（陈诉出品方/作者：海通证券，张恒晅，刘砚菲，胡舜杰）

1.锻造根本先容

1.1锻造行业的发展进程

只管锻造技能早在几千年前就被人们把握，但是直到工业革命的举行，锻造技能才 得到真正长足的发展。1842 年，内史密斯发明双作用锤，创造了第一个由蒸汽驱动的， 用于打桩和大型锻件成型的工业呆板，可以锻造出各种复杂外形的锻件；1860 年，哈 斯韦尔构造了自由锻水压机。这些装备的出现标记锻压技能徐徐成为一门具有影响力的 学科。1864 和 1913 年屈雷斯加和密席斯先后发现了金属举行塑性变形的条件（屈服准 则），以后前苏联学者古布金体系性论述了压力加工原理，他们共同奠基了压力加工学 科的理论根本。

国内的呆板锻造业发展相对滞后。直至 20 世纪 50 年代，仍在利用洋务运动时期 引入的英、日、德等国的蒸汽锤、电动氛围锤、蒸汽增压式水压机。50 年代末与 60 年 代初，中国徐徐开始锻造装备国产化进程，开端可以自制万吨级的水压机和各种范例的 锻锤。受 80 年代改革开放海潮的助推，锻造工业以后在我国从质到量有了全面发展。 根据派克新材招股分析书，如今我国已经成为第一锻件生产大国。 为迎应当代航空工业金属部件的加工要求，大压力模锻液压技能应运而生。于 1934 年，德国研制了 70MN 模锻液压机制造战斗机须要的航空铝合金锻件，并于二战期间又 先后制造了 300MN 模锻水压机 1 台、150MN 模锻水压机 3 台。由于模锻液压机对于 空戎衣备的质量及生产本事非常紧张，二战后美苏在得到德国模锻液压机实物的根本上 连续发展研制出一大批性能优秀的大吨位模锻液压机。

1.2锻造工艺原理：锻件的布局性能直接关系到飞机的利用寿命和可靠性

锻造是通过塑性变形改变金属锻件呆板性能和内部构造的工艺，可以提拔零件自身 的承力和抗打击性能。在飞机机体及发动机布局中，承力、传力布局的紧张零件一样寻常需 要举行锻造。在航空发动机中，航空锻件如今紧张应用于风扇、压气机、涡轮和燃烧室 等四大部件，紧张起包容、毗连、支持、密封等作用，是非常紧张的零部件。

锻造相对于铸造可以或许有用地清除气孔析晶等标题。锻造的金属质料由于制造工艺， 不可克制地存在具有气孔、缩孔和树枝状晶等缺陷。在加压装备及工（模）具的作用下， 坯料或铸锭会产生局部或全部的塑性变形，在加工后其外形、尺寸稳固性好，构造匀称， 纤维构造公道，相比加工前其综协力学性能更佳。

锻造按工艺可分为自由锻、模锻、辗环，此中辗环技能成为制备超大型环锻件的唯 一工艺方法。辗环是借助辗环机使环件产生一连局部塑性变形的先辈技能，辗环可大幅 度低落装备吨位和投资，具有振动打击小、节能节材、生产服从高、生产本钱低等显着 优点，故随着辗环机大量投入，环轧技能被广泛利用。

1.3航空难变形环形锻件：性能+资质壁垒要求高

接纳辗轧技能成形的环件具有构造致密、强度高、韧性好等优点，是铸造或其他制 造技能所不能替换的。航空发动机的压气机机匣、涡轮机匣、联合环、安装边、封严环 和环状火焰筒等均为高温合金和钛合金环形锻件。根据航宇科技招股书，按代价盘算， 航空发动机环形锻件高达发动机代价的 6%，是航空发动机的关键锻件。且航空发动机 环形锻件工作条件恶劣，具有耐高温、高压、高腐蚀等特点，质量稳固性及力学性能明 显高于平常锻件。

环轧资质壁垒高，少数企业拥有航空难变形环形锻件生产资质。国际航空发动机制 造商对供应商的管理非常严格，企业只有通过 AS9100D 与 NADCAP 等干系认证才华 与取得该行业境外客户的订单。中航重机，航宇科技，派克新材已通过认证进入此范畴， 市场竞争水平低。此中航宇科技累计 16 年航空锻造履历，克制 2021 年上半年已累计 发明专利 53 项；派克新材进入航空锻件范畴较晚，克制 2021 年上半年得到发明专利 33 项。

