1、鈦合金產(chǎn)業(yè)鏈概述
鈦合金熔煉技術(shù)復雜、加工難度大，目前，世界上僅美國、俄羅斯、日本、中國四個國家掌握完整的鈦工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。在鈦材工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中，產(chǎn)業(yè)鏈上游完成海綿鈦的生產(chǎn)。以自然界產(chǎn)出的鈦礦石，主要包括金紅石礦石和鈦鐵礦礦石為主要原料，經(jīng)選礦、富集后得到天然金紅石精礦和鈦鐵精礦，經(jīng)鎂還原法等提取工藝獲得海綿鈦。
國內(nèi)主要海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)包括寶鈦華神、朝陽金達、雙瑞萬基、貴州遵鈦、朝陽百盛、龍佰集團、攀鋼鈦業(yè)和新疆湘晟等。產(chǎn)業(yè)鏈中游完成鈦材及鈦合金鍛鑄件的生產(chǎn)。鈦材的生產(chǎn)流程包括熔鑄和壓力加工兩個生產(chǎn)階段。熔鑄階段投入的原料復雜多樣，而產(chǎn)出的半成品——錠坯較為簡單；壓力加工階段，投入的原料（錠坯）較為簡單，而產(chǎn)出的最終產(chǎn)品有板材、棒材、鍛件、管材、帶材、型材、箔材、絲材等。
國內(nèi)各類鈦材中，產(chǎn)量最大的為板材，其次為棒材。2020年，國內(nèi)鈦合金板材、棒材、管材、絲材、鍛件和鑄件產(chǎn)量占比分別為59%、16%、10%、1%、6%和1%。
根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鈦鋯鉿分會的統(tǒng)計，國內(nèi)鈦材生產(chǎn)企業(yè)主要有30余家，其中，航空航天領(lǐng)域鈦材生產(chǎn)企業(yè)有20家左右。在航空航天領(lǐng)域，鈦材行業(yè)集中度較高，2020年，國內(nèi)前3家企業(yè)鈦材銷量占總銷量的60%，前5家企業(yè)鈦材銷量占總銷量的72%。國內(nèi)能夠生產(chǎn)航空航天用鈦合金材料的企業(yè)主要是西部超導、寶鈦股份、西部材料、金天鈦業(yè)、航材院、寶武特冶和天成航材等。
鈦合金鍛鑄件方面，根據(jù)結(jié)構(gòu)件的需求不同包括模鍛加工、輾環(huán)和熔模鑄造等不同工藝。國內(nèi)三角防務(wù)、中航重機下屬宏遠公司和二重萬航等企業(yè)可生產(chǎn)鈦合金模鍛件；中航重機下屬安大公司、派克新材和航宇科技等企業(yè)可生產(chǎn)鈦合金環(huán)鍛件；北京航材院鑄鈦事業(yè)部、安吉精鑄、寶鈦股份、中船725所下屬雙瑞精鑄、中科院金屬所和沈陽鑄造所等單位具有鈦合金鑄件生產(chǎn)能力。
鍛鑄件生產(chǎn)企業(yè)從鈦材生產(chǎn)企業(yè)購買鈦材以及鈦鑄錠作為生產(chǎn)的原材料。例如，航宇科技2020年采購鈦合金1.43億元，其中，向?qū)氣伖煞莶少忊伜辖?565萬元，向西部超導采購鈦合金1653萬元。產(chǎn)業(yè)鏈下游完成鈦合金成品結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)，包括精密鍛造、機械加工和表面處理等。航空航天領(lǐng)域鈦合金產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)主要有愛樂達、航亞科技和航空、航發(fā)主機廠等。
2、國內(nèi)鈦礦資源豐富但貧礦多、富礦少，海綿鈦生產(chǎn)原料依賴進口
2.1國內(nèi)鈦礦資源以鈦鐵礦為主，高品質(zhì)金紅石礦產(chǎn)資源稀缺
自然界產(chǎn)出的鈦礦石，經(jīng)選礦、富集后得到天然金紅石精礦和鈦鐵精礦。金紅石精礦TiO2含量一般在93%-95%（質(zhì)量分數(shù)）以上，品位高，雜質(zhì)含量少，是生產(chǎn)氯化鈦白和海綿鈦的優(yōu)質(zhì)原料。但因金紅石礦儲量有限，其產(chǎn)量較低，價格較高。鈦鐵精礦中TiO2含量42%-64%（巖礦選出的鈦精礦品位一般在42%-48%，砂礦為50%-64%）。
