鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)報(bào)告：高性能工模具鋼

1、P2 東興證券深度報(bào)告 鋼 鐵 行 業(yè) ： 高性能 工模具 鋼是我 國(guó)的戰(zhàn) 略性新 興產(chǎn)業(yè) DONGXING SECURITIES 目 錄 1. 工具鋼行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)壁壘高，我國(guó)在中高端市場(chǎng)已有突破 .5 1.1 工具鋼行業(yè)的技術(shù)壁壘高 .5 1.1.1 工具鋼的種類繁多，性能指標(biāo)嚴(yán)苛.5 1.1.2 工具鋼的工藝流程長(zhǎng)，生產(chǎn)控制要求高.8 1.2 國(guó)產(chǎn)工具鋼在中高端市場(chǎng)已有突破 .10 2. 我國(guó)的工具鋼消費(fèi)趨高端化，國(guó)產(chǎn)替代的市場(chǎng)容量大 .11 2.1 產(chǎn)業(yè)升級(jí)加速中高端工具鋼市場(chǎng)的成長(zhǎng) .11 2.1.1 后疫情時(shí)代我國(guó)模具行業(yè)將逐步回暖，產(chǎn)業(yè)升級(jí)拉動(dòng)高品質(zhì)模具鋼的需求.11 2.1.2 產(chǎn)

2、業(yè)升級(jí)下高性能切削材料的需求持續(xù)增長(zhǎng).13 2.2 工具鋼的國(guó)產(chǎn)替代市場(chǎng)容量大 .16 2.2.1 我國(guó)模具行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力提升，高端模具鋼國(guó)產(chǎn)替代的市場(chǎng)容量大.16 2.2.2 我國(guó)高端刀具的進(jìn)口替代市場(chǎng)規(guī)模達(dá)百億.18 2.3 高性能工模具鋼是我國(guó)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè) .20 3. 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局層次分明，高端化和專業(yè)化是成長(zhǎng)主線 .21 3.1 國(guó)營(yíng)鋼廠控制高端市場(chǎng)，優(yōu)質(zhì)民企在中低端市場(chǎng)嶄露頭角 .21 3.2 高端化和專業(yè)化是工具鋼行業(yè)高質(zhì)成長(zhǎng)的主線 .23 3.3 行業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈的地位尚可，保障企業(yè)的盈利能力 .24 4. 投資策略：擁抱工具鋼行業(yè)高質(zhì)成長(zhǎng)和國(guó)產(chǎn)替代的紅利 .26 5. 風(fēng)險(xiǎn)提示

3、.26 相關(guān)報(bào)告匯總.27 插圖目錄 圖 1： 工具鋼的分類.5 圖 2： 冷作模具.7 圖 3： 熱作模具.7 圖 4： 塑料模具.7 圖 5： 量具刃具用鋼.7 圖 6： 工具鋼的生產(chǎn)工藝流程.9 圖 7： 真空感應(yīng)爐（長(zhǎng)城特鋼）.9 圖 8： 電渣爐生產(chǎn)線（撫順特鋼）.9 圖 9： 鑄態(tài)高速鋼的碳化物組織（400 倍）.10 圖 10： 鍛態(tài)高速鋼的碳化物顆粒（400 倍）.10 圖 11： 模具及模具鋼的主要下游行業(yè) .11 圖 12： 我國(guó)的模具分類銷售額占比情況 .11 圖 13： 我國(guó)的模具業(yè)的固定資產(chǎn)投資完成額及增速.11 圖 14： 我國(guó)模具業(yè)的營(yíng)業(yè)收入增速與制造業(yè)投資（同比

4、：右軸）.11 圖 15： 主要的汽車沖壓零部件 .12 敬 請(qǐng)參閱 報(bào)告結(jié) 尾處的 免責(zé)聲 明東 方 財(cái) 智 興 盛 之 源 東興證券深度報(bào)告 鋼 鐵 行 業(yè) ： 高性能 工模具 鋼是我 國(guó)的戰(zhàn) 略性新 興產(chǎn)業(yè) P3 DONGXING SECURITIES 圖 16： 我國(guó)的汽車銷量及增速 .12 圖 17： 我國(guó)的汽車保有量和銷量與美日的比較 .12 圖 18： 我國(guó)乘用車市場(chǎng)新車上市統(tǒng)計(jì) .12 圖 19： 我國(guó)的大家電產(chǎn)量 .13 圖 20： 我國(guó)的小家電產(chǎn)量 .13 圖 21： 我國(guó)的計(jì)算機(jī)和手機(jī)產(chǎn)量及增速 .13 圖 22： 我國(guó)計(jì)算機(jī)、通信和電子設(shè)備制造業(yè)保持高速擴(kuò)張（%）.13

5、 圖 23： 我國(guó)刀具行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模繼續(xù)擴(kuò)張 .14 圖 24： 我國(guó)金屬切削機(jī)床及切削工具的產(chǎn)量持續(xù)下降.14 圖 25： 金屬切削機(jī)床的主要下游 .14 圖 26： 我國(guó)的工程機(jī)械和汽車產(chǎn)量增速 .14 圖 27： 國(guó)內(nèi)外上各類型刀具的市場(chǎng)規(guī)模占比 .14 圖 28： 切削刀具的材料分類 .14 圖 29： 粉末冶金 AHPT15 高速鋼的顯微組織.16 圖 30： 世界粉末冶金高速鋼在各類刀具中的占比 .16 圖 31： 我國(guó)模具進(jìn)出口金額（億美元） .17 圖 32： 2019 年我國(guó)模具行業(yè)的進(jìn)出口產(chǎn)品結(jié)構(gòu) .17 圖 33： 我國(guó)刀具的進(jìn)口規(guī)模（含國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的外企，億元）.18 圖

6、34： 我國(guó)刀具的出口規(guī)模（億元） .18 圖 35： 我國(guó)進(jìn)口刀具占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的比重 .19 圖 36： 我國(guó)進(jìn)口和出口切削刀具的單價(jià)（美元/噸）.19 圖 37： 我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品的金字塔結(jié)構(gòu)及規(guī)模以上的企業(yè)數(shù)量.21 圖 38： 我國(guó)重點(diǎn)優(yōu)特鋼企業(yè)的模具鋼產(chǎn)量（萬(wàn)噸）.22 圖 39： 我國(guó)的模具鋼產(chǎn)能（萬(wàn)噸） .22 圖 40： 我國(guó)重點(diǎn)優(yōu)特鋼企業(yè)的高速鋼產(chǎn)量 .22 圖 41： 2016 年我國(guó)主要鋼廠的高速鋼產(chǎn)量 .22 圖 42： 代表國(guó)營(yíng)和民營(yíng)工具鋼企業(yè)的噸鋼營(yíng)收比較.22 圖 43： 代表國(guó)營(yíng)和民營(yíng)工具鋼企業(yè)的銷售毛利率比較.22 圖 44： 我國(guó)重點(diǎn)優(yōu)特鋼企業(yè)的模具鋼 CR5 .

