高溫合金及鍛鑄產業深度報告:航空應用是高端轉型契機

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一、鍛鑄：製造業的基石，航空應用是高端轉型契機

1.1 鍛鑄是金屬成形的主流技術，是製造業高端轉型的基石

鍛鑄是最源頭，最傳統，也是最主流的金屬成形工藝，是製造業的基礎。金屬成形技術主要包括鑄造、鍛壓、機械加工、粉末冶金、金屬注射、3D 列印等。其中鑄造和鍛壓應用最為廣泛，是目前裝備製造領域各種金屬零部件的主要源頭成形工藝。鍛鑄製造業作為工業化的基石，在國民經濟發展中佔據不可或缺的地位，也是高端技術產品創新發展的根本保障。鍛鑄件的應用領域基本涵蓋整個製造業，包括航空航天、兵器船舶、軌交汽車、工礦、電力、石化、紡織、農業機械等各行各業，從通用零部件到專用零部件，凡涉及金屬原材料的成形加工均有賴於鍛鑄技術的應用。

鍛件機械性能較好，一般用於負載高、工作條件嚴峻，但結構複雜性要求相對不高的零件。鍛壓是一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產生塑性變形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法。通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產生的鑄態疏鬆等缺陷，優化微觀組織結構。根據鍛造溫度，可以分為熱鍛（800℃以上）、溫鍛（300~800℃）和冷鍛（室溫）。根據成形機理，鍛造可分為自由鍛、模鍛、碾環、特殊鍛造等：1）自由鍛以生產批量不大的鍛件為主，採用鍛錘、液壓機等鍛造設備對坯料進行成形加工，鍛造靈活性大，對設備精度要求較低。2）模鍛方法生產的鍛件尺寸精確，加工餘量較小，結構也比較複雜，生產率較高。3）碾環加工對於外徑超過 1 米的環形鍛件非常適合，其設備噸位小，加工範圍大，材料利用率高。4）特殊鍛造主要用於滿足前三種主流鍛造方式不能實現的鍛型零件要求。

鑄件適應性及應用範圍廣，成品近淨成形，可用於具備複雜結構及內腔的零部件。鑄造是將液體金屬澆鑄到與零件形狀相適應的鑄造空腔中，待其冷卻凝固後，以獲得零件或毛坯的方法。鑄造應用廣泛，適用性強，工業常用的金屬材料均可鑄造。通過鍛造可以生產形狀複雜的製件，尤其是複雜內腔的毛坯。按照工藝方法，鑄造可以分砂型鑄造和精密件鑄造，其中砂型鑄造是一種相對更通用，更具成本效益和效率的鑄造方法，但產品精度低且表面光潔度差；精密鑄造主要用於生產具有高表面質量的高精度和複雜產品。精密鑄造細分可以有金屬型鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造、離心鑄造等類型。1）砂型鑄造的生產周期短，產品成本較低，且產品批量、大小不受限制。2）熔模鑄造能夠鑄造外形複雜的鑄件，且鑄造的合金無限制，但工序複雜，費用較高。3）壓力鑄造工藝的產品質量和尺寸較穩定，壓鑄模壽命長，生產效率高，壓鑄件適合大批量生產，經濟效益好。4）離心鑄造適合生產管狀產品，生產中空鑄件時可不用型芯，其鑄件密度高，力學性能強。5）消失模鑄造主要生產高精度鑄件，無分型面，設計靈活，自由度高，生產方式較為環保。

我國製造業經過近 20 年的快速發展，在「大」和「全」兩個方面已具備全球領先優勢，但在「高精尖」方面還存在不少短板。隨著人口紅利弱化，國內勞動密集型產業的競爭力已經有所削弱。逐步將市場由簡單的加工組裝向更核心的產品開發設計、更尖端的關鍵部件生產以及更高附加值的產品領域去拓展，並逐漸在技術實力和品牌影響力等方面形成爭力，這將是我國製造業繼續向上攀登的主要落腳點。而製造業的高端轉型除了需要技術創新、理念創新、機制創新外，更需要相應布局國內基礎加工製造產業的升級，一方面傳統的低端、低效加工模式無法滿足上遊設計指標的更高要求，也無法勝任下遊批產和一致性需求；另一方面產業越是往高端發展，技術封鎖就越強，具備關鍵零部件製造加工能力的企業將成為稀缺資源，進口依賴是必須破除的瓶頸。鍛鑄造，特別是難變形金屬大型鍛件及耐高溫複雜精密鑄件的生產難度大且專用化和定製化屬性突出，核心技術僅掌握在少數企業手中，這些企業將成為我國製造業轉型升級過程中的重要支撐和保障。

1.2 我國鍛鑄行業規模大但發展水平低，高端產品依賴進口

我國鑄造行業規模大但集中度低，產品多數面向中低端領域。近年來，國內鑄造企業產量在逐年上升，出口也在持續增加，現階段產業規模均已佔到全球的 40%以上，並形成了一大批門類齊全的專業化生產企業。但數量上的優勢並不能掩蓋質量上的短板，國內鑄造行業總體呈現大而不強的格局，一是企業的分散度較高（中國鑄件產量全球第一，但單位企業平均產量不到德國的 1/4），單一品種零部件小規模生產、特殊產品內部配套的傳統生產模式依然佔據主導；二是國內鑄造企業多集中於中低端產品領域（以熔模鑄造為例，美國高附加值業務佔比 81%，中國佔比僅為 17%），多數小型鑄造廠的設備簡陋，主要從事低精度的鑄件坯料的生產，後續仍需較多的機加環節輔助，產品整體附加值低，加之企業數量眾多，導致行業競爭激烈，受到上遊原材料和下遊客戶的雙重擠壓。根據《羅蘭貝格報告》，儘管到 2017 年中國有 26,000 多家鑄造廠，但大多數中國製造商無法向主要行業，提供全球供應或在整個供應價值鏈上提供一站式解決方案。

2010 年後國內鍛造產業迎來一輪快速發展，在大噸位設備及大型件產能上取得較大進步。國內鍛造產業在 2010 年後曾迎來一陣萬噸線密集上馬的高峰期，短短幾年時間，國內萬噸線由 6 條猛增到 20 條以上，大型曲軸/前軸鍛造能力由 100 萬件左右驟升到 400 萬件。經過該輪產能上量熱潮後，不管是中國二重、中航重機、長城特鋼的萬噸線，還是江浙一帶的小型自由鍛造企業，國內鍛鋼的產能已趨向飽和，但這些大噸位設備目前還是以自由鍛為主，無法滿足高成型難加工金屬鍛件的生產需求，大噸位的等溫鍛、多向模鍛產能依然存在缺口。

「量」實現快速擴張的同時「質」的提升亟需跟進，我國難變形金屬大型鍛件的生產能力依然薄弱。我國鍛造業務的體量，但在下遊部分應用領域的關鍵鍛鑄部件以及難變形金屬鍛件我國依然存在進口依賴，高檔次模鍛產品的研製生產仍較為落後，材料方面仍然以偏低端的碳結鋼與合結鋼為主。據統計，汽車鍛件的高檔次產品有 70%～80%是進口的。有色金屬尤其是難變形金屬方面，我國已取得一定的成果，但規模化應用相比國外仍有差距，我國飛機結構鍛件以鋁合金為主，而國外對鈦合金、複合材料已經有很高的應用比例。國外在有色金屬鍛件生產工藝方面採用了很多新技術，如鈦合金等溫模鍛、發動機空心渦輪軸熱擠壓等。這些技術在我國的應用普及度較低，主要鍛造設備仍然以摩擦壓力機為主。由於材料及鍛鑄能力的不足我國在部分高端領域主機產品無法實現國產化，例如航發及燃氣渦輪、大型石油煉化、百萬千瓦級核電、超臨界火電等重大技術裝備。這些裝備的核心鍛鑄件由於使用條件苛刻、技術要求高、製造難度大，因此也具有更高的附加值，這是我國製造業轉型和鍛鑄能力升級的主攻方向。