根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）《MineralCommoditySummaries2022》，截至2021年末，全球鈦鐵礦儲量為7.0億噸，金紅石儲量為0.49億噸。全球鈦鐵礦原礦資源主要集中在中國、澳大利亞和印度，合計鈦鐵礦資源儲量占全球的68%，中國鈦鐵礦儲量占全球的33%。金紅石資源主要分布在澳大利亞、印度和南非，合計金紅石資源占全球的92%。
中國鈦資源主要以鈦鐵礦的形式存在，少量鈦資源以金紅石形式存在。根據(jù)國家統(tǒng)計局2017年《中國統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)，我國鈦資源主要集中在四川，少量分布于湖北、山東、河北、新疆等地，四川省鈦鐵礦儲量占全國總儲量的90%。
中國是鈦精礦的主要生產(chǎn)國和消費國。中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鈦鋯鉿分會的《2020年中國鈦工業(yè)發(fā)展報告》數(shù)據(jù)，2020年，中國共生產(chǎn)鈦精礦633萬噸，其中攀西地區(qū)的產(chǎn)量為511萬噸。美國《MineralCommoditySummaries2022》報告數(shù)據(jù)顯示，2021年中國鈦鐵礦產(chǎn)量占全球的37%。
鈦鐵精礦的主要利用途徑有兩條。一是將鈦鐵精礦采用電爐熔煉法、鹽酸浸出法等轉(zhuǎn)化成酸溶性富鈦料后，用硫酸法生產(chǎn)鈦白。另一是鈦鐵精礦經(jīng)富集處理后得高鈦渣或人造金紅石，再經(jīng)氯化、除雜、精制后得精四氯化鈦。精四氯化鈦可經(jīng)氣相氧化生產(chǎn)氯化鈦白，也可經(jīng)鎂還原－真空蒸餾生產(chǎn)海綿鈦。大部分鈦鐵礦用來生產(chǎn)普通鈦白粉，其終端產(chǎn)品應(yīng)用于涂料、造紙、塑料、日化等行業(yè)，小部分鈦鐵礦通過提純成人造金紅石，再被制成海綿鈦，其終端產(chǎn)品鈦材廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)領(lǐng)域中的化工、電力、冶金、制鹽和新興領(lǐng)域中的醫(yī)藥、休閑體育等行業(yè)。金紅石礦的產(chǎn)品主要是高端海綿鈦（終端產(chǎn)品高端鈦材又稱戰(zhàn)略金屬）和高端鈦白粉。
我國鈦礦資源特點為：資源豐富、儲量大、分布廣，原生礦多、砂礦少，鈦鐵礦多、金紅石礦少，貧礦多、富礦少，均為多金屬共生礦。國內(nèi)產(chǎn)量較大的礦石主要以巖礦型釩鈦磁鐵礦形式存在，便于開采利用的金紅石型鈦礦非常少。目前國內(nèi)海綿鈦生產(chǎn)原料依賴進口。中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鈦鋯鉿分會的《2020年中國鈦工業(yè)發(fā)展報告》數(shù)據(jù)，2020年，中國進口鈦精礦301萬噸。美國《MineralCommoditySummaries2021》和《MineralCommoditySummaries2022》報告數(shù)據(jù)顯示，2020年中國進口鈦精礦毛重約300萬噸，截至2020年10月，莫桑比克（36%）、澳大利亞（14%）、越南（11%）和肯尼亞（11%）是中國進口鈦精礦的主要來源；2021年中國進口鈦精礦毛重約360萬噸，較2020年增長21%，截至2021年10月，莫桑比克（32%）、澳大利亞（14%）、越南（13%）和肯尼亞（9%）是中國進口鈦精礦的主要來源。
2.2海綿鈦生產(chǎn)：海綿鈦提取以Kroll法為主，國內(nèi)海綿鈦行業(yè)集中度較高