7、23 圖 45： 歐洲主要特鋼企業(yè)的兼并重組歷程 .23 圖 46： 我國(guó)各地區(qū)模具鋼生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量和產(chǎn)能 .24 圖 47： 我國(guó)的模具制造企業(yè)的分布情況 .24 圖 48： 典型的模具價(jià)格構(gòu)成 .24 圖 49： 代表公司的模具鋼和模具業(yè)務(wù)的毛利率比較.24 圖 50： 主要合金原料的價(jià)格（元/噸）.25 圖 51： H13 主要合金原料的成本占比估算.25 圖 52： 我國(guó)原料金屬礦產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的比重 .25 圖 53： 工具鋼代表牌號(hào)的價(jià)格 .25 敬 請(qǐng)參閱 報(bào)告結(jié) 尾處的 免責(zé)聲 明東 方 財(cái) 智 興 盛 之 源 P4 東興證券深度報(bào)告 鋼 鐵 行 業(yè) ： 高性能 工模具 鋼是我

8、 國(guó)的戰(zhàn) 略性新 興產(chǎn)業(yè) DONGXING SECURITIES 表格目錄 表 1： 碳素工具鋼牌號(hào)性能及用途.6 表 2： 合金工具鋼的牌號(hào)性能及用途 .6 表 3： 代表牌號(hào)高速鋼的性能及用途 .8 表 4： 汽車品牌和可供選擇的模具鋼體系 .10 表 5： 刀具材料分類及主要應(yīng)用場(chǎng)合 .15 表 6： 各類刀具材料性能對(duì)比.15 表 7： 中外代表牌號(hào)的模具鋼對(duì)標(biāo).17 表 8： 國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口模具鋼市場(chǎng)的差異 .18 表 9： 2019 年我國(guó)刀具進(jìn)出口金額前 6 名 .19 表 10： 2019 年我國(guó)刀具進(jìn)出口單價(jià)的比較 .19 表 11： 工信部印發(fā)鋼鐵工業(yè)調(diào)整升級(jí)規(guī)劃（201620

9、20 年）提出的重點(diǎn)突破的關(guān)鍵鋼種 .20 表 12： 2017-2019 年我國(guó)重點(diǎn)優(yōu)特鋼企業(yè)的模具鋼產(chǎn)量及市場(chǎng)份額.23 表 13： H13 的化學(xué)成分（%） .25 敬 請(qǐng)參閱 報(bào)告結(jié) 尾處的 免責(zé)聲 明東 方 財(cái) 智 興 盛 之 源 東興證券深度報(bào)告 鋼 鐵 行 業(yè) ： 高性能 工模具 鋼是我 國(guó)的戰(zhàn) 略性新 興產(chǎn)業(yè) P5 DONGXING SECURITIES 1. 工具鋼行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)壁壘高，我國(guó)在中高端市場(chǎng)已有突破 1.1 工具鋼行業(yè)的技術(shù)壁壘高 1.1.1 工具鋼的種類繁多，性能指標(biāo)嚴(yán)苛 論語(yǔ)有曰：工欲善其事，必先利其器。工具鋼（Tool steel） ，堪稱工業(yè)之母，是用以制造切

10、削刀具、 量具、模具和耐磨工具的鋼。一般的工具鋼具有較高的硬度和在高溫下能保持高硬度、紅硬性、高的耐磨性 和適當(dāng)?shù)捻g性等特點(diǎn)，特殊要求還包括熱處理變形小、耐蝕性和可加工性好等。根據(jù)化學(xué)成份不同，工具鋼 分為碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼（實(shí)質(zhì)上是高合金工具鋼）三大類；按用途則可分為刃具鋼、模具鋼、 量具鋼三大類。 圖1：工具鋼的分類 資 料 來(lái) 源 ： 中國(guó)知 網(wǎng)，產(chǎn) 品手冊(cè) ，東興 證券研 究所 （1）碳素工具鋼：碳素工具鋼的碳含量較高，在 0.65-1.35%之間。碳素工具鋼熱處理后表面可得到較高的 硬度和耐磨性，心部有較好的韌性；退火硬度低（不大于 HB207），加工性能良好，但紅硬性差

11、，當(dāng)工作溫 度達(dá) 250時(shí)，鋼的硬度和耐磨性急劇下降，硬度下降到 HRC60 以下。碳素工具鋼的淬透性低，較大的工 具不能淬透（水中淬透直徑為 15mm），水淬時(shí)表面淬硬層與中心部位硬度相差很大，在淬火時(shí)易產(chǎn)生變形 或形成裂紋。此外，其淬火溫度范圍窄，在淬火時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制溫度。防止過(guò)熱、脫碳和變形。 碳素工具鋼鋼號(hào)冠以T,以免與其他鋼類相混；鋼號(hào)中的數(shù)字表示碳含量，以平均碳含量的千分之幾 表示。例如，T8 表示平均碳含量為 0.8%；錳含量較高者，在鋼號(hào)最后標(biāo)出Mn，例如T8Mn；高 級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼的磷、硫含量比一般優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼低，在鋼號(hào)后面加注字母 A 以示區(qū)別。 敬 請(qǐng)參閱 報(bào)告結(jié) 尾處

12、的 免責(zé)聲 明東 方 財(cái) 智 興 盛 之 源 P6 東興證券深度報(bào)告 鋼 鐵 行 業(yè) ： 高性能 工模具 鋼是我 國(guó)的戰(zhàn) 略性新 興產(chǎn)業(yè) DONGXING SECURITIES 表1：碳素工具鋼牌號(hào)性能及用途 牌號(hào) C%Mn %Si% 性能用途 亞共析成分鋼，強(qiáng)度隨碳含量增加而 增加，有較好的強(qiáng)度和塑性配合，但 切削能力較差 用于程受振動(dòng)、沖擊、硬度適中有較 好韌性的工具，如沖頭、大錘等 T70.650.74 0.40 共析成分鋼，淬火易過(guò)熱，強(qiáng)度塑性 較低，不宜做受大沖擊的工具，但經(jīng) 熱處理后有較高的硬度及耐磨性 用于有較高硬度和耐磨性的工具，如 沖頭、剪切金屬用剪刀等 T80.750.84

13、 T8Mn T9 0.850.90 0.400.60 0.850.94 性能近似 T8用于制造截面較大的工具 性能近似 T8，但有較高的淬透性，能 用于一定硬度和韌性的工具，如沖 獲得較深的淬硬層模、沖頭、鑿巖用工具 0.35 過(guò)共析鋼，在 700800加熱時(shí)仍能 保持細(xì)晶粒，不致過(guò)熱；淬火后鋼中 有未熔的過(guò)剩碳化物，增加耐磨性 用于制造工作時(shí)不變熱、耐磨性要 求較高、不受劇烈振動(dòng)、具有韌性及 鋒利刃口的工具，如刨刀、冷沖模、 鋸條等 T100.951.04 0.40 除具有 T10 的特點(diǎn)外還具有較好的 綜合機(jī)械性能 T11 T12 T13 1.051.14 含碳量高，淬火后有較多的過(guò)剩碳化

14、 用于不受沖擊、高硬度的工具，如絲 物，耐磨性及硬度較高，但韌性低。 錐、銼刀、量具等。 1.151.24 1.251.35 碳含量最高的工具鋼，硬度很高，碳 刮刀、挫刀、剃刀、切削工具、拉絲 化物增加且分布不均勻，力學(xué)性能差 工具、刻紋工具及硬石加工工具等 資 料 來(lái) 源 ： 中國(guó)知 網(wǎng)，東 興證券 研究所 （2）合金工具鋼是指為了改善工具鋼的性能而特意加入一些合金元素的鋼，常用的合金元素有鎢（W）、鉬 （Mo）、鉻（Cr）、釩（V）、鈦（Ti）等，合金元素的含量總和一般不超過(guò) 5 %。合金工具鋼的淬硬性、淬透 性、耐磨性和韌性均比碳素工具鋼高，按用途大致可分為刃具、模具和量具用鋼 3 類，

15、模 具鋼的產(chǎn)量占合金 工具鋼的 80%左右。其中碳含量高的鋼（wc 大于 0.80%）多用于制造刃具、量具和冷作模具，這類鋼淬火 后的硬度在 HRC60 以上，且具有足夠的耐磨性；碳含量中等的鋼（wt0.35%0.70%）多用于制造熱作模具， 這類鋼淬火后的硬度稍低，為 HRC5055，但韌性良好。 表2：合金工具鋼的牌號(hào)性能及用途 成分性能要求常用牌號(hào) 刃具鋼應(yīng)有高硬度、耐磨性、淬透 性、耐回火性、熱硬性，量具用鋼 主要用于制造低速切 削刃具（如木工工具、 鉗工工具、鉆頭、銑刀、 拉刀等）及測(cè)量工具 （如卡尺、千分尺、塊 規(guī)、樣板等） wC=0.8% 1.50%，加入的合金 應(yīng)具有硬度高、組

