卡、特固克、京瓷、克罗伊、华锐精密、欧科亿等，其中山特维克、肯纳金属、三菱排国内前三，市占率分别为 7.41%、4.05%、3.17% 。从头部企业市占率来看，海外也仍占据明显的领先地位。
我国刀具出口超越进口，但数控刀片出口较少。2019 年以前，我国出口规模小于进口规模，2022 年我国刀具出口规模为 231.87 亿元，进口规模为 97.32 亿元，出口刀具体量远超越进口。从进出口刀具类型来看，我国进口刀具中刀片占 44.85%，是最大的细分刀具类型，而出口刀具中钻头占比 37.37%，刀片只占有 9.28%，出口刀具以中低端整体刀具为主，而进口刀具以技术壁垒较高的数控刀片和高端整体刀具为主。
刀具进口依赖度持续下降，中低端市场基本实现国产化。2021 年，我国刀具进口规模约为 138 亿元，我国刀具消费额为 477 亿元，刀具进口依赖度为 29%，相对于 2016 年 37%的进口依赖度已经实现了明显的下降，这表明国内中低端刀具市场已经具备自给自足的能力。
中高端硬质合金数控刀片仍然依靠进口，内资市占率较低。国内中高端数控刀片仍然以进口为主，2021 年我国进口数控刀片约 2 亿片，其中日韩 1.2 亿片左右，欧美 0.8 亿片左右。从单价上看，欧美刀片进口均价为 40 元/片，日韩刀片进口均价为 18-20 元/片。国内硬质合金数控刀片主要制造商包括中钨高新、厦门金鹭、欧科亿、华锐精密、株洲德隆、科力特、科而诺、韦凯（新锐股份）、恒锋工具等楔角。
根据中国钨业协会数据，2021 年株洲钻石数控刀片产量为 10,279.70 万片，位居国产第一，欧科亿产量为 8,096.92 万片，位居国产第二，华锐精密产量为7,958.60 万片，位居国产第三，株洲钻石、欧科亿、华锐精密数控刀片业务合计收入 20.6 亿元薄型气缸，按照 2021 年国内硬质合金刀具市场规模 131.5 亿元计算，内资企业 CR3 仅为 15.7%。根据中国机床工具工业协会统计数据，国内数控刀片国产化率在 30%左右，进口依赖度较高。
我国超硬刀具行业发展迅速，正逐步突破中高端市场。超硬刀具行业占据优势地位的仍然是欧美日的老牌刀具企业，典型代表企业包括日本住友、瑞典山特维克、美国肯纳金属，这些龙头企业可以提供超硬刀具上下游全产业链服务，竞争实力较强。我国是超硬材料制造大国，超硬刀具发展迅速，国内超硬刀具相关制造企业超过千家，主要分布于长江三角洲、珠江三角洲和环渤海等市场经济和民营经济较为发达的地区，国内典型制造商包括沃尔德、郑州市钻石精密制造有限公司、威海威硬工具股份有限公司、深圳市中天超硬工具股份有限公司等，国内产品主要以性价比优势逐步开拓市场。
欧洲能源危机给欧洲制造企业成本控制带来较大压力。俄罗斯在天然气、石油和煤炭领域均是欧洲的第一大进口来源国。2021 年，来自俄罗斯的天然气、原油和煤炭占欧洲进口份额分别达 45%、27%、46%调节阀，而俄罗斯 74%的天然气、49%的石油和 32%的煤炭出口流向欧洲。欧洲对俄管道天然气形成高度的刚性依赖，难以找到替代供应方。俄乌冲突对欧洲能源供给产生巨大影响，欧洲天然气及电力加工快速增长。上游能源价格高企，将大幅提升企业制造成本，企业资本开支和扩产意愿下降。
海外刀具企业成本高企，部分企业多次涨价。2022 年以来，海外龙头企业纷纷开始涨价，肯纳金属刀具决定自 2022 年 10 月 1 日将相关刀具价格上调 9%~10%；瓦尔特计划自 2022 年 10 月 1 日开始执行 2023 年价格表；山特维克可乐满于 2022年 9 月 1 日开始实行 2023 年价格，全球范围内产品价格将上涨约 8%；YAMAWA2022 年 8 月 1 日及以后的订单，其产品价格上涨幅度为 10%及以上；春保森拉天时精密刀具将从 2022 年 10 月 1 日提升产品销售价格，上涨平均幅度为 4.9%；山高刀具的产品价格将从 2022 年 9 月 1 日开始上涨 7.8%。