2.锻件制造工艺和技能蹊径

2.1航空锻件未来发展趋势

难变形质料遍及提拔发动机性能，细密化、团体化加工工艺成为焦点突破方向。在航空锻件中钛合金、高温合金的应用愈发广泛。发动机徐徐向高推重比（最大推力和发动机的净重之比）、长寿面和低油耗方向发展，选材更多利用高比强度、高比刚度的高温合金（镍基、钴）及新型钛合金等难变形质料，如允许以提拔发动机的耐高温性和抗形变本事，增强飞机在极度环境下的利用寿命。当代先辈航空发动机约莫有三分之一重量的关键零部件选用优质、高性能的钛合金质料，比方F-22和F-35飞机钛合金用量已分别高达39%和27%。

航空锻件的成型技能向细密、团体、复杂、高性能、高可靠、低本钱方向发展。随 着高新技能武器装备向小型化、准确化、轻量化、高可靠、低本钱方向发展，对布局件 及其成形技能的要求越来越高。为进步航空锻件尺寸精度，镌汰加工余量，细密环件轧 制技能得以敏捷发展，如今，细密轧制的环件直径尺寸精度可到达 1/1000。别的，为 了进一步进步环件轧制技能结果，复杂化、团体化环件轧制技能成为未来紧张发展趋势。

2.1.1细密环轧技能

准确环轧技能是生产高性能无缝环件的首选工艺方法，国内企业开端把握细密成型 本事。无缝环件对于进步武器装备的性能水平、利用寿命和研发本事都有紧张影响。目 前工业发达国家已大量装备差别范例和规格的环轧生产线，但是我国的细密锻造技能在 整个成形生产中比重还比力低，成形件精度匀称要比国外低 1~2 个品级，因此发展难变 形质料复杂异形环件细密轧制技能是国内锻件生产商的紧张发展方向。

如今，中航重机在环形锻件细密轧制方面的技能居国内领先水平，并于 2021 年投 资创建细密锻造生产线；航宇科技大型航空发动机机匣团体细密成型已乐成应用于国产 长江系列商用航空发动机及新一代窄体客机发动机 LEAP；派克新材也把握异形截面环 件团体细密轧制技能，配备 1.2m-10m 多台细密数控辗环机；三角防务连合清华大学自 主筹划 400MN 大型航空模锻液压机生产线，把握大型团体细密模锻技能。

2.1.2复杂布局件团体等温锻造技能

等温锻造技能是盘件和叶片制造的未来技能方向，陕西宏远具备国内领先的研发优 势。航空发动机涡轮盘、压气机盘、叶片是恶劣环境下服役的零部件的典范代表，对其 强韧性、疲劳性能、可靠性及长期性的要求非常严格，接纳等温锻造技能可显着改善锻 件的微观构造和利用性能，从而进步锻件构造性能匀称性和流线完备性。如今发达国家 已广泛接纳等温锻造技能生产发动构造键锻件，其航空发动机盘件中 90%以上接纳等温 锻造技能生产。但是如今我国工艺生产的锻件重量匀称比国外重 10%~20%，大型锻件 的质料利用率一样寻常只有 10%~15%，等温锻造工艺稳固性标题亟待办理。

我国对等温锻造技能的研究起步于 20 世纪 70 年代末期，除北京航空质料研究院、 西北工业大学等科研单位到场外，诸如中航重机旗下的陕西宏远和贵州安大也到场研 发。如今陕西宏远创建有省级技能中央及盘算机辅助中央，在等温锻模具筹划与制造、 等温锻技能开发等范畴具备国内领先的研发上风。

2.1.3数值模仿技能

数值模仿技能带来降本上风，国内厂商着力提拔仿真工艺。锻造过程数值模仿技能 是借助高速发展的盘算机技能和当代数值算法，将实际的锻造过程举行模子化，优化工 艺方案，从而镌汰原质料的消耗以减低本钱。如今，有限元法等数值模仿技能在发达国 家锻造范畴的应用非常广泛，但是我国多数企业照旧相沿传统的履历方式举行新品的试 制，服从低下，本钱较高。 重机、航宇、派克均着力发展数值模仿技能：重机于 2021 年募投于西安创建数值 仿真模仿中央；派克正在研究锻造成形过程的盘算机数值模仿技能，有望将环锻件的成 形精度由传统的 5‰～10‰进步到 1‰～3‰；航宇已将数值模仿技能应用于多台阶异 形截面高温合金机匣的稳固生产中。