16、織穩(wěn)定、耐磨性 元素有 Cr、 Si、 Mn、 好，以及良好的研磨和加工性能、 量具刃具鋼9SiCr、Cr2、CrWMn W 等熱處理變形小、膨脹系數(shù)小和耐蝕 性好 冷沖模、拉絲模、拉延 模、壓印模、搓絲模、 滾絲板、冷鐓模和冷擠 壓模 wC=1.0%2.0%， 高硬度、強(qiáng)度、耐磨性、足夠的韌 冷作模具鋼 加入合金元素 Cr、 Mo、W、V等 性，以及高的淬透性、淬硬性和其 他工藝性能 Cr12、Cr12MoV 敬 請(qǐng)參閱 報(bào)告結(jié) 尾處的 免責(zé)聲 明東 方 財(cái) 智 興 盛 之 源 東興證券深度報(bào)告 鋼 鐵 行 業(yè) ： 高性能 工模具 鋼是我 國(guó)的戰(zhàn) 略性新 興產(chǎn)業(yè) P7 DONGXING SE

17、CURITIES 成分性能要求常用牌號(hào) wC=0.3%0.6%， 高硬度、強(qiáng)度、紅硬性、耐磨性和 合金元素有 Cr、 韌性外，具有良好的高溫強(qiáng)度、熱 Mn、Ni、Mo、W、 疲勞穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性和耐蝕性，較 熱鍛模、壓力機(jī)鍛模、 沖壓模、熱擠壓模和金 屬壓鑄模等 熱作模具鋼 塑料模具鋼 5CrMnMo、5CrNiMo Si 等高的淬透性 高強(qiáng)度、硬度、耐磨性、熱穩(wěn)定性 和耐蝕性，良好的工藝性，如熱處 12CrNi3A、12Cr2Ni4A、 wC=0.3%0.6%， 合金元素有 Cr、 Mn、Mo、V、Ni 等 理變小、加工性能好、耐蝕性好、 研磨和拋光性能好、補(bǔ)焊性能好、 粗糙度高、導(dǎo)熱性好和工

18、作條件尺 寸和形狀穩(wěn)定等 20Cr2Ni4A、3Cr2Mo、 3Cr2MnNiMo、4Cr13、 3Cr17Mo 熱塑性塑料模具和熱 固性塑料模具 資 料 來(lái) 源 ： 中國(guó)知 網(wǎng)，東 興證券 研究所 圖2：冷作模具圖3：熱作模具 資 料 來(lái) 源 ： 百度， 東興證 券研究 所資 料 來(lái) 源 ： 百度， 東興證 券研究 所 圖4：塑料模具圖5：量具刃具用鋼 資 料 來(lái) 源 ： 百度， 東興證 券研究 所資 料 來(lái) 源 ： 百度， 東興證 券研究 所 （3）高速工具鋼是一種高合金工具鋼，一般指高速鋼。含碳量一般在 0.701.65%之間，含合金元素量較 多，總量可達(dá) 1025%，其中含有 C，Mn

19、，Si，Cr，V，W，Mo，Co。能用來(lái)做高速旋轉(zhuǎn)切割工具，具有 紅硬性高、耐磨性好、強(qiáng)度高等特性，就是其中 Cr，V，W，Mo 得比例比較大。當(dāng)切削溫度高達(dá) 600時(shí)， 敬 請(qǐng)參閱 報(bào)告結(jié) 尾處的 免責(zé)聲 明東 方 財(cái) 智 興 盛 之 源 P8 東興證券深度報(bào)告 鋼 鐵 行 業(yè) ： 高性能 工模具 鋼是我 國(guó)的戰(zhàn) 略性新 興產(chǎn)業(yè) DONGXING SECURITIES 硬度仍無(wú)明顯下降。通常采用電爐生產(chǎn)，采用粉末冶金方法生產(chǎn)高速鋼，使碳化物呈極細(xì)小的顆粒均勻地分 布在基體上，可以提高使用壽命。高速鋼刀具約占國(guó)內(nèi)刀具總量的 75%。 按所含合金元素不同可分為：鎢系高速鋼（含鎢 918%） ；

20、鎢鉬系高速鋼（含鎢 512%,含鉬 2 6%） ； 高鉬系高速鋼（含鎢 02%,含鉬 510%） ； 釩高速鋼，按含釩量的不同又分一般含釩量（含 釩 12%）和高含釩量(含釩 2.55%)的高速鋼；鈷高速鋼（含鈷 510%） 。 按用途不同高速鋼又可分為通用型和特殊用途兩種。通用型高速鋼：主要用于制造切削硬度 HB300 的金屬材料的切削刀具 (如鉆頭、絲錐、鋸條)和精密刀具（如滾刀、插齒刀、拉刀），常用的鋼號(hào)有 W18Cr4V、 W6Mo5Cr4V2 等。特殊用途高速鋼：包括鈷高速鋼和超硬型高速鋼（硬度 HRC6870） ， 主要用于制造切削難加工金屬（如高溫合金、鈦合金和高強(qiáng)鋼等）的刀具，

21、常用的鋼號(hào)有 W12Cr4V5Co5、 W2Mo9Cr4VCo8 等。 表3：代表牌號(hào)高速鋼的性能及用途 硬度抗彎強(qiáng)度 沖擊韌性600硬度 代表牌號(hào)特點(diǎn)用途 HRCGpaMJm2HRC 強(qiáng)度較好，可磨性好，可用 通用性強(qiáng)，廣泛用于制造 普通鋼玉砂輪磨削，耐熱性 鉆頭、鉸刀、絲錐、銑刀、 W18Cr4V 62-65 63-66 3.0-3.40.18-0.3248.5 （W18） 中等，熱塑性差齒輪刀具及拉刀等 強(qiáng)度高，熱塑性好，耐熱性、 適用于制作熱成形刀具 可磨性稍次于 W18Cr4V， 可 和承受沖擊、結(jié)構(gòu)薄弱的 W6Mo5Cr4V2 3.5-4.0 4 0.30-0.40 0.31 47

22、-48 50.5 （M2） 用普通鋼玉砂輪磨削刀具 切削性能與 W18Cr4V 相 當(dāng)，適于制作熱軋刀具 W14Cr4VMnRE 64-66 資 料 來(lái) 源 ： 中國(guó)知 網(wǎng)，東 興證券 研究所 1.1.2 工具鋼的工藝流程長(zhǎng)，生產(chǎn)控制要求高 工具鋼的發(fā)展已有百年歷史，各種工具鋼既有共同的要求，如硬度高、耐磨性和一定的強(qiáng)韌性等，又有各自 的特殊要求，如紅硬性、耐沖擊、尺寸穩(wěn)定性、抗熱疲勞性和良好的綜合機(jī)械性能等。工具鋼的生產(chǎn)工序主 要包括冶煉、鑄造、加工和熱處理等。為了滿足不同的要求，生產(chǎn)上采用各種不同冶金成份的工具鋼，并通 過(guò)恰當(dāng)?shù)淖冃魏蜔崽幚砉に噥?lái)達(dá)到其性能要求，因此高性能的工具鋼生產(chǎn)具有極

23、高的技術(shù)壁壘。 工具鋼的冶煉一般采用電弧爐+二次精煉的雙聯(lián)法，二次精煉工藝有鋼包精煉（LF）、真空處理（VD） 、 噴粉精煉等多種方法，生產(chǎn)高性能合金工具鋼則采用電弧爐+電渣重熔（ESR）或真空自耗（VAR）法。 工具鋼的熱加工包括熱處理和熱變形，熱處理分為形變前熱處理和形變后熱處理。形變前熱處理是進(jìn)行 均勻化處理以減少鋼的偏析；形變后熱處理主要是去應(yīng)力退火處理。為了提高工具鋼的等向性能和使用 壽命，采用多向鍛造或多向軋制，可以避免帶狀組織的形成或減輕帶狀組織的嚴(yán)重程度。 合金工具鋼以模鑄為主，為保證鋼錠質(zhì)量，廣泛采用防止二次氧化技術(shù)，包括保護(hù)氣 體澆鑄、真空澆鑄。 為提高收得率、降低成本，國(guó)