在需求放緩、競爭加劇、環保趨嚴三期疊加下，低端鍛鑄迎來產業整合，龍頭憑藉規模和資金優勢有望提升市場份額。隨著國內經濟增速的換檔，低端鍛鑄廠在很大程度上面臨生產過剩的窘迫處境。在需求增速放緩的大趨勢下，從整個行業情況來看，由於低檔次裝備很多，重複建設嚴重，影響設備使用率。2012 年蘇南重工曾投產當時「世界上最寬、最快速、最大規格」的 14000t 鋼鐵鍛造生產線，但由於實際產量不足預期導致虧損嚴重，2016 年底已基本停產。齊魯特鋼 2016 年投產的2000 噸精鍛機也處於停產狀態，現有設備完全可以達到產量平衡甚至過剩。此外，鍛壓行業是材料、能源等各類資源的消耗大戶，亦會對環境造成一定的汙染。隨著國家對環保的重視，鍛造行業中小企業受到較大影響，但是規模體量大的重點企業有資金和技術實力去進行環保和汙染整治，在資源獲取上也相對更有優勢，因此所受影響較小，不至於破壞經營的可持續性。在需求疲軟、競爭激烈、環保趨嚴的大背景下，許多體量小、技術同質化嚴重的鍛鑄企業經營陷入困境，低端鍛鑄市場進入產業整合期，龍頭憑藉規模和資金優勢有望提升市場份額。該過程的推進不會一蹴而就，甚至可能伴隨毛利率下滑的風險，需要耐心等待同時緊密跟蹤市場供需和競爭格局改變的契機。

中高端鍛鑄市場需求旺盛，同時符合產業升級方向，是未來發展的重點。我國鍛鑄行業產能過剩，但只是針對低端產品市場，對於難變形金屬大鍛件、精密鑄件等高端產品市場，仍然長期被國外企業佔據。長期以來我國重主機、輕配套的發展思路，致使大型鍛件，以及葉片、液壓件、密封件等基礎零件一直成為制約我國大型成套設備發展的瓶頸。近年來一方面需求端的拉動效應開始增強，大飛機「三兄弟」（AG600、ARJ21 和 C919）正在和未來陸續交付上量，航發、燃機、核電、油服、海工等領域整機及零部件的國產替代加速，提出了大尺寸、高強度、高精度、高工藝的要求；另一方面供給端的技術差距逐漸縮短，在細分領域已走出一些成功切入高端零部件鍛鑄環節的優質企業，部分早期的投資布局迎來收穫；加之國家和政府的支持，需求、供給、政策三力協同之下，未來幾年中高端鍛鑄產業有望進入快速增長通道。

1.3 以航空及兩機為主的高附加值領域是我國鍛鑄產業高端轉型的重要突破口

近年來，隨著產業升級和鍛鑄技術的提高，我國開始從「鍛鑄大國」向「鍛鑄強國」邁進。業務的轉型升級、專業化整合、產業鏈延伸是鍛鑄產業的發展趨勢，參考海外經驗，我國鍛鑄產業高端轉型的契機在於精密鑄造、大型鍛造和高性能材料的使用，而這些升級方向的核心應用場景又以航空航天市場為主，因此以航空及兩機為主的高附加值領域將是我國鍛鑄業高端轉型的重要突破口。

鑄造

以熔模鑄造為主的精密鑄造是製備高附加值合金鋼、不鏽鋼、特種合金鑄件的主要方式。傳統低端零部件普遍技術含量低，主要以鑄鐵、碳鋼等普通材料為主，進入門檻低，行業零散化程度高；而高端零部件市場則以技術含量高的合金鋼、不鏽鋼、特種合金鑄件為主，要求鑄件精度高、表面粗糙度低，且能實現少或無切削加工，存在較高的技術壁壘。精密鑄造尤其是熔模鑄造作為最複雜的鑄造工藝之一，可以支持其他任何鑄造方法無法比擬的最佳成型，用於生產複雜形狀鑄件能同時保持高尺寸精度和高表面質量，並且適用於鑄造幾乎所有金屬。隨著產業轉型升級下對高端零部件的需求和要求逐漸增大和提高，未來高端精鑄件的比例會大幅增加。

航空航天是高端鑄造最核心的市場，佔據了 39%的市場份額，同時拉動了 50%的增量需求。觀察全球熔模鑄造市場，從 2001 年至 2018 年，航空航天板塊不僅在下遊市場中佔比最高（接近 40%），而且 7 年時間貢獻了 28 億美元增量需求中的 50%。毫無疑問，航空航天板塊是高端鑄造市場最主要也是增長最穩定的子領域，這一現象在美歐等發達國家更為明顯（美國熔模鑄造市場中航空航天的佔比高達 59%）。根據羅蘭貝格預測，全球熔模鑄造市場預計將以 4.1％的複合年增長率從 2018年的 142 億美元增長到 2023 年的 174 億美元，其中航空航天板塊依然是最大的收入和增長來源，有望貢獻 13 億元的需求增量。

在熔模鑄造領域，北美和歐洲是目前市場的主要玩家，合計佔比 67%，而中國僅為 20%。2018 年北美和歐洲分別佔據全球熔模鑄造市場 43%和 24%的份額，以美國為例，在其精密鑄件市場中，以高溫合金、特鋼、鈦合金材料為主的航空鍛鑄件佔據了絕對的份額。北美的熔模鑄造以高附加值（航空航天及燃氣輪機）鑄件為主，比例超過 70%。從市場分布看，航空航天件佔比 59%，工業燃氣輪機佔比 20%；從鑄造材料看，高溫合金佔比 57%，鈦合金佔比 11%。可以發現高附加下遊市場及難變形金屬在北美精鑄企業中佔據了絕大部分的產值。另一方面，中國在全球市場僅佔據20%的份額，但已在亞洲市場佔據主導地位，2018 年佔亞洲市場總份額的 60％以上，主要得益於近年來航空航天和汽車行業對熔模鑄造應用的增長。中國地區熔模鑄造銷售份額佔比低主要源於高附加值產品較少（航空航天及燃氣輪機佔比僅為 13%），但未來隨著國產飛機及國際轉包需求的不斷增長，高附加值市場銷售份額有望快速增長。

鍛造

高溫合金、鈦合金等難變形金屬大型鍛鑄件為主的高端加工是發展的主要方向。根據中國鍛壓協會對大型鑄鍛件的定義，大型鍛件是指通過 1000 噸以上液壓機、5 噸以上自由鍛錘鍛造生產的自由鍛件及由 6000 噸以上熱模鍛設備、10 噸以上模鍛錘生產的鍛件。大型鍛件主要用於製造重大裝備的關鍵和重要部件，產品綜合性能要求高、工藝複雜、多為特殊定製。大型鍛件的主要應用方向包括飛機、柴油機、船舶、兵器、石化、礦山、核電、火電、水電等領域。經過 2010 年左右萬噸線投產高峰後，我國在多數領域已經實現了大型鍛件的自主化，例如 700MW 水電機組、1000MW核電及超臨界火電機組等，但是在航空及兩機裝備領域，目前依然有很大的空白。

由於難變形金屬的應用能力薄弱，航空及兩機裝備領域大型鍛件的生產一直是我國鍛造業的短板。伴隨航空產業的快速發展，飛行器對輕量化與可靠性的極致追求，催生了對材料和鍛件的性能越來越高的要求。鈦合金、高溫合金等材料的應用日益廣泛，美國 F-22 和 F-35 飛機鈦合金用量已分別高達 41% 和 27%，先進航空發動機中高溫合金和鈦合金鍛件重量佔發動機總結構重量的55%~65%。而高溫合金、鈦合金屬於難變形材料，即加工參數範圍狹窄、變形抗力大、組織性能對加工過程十分敏感。所以鍛造技術在航空製造領域的應用相比其他工業領域難度更大。大型模鍛件生產能力往往成為制約一國航空工業能力的瓶頸，甚至能直接決定某個飛機型號是否可行。例如，當今世界上最大的客機 A380，其使用的鈦合金起落架必須由俄羅斯 750MN 模鍛液壓機加工，西歐尚不具備此加工能力。