2.2.1海綿鈦提取工藝以Kroll法為主
由于鈦與氧、氮、碳、氫等元素有極強的化學親和力，尤其是在高溫條件下，所以提取金屬鈦的工藝一直比較復雜。目前，鈦的提取工藝大致經(jīng)歷了以下幾個階段：鈉還原法（Hunter法）、碘化法、鎂還原法（Kroll法）、融鹽電解法。鈉還原法（Hunter法）已于1993年被徹底淘汰，國際上比較成熟而且工業(yè)化的工藝是鎂還原法（Kroll法）。Kroll鈦金屬提取法，是將粉末狀鈦礦（TiO2）置于熔煉爐中，注入氯氣和還原劑煤焦，加熱到1000℃左右實現(xiàn)化學反應(yīng)，來制取液態(tài)四氯化鈦，反應(yīng)產(chǎn)生大量的二氧化碳氣體。
鎂還原法（Kroll法）工藝復雜、成本高而且對環(huán)境的影響大。這種工藝方法生產(chǎn)1噸金屬鈦會產(chǎn)生大約10噸二氧化碳氣體，在鎂還原蒸餾工序，將消耗掉大量的電能，生產(chǎn)1噸海綿鈦大約需要消耗2-3萬度電，并且蒸餾還原過程中鈦金屬中的雜質(zhì)去除難度也非同一般，造成了海綿鈦生產(chǎn)的高污染、高能耗、高成本等諸多弊端。目前，新的海綿鈦制備工藝方法在不斷探索，例如，F(xiàn)FC劍橋工藝以及美國UniversalAchemetalTitanium（UAT）與日本東邦鈦公司（TohoTitanium）合作開發(fā)的新工藝。
FFC劍橋工藝采用直接電化學還原，在氯化鈣融鹽中電解二氧化鈦得到海綿鈦。該工藝已在實驗室取得成功，有著成本低、產(chǎn)品質(zhì)量高、周期短、應(yīng)用范圍廣等特點，是一種清潔的生產(chǎn)工藝。UAT公司研究的鈦冶煉提取工藝，是在粉末狀鈦礦（TiO2）中添加氟化鈣和鋁，混合物在冶煉爐中發(fā)生劇烈的鋁熱還原反應(yīng)，再采用電解法將金屬鈦溶入電解液中，之后在電極表面形成固態(tài)的樹枝狀鈦金屬沉積物。此方法制取的鈦金屬雜質(zhì)含量低，且解決了生產(chǎn)過程中二氧化碳的大量排放的問題，耗電量也比Kroll法降低70%左右。2021年日本東邦鈦公司為該技術(shù)建設(shè)了中試車間。
2.2.2國內(nèi)海綿鈦產(chǎn)量持續(xù)增長，高端鈦合金生產(chǎn)原料以0級海綿鈦為主
國內(nèi)海綿鈦產(chǎn)量近幾年持續(xù)增長。2020年，根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鈦鋯鉿分會對國內(nèi)12家海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)量的統(tǒng)計，共生產(chǎn)海綿鈦12.30萬噸，同比增長44.9%。海綿鈦產(chǎn)量超過1萬噸的企業(yè)有攀鋼鈦業(yè)、朝陽金達、雙瑞萬基、新疆湘晟、朝陽百盛和貴州遵鈦，6家企業(yè)海綿鈦產(chǎn)量合計占全國產(chǎn)量的比例約為78%。
國內(nèi)航空航天用海綿鈦供應(yīng)商包括寶鈦華神、朝陽金達、雙瑞萬基和貴州遵鈦等企業(yè)。高端海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)盈利能力較強，以寶鈦華神為例，2021年，寶鈦華神營業(yè)收入6.27億元，凈利潤1.57億元，凈利率達25%。寶鈦華神是由寶鈦股份控股的股份制企業(yè)，在行業(yè)內(nèi)首先實現(xiàn)海綿鈦“氯化+精制+還原+電解”的循環(huán)經(jīng)濟生產(chǎn)模式，擁有國內(nèi)最先進的海綿鈦生產(chǎn)技術(shù)，也是國內(nèi)唯一實現(xiàn)全流程的鈦鋯鉿生產(chǎn)企業(yè)。除母公司外，寶鈦華神與西部超導、湖南金天、西部鈦業(yè)等企業(yè)建立了長期穩(wěn)定的戰(zhàn)略合作關(guān)系。在國際市場，與波音空客、羅羅公司、瑞典山特維克、日本神戶制鋼等國際知名企業(yè)建立了相關(guān)業(yè)務(wù)往來。