24、內(nèi)外部分特殊鋼廠 已采用連鑄生產(chǎn)低合金工具鋼。對(duì)于截面大的模具材料， 通常選用大截面連鑄機(jī)，例如日本大同特殊鋼采用二流弧形大方坯連鑄機(jī)，鑄坯尺寸為 370380mm， 德國(guó)蒂森特殊鋼公司的立式二流連鑄機(jī)，結(jié)晶器截面尺寸為 340475mm。 敬 請(qǐng)參閱 報(bào)告結(jié) 尾處的 免責(zé)聲 明東 方 財(cái) 智 興 盛 之 源 東興證券深度報(bào)告 鋼 鐵 行 業(yè) ： 高性能 工模具 鋼是我 國(guó)的戰(zhàn) 略性新 興產(chǎn)業(yè) P9 DONGXING SECURITIES 圖6：工具鋼的生產(chǎn)工藝流程 資 料 來(lái) 源 ： 長(zhǎng)城特 鋼官網(wǎng) ，東興 證券研 究所 圖7：真空感應(yīng)爐（長(zhǎng)城特鋼）圖8：電渣爐生產(chǎn)線（撫順特鋼） 資 料 來(lái)

25、 源 ： 公司官 網(wǎng)，東 興證券 研究所資 料 來(lái) 源 ： 公司官 網(wǎng)，東 興證券 研究所 以高速鋼為例，碳化物經(jīng)熱加工后破碎成顆粒，稱為一次碳化物；從基體中析出的碳化物稱為二次碳化 物。碳化物特別是二次碳化物，對(duì)鋼的晶粒度和二次硬化等性能有很大影響。碳化物的數(shù)量、類型與鋼 的化學(xué)成分有關(guān)，而碳化物的顆粒度和分布則與鋼的變形量和熱處理工藝有關(guān)。 模具的使用壽命和制成的精度、質(zhì)量、表面性能，除與模具的設(shè)計(jì)、制造精度以及機(jī)床和操作等條件有 關(guān)外，與模具材料及其熱處理工藝也有密切關(guān)系。據(jù)有關(guān)的統(tǒng)計(jì)表明，模具的早期失效因材料選擇不當(dāng) 和內(nèi)部缺陷引起的約占 10%左右，由熱處理不當(dāng)引起的約占 50 %左

26、右。 敬 請(qǐng)參閱 報(bào)告結(jié) 尾處的 免責(zé)聲 明東 方 財(cái) 智 興 盛 之 源 P10 東興證券深度報(bào)告 鋼 鐵 行 業(yè) ： 高性能 工模具 鋼是我 國(guó)的戰(zhàn) 略性新 興產(chǎn)業(yè) DONGXING SECURITIES 圖9：鑄態(tài)高速鋼的碳化物組織（400 倍）圖10：鍛態(tài)高速鋼的碳化物顆粒（400 倍） 資 料 來(lái) 源 ： 中國(guó)知 網(wǎng)，東 興證券 研究所資 料 來(lái) 源 ： 中國(guó)知 網(wǎng)，東 興證券 研究所 1.2 國(guó)產(chǎn)工具鋼在中高端市場(chǎng)已有突破 工具鋼行業(yè)具有非常高的競(jìng)爭(zhēng)壁壘，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：（1）先發(fā)優(yōu)勢(shì)帶來(lái)的技術(shù)壁壘，新進(jìn)入者短期很 難超越。例如，國(guó)外的工具鋼生產(chǎn)企業(yè)對(duì)我國(guó)長(zhǎng)期實(shí)施技術(shù)封鎖，同時(shí)

27、不斷的開(kāi)發(fā)新鋼種、新牌號(hào)以保持技 術(shù)優(yōu)勢(shì)。（2）認(rèn)證周期長(zhǎng)和替換成本高帶來(lái)的市場(chǎng)壁壘。以模具鋼為例，一般模具鋼的使用壽命在 10 萬(wàn)次 左右，服役周期為 2 年。如果某客戶想要驗(yàn)證新模具鋼的性能，需要長(zhǎng)達(dá) 2 年以上的認(rèn)證周期，因此主機(jī)廠 傾向于不輕易更換模具鋼供應(yīng)商。此外，以汽車為代表的下游高端客戶對(duì)模具性能要求高，會(huì)指定模具鋼供 應(yīng)商，例如多采用瑞典、德國(guó)和日本企業(yè)生產(chǎn)的模具鋼，新參與者想進(jìn)入上述高端市場(chǎng)是比較困難的。根據(jù) 產(chǎn)業(yè)調(diào)研了解到，目前長(zhǎng)城、比亞迪等國(guó)內(nèi)車企已逐步采用國(guó)產(chǎn)模具鋼來(lái)替代進(jìn)口。 表4：汽車品牌和可供選擇的模具鋼體系 品牌德系日系國(guó)產(chǎn) 車企 瑞典 ASSAB、奧地利 模具

28、鋼進(jìn)口BOHLER、德國(guó)葛利茲、德?lián)犴樚劁?、寶武特冶、長(zhǎng)城 特鋼、天工國(guó)際等 日本大同、日立、高周波、山陽(yáng)、不二越等 （國(guó)產(chǎn)）品牌 國(guó)凱德、德國(guó)布德魯斯、德國(guó) 薩爾、德國(guó)道博、法國(guó)埃赫曼 資 料 來(lái) 源 ： 百度， 東興證 券研究 所 敬 請(qǐng)參閱 報(bào)告結(jié) 尾處的 免責(zé)聲 明東 方 財(cái) 智 興 盛 之 源 東興證券深度報(bào)告 P11 鋼 鐵 行 業(yè) ： 高性能 工模具 鋼是我 國(guó)的戰(zhàn) 略性新 興產(chǎn)業(yè) DONGXING SECURITIES 2. 我國(guó)的工具鋼消費(fèi)趨高端化，國(guó)產(chǎn)替代的市場(chǎng)容量大 2.1 產(chǎn)業(yè)升級(jí)加速中高端工具鋼市場(chǎng)的成長(zhǎng) 2.1.1 后疫情時(shí)代我國(guó)模具行業(yè)將逐步回暖，產(chǎn)業(yè)升級(jí)拉動(dòng)高品

29、質(zhì)模具鋼的需求 模具鋼是用來(lái)制造模具的鋼種，目前我國(guó)模具鋼需求較大的下游行業(yè)主要有汽車、家電、電子設(shè)備和建材等 制造業(yè)。受益于全球化和制造業(yè)向我國(guó)轉(zhuǎn)移，過(guò)去 20 年我國(guó)模具行業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入的復(fù)合增速約為 20%， 近 10 年的復(fù)合增速約為 10%，我國(guó)模具產(chǎn)值已占世界的三分之一。隨著低端制造業(yè)向外轉(zhuǎn)移和中低端模具 市場(chǎng)日趨飽和，國(guó)內(nèi)模具制造業(yè)有朝著大型化、精密化升級(jí)的趨勢(shì)，對(duì)我國(guó)的模具鋼也提出更高的品質(zhì)要求。 汽車行業(yè)是模具及模具鋼消費(fèi)的第一大行業(yè)，占市場(chǎng)總量 35%左右；家用電器行業(yè)消費(fèi)模具鋼約占市場(chǎng) 總量的 20%；電腦、手機(jī)、電子設(shè)備等電子通訊行業(yè)用模具鋼約占市場(chǎng)的 20%；塑料門窗

30、、PVC 水管 等建材模具年需消耗模具鋼約占市場(chǎng)容量的 15%。 從模具的銷售額分類看，銷售占比最大的是注塑模具，占比達(dá)到 45%；其次是沖壓模具，占比達(dá)到 37%， 包括冷作模具和熱作模具；鑄造模具和其他模具占比為 9%。 圖11：模具及模具鋼的主要下游行業(yè)圖12：我國(guó)的模具分類銷售額占比情況 9% 10% 9% 汽車 家電 電子 建材 其他 35%注塑模具 沖壓模具 鑄造模具 其他模具 15% 45% 20% 37% 20% 資 料 來(lái) 源 ： Mysteel， 東 興證券 研究所資 料 來(lái) 源 ： 中國(guó)產(chǎn) 業(yè)信息 網(wǎng)，東 興證券 研究所 圖13：我國(guó)的模具業(yè)的固定資產(chǎn)投資完成額及增速圖1