航空領域鍛鑄造比其他領域要求高、難度大，武器裝備的升級促使成形技術向精密、整體、複雜、高性能、高可靠、低成本方向發展。隨著現代飛機對高可靠性、高耐久性、長壽命、低成本等要求的逐步提高，飛機零部件的性能要求越來越高，相關毛坯製造技術水平需要不斷提升。等溫鍛造、精密鍛造工藝是目前行業內先進的鍛造工藝，與常規模鍛相比，具有組織性能均勻、變形抗力小、工藝可控性好、成形性好、質量穩定性好、材料利用率高等工藝優點，所生產的鍛件具有優良的力學性能，在航空飛機、發動機的關鍵承力件中具有不可替代的地位。根據《航空製造技術》，美國航空工業中的精密模鍛件佔零件品種的 80％以上，俄羅斯佔到 70%~75%，日本佔到 63.9%。以美國為代表的發達國家均投入大量人力物力開展了先進鍛造技術與工程化應用研究。在環件精密輾軋技術、鈦合金和高溫合金等難變形材料整體複雜構件的等溫鍛造技術以及精密熱模鍛造技術等方面形成了領先的技術優勢，成為其先進軍用飛機、發動機、戰略戰術飛彈、兵器、艦船等高新技術武器裝備研製生產的重要技術支撐。

二、海外：專業化鍛鑄發展壯大，近淨成型成為主流

2.1 格局：主機廠削減內部鍛鑄配套，外部專業化鍛鑄企業集中度持續提升

主機廠的鍛鑄任務由傳統的內部配套，逐步轉向外部專業化鍛鑄企業。航空鍛鑄企業上遊主要為各類原材料供應商，包括高溫合金、鈦合金、鋁合金、特鋼等金屬材料，由於航材的高要求，這些材料往往具有很強的專用性和獨立的牌號，在性能、價格、供應商數量等方面相比傳統材料有較大差異，具備一定的議價能力。鍛鑄企業負責將原料加工為零件毛坯，然後經過機加或直接交給航空結構件製造商，裝配為結構部段，最後由主機廠總裝交付。過去結構件、零部件甚至鍛鑄件的生產均主要由主機廠系統內部的工廠負責，但隨著商業航空產業規模的持續擴大，零散化的加工配套在生產效率、生產成本、專業性和標準化等方面已無法適應新的需求，且主機廠也認為應該把更多的資源集中投入到市場銷售、飛機研發和總裝等高價值環節才能獲得競爭優勢。在此背景下，鍛鑄件的生產配套首先外溢，隨後逐步發展到機加和結構件業務。整個過程按從上遊到下遊，從簡單到複雜，從邊緣到核心的順序推進，其中規模最大的 Spirit AeroSystems 就是由波音的威奇託工廠在 2005年剝離後發展起來的。目前全球已形成多家專業化的航空結構件供應商，機身、機翼、尾翼、發動機支撐 4 大航空結構件板塊的主要生產企業（佔比不低於 0~5%）數量均在 10 家以上。

航空航天精密鑄造市場集中度高，排名第一的 PCC 佔據了 34%的份額。目前全球精鑄業務產值排名第一的 Arconic（是美鋁將航天、機動車和運輸等產業分拆出的上市公司）18 年營收為 140 億美元，但其熔模鑄造營收僅為 18 億美元，所佔比例並不高，主要為航空航天和燃氣輪機市場生產高溫合金、鈦、不鏽鋼和鋁熔模鑄件。排名第二的 PCC（15 年被伯克希爾哈撒韋收購）18 年營收為 118 億美元，按併購前業務結構測算（2015 年伯克希爾哈撒韋以 372 億美元完成對 PCC 的全資收購），PCC 的熔模鑄造產值在 30 億美元，其中面向航空航天領域 19 億美元（市佔率 34%），面向燃氣輪機領域 9 億美元（市佔率 30%）。在航空航天及兩機精密鑄造領域，PCC 是目前行業當之無愧的龍頭。除上述公司外，全球獨立精密鑄造公司中，只有日立和 KSB 兩家公司的產值過10 億美元，但主要面向汽車和工業領域。總體來看海外精密鑄造行業的頭部集中效益特別明顯，尤其是航空航天及兩機領域。相較之下，2018 年中國仍有超過 26,000 家鑄造廠，且產值最高的鷹普精密也僅為 4.78 億美元。

鍛壓、鑄造類企業的兼併重組是形成目前高集中度市場格局的主要原因。對於PCC、LMI Aerospace、Constellium 等多數海外航空精鑄及鍛壓頭部企業，產業的橫向拓展（同業併購）是實現市佔率提升的主要手段。

2010 年以來，PCC 的銷售額從 62.09 億美元增長至 118 億，年複合增長 9.6%。公司實現持續較快增長的原因除了航空市場需求的穩步擴大外，市場佔有率的提升是核心因素。公司在航空熔模鑄造市場的市佔率從 2011 年的 30%一路提升至 2018 年的 34%（按併購前業務結構測算）。公司成立於 1949 年，通過 GE 的 TF39 發動機項目進入航空熔模鑄造領域，後相繼於 80 年代併購 Messier Fonderie D'Arudy 的歐洲鈦合金鑄造廠、TRW 鑄造部門，90 年代併購 Advanced Forming Technology、ACC Electronics、Quamco、Astro Punch、OlofssonCorporation、J&L Fiber Services、Pittler Maschinenfabrik GmbH 和 Schlosser CastingCompany 等公司，99 年併購世界領先的航空鍛件製造商懷曼戈登（Wyman-Gordon），進入 21 世紀後 PCC 併購的腳步也依然不停。目前波音 787 客機在很大程度上依賴於 PCC 的產品和技術，GE 和 RR 製造的航空發動機也離不開 PCC 的產品，不斷的兼併收購使得 PCC在航空鍛鑄市場佔據了較高的地位。

肯聯鋁業（Constellium）是世界鋁材製造業的領導者，在航空鋁製品、大型積壓型材市場佔有優勢地位。肯聯的材料用於 F-35 戰鬥機，其 7050 和創新性的 7140 合金，具有更高的強度和耐腐蝕性，且質量較輕。許多在役飛機，如 F16、F-18 等也使用了肯聯的合金，波音、洛馬、達索、巴航、NASA、SpaceX、Blue Origin 等均為公司客戶。肯聯鋁業是由加拿大鋁業公司（Alcan）併購百年鋁業巨頭佩希內（Pechiney)、瑞士鋁公司（Alusuisse）等行業翹楚逐步發展起來的，上市後又收購了 Wise Metals 等公司。通過橫向併購拓寬業務範圍和客戶資源是肯聯鋁業發展成為全球鋁業巨頭的主要方式之一。

2.2 技術：近淨成型成為主流，向一站式解決方案提供商轉型

鍛壓和鑄造已取代切削等工藝成為高端航空零部件的主要加工方式。在航空領域，過去製造機身、機翼、葉片等重要部件時即使去除 80％~90％的材料也多選擇採用切削的成形方式，但隨著零部件複雜程度的提升、規模化生產對成本和效率的要求、以及高性能金屬材料精密鍛鑄能力的進步，尤其是近年來淨成型和近淨成型理念的落地，鍛鑄已逐步成為航空金屬結構件成形的主流工藝，切削等加工方式的在製造過程中所佔的比重下降，逐步向後處理等輔助加工用途方向轉變。