朝陽金達是我國重要的航空航天高品質(zhì)海綿鈦專業(yè)生產(chǎn)基地。公司自主研發(fā)出“航空熔鑄專用海綿鈦”、“TC11專用海綿鈦”等多個系列的高新技術(shù)產(chǎn)品60余項，其中MHT-90海綿鈦經(jīng)西部超導等鈦材企業(yè)認定，產(chǎn)品指標達到了國際先進水平，可替代進口用于航空航天等高端領(lǐng)域，打破了國際市場的長期封鎖，實現(xiàn)了國內(nèi)高端海綿鈦的自主供應(yīng)。目前，公司海綿鈦50%用于航空航天領(lǐng)域。雙瑞萬基鈦業(yè)成立于2005年，是由中船725所和萬基控股集團共同投資組建的萬噸級全流程海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)。公司先后得到波音民用飛機供應(yīng)鏈管理運營部門、日本先進材料株式會社、寶鈦集團、西部超導等國內(nèi)外客戶的認可。2020年，雙瑞萬基鈦業(yè)海綿鈦產(chǎn)量16000噸，約占全國產(chǎn)量的13%。
貴州遵鈦是國家海綿鈦相關(guān)行業(yè)標準制定主起草單位，技術(shù)裝備、產(chǎn)品質(zhì)量都處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，擁有“國家級企業(yè)技術(shù)中心”。公司生產(chǎn)的“航天”牌海綿鈦長期作為國內(nèi)軍工和航天航空主要基礎(chǔ)材料。貴州遵鈦目前具備海綿鈦25000噸/年、鈦錠2000噸/年、鈦管坯800噸/年的產(chǎn)能。高端鈦合金生產(chǎn)原料以0級海綿鈦為主。我國鈦工業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已從20世紀的以傳統(tǒng)化工（氯堿、純堿和制鹽等）為主要需求的領(lǐng)域，正逐漸轉(zhuǎn)向以航空航天、船舶、海洋工程和高端化工裝備為主要需求的領(lǐng)域，鈦原料的需求也從原來的以工業(yè)級海綿鈦（2級）為主轉(zhuǎn)向以航空級海綿鈦（0級）為主要需求，對鈦原料的批次穩(wěn)定性和質(zhì)量要求更高。例如，西部超導采購的海綿鈦主要為0級和1級海綿鈦，以0級為主，顆粒度為3mm-12.7mm的小顆粒，并對相關(guān)參數(shù)有特殊的內(nèi)控技術(shù)標準。
根據(jù)百川盈孚的數(shù)據(jù)，2022年以來，國內(nèi)0級海綿鈦價格穩(wěn)定維持在8.60萬元/噸。2021年，海綿鈦價格有一定上漲，0級海綿鈦年末8.60萬元/噸的價格較年初6.50萬元/噸的價格上漲32%。（報告來源：未來智庫）
3、鈦材和鑄鍛件生產(chǎn)
3.1鈦合金熔煉及鈦材生產(chǎn)
3.1.1鈦合金熔煉中海綿鈦為主要原材料
鈦合金中，鈦為主要組成元素，一般鈦的質(zhì)量分數(shù)在90%左右。因此，在鈦合金熔煉中，海綿鈦為主要原材料。此外，中間合金由于單價較高，在原材料成本中也占一定的比例。例如，西部超導2016年至2018年，海綿鈦年采購平均單價分別為4.34萬元/噸、5.63萬元/噸及5.55萬元/噸，中間合金鋁釩合金ALV55年采購平均單價分別為16.24萬元/噸、19.78萬元/噸及35.65萬元/噸，鋁釩合金ALV85年采購平均單價分別為22.91萬元/噸、23.61萬元/噸及37.73萬元/噸。
以TC4合金成分構(gòu)成為例，合金元素Al和V的質(zhì)量分數(shù)分別在5.5%~6.8%和3.5%~4.5%范圍，即中間合金質(zhì)量分數(shù)在9.0%~11.3%。假設(shè)熔煉中，海綿鈦質(zhì)量占比90%、中間合金質(zhì)量占比10%，參考西部超導2018年的采購均價假設(shè)海綿鈦價格5.55萬元/噸，中間合金37萬元/噸，則原材料成本構(gòu)成中海綿鈦占比約為57%。西部超導披露的鈦合金產(chǎn)品原材料成本構(gòu)成中，海綿鈦占比在60%左右。