31、4：我國(guó)模具業(yè)的營(yíng)業(yè)收入增速與制造業(yè)投資（同比：右軸） 1,200 1,000 800 600 400 200 0 60% 4,00060 40 20 0 50% 3,000 40% 2,000 30% 1,000 20% 0 -20 -40 10% 0% 模具制造: 主營(yíng)業(yè)務(wù)收入: 累計(jì)值 月 億元 模具制造: 主營(yíng)業(yè)務(wù)收入: 累計(jì)同比 月 % 固定資產(chǎn)投資完成額: 制造業(yè): 累計(jì)同比 月 % 固定資產(chǎn)投資完成額: 模具制造同比 資 料 來(lái) 源 ： 國(guó)家統(tǒng) 計(jì)局， 東興證 券研究 所資 料 來(lái) 源 ： 國(guó)家統(tǒng) 計(jì)局， 東興證 券研究 所 敬 請(qǐng)參閱 報(bào)告結(jié) 尾處的 免責(zé)聲 明東 方 財(cái) 智

32、興 盛 之 源 P12 東興證券深度報(bào)告 鋼 鐵 行 業(yè) ： 高性能 工模具 鋼是我 國(guó)的戰(zhàn) 略性新 興產(chǎn)業(yè) DONGXING SECURITIES 2018-2020 年受汽車等下游行業(yè)周期和疫情的影響，我國(guó)的模具行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模在 2017 年創(chuàng)下歷史新高后 有所收縮。盡管如此，從汽車、家電和電子等行業(yè)的成長(zhǎng)性看，我國(guó)的模具行業(yè)和模具鋼的市場(chǎng)仍然有成長(zhǎng) 空間。疫情沖擊后我國(guó)的汽車、家電行業(yè)的需求拐點(diǎn)即將到來(lái)，同時(shí) 5G 滲透率提升后將迎來(lái)電子設(shè)備的更 新潮，模具鋼的需求有望逐步回暖。 汽車行業(yè) 90%以上的零件由模具成型，主要是冷作模具鋼、塑料模具和熱作模具鋼，三類模具中沖壓模 具要占到一半

33、左右。一般情況下，制造一輛普通轎車本身便需要約 1500 個(gè)模具，當(dāng)中有接近 1000 個(gè)的 沖壓模具和超過(guò) 200 個(gè)的內(nèi)飾件模具。 我國(guó)目前的汽車產(chǎn)銷量與理論峰值之間還有很大的差距，同時(shí)傳統(tǒng)燃油車和新能源汽車新車型的數(shù)量持 續(xù)增加。我國(guó)的汽車保有量遠(yuǎn)低于美、日，汽車市場(chǎng)容量非常大；從銷售量看，美國(guó)和日本隨著日均 GDP 和國(guó)民可支配收入的增長(zhǎng)，汽車銷量持續(xù)增長(zhǎng)至 400 萬(wàn)輛/億人以上，我國(guó) 2019 年的汽車銷量為 184 萬(wàn)輛/億人，汽車市場(chǎng)理論上至少有 1 倍的成長(zhǎng)空間。 圖15：主要的汽車沖壓零部件圖16：我國(guó)的汽車銷量及增速 3,000 2,500 2,000 1,500 1,0

34、00 500 50 30 10 -10 -30 -500 銷量: 汽車: 累計(jì)值 月 萬(wàn)輛銷量: 汽車: 累計(jì)同比 月 % 資 料 來(lái) 源 ： 百度， 東興證 券研究 所資 料 來(lái) 源 ： 中國(guó)汽 車工業(yè) 協(xié)會(huì)， 東興證 券研究 所 圖17：我國(guó)的汽車保有量和銷量與美日的比較圖18：我國(guó)乘用車市場(chǎng)新車上市統(tǒng)計(jì) 700 600 500 400 300 200 100 0 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 837 638 591 518 413416 173 184 101 人均GDP（百美元）千人保有量（量） 中國(guó) 美國(guó) 日本 銷量（萬(wàn)輛/億人）2014

35、201520162017 新能源 新車型 2018 上市新車傳統(tǒng)能源 資 料 來(lái) 源 ： 國(guó)家統(tǒng) 計(jì)局， 東興證 券研究 所資 料 來(lái) 源 ： 威爾森 監(jiān)測(cè)， 東興證 券研究 所 得益于內(nèi)需和出口的強(qiáng)勁拉動(dòng)，我國(guó)的大家電產(chǎn)銷量總體保持增長(zhǎng)，同時(shí)小家電滲透率尚有較大的提高 空間。家電行業(yè)零件的 80%靠模具成型，使用量最大的是塑料模具鋼（代表鋼號(hào)為 P20 和 718） 。我們 預(yù)計(jì)未來(lái)家電行業(yè)對(duì)模具鋼的需求增長(zhǎng)有較強(qiáng)的支撐。 敬 請(qǐng)參閱 報(bào)告結(jié) 尾處的 免責(zé)聲 明東 方 財(cái) 智 興 盛 之 源 東興證券深度報(bào)告 P13 鋼 鐵 行 業(yè) ： 高性能 工模具 鋼是我 國(guó)的戰(zhàn) 略性新 興產(chǎn)業(yè) DON

36、GXING SECURITIES 圖19：我國(guó)的大家電產(chǎn)量圖20：我國(guó)的小家電產(chǎn)量 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 0 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0 產(chǎn)量: 空氣凈化器 年 萬(wàn)臺(tái) 產(chǎn)量: 家用吸塵器 年 萬(wàn)臺(tái) 產(chǎn)量: 冰箱 年 萬(wàn)臺(tái)產(chǎn)量: 洗衣機(jī) 年 萬(wàn)臺(tái) 產(chǎn)量: 凈水器 年 萬(wàn)臺(tái)產(chǎn)量: 微波爐 年 萬(wàn)臺(tái) 產(chǎn)量: 家用空調(diào) 年 萬(wàn)臺(tái)產(chǎn)量: 彩色電視機(jī) 年 萬(wàn)臺(tái) 資 料 來(lái) 源 ： 國(guó)家統(tǒng) 計(jì)局， 東興證 券研究 所資 料 來(lái) 源 ： 國(guó)家統(tǒng) 計(jì)局， 東興證 券研究 所 電子通訊行業(yè) 60%-80%的零部件都

37、要依靠模具成型，其中精密沖壓模具和精密塑料模具約占模具市場(chǎng) 的 20%左右。過(guò)去我國(guó)的計(jì)算機(jī)、通信和電子設(shè)備制造業(yè)保持了高速擴(kuò)張的態(tài)勢(shì)，隨著 5G 滲透率提升 和電子設(shè)備更新周期的到來(lái)，我國(guó)的電子設(shè)備產(chǎn)銷量有望扭轉(zhuǎn)自 2018 年以來(lái)的下滑趨勢(shì)。 圖21：我國(guó)的計(jì)算機(jī)和手機(jī)產(chǎn)量及增速圖22：我國(guó)計(jì)算機(jī)、通信和電子設(shè)備制造業(yè)保持高速擴(kuò)張（%） 200,00070% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 70 60 50 40 30 20 10 0 150,000 100,000 50,000 0 -10% -20% -30% -10 -20 產(chǎn)量: 手機(jī) 年 萬(wàn)臺(tái)產(chǎn)量: 筆記本計(jì)

38、算機(jī) 年 萬(wàn)臺(tái) 筆記本同比 工業(yè)增加值固定資產(chǎn)投資完成額營(yíng)業(yè)收入 手機(jī)同比 資 料 來(lái) 源 ： 國(guó)家統(tǒng) 計(jì)局， 東興證 券研究 所資 料 來(lái) 源 ： 國(guó)家統(tǒng) 計(jì)局， 東興證 券研究 所 2.1.2 產(chǎn)業(yè)升級(jí)下高性能切削材料的需求持續(xù)增長(zhǎng) 2018 年我國(guó)刀具行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模創(chuàng)新高，從 2009 年以來(lái) 10 年的復(fù)合增速為 5.65%。目 前，我國(guó)的切削工 具市場(chǎng)以普通高速鋼刀具為主，隨著制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和加工材料的機(jī)械性能提升，高性能高速鋼、硬質(zhì)合金 等先進(jìn)切削材料的使用量和占比不斷攀升。盡管我國(guó)切削工具的產(chǎn)量持續(xù)下降，但刀具的單品價(jià)值提升顯著 是市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)張的重要原因。 我國(guó)金屬切削機(jī)床需求最