零部件近淨成型是鍛鑄產業的主要發展趨勢。近淨成形技術（Near Net Shape Forming）是指零件成形後，僅需少量加工或不再加工就可用作機械構件的成形技術。近淨成型技術是建立在新材料、新能源、機電一體化、精密模具、自動化、數值分析和模擬等多學科高新技術成果基礎上，改造了傳統的毛坯成形技術，使之由粗糙成形變為具備高質、高效、高精度、輕量化、低消耗、低成本、高一致性等優點的成形技術。由於近淨成形零件的形體尺寸及形位精度高，因此對後續機加的工作量要求較低，可直接用作高精加工的理想毛坯。目前海外主要的近淨成型精密鍛鑄技術包括：

熔模鑄造技術：20 世紀 40 年代，由於航空噴氣發動機的發展，要求製造葉片、葉輪、噴嘴等複雜、高精度、耐熱合金零件，需要一種新的精密成型工藝。借鑑於先進精鑄技術和流程下來的失蠟鑄造，經過對材料和工藝的優化，逐步形成現代熔模鑄造技術。航空工業中複雜薄壁的高溫合金、鈦合金、鋁合金整體鑄件是發動機和機體中的關鍵構件，直接影響各項性能和壽命指標，生產此類鑄件時熔模鑄造具有明顯優勢，尤其對於發動機葉片這類複雜空心零件，熔模鑄造已成為其生產的唯一技術，目前先進航發的渦輪葉片均採用熔模鑄造生產。機體結構方面，鑄造構件與組合構件相比，消除了機械緊固連結，從而減輕重量、提高整體性、縮短研製周期、降低製造成本。F-22 機體結構中，鈦合金鑄件重量佔比 7.1%，大約有54 個鈦精密鑄件，在機翼前、後側位用量較高。在大型運輸機和民機領域，波音某機型儀錶盤採用精鑄成型，重量減少 2.24kg，裝配工具減少 90%，時間由 180 小時減少為 20 小時，鉚釘數目減少 600 個，成本下降 50%。

等溫鍛造技術：先進軍用飛機、戰略戰術飛彈、裝甲車輛、艦艇等武器裝備的發動機、艙體中的關鍵部件，大部分採用難變形材料鍛件。其中，航空發動機渦輪葉片、渦輪盤是惡劣環境下服役的零部件的典型代表，對其強韌性、疲勞性能、可靠性及耐久性的要求十分嚴格。這些部件的選材和鍛造技術已經成為衡量發動機先進程度的重要標誌。早期的盤件和葉片多採用常規模鍛技術生產。近年來，由於採用等溫鍛造技術可顯著改善鍛件的微觀組織和使用性能，提高鍛件組織性能均勻性和流線完整性，進一步提高零件使用可靠性，提高材料利用率，節約稀缺戰略資源，發達國家已廣泛採用等溫鍛造技術生產發動機關鍵鍛件。採用等溫鍛造技術生產的高溫合金、鈦合金精鍛葉片，非加工面≥ 80%，尺寸精度可達 0.01mm。美國、英國、法國和德國等歐洲國家航空發動機 90%以上的盤件採用等溫鍛造技術生產。

精密環軋技術：無縫環件在航空、航天、船舶、兵器、核工業等諸多軍工領域廣泛應用。精確環軋技術是生產高性能無縫環件的首選工藝方法，對於提高武器裝備的性能水平、使用壽命和研發能力都有重要影響。發動機機匣、安裝邊、飛彈艙體結合環、飛船加強環、火炮、坦克座圈等都是由輾軋環件加工的。工業發達國家大量裝備了不同類型和規格的環軋生產線。目前，全世界範圍內已擁有軋環機 500 餘臺，軋環生產線 100 餘條。20 世紀 80 年代以來，美、俄、德、英、法等國家均採用精確輾軋技術用於生產高質量的壓氣機/渦輪機匣、燃燒室、密封環、安裝邊等精密環件，為現代高性能航空發動機的研製做出了重要貢獻。GE 公司採用精確輾軋技術生產的 CFM56 發動機 IN718 合金高筒薄壁環，晶粒度達到 ASTM-8 級以上，環件尺寸精度達到了環件外徑的 1‰，材料利用率達到 25%~30%。

大型複雜構件整體精鍛技術：為了在提高零件使用可靠性的同時，減輕結構重量、降低製造成本、縮短製造流程，發達國家已普遍應用複雜構件整體精密鍛造技術，將原來的幾個部件組合於一體整體成形。航空領域中大型整體隔框鍛件為其中的典型代表，尤其以鈦合金整體結構件的應用最為引人注目。國外先進軍用飛機上已有 40% 左右的結構重量為鈦合金構件，先進民航飛機上也有 10% 的結構重量為鈦合金構件。鈦合金整體結構件的應用可以有效降低飛機結構重量，增加發動機推重比，顯著提高飛行器的總體功能，已經成為第三、四代飛機生產技術的重要標誌性技術之一。美國應用精密熱模鍛造技術生產 F-22 4 個承力隔框採用了大型整體隔框模鍛件製造，材料最早設計採用 Ti6Al4V2Sn 合金，後改為 Ti6Al4VELI 合金，鍛件投影面積為 4.06~5.67 ㎡，其中機身整體隔框閉式模鍛件，投影面積達到 5.67 ㎡，是目前世界上最大的鈦合金整體隔框鍛件；美國 F/A-18 殲擊機採用鈦合金整體隔框精鍛件（投影面積為 4 ㎡）取代原設計中的 368 種零件，使飛機減 350kg，節約機械加工工時 50%。俄羅斯安-22 運輸機採用 B95 合金 20 個隔框鍛件（投影面積為 3.5 ㎡），減少了 800 個零件，使飛機機體減重 1000kg，減少機械加工工時 20%。

專業化定製正在成為全球精密零部件生產行業的主流。專用設備零部件下遊應用廣泛，大到航空航天都有應用，小到醫療器械，需要在高低溫、抗腐蝕等極端工作條件下運行，單一品種批量生產、特殊產品內部配套的傳統生產模式，已經不能適應高端裝備行業的快速升級和專業化定製需求。高端裝備大型集團正將內部配套轉向外部專業化，同時以全球產業整合為契機，以鑄造核心技術為起點，實行產業鏈延伸，構建專業的關鍵零部件製造體系。部分領先的專業化鍛鑄企業已開始為客戶提供跨行業、多品種、小批量的專用零部件定製服務，構建專業的關鍵零部件製造和設計服務體系，專業化定製已成為航空配套零部件生產行業的主流趨勢之一。

高質量的一站式解決方案提供商有望獲得更多的市場份額。專用零部件的製造需要經歷毛坯成形、熱處理、精加工、模塊化製造等一系列冗長的工藝過程，出於製造過程中的工藝相關性、整體一致性，以及縮短供應鏈流程、提升供應鏈效率等考量，專用零部件製造產業鏈整合已成必然趨勢，高質量的一站式解決方案提供商有望獲得更多的市場份額。以全球汽車鍛鑄行業為例，成品精鑄產品從 2013 年到 2018 年的交付份額增加了約 50％，而這一趨勢未來還會繼續。航空航天業等專用零部件應用行業也正面臨同樣趨勢。部分的海外航空鍛造龍頭企業，就是通過抓住產業鏈整合的機遇，內生外延雙管齊下實現了營收體量和市佔率的快速提升，這一兼併整合的過程目前依然在延續。

2.3 對標：PCC 和 Spirit 的發展之路

從 PCC 和 Spirit 兩個公司的發展之路，我們可以看到航空產業不斷發展，經過產業鏈專業分工，上遊企業承擔更多的原本主機廠承擔的功能和任務：（1）PCC 企業從一家小的熔鑄廠，經過一系列成功的外延併購，分別在產業鏈上向上和向下整合，成為一家橫跨航空、電力等多個行業，以熔模鑄造、鍛造、緊固件三大業務為主的航空鍛鑄龍頭；（2）Spirit 從波音的一家零部件廠商分離出來，通過內生外延發展，成為世界上最大的一級航空結構件製造商。