3.1.2鈦材生產(chǎn)企業(yè)：上市公司主要有寶鈦股份、西部超導和西部材料三家
鈦材類型多樣，包括棒材、絲材、板材、帶材、管材等。快鍛機、精鍛機是鈦材生產(chǎn)中的核心設(shè)備，利用大噸位的快鍛機和精鍛機實現(xiàn)大變形量，可以保證鍛透性和組織均勻性。例如，寶鈦股份配備由德國引進的1萬噸和2500噸快鍛機、奧地利SXP-13精鍛機。
鈦合金板材、帶材生產(chǎn)還需要熱軋、冷軋軋機以及自動平面磨床、砂光機、水切割機、帶材酸洗線等輔助設(shè)備。例如，寶鈦股份擁有德國引進的3.3米寬板軋機、日本引進的1200mm型四輥可逆式熱/冷軋機、森德威MB22-TI型二十輥冷軋機等板帶材生產(chǎn)設(shè)備。
無縫管材生產(chǎn)還需要穿孔機、擠壓機和軋管機等設(shè)備。例如，寶鈦股份無縫管生產(chǎn)系統(tǒng)主體裝備包括從德國進口的3150噸高速擠壓機、1000噸穿孔機、LDH75型高速軋管機、日本進口及國產(chǎn)大型真空退火爐，LG、LD系列軋管機以及輔助裝備等。
國內(nèi)航空鈦合金的市場需求主要來自軍用航空領(lǐng)域。軍用航空材料的開發(fā)都是通過參與軍工配套項目的形式進行的，通過軍工配套項目的招標進入項目正式研制階段后依次通過工藝評審、材料評審、地面功能試驗、地面靜力試驗、裝機考核、裝機評審后方能成為相關(guān)型號用材料的合格供應(yīng)商。目前，國內(nèi)航空鈦合金生產(chǎn)企業(yè)主要是西部超導、寶鈦股份、西部材料、金天鈦業(yè)、航材院、寶武特冶和天成航材等。
西部超導主要從事高端鈦合金材料、高性能高溫合金材料、超導材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，是我國航空用鈦合金棒絲材的主要研發(fā)生產(chǎn)基地。公司具有高性能鈦合金鑄錠1萬噸/年、絲棒材8000噸/年的產(chǎn)能，鈦材產(chǎn)品主要用于航空鍛件等領(lǐng)域。
寶鈦股份是我國鈦及鈦合金科研生產(chǎn)基地，建立了“海綿鈦、熔鑄、鍛造、板材、帶材、無縫管、焊管、棒絲材、鑄造、原料處理”十大生產(chǎn)系統(tǒng)，擁有2400kW電子束冷床爐、15t/10t真空自耗電弧爐、萬噸自由鍛壓機、2500t快鍛機、高速棒絲生產(chǎn)線、鈦帶生產(chǎn)線、3.3米寬厚板生產(chǎn)線等設(shè)備，鈦鑄錠產(chǎn)能達3萬噸/年、鈦材設(shè)計產(chǎn)能達2萬噸/年。公司擁有完整鈦合金產(chǎn)業(yè)體系，子公司寶鈦華神供應(yīng)部分海綿鈦材料。
西部材料是陜西省首個由科研院所改制成立的高科技上市公司，下轄8個控股子公司和1個研發(fā)中心，主要從事稀有金屬材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，擁有鈦及鈦合金加工材、層狀金屬復合材料、稀貴金屬材料、金屬纖維及制品、稀有金屬裝備、鎢鉬材料及制品、鈦材高端日用消費品等業(yè)務(wù)板塊，產(chǎn)品主要應(yīng)用于軍工、核電、環(huán)保、海洋工程、石化、電力等領(lǐng)域。西部材料具有8000噸/年以上優(yōu)質(zhì)鈦及鈦合金鑄錠的生產(chǎn)能力及1萬噸/年鈦及鈦合金板帶材生產(chǎn)能力。
金天鈦業(yè)為國內(nèi)高端鈦合金材料三家主要供應(yīng)商之一。金天鈦業(yè)建設(shè)年產(chǎn)能1萬噸鈦及鈦合金加工材生產(chǎn)基地，主要產(chǎn)品包括鈦及鈦合金鑄錠、板坯、板材、棒材、鍛件（餅/盤件、環(huán)件、厚壁鍛管）等，應(yīng)用于航空、航天、醫(yī)療、石化，海洋等多個領(lǐng)域。金天鈦業(yè)為AG600水陸兩用飛機的起落架提供鈦合金材料。