39、大的行業(yè)是汽車，占比達(dá)到 45%，其次是機(jī)械和軍工。根據(jù)中國(guó)機(jī)床工具工業(yè) 協(xié)會(huì)工具分會(huì)統(tǒng)計(jì)，2018 年會(huì)員企業(yè)刀具產(chǎn)品的總產(chǎn)值為 117.09 億元，其中高速鋼刀具產(chǎn)值為 54.40 億元，占比達(dá)到 46.5%。高速鋼刀具是現(xiàn)階段我國(guó)刀具產(chǎn)品中占比最大的品類，但與排名第二的硬質(zhì)合 金刀具占比差距縮小至 2.3 個(gè)百分點(diǎn)。 采用硬質(zhì)合金時(shí) ，切削速度比高速鋼提高兩倍以上 ，切削加工出的工件表面質(zhì)量和尺 寸精度也大大提高。 在發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)中硬質(zhì)合金刀具占據(jù)主導(dǎo)地位，在我國(guó)高速鋼刀具與硬質(zhì)合金刀具共同主導(dǎo)市場(chǎng)。根據(jù) 敬 請(qǐng)參閱 報(bào)告結(jié) 尾處的 免責(zé)聲 明東 方 財(cái) 智 興 盛 之 源 P14 東興

40、證券深度報(bào)告 鋼 鐵 行 業(yè) ： 高性能 工模具 鋼是我 國(guó)的戰(zhàn) 略性新 興產(chǎn)業(yè) DONGXING SECURITIES 國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)(CIRP)統(tǒng)計(jì)，硬質(zhì)合金刀具已占世界刀具消費(fèi)總額的 55%，高速鋼刀具為 40%，超 硬刀具為 5%。近 20 年高速鋼刀具產(chǎn)值每年遞減 1.25%，而硬質(zhì)合金刀具則每年遞升 1.1%。 圖23：我國(guó)刀具行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模繼續(xù)擴(kuò)張圖24：我國(guó)金屬切削機(jī)床及切削工具的產(chǎn)量持續(xù)下降 50040% 30% 20% 10% 0% 120 100 80 60 40 20 0 60 421 400 388 40 400 340 345 20 330330 322 312

41、0 300 200 100 0 243 -20 -40 -60 -10% -20% 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 切削刀具市場(chǎng)規(guī)模 同比增長(zhǎng) 金屬切削機(jī)床 萬(wàn)臺(tái)金屬切削工具 億件 金屬切削工具: 累計(jì)同比 %金屬切削機(jī)床: 累計(jì)同比 % 資 料 來(lái) 源 ： 中國(guó)機(jī) 床工具 工業(yè)協(xié) 會(huì)工具 分會(huì)， 東興證 券研究 所資 料 來(lái) 源 ： 國(guó)家統(tǒng) 計(jì)局， 東興證 券研究 所 圖25：金屬切削機(jī)床的主要下游圖26：我國(guó)的工程機(jī)械和汽車產(chǎn)量增速 200 150 100 50 20% 汽車 45%機(jī)械 軍工 其他 15% 0 -50 -

42、100 20% 產(chǎn)量: 汽車: 當(dāng)月同比 月 %產(chǎn)量: 挖掘機(jī): 當(dāng)月同比 月 % 資 料 來(lái) 源 ： 中國(guó)機(jī) 床工具 工業(yè)協(xié) 會(huì)工具 分會(huì)， 東興證 券研究 所資 料 來(lái) 源 ： 國(guó)家統(tǒng) 計(jì)局， 東興證 券研究 所 圖27：國(guó)內(nèi)外上各類型刀具的市場(chǎng)規(guī)模占比圖28：切削刀具的材料分類 60.0% 50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% 0.0% 55.0% 46.5% 44.2% 40.0% 9.3% 5.0% 硬質(zhì)合金高速鋼 國(guó)際 國(guó)內(nèi) 超硬刀具 資 料 來(lái) 源 ： 中國(guó)機(jī) 床工具 工業(yè)協(xié) 會(huì)，國(guó) 際生產(chǎn) 工程學(xué) 會(huì)，東 興證券 研究所資 料 來(lái) 源 ： 中國(guó)知 網(wǎng)，東

43、興證券 研究所 敬 請(qǐng)參閱 報(bào)告結(jié) 尾處的 免責(zé)聲 明東 方 財(cái) 智 興 盛 之 源 東興證券深度報(bào)告 P15 鋼 鐵 行 業(yè) ： 高性能 工模具 鋼是我 國(guó)的戰(zhàn) 略性新 興產(chǎn)業(yè) DONGXING SECURITIES 表5：刀具材料分類及主要應(yīng)用場(chǎng)合 描述主要應(yīng)用場(chǎng)合 在復(fù)雜刀具，尤其是制造孔加工刀 具、銑刀、螺紋刀具、拉刀、切齒 刀具等一些刃形復(fù)雜刀具，高速鋼 仍占據(jù)主要地位。 高合金鋼,必須通過(guò)熱處理強(qiáng)化。在淬火狀態(tài)下，高速鋼中的鐵、 鉻、部分鎢與碳形成極硬的碳化物，可以提高鋼的耐磨性。另一 部分鎢溶于基體，增加鋼的紅硬性。 高速鋼 主要通過(guò)優(yōu)化合金材料和研制新型涂層來(lái)提高刀具硬度、耐磨

44、性 常用于制造結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的刀具， 硬質(zhì)合金 陶瓷 和表面惰性，以提高刀具的整體加工性能和使用壽命如車刀、端銑刀、刨刀等。 主要用于冷硬鑄鐵、高硬鋼和高強(qiáng) 鋼等難加工材料的半精加工和精 加工。 主要通過(guò)添加不同化合物、改進(jìn)加工工藝和研制新型涂層來(lái)提高 刀具耐磨性、韌性，提高刀具的使用壽命，擴(kuò)展刀具是使用范圍 主要用于精加工有色金屬及非金 屬，如鋁、銅及其合金、陶瓷、合 成纖維、強(qiáng)化塑料和硬橡膠等。 人造聚晶金剛 石(PCD) 指用硬度可與金剛石相比擬的超硬材料制成的刀具。由于天然金 剛石價(jià)格比較昂貴，所以超硬材料刀具生產(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

45、的復(fù)合材 料。 超硬 材料 刀具 適于用來(lái)精加工各種淬火鋼、硬鑄 鐵、高溫合金、硬質(zhì)合金、表面噴 涂材料等難切削材料。 聚晶立方氮化 硼(PCBN) 資 料 來(lái) 源 ： 中國(guó)產(chǎn) 業(yè)信息 網(wǎng)，東 興證券 研究所 表6：各類刀具材料性能對(duì)比 性能指標(biāo)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn) 淬火硬度：HRC6367，熱硬性： 500600，允許切削速 具有較高的強(qiáng)度和韌性，并且具有一定的 硬度和耐磨性；制造工藝簡(jiǎn)單。 高速鋼硬度低，紅硬性差。 度：40m/min。 硬度、耐磨性、耐熱性都很高。切削性能 硬度：HRC7482，熱硬性：可 達(dá) 8001000，切削速度： 100300m/min。 比高速鋼高得多，硬度比高速鋼高，耐用