2.1.4大型复杂构件团体细密锻造技能

大型复杂构件团体细密锻造技能成为减轻锻件布局重量、低落制造本钱、紧缩制造 流程的紧张工艺，国内企业着力缩小与发达国家间差距。如今钛合金团体布局件已广泛 应用于发达国家大型团体隔框锻件，国外先辈军用飞机上已有 40%左右的布局重量为整 体钛合金构件。我国比年徐徐引进万吨级以上模锻水压机推动国内工艺发展如，德阳二 重的 800MN 模锻液压机，西安三角防务的 400MN 模锻液压机，包罗陕西宏远锻造的 360MN 模锻生产线。如今，国内高端航空锻件生产商已把握团体锻造技能，如航宇科 技部门大型复杂异形环件的团体近净成形技能已到达国际同类先辈水平。

2.2锻造行业属资源麋集型行业，加工装备对产物性能起决定性作用

由于特种合金质料具有较强的特别性，决定了其加工装备必须具备较高的性能，比 如制造大型锻件须要万吨自由锻造压力机。由于智能化生产线须要大量的资金投入，国 外先辈的生产装备通常是国产装备代价的 3-5 倍以上，以是资金规模构筑了高端锻件制 造业的高进入壁垒。如今，中航重机拥有各类国表里先辈水平装备近千台，是国内大型 的细密轧制和特种锻造基地；派克新材现拥有 3600T 油压机、3150T 快锻机等多台压 力机，并募投购臵 7000T 自由锻液压机和精度更高的数控碾环机；航宇科技拥有 2500T 液压机，6300T 液压机与 8MN 快锻液压机组等先辈装备，并覆盖多种尺寸精度的辗环 机；三角防务如今拥有的 400MN 模锻液压机是现活着界上最大的单缸细密模锻液压机， 可以满意如今在研、在役的先辈飞机、航空发动机中的大型模锻件生产。

2.3高端金属布局质料依赖入口，上游工艺与发达国家差距显着

航空锻件行业利用的紧张原质料占主业务务本钱比例较高，原质料代价颠簸对行业 生产策划构成庞大影响。如今国内锻造行业用原质料发展不平衡，平常锻造的质料如碳 钢、平常的合金钢和不锈钢产能富足、品类丰富、质量相对稳固，而特别锻造用材如高 温合金、钛合金、航空航天用铝合金等高端质料则存在研发水平短缺、质量不稳固等问 题，导致部门品类仍全部依赖入口。

高温合金品格对发动机质量有显着影响，发达国家牢牢把握工艺话语权。高温合金 的研制在国际上紧张在德国、英国、美国、日本、俄罗斯等国家之间睁开，制备工艺从 变形高温合金、铸造高温合金徐徐升级至粉末冶金高温合金、定向凝固等技能，推动其工作温度范围徐徐升高，促进了航空发动机性能进步。但是如今我国高温合金从业企业 数量少，团体技能水平较国外龙头企业仍有较大差距，团体产能和实际有用产能较小， 这极大影响了我国锻造行业的发展。

3.需求端：

3.1财产竞争格局环境

我国锻件产能一连保持高位。据派克新材招股分析书援引中国锻压协会，2015 年 我国锻件产量为 1005 万吨，占环球总产量 39%，大幅凌驾其他国家份额。2020 年我 国锻件产量则高达 1349.2 万吨，已一连多年成为环球锻件的第一大生产国和斲丧国。

从环球锻造行业来看，我国产量占比大（15 年龄据），但德国、美国、俄罗斯为代 表的发达国家在原质料、装备水平、锻造技能和工艺等方面均处于天下领先职位。我国 锻造行业在原质料、热处理惩罚工艺、锻造工艺优化等方面与发达国家仍存在肯定差距，在 锻造行业的工艺数据库、质料数据库及软件开发仍与国外领先技能存在肯定差距，根本 处于空缺，制约了我国锻造行业的快速发展。

从国内市场看，我国锻造企业数量浩繁， 竞争比力猛烈，大部门锻造企业紧张从事平常碳钢、合金钢、不锈钢质料等锻件的生产， 对高温合金、钛合金、铝合金、镁合金等特种合金质料的加工本事团体不敷、产物技能 含量及附加值相对较低、工艺水平相对落伍。国内骨干锻造企业数量约 460 家，企业 匀称产量较低。大部门企业固然装备数量和种类较多，但是先辈装备所占比例小，而高 精、高效专用装备则更少。

我国航空锻造行业在锻造装备投入和万吨级装备总量上已跃居天下第一位。从事航 空锻造的企业在技能、产量、质量和生产管理方面，都到达了国家有关法规、规章和相 关标准的规定要求，许多企业按照民用飞机适航条例的严格规定，成为了国表里飞机和 发动机公司及格的锻件供应商。自此，我国航空锻造企业不光成为国内军、民用飞机和 发动机锻件的研发、生产、供应者，而且有本事开辟外洋市场。