航材院是主要從事航空先進材料應(yīng)用基礎(chǔ)研究、材料研制與應(yīng)用技術(shù)研究和工程化技術(shù)研究的綜合性科研機構(gòu)，現(xiàn)有17個材料技術(shù)領(lǐng)域60多個專業(yè)，擁有完整的材料、制造、檢測技術(shù)體系和豐富的技術(shù)積累。航材院可生產(chǎn)TC4、TA15、TC21、TC4-DT、TB5、TB8、Ti40、Ti60、Ti3Al、TiAl等二十多種牌號的鈦合金鑄錠和棒材，鑄錠最大直徑1.1m，鈦合金大規(guī)格棒材最大直徑達到450mm。此外，航材院還可生產(chǎn)鈦合金鍛件，可制造的鍛件最大重量為600kg。
寶武特冶是我國重要的高品質(zhì)特殊鋼及特種合金研發(fā)生產(chǎn)基地之一，形成了高溫合金、耐蝕合金、鈦及鈦合金、精密合金、特殊不銹鋼、特種結(jié)構(gòu)鋼、工模具鋼等產(chǎn)品。寶武特冶鈦合金產(chǎn)品主要市場是航空發(fā)動機用高端鈦材，基本覆蓋國內(nèi)發(fā)動機型號，并在飛機機體結(jié)構(gòu)件、民用航空、航天、艦船、兵器、化工等領(lǐng)域也得到拓展應(yīng)用。
天成航材產(chǎn)品定位于高端鈦材應(yīng)用，主營產(chǎn)品包含鈦合金棒材、線材、鍛件等，自主研發(fā)、設(shè)計的國內(nèi)首條航空級鈦合金全流程動態(tài)多向控溫控軋生產(chǎn)線，可為航空、醫(yī)療等高端領(lǐng)域用戶提供超細晶鈦棒及高品質(zhì)鈦盤卷；大規(guī)格棒材生產(chǎn)線采取“以軋代鍛、鍛軋結(jié)合”的方式，可為航空終端提供發(fā)動機盤、軸件及飛機結(jié)構(gòu)件用原材料。2019年，天成航材在國內(nèi)航空航天業(yè)務(wù)份額居行業(yè)第5位。
營收規(guī)模方面，三家鈦材上市公司中，寶鈦股份營收規(guī)模最大。2021年，寶鈦股份鈦材實際產(chǎn)能3.09萬噸，鈦產(chǎn)品實現(xiàn)營業(yè)收入47.43億元、銷售量2.66萬噸，其中鈦材銷售量2.09萬噸。盈利能力方面，西部超導鈦合金業(yè)務(wù)毛利率領(lǐng)先。寶鈦股份鈦產(chǎn)品業(yè)務(wù)除鈦合金外還有海綿鈦等產(chǎn)品，西部材料鈦制品包括鈦材、鈦鋼復合板以及鈦合金容器等產(chǎn)品。西部超導鈦合金業(yè)務(wù)主要是生產(chǎn)高端鈦合金材料，包括棒材、絲材、鍛坯等，主要用于航空、艦船、兵器等。西部超導鈦合金業(yè)務(wù)毛利率領(lǐng)先，2021年毛利率為45.31%。
從成本率方面看，鈦材生產(chǎn)企業(yè)的材料成本為主要成本。寶鈦股份鈦產(chǎn)品材料成本率在65%左右，西部材料的稀有金屬壓延加工業(yè)務(wù)材料成本率在50%左右，西部超導鈦合金產(chǎn)品材料成本率在35%左右。西部超導有相對低的材料成本率因而其毛利率較高，2021年西部超導鈦合金產(chǎn)品毛利率達45.31%。此外，西部超導的鈦合金產(chǎn)品和西部材料的稀有金屬壓延加工業(yè)務(wù)具有較高的制造費用成本率，2021年其制造費用成本率分別為14.10%和19.05%。
3.2鈦合金鍛件：主要包括模鍛、自由鍛和輾環(huán)三類工藝
根據(jù)鍛件的尺寸和形狀、采用的工裝模具結(jié)構(gòu)和鍛造設(shè)備的不同，鍛造主要分為自由鍛、模鍛、輾環(huán)。自由鍛：指用簡單的通用性工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧之間直接對坯料施加外力，使坯料產(chǎn)生變形而獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件的加工方法。
自由鍛以生產(chǎn)批量不大的鍛件為主，采用鍛錘、液壓機等鍛造設(shè)備對坯料進行成形加工，以獲得合格鍛件。