2.3.1 PCC：上下遊延伸，兼併收購造就航空鍛鑄龍頭

Precision Castparts Corp.(即精密鑄件公司，簡稱 PCC)，是一家全球性、多元化的綜合型材料及零部件製造商。它的前身俄勒岡鋸業公司於 1949 年成立，1956 年業務拆分後成立 PCC。它主要服務於航空、電力和一般工業市場，生產用於航空領域的大型複雜結構熔模鑄件、葉片鑄件、鍛造零件、航空結構件和緊固件等。此外，PCC 業務還涉及工業燃氣輪機市場的葉片鑄件、用於發電和油氣領域的無縫管件及鍛件、金屬合金和其他材料。

PCC 以航空技術為基礎，包括熔模鑄造、鍛造、緊固件三大業務，主要產品包括（1）熔模鑄造件:飛機發動機風扇、渦輪和耐高溫鑄造件、燃氣輪渦輪葉片；（2）鍛造：液壓機、風扇盤和渦輪盤、無縫擠壓管；（3）緊固件：飛機螺栓、螺釘、自攻螺釘、鉚釘、螺母等。航空航天的主要客戶包括：波音、空中巴士、GE、古德裡奇、普拉特&惠特尼、羅羅公司等。

PCC 在 06 年以來毛利率和淨利率提升快。PCC 於 1989 年在紐交所上市，1989~2015 年，PCC公司營收從 4.43 億美元增長到 100.05 億美元，複合增長 13%，淨利潤從 2940 萬美元增長到 17.45億美元，年複合增長 17%。2006 年之後，PCC 公司的毛利率和淨利率開始較快提升，毛利率從22%左右提升到 31.5%~34.5%，淨利率從 10%提升到 17%~18%。2016 年 PCC 被伯克希爾·哈撒韋（Berkshire Hathaway）公司以約 372 億美元的價格收購。

PCC 的發展壯大，離不開公司幾十年來的一系列成功的收併購。PCC 的收購策略是收購以下 4 個方向中具備核心競爭力的公司：1、產品類似：在航空航天和電力領域的新產品；2、市場拓展：現有產品應用在新的非核心市場；3、新的市場機會：非核心市場的新產品；4、接近本土：在航空航天和電力領域的現有產品。PCC 上述策略指導下，圍繞核心業務，橫向和縱向的拓展，橫向拓展品類和新市場，縱向在產業鏈上下遊延伸，進行了一系列成功的收購。其中，意義比較大的收購包括：1、PCC 意識到在葉片鑄造業務中存在巨大的機會。1986 年，收購了 TRW 的鑄造部門（也就是今天的 PCC Airfoils），成功進軍葉片鑄造行業，這次收購使得公司的規模幾乎翻倍；2、1999年，PCC 以 9.9 億美元收購了全球領先的航空鍛件製造商懷曼-戈登(Wyman-Gordon)，開始發展航空製造領域和工業燃氣輪機產業；3、2012 年，收購鈦基金屬製造商 Titanium Metals，PCC 產業鏈向上延伸，擁有了內部鈦熔煉產能，補充旗下特種金屬公司的鎳及鈷合金生產，同時促進了鈦鍛造行業與發動機及機身 OEM 同供應鏈的進一步合併。

2.3.2 Spirit：從波音公司分出來的專業航空零部件製造商

Spirit AeroSystems International Holdings,Inc.（簡稱"Spirit"，中文「勢必銳」）是世界上最大的一級航空結構件製造商，主要設計和製造民用和軍用飛機結構件。其中，民機結構件包括機身、發動機短艙（包括反推力裝置）、吊掛、機翼結構件和控制翼面。Spirit 總部位於美國堪薩斯州威奇託市，在全球多地設有分部。Spirit 曾是波音的一部分，生產波音飛機的重要大部段，包括 737 的整個機身、以及幾乎所有波音飛機的機頭；以及空客 A350 的中機身部分和前翼梁。此外，Spirit 也提供 MRO 服務。2018 財年，Spirit 總營收 72.22 億美元，淨利潤 6.17 億美元。在 2018 年，公司創造了新的交付記錄，共交付 1734 架份，相比 2017 年增長了 5%。其中，上年度波音 737 MAX交付 301 架，相比 2017 年的 70 架有了較大提升。

波音聚焦總裝等業務，生產結構件的 Spirit 前身被出售，獨立成為專業航空零部件製造商。Spirit創立於 1927 年，前稱 Mid-Western Aircraft Systems Holdings, Inc.，總部位於美國堪薩斯州波音威奇託工廠。2003 至 2004 年，波音公司在爭奪飛機訂單方面與空客公司展開了激烈的競爭。2005年，公司管理層認為，波音應該把更多的資源集中投入到市場銷售、飛機研發和總裝等高價值環節才能在競爭中獲勝。2005 年 2 月，波音公司為提高全價值鏈集成能力，把部分傳統的金屬結構件部門和工廠出售給投資公司 Onex Corp，Spirit 就此獨立出來並更名為 Spirit AeroSystems。從 2005年發展至今，Spirit AeroSystems 戰略性地收購其他領先航空公司的業務，將公司的製造和工程業務擴展到全球。2006 年 1 月 31 日，Spirit AeroSystems 以 8000 萬英鎊收購英國航空航天公司BAE Systems 的普雷斯特威克機場和薩默斯伯裡機場的飛機結構件生產業務，所收購的 BAESystems 公司的業務單元，是空中巴士（80%）、波音公司（15%）和雷神公司（5%）的主要供應商。隨後又於 2007 年在馬來西亞，2009 年在法國和 2010 年在北卡羅來納州開設新的工廠。

作為全球最大的航空結構件一級製造商和供應商之一，Spirit AeroSystems 在結構件的設計、製造和組裝等領域擁有技術和創新優勢，產品領域相對集中，其業務劃分為三個部分：機身系統（佔2018 年收入的 55%）；推進系統（24%）；以及機翼系統（21%），18 年營收中，這三塊業務佔比分別為 55%、24%和 21%。此外，Spirit AeroSystems 還為北美、歐洲和亞洲的配件市場客戶提供支持服務，包括零件保養、維修、大修以及機隊支持服務。Spirit AeroSystems 最大的客戶是波音公司，在三項業務中均佔有很大比重；其第二大客戶是空中巴士公司，在機翼業務中佔有較大的比重。

三、我國航空及兩機產業需求旺盛，且具備承接海外高端產能轉移的能力

在國內戰機升級換代、國產民機交付上量、國際宇航供應鏈拓展帶來的航空鍛鑄產業重大機遇下，除了需求量迎來明顯的增長外，同時對生產過程的標準化、規模化、低成本提出了更高的要求。傳統上隸屬于于主機厂部門車間小批量、定製化的鍛鑄生產模式已經不再適用，而外部獨立鍛鑄企業才更能發揮規模效應和專業集成的優勢。因此主機廠配套外溢，獨立鍛鑄企業集中度提升將是國內航空鍛鑄產業發展的大趨勢。

3.1 軍民航空市場需求及發展趨勢

3.1.1 軍用市場：機型拼圖補齊，國產發動機成熟，亟待批產上量

我國軍用航空市場終端需求旺盛，新機型列裝和升級換代需求迫切。對標美國，中國軍用航空裝備在數量和質量方面差距明顯，換裝換代需求量迫切。根據 World Air Force 2019 數據，在數量上，我國在役的軍用飛機數量為 2614 架（不含轟炸機、教練機、特種作戰機），僅為美國的 30%。在質量（結構）上，戰鬥機方面，我國仍有一、二代機在列，且佔比高達 48%，三代機佔比 51%，四代機僅少量列裝，與美國三、四代機分別佔 80%、20%差距明顯；運輸機、直升機、艦載機方面也顯著落後於美國。我軍在裝備上與世界一流軍隊的差距亟待彌補。