46、 抗彎強(qiáng)度和韌性比高速鋼低，工 硬質(zhì)合金 度可提高幾倍到幾十倍，在耐用度相同 時(shí)，切削速度可提高 410 倍。 藝性也不如高速鋼。 很高的硬度與耐磨性；很高的耐熱性；有 脆性大，強(qiáng)度與韌性低，抗彎強(qiáng) 高的化學(xué)穩(wěn)定性，陶瓷與金屬親和力小， 度只有硬質(zhì)合金的 1/21/5；導(dǎo) 高溫抗氧化性能好，即使在熔化溫度下也 熱率低，僅為硬質(zhì)合金的 1/2 不與鋼相互作用，因而刀具的粘結(jié)、擴(kuò)散、 1/5，熱膨脹系數(shù)比硬質(zhì)合金高 硬度 9195HRA，熱硬性： 1200，常用速度：100 400m/min，甚至可高達(dá) 750m/min。 陶瓷 氧化磨損較少。1030%，抗熱沖擊性較差。 極高的硬度和耐磨性；很低

47、的摩擦系數(shù)； 切削刃非常鋒利；很高的導(dǎo)熱性能；熱膨 脹系數(shù)比硬質(zhì)合金小幾倍，由切削熱引起 的刀具尺寸的變化很小。 人造聚晶 金剛石 硬度：HV5000 以上，熱硬 性：700800，切削速 度：25005000m/min。 熱硬性差，不能在高溫下切削； 與鐵元素的親和力很強(qiáng)，不易加 工黑色金屬。 超 硬 材 料 刀 具 (PCD) 聚晶立方 氮化硼 硬度：8000HV極高的硬度和耐磨性；很高的熱穩(wěn)定性； 抗沖擊性能較硬質(zhì)合金差，使用 10000HV，熱硬性溫度： 優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性；較好的熱導(dǎo)性，熱導(dǎo) 時(shí)應(yīng)注意提高工藝系統(tǒng)的剛性， 14001500。 性僅次于金剛石；較低的摩擦系數(shù)。 盡量避免沖

48、擊切削 (PCBN) 資 料 來(lái) 源 ： 中國(guó)產(chǎn) 業(yè)信息 網(wǎng)，東 興證券 研究所 在高精度、高壽命要求等關(guān)鍵領(lǐng)域要使用合金含量更高的高速鋼，但傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的高合金含量的組織會(huì)有 嚴(yán)重的偏析缺陷和粗大碳化物組織，進(jìn)而影響斷裂韌性。噴射成形和粉末冶金技術(shù)制備的高合金工具鋼有晶 粒細(xì)小、組織均勻、宏觀偏析小等特點(diǎn)，具有非常好的市場(chǎng)前景。粉末冶金高速鋼刀具的性能優(yōu)于普通高速 鋼，而且在沖擊負(fù)荷大的切削加工場(chǎng)合可替代硬質(zhì)合金刀具，預(yù)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模的復(fù)合增速在 1 0%以上。 敬 請(qǐng)參閱 報(bào)告結(jié) 尾處的 免責(zé)聲 明東 方 財(cái) 智 興 盛 之 源 P16 東興證券深度報(bào)告 鋼 鐵 行 業(yè) ： 高性能 工模具 鋼

49、是我 國(guó)的戰(zhàn) 略性新 興產(chǎn)業(yè) DONGXING SECURITIES 粉末冶金方法首先用霧化法制取低氧高速工具鋼預(yù)合金粉末，然后用冷、熱等靜壓機(jī)將粉末壓實(shí)成全致 密的鋼坯，再經(jīng)鍛、軋成材。粉末高速工具鋼的碳化物細(xì)小、分布均勻，韌性、可磨削性和尺寸穩(wěn)定性 等均很好，可生產(chǎn)用鑄錠法無(wú)法生產(chǎn)的更高合金元素含量的超硬高速工具鋼。 高性能高速鋼和粉末冶金高速鋼應(yīng)用比例呈增加趨勢(shì)，在發(fā)達(dá) 國(guó)家高性能高速鋼應(yīng)用比例達(dá)到 30 %以上， 粉末冶金高速鋼也已達(dá)到 20%左右。粉末冶金高速鋼組織細(xì)小，其強(qiáng)度和韌性分別是熔煉高速鋼的 2 倍 和 2.53 倍。目前全球粉末冶金高速鋼已占高速鋼年產(chǎn)量的 10%以上，美

50、國(guó)應(yīng)用粉末冶金高速鋼的比 例超過(guò) 15%。我國(guó)高性能高速鋼的應(yīng)用比例只有 10%左右，粉末冶金高速鋼應(yīng)用比例則更低。 粉末冶金高速鋼冶煉工藝復(fù)雜, 制造成本較高；與之相比，噴射成形制備工序少，成本較低，但產(chǎn)品質(zhì) 量較粉末冶金差些。世界上主要由少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的 7 家企業(yè)生產(chǎn)粉末冶金高速鋼，總產(chǎn)能約 2.4 萬(wàn)噸左 右。國(guó)內(nèi)的粉末冶金高速鋼生產(chǎn)才剛起步，以目前我國(guó)高速鋼刀具市場(chǎng)規(guī)模的 20%計(jì)將達(dá) 10 億元以上。 圖29：粉末冶金 AHPT15 高速鋼的顯微組織圖30：世界粉末冶金高速鋼在各類刀具中的占比 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 齒輪刀具拉刀立銑刀鉆

51、頭 資 料 來(lái) 源 ：粉 末冶金 高速鋼 的組織 和性能 研究，東 興證券 研究所資 料 來(lái) 源 ： 公開(kāi)資 料，東 興證券 研究所 2.2 工具鋼的國(guó)產(chǎn)替代市場(chǎng)容量大 2.2.1 我國(guó)模具行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力提升，高端模具鋼國(guó)產(chǎn)替代的市場(chǎng)容量大 國(guó)產(chǎn)模具鋼的性價(jià)比高，高端市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)替代的空間大。由于我國(guó)的模具制造技術(shù)水平總體進(jìn)步很大，模具在 國(guó)際采購(gòu)中具有性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，我國(guó)模具在國(guó)際貿(mào)易格局中占據(jù)著越來(lái)越重要的地位，出口金額已達(dá)到我國(guó)模 具行業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入的 15%。近 5 年來(lái)，我國(guó)進(jìn)口模具的國(guó)產(chǎn)化替代較為順利，模具進(jìn)口金額持續(xù)下滑，與 此同時(shí)模具的出口保持增長(zhǎng)。目前我國(guó)中高端模具仍依賴進(jìn)口，模具進(jìn)口

52、市場(chǎng)規(guī)模約為 20 億美元。 從進(jìn)出口的市場(chǎng)規(guī)?？矗?015-2019 年我國(guó)的模具出口金額從 50.82 億美元增長(zhǎng)至 62.46 億美元，累計(jì) 增長(zhǎng) 22.9%，出口市場(chǎng)年均增長(zhǎng) 2.91 億美元；同期模具進(jìn)口金額從 24.85 億美元降至 19.39 億美元， 累計(jì)下降 22.0%，進(jìn)口年均減少 1.37 億美元。 從進(jìn)出口的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，塑料橡膠模具、沖壓模具出口占比分別為 62.27%、19.30%，進(jìn)口占比分別為 44.96%、40.92%。根據(jù)我們的產(chǎn)業(yè)調(diào)研了解到，目前我國(guó)在大型塑料模具和超大型熱作模具等高端產(chǎn) 品上的進(jìn)口依賴度較大，主要是因?yàn)樯鲜龃蟪叽缫?guī)格的產(chǎn)品對(duì)組織、性能均勻性

53、的控制要求更高。 國(guó)產(chǎn)的模具鋼有著國(guó)外鋼廠不可比擬的交貨時(shí)間優(yōu)勢(shì)和成本優(yōu)勢(shì)，對(duì)于同樣規(guī)格的產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)模具鋼價(jià) 格只有國(guó)外的 1/3。近幾年國(guó)內(nèi)鋼廠不斷引進(jìn)先進(jìn)的冶煉設(shè)備，生產(chǎn)工藝和技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步， 已經(jīng)有部分高端模具鋼品質(zhì)達(dá)到歐洲標(biāo)準(zhǔn)模具鋼等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量等級(jí)可以與進(jìn)口模具鋼媲美。 敬 請(qǐng)參閱 報(bào)告結(jié) 尾處的 免責(zé)聲 明東 方 財(cái) 智 興 盛 之 源 東興證券深度報(bào)告 P17 鋼 鐵 行 業(yè) ： 高性能 工模具 鋼是我 國(guó)的戰(zhàn) 略性新 興產(chǎn)業(yè) DONGXING SECURITIES 圖31：我國(guó)模具進(jìn)出口金額（億美元）圖32：2019 年我國(guó)模具行業(yè)的進(jìn)出口產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 70 60 50