模鍛：指金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內(nèi)受壓變形而獲得鍛件，模鍛一般用于生產(chǎn)重量不大、批量較大的零件。模鍛液壓技術(shù)主要用于對尺寸大且內(nèi)部微結(jié)構(gòu)要求高的航空金屬部件制造，實現(xiàn)常規(guī)鍛造、切削、鏜銑等加工方法難以實現(xiàn)的工藝要求。
輾環(huán)：又稱為環(huán)形軋制，借助輾環(huán)機使環(huán)件產(chǎn)生連續(xù)局部塑性變形，進而實現(xiàn)壁厚減小、直徑擴大、截面輪廓成形的塑性加工工藝。與傳統(tǒng)自由鍛、模鍛等工藝相比，輾環(huán)可大幅度降低設(shè)備噸位和投資，具有振動沖擊小、節(jié)能節(jié)材、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低等顯著優(yōu)點，屬于無縫環(huán)件的先進加工技術(shù)。
國內(nèi)從事鈦合金鍛件生產(chǎn)的企業(yè)主要包括中航重機下屬陜西宏遠、貴州安大和景航鍛鑄、三角防務(wù)、萬航模鍛、派克新材、航宇科技等。其中，三角防務(wù)、陜西宏遠和萬航模鍛等企業(yè)可生產(chǎn)鈦合金模鍛件；貴州安大、派克新材和航宇科技等企業(yè)可生產(chǎn)鈦合金環(huán)鍛件。
三角防務(wù)、派克新材和航宇科技三家鍛造企業(yè)中，三角防務(wù)和航宇科技鈦合金采購量較多。航宇科技2018年和2019年鈦合金采購量均超過500噸，三角防務(wù)2017年和2018年鈦合金采購量分別為492噸和392噸。采購平均單價上看，三角防務(wù)鈦合金采購單價較高而航宇科技鈦合金采購單價較低。以2018年為例，三角防務(wù)、派克新材和航宇科技鈦合金采購平均單價分別為36.92萬元/噸、30.77萬元/噸和14.76萬元/噸。
國內(nèi)航空鍛造企業(yè)中，營收規(guī)模方面，擁有貴州安大、陜西宏遠兩家全資鍛造業(yè)務(wù)子公司和景航鍛鑄一家非全資子公司的中航重機規(guī)模最大。貴州安大產(chǎn)品以航空環(huán)鍛件為主，同時從事一定規(guī)模的模鍛件業(yè)務(wù)；陜西宏遠以航空模鍛件為主，同時從事一定規(guī)模的航空環(huán)鍛件業(yè)務(wù)。貴州安大和陜西宏遠是國內(nèi)最早從事航空鍛件業(yè)務(wù)的企業(yè)，擁有一定的技術(shù)先發(fā)優(yōu)勢。
盈利能力方面，三角防務(wù)的模鍛產(chǎn)品和派克新材的航空航天鍛件產(chǎn)品毛利率領(lǐng)先。2021年，中航重機的航空鍛造產(chǎn)品和航宇科技的航空航天鍛件產(chǎn)品毛利率在30%左右。三角防務(wù)的模鍛產(chǎn)品和派克新材的航空航天鍛件產(chǎn)品毛利率領(lǐng)先，2021年毛利率分別為47.27%和46.21%。
從成本率方面看，航空鍛造產(chǎn)品中材料的成本率在50%左右。近幾年，航宇科技的航空鍛造產(chǎn)品材料成本率較高，在55%以上。隨著航宇科技航空鍛造營收規(guī)模提升，制造費用成本率逐漸降低，其毛利率近幾年逐年提升。三角防務(wù)模鍛產(chǎn)品和派克新材航空航天鍛造產(chǎn)品有相對低的材料成本率，因而毛利率較高。
3.2.1鈦合金模鍛件：三角防務(wù)、陜西宏遠和萬航模鍛等是國內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)
大噸位模鍛液壓機是模鍛工藝的核心設(shè)備。例如，客機A380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。我國大噸位模鍛液壓機的裝備始于1967年，由中國第一重型機器廠建造的300MN級模鍛液壓機，裝備于重慶西南鋁加工廠，該設(shè)備于1973年投產(chǎn)，使用至今。近年來，我國陸續(xù)裝備大噸位模鍛液壓機，包括萬航模鍛的800MN模鍛液壓機和三角防務(wù)的400MN模鍛液壓機。