我国大型自由锻件从推测制造，把握大锻件关键技能。质料方面，大型锻件须要大 型钢锭，近几年国内接纳“钢坯构筑技能”制造大型锻件毛坯取得盼望。在锻造技能方 面，我国研究并把握了大型锻件细化晶粒、大型锻件性能热处理惩罚等技能，对于大型奥氏 体不锈钢主管道锻造研究结果已乐成推广应用到“三代”华龙一号主管道制造，形成稳 定、批量制造本事。大型环形锻件技能领先，尤其是近 16m 直径大型法兰锻件补充了 天下空缺，满意了环球海上风电快速发展需求及核电发展的须要。

3.2军用：战略空军阶段，军机换装列装提速

发展战略空军推动军机换装列装提速，将动员军用航空发动机市场增长。我国空军 已进入发展“战略空军”阶段，但如今仍与美国等军事大国存在较大差距。同时，随着 我国航母奇迹的快速发展，我国未来将形成肯定规模的水师舰载机队。克制 2020 年， 我国各种现役飞机型号有十几种，同时据 Flight Global 发布的《World Air Forces 2021》, 我国海陆空各军种军机数量共计 3260 架，约占天下军机数量比重 6%，但对比美国仍 差距巨大。同时，中国战斗机中大量存在着歼-7、歼-8 等老旧二代机型，未来存在较高 的升级换代需求。

3.3民用：C919等国产商用科技规模化交付，民用市场远景可期

C919 等国产商用客机的规模化交付以及环球推力最大的商用航空发动机 GE9X 订单增长彰显境表里民品市场增长潜力。根据航宇科技招股书援引波音公司发布的 《Commercial Market Outlook 2019-2038》与航宇科技招股书援引空客公司发布的 《AirbusGlobal Market Forecast 2018-2037》推测市场代价的匀称值盘算，按照航空 发动机占飞机整机代价 20%、航发环形锻件占航空发动机代价的 6%盘算，未来 20 年 环球航空发动机环形锻件市场代价约为 831.6 亿美元，市场远景可期。

环球商用发动机市场被 GE、罗罗、惠普等把持，且这三家企业及他们的合资企业 将在未来一连领先民用航空发动机市场。根据航宇科技招股书基于商用飞机巨头波音及 空客的推测市场代价的匀称值盘算，按照航空发动机占飞机整机代价 20%的比例守旧 估计，未来 20 年航空发动机新装市场代价约为 1.26 万亿美元，备用航发市场代价约 为 1260 亿美元，新增航发市场总计约为 1.386 万亿美元。

我国长期以来以军用发动机为发展焦点（航发动力是紧张发动机制造商），商用航 空发动机相对落伍，岂论国产照旧入口客机一样寻常均利用入口发动机。不外由于 C919 等 国产客机徐徐交付，中长期市场增长潜力较大。根据航宇科技招股书援引《上海市民用 航空发动机财产中长期发展规划（2012-2030 年）》，未来 20 年我国商用航空发动机需 求量约 1 万台，代价约 1000 亿美元。按照环形锻件占航空发动机代价的 6%盘算，未 来我国商用航空发动机环形锻件市场代价每年约为 3 亿美元。 《中国商飞公司市场推测年报（2021-2040）》年报指出，基于环球经济到 2040 年 保持年均约 2.6%的增长速率，预计未来二十年环球将有凌驾 41429 架新机交付，代价 约 6.1 万亿美元（以 2020 年目次代价为根本），用于替换和支持机队的发展。到 2040 年，预计环球客机机队规模将到达 45397 架。

4.供给端

4.1国外厂商

国外发达国家的锻造财产成熟，具有全财产链上风，技能上对成形技能的要求越来 越高，塑性成形技能向细密、团体、复杂、高性能、高可靠、低本钱方向发展。如美国 航空工业中的细密模锻件占零件品种的 80％以上，俄罗斯占到 70%~75%，日本占到 63.9%，细密数控卧式辗环机等大型装备是其紧张的工业装备且其所需原质料具有有数 性。如今以美国为代表的发达国家在环件细密辗轧技能、钛合金和高温合金等难变形材 料团体复杂构件的等温锻造技能以及细密热模锻造技能等方面形成了领先的技能上风。 如今 CARLTON、DONCASTERS 等着名锻造企业根本已形成原质料、熔炼合金、锻 造成形、机加、装配等完备的航空零部件财产链条。