機型拼圖已基本補全，亟待量產配套跟進。過去幾十年受制於先進機型的研發和批產進度，尤其是部分核心部件的國產化能力，我國軍用航空市場的龐大需求一直無法得到滿足。但是近年來隨著我國新一代戰機的陸續交付，尤其是「20 系列」的相繼正式亮相，標誌著我國新一代機型的拼圖已基本補全，亟待量產配套跟進。

發動機進口下降，重點型號國產航發產業化能力逐漸成熟。根據《航空世界》，過去國產三代航發成熟度不足，我國長期大批量採購俄羅斯 AL-31F 系列發動機。近年來，我國逐一攻克高溫合金整體機匣的精鑄、高溫合金渦輪葉片再製造、粉末冶金渦輪盤再造等關鍵技術，國產三代航發日趨成熟、開始列裝，2015 年以來，我國軍用發動機進口額從最高點 4.7 億美元持續下降。建國 70 周年閱兵 Z-20 首次亮相，這說明配套發動機已成熟、開始批量列裝。中航航發南方公司 18 年和 19H1營收均實現超過 28%的同比增長。此外，國內航空產業鏈也正在受惠於國產化程度提升。

3.1.2 民用市場：國產大飛機帶動產業集群構建，海外巨頭供應鏈拓展釋放配套需求

中國民航產業需求增速快，將躋身世界民航運輸業體量最大的區域市場。根據空客預測，未來 20年，中國國內的航空運輸量將在現有水平上再增長 3 倍以上、規模達全球第一；中國到北美、歐洲和其他亞太地區的客流量將會成為全球增長最快的交通流，年均增長率分別為 5.7%、4.9%和 5.9%。巨大的市場需求將會給民航製造業帶來巨大的市場空間，根據商飛預測，未來 20 年，全球將有超過 42702 架新機交付、價值近 6 萬億美元，其中交付中國的將達 9008 架、價值 1.3 萬億美元（約9 萬億人民幣），年均約 4500 億元。

國產大飛機起航，帶動航空製造產業集群化發展。ARJ21 生產交付正在提速、C919 將在 2021 年首架交付、CJ1000AX 國產商發已取得重要進展。國產飛機研製過程還促進了伊頓上飛、昂際航電等十幾家合資公司的成立，使得配套的機電、航電等系統得以國產化。2018 年以來，波音 737 系列質量問題頻出，737MAX 暫停生產，全球單通道幹線客機供需嚴重失衡、民航製造企業深受影響。國產飛機、國內航空製造企業本身存在國際競爭優勢，若能把握住本輪重大機遇則有望脫穎而出。

美歐航空製造業轉移，我國民航製造業正在切入國際民航產業鏈。作為全球最大的民航市場，中國一直是空客、波音等航空製造企業的競爭高地。為了進一步搶佔中國市場，出於成本控制、政治互惠、地域便利等因素考量，空客、波音陸續將客機的生產配套向大陸轉移。此外，航電、機電等系統配套公司，有的也希望憑藉在中國設立合資公司的機會，進一步地在中國建立面向全球供貨的生產基地，如 GE 與中航工業合資建立的昂際航電。另外，中國企業技術實力的不斷提升和成本優勢，也讓越來越多的中國企業參與到了國際民航產業鏈的配套當中。

國際民機製造產業鏈高度集中化的格局有望改變，我國航空製造企業迎來新的機遇。出於成本、效率、研發等的因素，國外航空製造企業高度規模化、集中化。以國際航空航天精鑄市場為例，經過整合、淘汰，排名第一的 PCC 現已佔據 34%的份額，幾乎壟斷了高端產品、具有極高的議價能力。受此影響，GE 等國際航發巨頭近年來致力於培養新供應商以打破現有的壟斷格局。作為美歐以外最大的精鑄產業基地，中國具備配套的工業基礎，再加上「兩機」等政策的推動、有保證的高額資金投入、以及國內產業的整合，中國精鑄企業位列 GE 等企業最為理想的供應商培養對象之中。考慮到航空產業鏈冗長、配套環節眾多，新發展趨勢會為中國企業帶來極大的市場機遇。

3.2 主機廠聚焦主業，鍛鑄及機加配套有望外溢

主機廠聚焦核心主業，鍛鑄外部配套是全球航空製造業的主流趨勢。主機廠出於聚焦高價值環節、業務集中、輕資產化、降低風險等考量，逐漸把業務重心放到了飛機整機的研發、組裝、銷售上，而相關的配套零部件生產加工業務則逐漸被剝離、外包。例如，波音早在 2005 年便將旗下的一級航空結構件製造廠勢必瑞剝離出售，轉向了全球分包研發製造的模式。目前波音、空客絕大部分結構件業務均通過外協生產，發動機支撐件自產率 5~10%、機體結構和機翼（空客）自產率 10~15%、僅尾翼（複合材料）自產率在 20%以上。近年來，國內的主機廠也開始了業務的調整，資源投入向整機研發、供應鏈管理和總裝傾斜，越來越多的零部件生產和加工業務通過外協配套的方式完成。

我國航空零部件配套製造分散度過高，未來專業化、集中化發展是大勢所趨。我國航空製造業受計劃經濟體制等歷史因素、相關政策的影響，形成了當今四類企業參與、「大而全」、但高度分散的產業布局。過度分散化的生產模式無法實現規模化效益、不利於細分領域的專業化發展，最終制約了整個行業生產效率的提高、使整個行業「大而不強」。因此，我國航空鍛鑄業有望呈現集中化、細分領域專業化的發展趨勢。相較國外頭部鍛鑄企業集中度高企的產業現狀，我國的發展階段相對偏早期，目前處於市場需求快速擴張、主機廠配套外溢、專業化鍛鑄企業快速做大做強的過程之中，預期伴隨國產大飛機進入批量生產，預期未來幾年國內有望走出數家百億規模營收體量的專業化鍛鑄企業。

主機廠配套進一步外溢，配套企業迎來機遇。在專業化、集中化發展的趨勢下，一方面，高端裝備大型企業集團關鍵零部件的內部配套生產模式正在向外部專業化製造轉變，專用零部件專業化製造將成為行業主流趨勢，航空製造業主機廠配套業務將持續外溢；另一方面，部分領先企業以全球產業整合為契機實行產業鏈延伸，構建專業的關鍵零部件製造體系。在此背景下，國內各類配套企業正在加緊改革：體系內，中航工業等集團正在推進深化國有企業改革、優化布局；科研系統也正在扶持具備產業化和規模生產能力的配套商；深化國防和軍隊改革則要求在國家層面推動軍民融合發展、培養優勢民用製造商。

軍民融合初顯成效，民營配套企業是重要一極。十八大以來，隨著軍改和強軍的推行，軍民融合發展提速，越來越多的民營企業進入到了軍品科研生產和維修領域。截至 2017 年底，「民參軍」企業已有近萬家。從資產專用性角度來看，零部件製造業較專用子系統及整機組裝，在不同機型及軍民應用領域之間具有更廣泛的通用性及下遊市場，因此更有軍民融合發展的需求。此外，近年來，一些民營零部件配套龍頭企業先後 IPO、增發、併購、營收快速增長，這也從側面反映了隨著新一代裝備的成熟和放量，民營企業越來越多地承接到了整機配套零部件製造業務。