54、40 30 20 10 0 20% 15% 10% 5% 出口 14.12% 0% 塑料橡膠模具 沖壓模具 其他 -5% -10% -15% -20% -25% 進(jìn)口 44.96% 40.92% 2015 進(jìn)口 2016 出口 201720182019 進(jìn)口同比出口同比 資 料 來(lái) 源 ： 海關(guān)總 署，中 國(guó)模具 工業(yè)協(xié) 會(huì)，東 興證券 研究所資 料 來(lái) 源 ： 海關(guān)總 署，中 國(guó)模具 工業(yè)協(xié) 會(huì)，東 興證券 研究所 隨著我國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和模具行業(yè)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)中高檔模具的需求量越來(lái)越大。我國(guó)的模具 鋼與國(guó)際先進(jìn)水平 相比，在品種、質(zhì)量、尺寸規(guī)格及使用性能等方面都有差距，尚不能滿足

55、 高端市場(chǎng)的需求。 根據(jù)我們市場(chǎng)調(diào)研的數(shù)據(jù)推測(cè)，我國(guó)每年約有 10 萬(wàn)噸左右的高端模具鋼需要進(jìn)口，主要是精密的、長(zhǎng)壽命 的模具鋼，幾乎占據(jù)了整個(gè)模具鋼高端市場(chǎng)的 80%以上。進(jìn)口的模具鋼價(jià)格要比國(guó)內(nèi)的同類產(chǎn)品高出幾倍。 國(guó)外模具鋼采用了更多的成分、組織和性能等方面的單項(xiàng)指標(biāo)。以 H13 模具鋼為例，國(guó)外 H13 的控制 指標(biāo)最多達(dá) 8 項(xiàng)，而我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)只有 3 項(xiàng)。一般國(guó)產(chǎn) H13 鋼制的壓鑄模具壽命為 3 萬(wàn)5 萬(wàn)模次，而進(jìn) 口的優(yōu)質(zhì) H13 的壓鑄模具壽命可達(dá) 20 萬(wàn)次。在生產(chǎn)工藝上，國(guó)外普遍采用電爐+爐外精煉”，對(duì)于純 凈度要求更高的大部分采用電渣重熔，大截面鍛壓模塊和大型鋼材多采用真

56、空處理。 我國(guó)模具鋼的進(jìn)口來(lái)源主要有日本大同、日立金屬、德國(guó)葛利茲、瑞典 ASSAB、美國(guó)芬可樂(lè)等。進(jìn)口 模具鋼的牌號(hào)包括日本 NAK80、SKD61、 DC53、 SKD11 等，瑞典 S136、 8407、 DIEVAR、XW-41 等， 德國(guó) 1.2083、1.2344、1.2379，美國(guó)牌號(hào) H13、D2 等。進(jìn)口模具鋼的規(guī)格主要是大尺寸的鍛制模塊 （250-800mm600-1200mm）及大尺寸的模具扁鋼（30-300mm400-1500mm） 。 表7：中外代表牌號(hào)的模具鋼對(duì)標(biāo) 鋼種國(guó)標(biāo)美國(guó) AISI德國(guó) DIN日本 JIS 3Cr2W8V 5CrNiMo 5CrMnMo 4Cr

57、5MoSiV1 Cr12 H21 L6 1.2581 1.2713SKT4 SKT5 熱作模具鋼 冷作模具鋼 H13 D3 1.2344 1.208 SKD61 SKD1 SKD11Cr12MoV Cr12Mo1V1 9CrWMn 3Cr2NiMo 3Cr2Mo 1.2601 1.2379 1.251 D2 O1SKS3 718 P20 1.2378 1.2311 塑料模具鋼 資 料 來(lái) 源 ： 中國(guó)知 網(wǎng)，東 興證券 研究所 敬 請(qǐng)參閱 報(bào)告結(jié) 尾處的 免責(zé)聲 明東 方 財(cái) 智 興 盛 之 源 P18 東興證券深度報(bào)告 鋼 鐵 行 業(yè) ： 高性能 工模具 鋼是我 國(guó)的戰(zhàn) 略性新 興產(chǎn)業(yè) DO

58、NGXING SECURITIES 我國(guó)的高端模具產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期依賴進(jìn)口材料支持其發(fā)展，無(wú)形中提高了模具產(chǎn)業(yè)特別是高端模具產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的危 險(xiǎn)系數(shù)。政治局會(huì)議提出提升國(guó)內(nèi)大循環(huán)的主體地位，維護(hù)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定，補(bǔ)齊關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了提 高我國(guó)模具行業(yè)的安全系數(shù)，支持我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)健康平穩(wěn)地發(fā)展，我國(guó)亟需改善高端模具鋼幾乎依賴進(jìn)口的 局面。我國(guó)模具鋼產(chǎn)業(yè)要補(bǔ)齊短板和功課：（1）高端化：加強(qiáng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，提高模具鋼性能，同時(shí)促進(jìn)品種 規(guī)格多樣化、制品化； （2）專業(yè)化：形成專業(yè)化模具鋼生產(chǎn)；（3）品牌化：以質(zhì)量樹(shù)立模具鋼品牌。 表8：國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口模具鋼市場(chǎng)的差異 項(xiàng)目進(jìn)口國(guó)產(chǎn) 外觀一般以精加工后銷售一般以黑皮料

59、銷售 一般以鋼廠直銷方式經(jīng)營(yíng)，提供配套熱處理、拋光處 以鋼貿(mào)商銷售為主，鋼廠以單純的買賣關(guān)系方式銷 銷售方式 理、失效分析、選材培訓(xùn)、精料加工等有償服務(wù)售，少有售后 質(zhì)量等級(jí) 價(jià)格 以高端的質(zhì)量等級(jí)產(chǎn)品為主以中低端的質(zhì)量等級(jí)產(chǎn)品為主 一般是進(jìn)口模具鋼價(jià)格的三分之一一般是國(guó)產(chǎn)價(jià)格的 35 倍 資 料 來(lái) 源 ： 百度， 東興證 券研究 所 2.2.2 我國(guó)高端刀具的進(jìn)口替代市場(chǎng)規(guī)模達(dá)百億 我國(guó)進(jìn)口刀具的市場(chǎng)規(guī)模尚在不斷增長(zhǎng)，過(guò)去 10 年進(jìn)口刀具占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的份額從 15%提高至 30%，進(jìn)口市 場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 148 億。由于制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)高性能刀具的需求增加，我國(guó)進(jìn)口的主要是包括硬質(zhì)合金制品在

60、內(nèi)的高端刀具產(chǎn)品，進(jìn)口刀具的單價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)產(chǎn)刀具，剔除硬質(zhì)合金的高端刀具進(jìn)口額在 40 億元以上。 根據(jù)中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)工具分會(huì)的統(tǒng)計(jì)分析，2018 年我國(guó)刀具市場(chǎng)總消費(fèi)規(guī)模達(dá)到 421 億元，創(chuàng) 歷史最高記錄，同比增長(zhǎng) 8.5%。其中國(guó)產(chǎn)刀具約 273 億元人民幣，占比 65%；進(jìn)口刀具（含境外品牌） 148 億元人民幣，占比 35%。 從過(guò)去我國(guó)切削工具進(jìn)出口的單價(jià)看，我國(guó)切削工具進(jìn)口的單價(jià)遠(yuǎn)高于出口，而且進(jìn)口切削工具的價(jià)格 漲幅顯著高于出口，從 2007 年的 18675 美元/噸上漲至 2012 年 98931 美元/噸。 進(jìn)口刀具中金額前三分別為經(jīng)鍍或涂層硬質(zhì)合金制的金工機(jī)械用刀