PCC 以铸件发迹进入航空范畴，通过收购增长锻件和布局件业务实现业务快速增 长，后收购高镍合金企业 Special Metals 和钛金属生产商 TIMET 实现进一步的降本增 效。1959 年 PCC 在开发允许更大铸件的新熔模铸造技能时履历了庞大突破，1967 年 PCC 与 GE 签署了 TF39 发动机部件的供应条约，后与普惠签署了 JT9D 商用发动机的 大型布局铸件协议。由此，细密铸件公司成为航空范畴的紧张到场者。1999 收购 Wyman-Gordon，成为公司锻件的紧张生产商，2006 年 PCC 收购 Special Metals，该 公司当时发明确 70 多种行业领先的合金并得到了专利，此中许多是为航空航天和其他 行业中最困难、最关键的任务服务而筹划的。2013 收购 TIMET，乐成将紧张的原质料 钛金属的美国最大的生产企业吸取进入团体内部。

国外龙头锻造企业固定资产占资产比率相对较低，绝对值宏大于国内龙头企业，全 财产链布局有用的平缓毛利率颠簸。以 PCC 为例，15 年公司的固定资产已到达 152 亿 元，占资产比率 12%而且出现降落趋势，而中航重机 2021 年的固定资产到达 24 亿元， 占资产比率 12.18%。从毛利率来看 PCC 收购了 Special Metals 和 TIMET，向上游拓展 布局了质料，以是毛利率相对来说比力稳固，而且高于同期中航重机的毛利率，而中航 重机受上游代价颠簸影响相对来说会比力大。

HWM 前身为美国铝业，可以生产 90% 以上的航空发动机部件，发明凌驾 90% 的 已用于飞行的铝合金。美国铝业团体于 2016 年收购天下着名航空发动机无缝环形锻件 供应商 FIRTHRIXSON 后组建创建 Arconic Inc 并独立上市。2020 年 4 月 Arconic 分拆 为 Arconic 和 HWM 两家独立的上市公司。HWM 专注于航空发动机和国防应用所需的 喷气发动机部件、航空航天紧固体系和钛布局部件，以及商业运输用的锻造车轮。公司 的产物支持体系遍布空中、海上和地面雷达和航空航天市场。

4.2国内厂家

财务特点：重资产、红利水平高、客户会集度高、占款本事一样寻常但在优化发动机锻 件具有重资产属性，比年焦点公司扩产比例高。中航重机、派克新材、三角防务、航宇 科技的 Capex/NI 常年维持在 80%（20 年全 A 中位数在 52%），分析确每年利润一泰半 都用于扩产，行业具有重资产属性，此中中航重机和航宇科技的扩产环境最为显着。航 宇科技在 22 年 4 月 12 日发布关于拟与贵阳国家高新技能财产开发区管理委员会签署项 目投资协议的公告。投资 12 亿元创建“航空发动机燃气轮机用环锻件细密制造财产园 项目”，预计自取得施工允许证之日起 18 个月内完成厂房主体及配套办法创建，33 个月 内开始试生产。

锻造占款本事一样寻常，应付账款占资产比远小于应收账款占比（根本都大于 20%）， 但应收占比在徐徐降落，应付比例在徐徐提拔，分析回款本事徐徐提拔。以 21 年中航 重机为例，策划运动现金净流量同比增长 130.48%，紧张就是由于收到客户预付款以及 贩卖回款同比增长。账龄上来看，航宇、派克和三角防务更加康健，1 年以内的应收都 在 85%以上。本钱上来看原质料占比高，颠簸性来看代价颠簸：高强度钢>高温合金>钛合金。通 过各公司的本钱分析表可以或许看出锻造行业的质料费用占比均到达 70%以上，因此业务成 本的颠簸会受质料代价颠簸的影响比力大。通过三角防务的招股书可以或许看出，钢材的价 格颠簸最大，其次是高温合金，末了是钛合金。

前五大客户贩卖收入占比逐年提拔，此中第一名关联交易业务的占比徐徐提拔，军工客 户依赖度高。客户上来看，三角防务的 21 年紧张客户为航空工业团体部属单位（贩卖 额占比 92.39%），航宇科技的客户布局相对分散，21 年第一大客户贩卖收入占比仅 17.00%，境内贩卖占比 77.91%。派克新材客户布局相对分散，19 年第一大客户为中国 航发团体（贩卖额占比 17.99%），航天科工贩卖额占比 5.33%，航天科技贩卖额占比 4.63%，中航重机客户布局比力分散，21 年前五大客户贩卖收入占比 52.38%，境内销 售额占比 93.97%。

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