目前鍛鑄造尤其是鍛鑄造的後處理（機械加工）環節依然存在大量的主機廠內部配套，機加配套需求的外溢有望帶來 40%~100%的增量產值。現有技術條件下，鍛鑄成型後的零部件無法直接達到裝配的精度和性能需求，需要進行數控加工和特殊過程後處理。相較鍛鑄環節，機加由於產業鏈偏後端且專用性更強，因此主機廠內部配套比例更高。但隨著規模化生產需求下，主機廠對零部件「近淨成型」和「一站式解決」要求的提高，機加配套也將逐步外部化。根據愛樂達招股書，鋁合金航空零部件的加工費與材料價值之比通常在 1:1 左右，鈦合金及不鏽鋼產品加工費與材料價值之比通常在 1:2.5 左右，因此機加配套需求的外溢有望帶來鍛鑄產業 40%~100%的增量產值。

3.3 承接海外訂單轉移，我國從主觀意願和客觀能力上均具備 承接產能轉移的基礎

國際航發巨頭近年來致力於培養新的精鑄供應商，以打破 PCC 等企業的壟斷。PCC 過高的市場佔有率，帶來了公司極強的議價能力，尤其是需求持續擴張下航空精鑄市場面臨一定程度的產能瓶頸。因此產能如何分配，追加訂單如何定價，完全由 PCC 等壟斷企業說了算，甚至廢品率也由客戶埋單。航空精鑄市場頭部企業高度壟斷的市場地位極大的壓縮了客戶的議價空間。此外，國際航空航發巨頭致力於研發新一代技術，資源投入巨大，因此對於生產配套成本的敏感度進一步放大。因此，近年來以 GE 為主的下遊整機企業正致力於培養 PCC 以外的精鑄供應商，以擺脫定價和產能受制於人的局面。預計亞洲，特別是中國的精密鑄造供應商將特別受益於全球 OEM 客戶未來的外包趨勢。

國內有望承接國際高端零部件精密鑄造的產能遷移。1）我國正處於製造業轉型升級及供給側結構性改革的進程中，一方面對高端零部件專業化定製的需求提升，另一方面也在快速出清低效低端產能，個別技術、設備和人才有競爭優勢的國內精鑄企業正在崛起；2）發達國家普遍存在生產成本過高、產業工人匱乏以及環保管控問題，雖然具備技術實力強勁的精鑄公司，但近年來集中度的持續提升，壓縮了客戶的議價空間，因此迫切需求新血液的注入。而我國正處於製造業轉型升級及供給側結構性改革的進程中，一方面對高端零部件專業化定製的需求提升，另一方面也在快速出清低效低端產能，個別技術、設備和人才有競爭優勢的國內精鑄企業正在崛起。目前，國內已有部分企業參與並融合到國際高端零部件製造產業鏈中。

在主觀意願上，中國航空製造業迫切需要承接海外高端產能。作為美國以外最大的航空市場，我國99%的民航飛機均依賴進口，同時我軍航空換代+新裝需求龐大，因此我國迫切希望構建自主生產能力。隨著「20」系列軍機列裝、ARJ21 批產、C919 臨近交付，目前我國整機端的國產化能力已初步成型，但部分配套產品尤其是發動機依然存在短板。熱端空心鑄造葉片作為先進航發的核心技術難點，是航發國產化面臨主要的瓶頸之一，也是我國「兩機」專項的重要發力點。此外，國產軍用航發成熟型號也面臨著產能等問題。因此，切入海外航空巨頭供應鏈、並培養一批具備國際領先技術實力的航空精鑄企業符合當下我國製造業轉型升級的切實需求。

在客觀能力上，中國是全球除美歐外最大的精鑄產業基地，具備工業和技術基礎。航空作為一個系統性產業，對工業基礎有非常高的要求，且依賴高額資金的持續性投入，在全球範圍內能同時滿足以上條件的國家或地區並不多。舉例來說，現在全球範圍內有獨立鋁-鋰合金工業的國家只有美國、俄國、法國和中國。我國 C919 的前機身與中後機身 62%部件都是用鋁-鋰合金制的，零部件的連接是全鉚的，客觀上已具備大型件的批產能力。精密鑄造方面，我國已具備熔模、水玻璃、矽溶膠、消失模等完備的技術體系，且部分頭部企業在汽車、機械、油服、醫療等行業具有長期的生產配套經驗。在航空技術方面，雖然國產商用發動機仍處於成長階段，但軍用發動機經過幾十年的發展已具備充足的研發和生產經驗，鑄造成型能力從母材、模具到後處理、精加工已形成完整的產業鏈配套能力，在任務對接、技術把控、節點跟進等方面能夠契合客戶需求。

在鍛造裝備和技術工藝上，我國整體水平近年發展較快，具備承接國外產業的基礎。在鍛件大型化、複雜化、精密化的趨勢下，特別是國防領域對大型複雜鍛件的需求量激增，如飛機的整體框、發動機的整體葉盤、燃氣輪機和氣輪機的大型葉片及大型盤等，很多鍛件的投影面積達到 3m2 以上。是否擁有大型鍛造裝備也是衡量一國鍛造整體實力高低的重要指標之一。2010 年之前，全球擁有 4 萬噸以上模鍛液壓機的國家僅有美國、俄羅斯、法國和瑞典等少數國家。近年來，國內鍛造裝備的機械化、數控化、大型化及精密化水平不斷提高，萬噸以上自由鍛液壓機 10 臺以上，分布在一重、二重、上重、航空工業及部分民營企業。特別是最近幾年，國內的航空工業及二重集團相繼建設了 3.6 萬噸、4 萬噸、8 萬噸模鍛液壓機，使得我國在大型鍛造裝備的擁有量和整體實力進入全球第一梯隊。可以說，國內的大型壓力機製造水平已基本與發達國家持平，在等溫鍛、多向模鍛等領域也在快速追趕。

此外，受航空、航天、能源等重要製造領域的拉動，我國的鍛造工藝也取得較大的發展。航空、航天、能源所使用的主要結構鍛件材料大多以高溫合金、鈦合金和高強度合金鋼等為主，這些材料在飛行器和燃氣輪機中大量成功應用，對提高發動機的推重比，提升飛行器速度，提高燃氣輪機工作效率起著至關重要的作用。同時，這些領域使用的鈦合金和高溫合金屬於難加工、難變形的特殊材料，採用常規鍛造工藝很難成形，因此我國對於熱模鍛造、等溫鍛造等精密鍛造工藝進行了深入研究和產業應用。

我國等溫精密鍛造技術的研究起步於 20 世紀 60 年代，北京航空材料研究院、哈爾濱工業大學、西北工業大學、航空 148 廠（陝西宏遠，中航重機子公司）、安大航空鍛造廠（中航重機子公司）等單位對該工藝的研究較為深入，實現了多種材料的等溫精密鍛造成形，在我國新型航空發動機以及飛機等難變形零部件已經廣泛地採用了等溫鍛造技術進行生產。中機已建成打擊力國內第一、全球第三的等溫鍛液壓機，三角防務與清華大學籤約擬建設 3 萬噸的等溫鍛液壓機，建成後將成為全球打擊力最大的。

對於葉片的精鍛技術，無錫透平、西安航空發動機公司、宏遠航空鑄鍛等, 分別使用螺旋壓力機、對擊錘和模鍛錘精鍛各種類型的葉片。無錫透平葉片有限公司精鍛 Q1050L 葉片, 採用中、高溫電爐加熱, 750 kg 空氣錘制坯, 模鍛過程是在兩次加熱後分別用 11200 t 離合器式螺旋壓力機鍛打兩次, 然後切邊(1200 t 壓力機), 再加熱並用螺旋壓力機校形, 最後葉片砂冷回火。宏遠航空鍛鑄工業公司和西北工業大學聯合開發的葉片精鍛模具和工藝, 在葉片的模具上加入止動扣, 採取相變點以下 20 ℃的近β鍛造, 對大型汽輪機長葉片進行整體鍛造, 鍛後只需少量打磨、拋光即可裝機使用。