而部分企业在年初已经进行过价格调整，包括山特维克、伊斯卡等。刀具企业涨价的主要原因包括：欧洲能源危机导致原材料加工上涨，通货膨胀加剧，新冠疫情导致人工成本、物流成本上涨。
国内企业涨价幅度较小，性价比优势更加凸显。国内企业在年初同样有过一次涨价，其中厦门金鹭宣布 2022 年 1 月 1 日起，切削工具部分产品价格上调 3%-7%，欧科亿宣布 2022 年 1 月 1 日起部分产品价格上调 2%-6%。在下半年的“涨价潮”中，国内刀具企业发布涨价函的企业极少，在海外刀具企业“集体”涨价的背景下，国内刀具的性价比优势将更为凸显，也是国内刀具国产替代的历史机遇。
国内优秀刀具企业纷纷上市，资本市场助力公司扩大规模。近几年，国内有多家上市公司上市，包括新锐股份、华锐精密、欧科亿、沃尔德等，其首发募集资金在 4~15 亿之间。欧科亿 2022 年定增再次募集 8 亿元，上市后募集资金合计约 14亿元。华锐精密 2022 年成功发行可转债，募集资金 4 亿元，上市后募集资金合计约 8.1 亿元。拥有足够资金后，以上公司开始进一步扩充产能，拓展新的产品线，奠定长期成长的基础。
国内中高端数控刀片大量扩产，替代日韩刀具趋势明显。近期有不少刀具上市公司有扩产规划，欧科亿首发和定增项目中分别规划了 4000 万片数控刀片和 500万片金属陶瓷刀片产能，华锐精密首发项目中规划了新增硬质合金数控刀片3,000 万片、金属陶瓷数控刀片 500 万片。新锐股份、沃尔德等企业也有扩产行动，通过对以上几家扩产情况的统计，我们认为近年来我国刀具新增产能预计将超过 1.14 亿片，并且新增产能中有相当一部分是中高端刀片产品，将对日韩品牌实现大量替代。
企业产品线拓展，定制化能力提升外质心转子。我国多数刀具制造商产品布局比较单一，通常只涉及一种刀具材料或者刀具类型，除去中钨高新、厦门金鹭等少数企业具备数控刀片、整体刀具等多种刀具类型以外，多数公司仅具备数控刀片或者整体刀具中的一种业务，并且数控刀片的应用场景较少，缺乏定制化能力。近年来随着国内刀具企业的快速成长，多家刀具企业开始扩充刀具类型。欧科亿通过定增项目布局金属陶瓷刀片、整体硬质合金刀具、数控刀体产品，华锐精密利用首发募集资金和可转债资金也在布局整体硬质合金刀具、金属陶瓷刀片、数控刀体产品。
新锐股份也在规划金属陶瓷刀片业务。沃尔德从超硬刀具业务切入到硬质合金刀具业务。可以看出，国内刀具企业开始明显地扩大自己的产品线，以增强自己的定制化能力，从而提升自身竞争力。
我国刀具消费水平较低，行业成长空间巨大。根据中国机床工具工业协会数据，2020 年我国刀具消费占机床消费比例为 29%，自 2012 年开始持续提升，但全球发达国家刀具占机床消费额的 50%左右，我国刀具消费水平仍然处于较低水平，如果按照 50%左右的消费占比计算，2021 年我国刀具消费额高达 963.5 亿元，新增市场空间 486.5 亿元左右。
疫情影响短期数据，通用制造业有望拐点上行。2022 年国内疫情多点爆发，给制造业带来了较大的影响。全年来看，国内社融数据、PMI 指数、工业增加值等宏观指标相对较差，但进入下半年以来部分数据有所好转，企（事）业单位中长期新增人民币贷款自 2022 年 8 月到 2023 年 1 月增速连续 6 个月为正。我国工业机器人产量从 9 月份开始实现增长，部分宏观与中观数据开始恢复，不过四季度国内疫情多点爆发，并且也处于疫情管控放开初期，预期国内制造业和宏观经济会有短期波动。
国内汽车销量从 2022 年 6 月开始实现同比增长，汽车工业也是国民经济的重要支柱产业，行业恢复增长有助于国内整体经济的增长。随着购置税减免政策的落地，以及疫情后经济的持续恢复，汽车行业消费有望持续复苏。国内新能源汽车快速发展，基本每月均保持高速增长，也是带动汽车行业持续复苏的重要原因。汽车行业作为刀具的最大下游应用，汽车行业的增长以及产品结构的变化均给刀具行业带来了良好的发展机遇。