四、航空鍛鑄產業鏈、競爭格局及相關標的

4.1 航空鍛鑄國內主要供應商及產業壁壘

航空鍛鑄產業核心壁壘

精密鑄造行業的進入壁壘較高，需要先進的生產設備，熟練的勞動力，高技術能力以及強大的鑄造和先進的冶金工藝知識的大量啟動費用。此外，某些最終市場（例如航空航天和醫療行業）的客戶通常要求其供應商獲得特定於行業的認證。對於供應商和客戶而言，這些認證和鑑定程序既嚴格又耗時且成本高昂。由於必須在一致和可靠的基礎上獲得關鍵任務組件，因此客戶通常更喜歡與數量有限且具有良好記錄的可靠和信譽良好的供應商合作。通常，包括客戶在內的客戶可以與選定的熔模鑄造供應商長期合作。越來越多的客戶傾向於讓高質量的供應商提供一站式解決方案和集成功能，以節省成本並優化供應鏈管理。這些高行業壁壘的結果是，具有規模和聲譽的領先參與者通常具有強大的競爭優勢，可以保留並吸引新客戶。具體來講主要包括以下幾個層面的壁壘：

（1）技術和設備壁壘

技術壁壘：航空鍛鑄零部件經常在高溫、高壓、超低溫、超強腐蝕等極端特殊工況下運行，並且對高性能、高精度、高可靠、長壽命、低成本的要求逐步提升，航空鍛鑄使用高溫合金、鈦合金、特種鋼等材料的比例高，而高溫合金、鈦合金屬於難變形材料，即加工參數範圍狹窄、變形抗力大、組織性能對加工過程十分敏感，鍛造技術難度大。而精密鑄造零部件品種多、批量小、材質性能特殊、結構形狀複雜，且涉及制模造型、材料熔煉、熱處理、無損檢測、焊接、機械加工等多種製造技術，工藝過程複雜。因此，製造企業需要具備足夠的技術、製造和質量保證能力以確保產品滿足標準要求，從而形成較高的技術壁壘。

設備壁壘：航空鍛鑄造總是走在技術進步的前沿，生產企業需要掌握前沿研發和製造技術並大量應用新結構、新材料、新工藝和新設備。而完成上述工藝流程依賴型芯成型設備、單晶爐燒結設備、等溫鍛液壓機、多向模鍛機等關鍵設備，產品研發及驗收性能檢測依賴無損檢測儀、元素分析儀等各類專用設備，部分設備採購難度大、專業性強、價格昂貴，一定程度上形成了設備壁壘。

（2）市場先入和行業準入壁壘

市場先入壁壘：高溫合金等先進金屬材料較多應用於航空發動機、燃氣輪機、核電裝備等高溫、高壓或易腐蝕等極端惡劣條件下，對產品的性能和質量要求較高。用戶對供應商選擇有嚴格的評定程序，供應商一旦變更可能存在較高的技術風險和不確定因素。因此，在產品質量穩定的前提下，用戶在選定合格供應商後通常不會輕易更換。同時，航空發動機產品的研製均需經過立項、方案論證、工程研製、定型等階段，從研製到實現銷售的研發周期長、研發投入高、研發風險大，根據現行武器裝備採購體制，通過定型批准的產品才可實現批量銷售。對於軍工鍛鑄件來說，生產企業需緊密配合主機廠及科研單位，在新型號的設計研發階段就展開合作，經過試驗調試、原型機試飛/試車、驗證、改型，最終才能定型批產。

行業準入壁壘：國家對武器裝備科研生產活動實行許可管理，由軍方對企業產品性能、技術水平、研發能力、內控管理等一系列的綜合評估是否達到軍方要求，未取得許可不得從事相應生產活動。從事軍品相關生產活動必須通過嚴格審查並取得軍工資質。另外，在民用航空發動機、核電裝備等領域，也各自存在相應的資質認證管理體系，生產廠家需要通過獲得相關行業準入資質和認證，方能進入這些市場。這些準入資質要求嚴格，且考察周期較長，需要企業具備較強的研發、管理和質量控制能力。

（3）資金、經驗和人才壁壘

資金壁壘：隨著精密鑄造技術的不斷進步，對於企業的生產設備提出了更高的要求。企業需要投入較高成本進行先進生產設備的購置，從而提升工藝水平以達到客戶需求。同時，產品的研發也需要持續的資金投入，而新產品的認證周期相對較長，這也對企業的流動資金提出了一定的要求。上述因素綜合導致了進入先進精密鑄造生產領域需要具備一定的資金規模，因此行業的進入具有較高的資金壁壘。而軍工鍛件製作系通過機械設備對金屬坯料施加壓力，要求設備能力較大，大型模鍛件需要 300MN 以上壓力才能實現，作為大型鍛件產品製造的主要設備——模鍛液壓機及其配套設施的投入成本較高；因此，軍工鍛件產品製造企業的前期投入資金較大，對新進入的企業形成了較高的資金壁壘。

經驗和人才壁壘：專用設備零部件需按客戶的圖紙、標準設計製造工藝，按訂單組織生產，在質量、交貨期、成本、服務等方面必須嚴格符合客戶要求，因此生產企業需要具備豐富的生產運營經驗對每一份訂單進行全過程的 OTD 管理。 首先，專用設備零部件生產企業必須擁有一批具備豐富經驗和專門知識的技 術專家隊伍，通過自主創新，將先進技術和標準應用到特定材質、特殊結構產品的研發、生產和質量控制環節；其次，需要擁有大批具備卓越技能、掌握技術訣竅並熟知標準要求的專業技術工人將每個環節的技術要點在產品製造過程逐一實現。

航空精鑄：國內主要獨立供應商

在部分細分領域，國內已走出具備國際競爭力的精鑄企業。國內的熔模鑄造技術是 20 世紀 50 年代完全按原蘇聯的工藝模式發展起來的，經過近十年的發展後，逐步擺脫仿製，走上自行研製、創新發展的道路，滿足了當時航空工業發展的急需。到 20 世紀 70 年代初，航空工業在鑄造高溫合金熔模鑄造方面，相繼研製成功了鑄造高溫合金系列，成功地解決了蠟模和型殼的尺寸精度和尺寸穩定性。與此同時也帶動了鈦、鋁、鐵等其他金屬的航空精鑄技術發展。目前，國內主要的航發製造企業均配備熔模精密鑄造車間，如瀋陽黎明、西安西航、貴州黎明、株洲南方等。此外，國內還有數家技術實力強勁的熔模精鑄專業化企業，如：貴州安吉、應流股份、江蘇永瀚、無錫透平等。隨著我國精鑄行業逐漸成熟，已形成一批在技術和管理上逐步走上國際化經營軌道，熟悉國際市場的精鑄企業。為滿足客戶的專業化需求，這些細分領域龍頭企業加大研發投入，不斷改善工藝，在特定產品或特定市場形成了核心壁壘，具備國際競爭力。

航空鍛壓：國內主要獨立供應商

國內軍用航空鍛鑄件的主要廠商有兩大類，一是專業鍛鑄造企業，如中航重機的子公司陝西宏遠、貴州安大、江西景航以及三角防務、二重萬航等，二是主機廠下屬的鍛件生產企業，主要是給主機廠配套生產一些中小型鍛件，但該類型鍛件產能不再新增，長期看規模在逐步縮減，主機廠將越來越多地選擇外部配套從而可以更專注核心總裝。由於軍工鍛件均是和主機廠等長期配套，競爭格局較為穩固。在鍛件領域，航空鍛件屬於難加工、技術工藝難度高的品類，在長期和航空航發主機廠合作中，中航重機、三角防務等企業在等溫鍛、精密鍛造上積累了深厚的項目經驗和工藝&技術能力。最近幾年，主要航空鍛件企業均在加大設備投入

航空機加：國內主要獨立供應商

4.2 相關標的（略，詳見報告原文）

中航重機三角防務鋼研高納應流股份……

（報告觀點屬於原作者，僅供參考。報告來源：東方證券）

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