三角防務(wù)主要從事軍、民用大型精密鍛件的研發(fā)和制造，產(chǎn)品包括大型軍用飛機、民用客機各類框、梁、起落架等整體結(jié)構(gòu)件和航空發(fā)動機整體盤件以及其它航空、航天、艦船、兵器、核工業(yè)等行業(yè)大、中型精密模鍛件。三角防務(wù)擁有一臺世界排名前列、同時具備模鍛、等溫鍛、熱模鍛于一體的400MN大噸位模鍛液壓機和一套模鍛件生產(chǎn)線，可以滿足目前在研、在役的先進飛機、航空發(fā)動機90%以上的大型模鍛件生產(chǎn)。
陜西宏遠創(chuàng)建于1965年，是中國航空工業(yè)集團公司大型鍛造專業(yè)化企業(yè)，擁有國內(nèi)外先進水平的鍛壓設(shè)備群，可生產(chǎn)鈦合金、高溫合金、不銹鋼、結(jié)構(gòu)鋼、鋁合金、鎂合金、銅合金、以及新興的金屬間化合物等不同材質(zhì)的鍛件。公司不僅為國內(nèi)市場提供優(yōu)質(zhì)的鍛鑄件，還與波音、空客、UTC、賽峰起落架、GE、羅羅等公司建立了長期穩(wěn)定的貿(mào)易合作關(guān)系。
萬航模鍛是中國第二重型機械集團有限公司與中國航空工業(yè)集團公司共同持股的有限責任公司，以研制生產(chǎn)航空鍛件為主導產(chǎn)品，包括鈦合金、超強鋼和結(jié)構(gòu)鋼、高溫合金和鋁合金，覆蓋航空、航天、能源、艦船動力等重要行業(yè)。在產(chǎn)品鍛造設(shè)計、技術(shù)工藝、熱處理、酸洗、理化檢驗及模具加工制造等方面，具有國內(nèi)領(lǐng)先的優(yōu)勢。萬航模鍛擁有800MN模鍛液壓機，可制造的大型模具單重100t，大型軸類模鍛件長度達6.5m，圓形模鍛件直徑達2.5m，在國防建設(shè)中發(fā)揮著不可替代的作用。利用萬航模鍛世界先進的800MN模鍛液壓機，2021年8月，某型號試驗件用超大規(guī)格TC18鈦合金主起車架橫梁模鍛件在萬航模鍛試制成功，該鍛件為國內(nèi)最大的TC18模鍛件。
2022年1月新聞，公司成功研制長江2000發(fā)動機用風扇盤。長江2000發(fā)動機是CR929寬體客機的配套國產(chǎn)動力系統(tǒng)，是我國目前在研的推力最大的航空發(fā)動機。此次研制的長江2000發(fā)動機用風扇盤鍛件，單件重量達900多公斤，標志著萬航模鍛成功突破長江2000發(fā)動機用風扇盤鍛件制備技術(shù)，將為該類產(chǎn)品的鍛造和熱處理積累技術(shù)經(jīng)驗。
景航鍛鑄主要從事航空飛行結(jié)構(gòu)部件、發(fā)動機零部件、民用機械零部件的鍛造、鑄造及其深加工業(yè)務(wù)，可生產(chǎn)單件重量20g-1000kg的各類鍛鑄件產(chǎn)品。景航鍛鑄掌握自由鍛、輥鍛、模鍛以及等溫精鍛等多種鍛造工藝，可進行高溫合金、鈦合金等各種難變形材料的鍛件生產(chǎn)，產(chǎn)品種類達1萬多種。2021年，景航鍛鑄公司營收11.21億元，凈利潤8735.53萬元。
3.2.2鈦合金環(huán)鍛件：貴州安大、派克新材和航宇科技等是國內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)
環(huán)鍛件生產(chǎn)的主要設(shè)備為碾環(huán)機。航空環(huán)鍛件的制造不僅僅要滿足零件的外形尺寸要求，而且對鍛件的組織性能要求很高。鈦合金材料變形難度大、組織形態(tài)復雜多樣，對產(chǎn)品制造技術(shù)和生產(chǎn)工藝水平的要求更高，既要保證產(chǎn)品的成型尺寸，同時要獲得良好的晶粒組織、更優(yōu)的機械性能、合理均勻的應(yīng)力分布。
中航重機下屬貴州安大、派克新材、航宇科技等企業(yè)是國內(nèi)主要環(huán)鍛件生產(chǎn)企業(yè)。貴州安大始建于1966年，是專門從事航空發(fā)動機、飛機和燃氣輪機鍛件生產(chǎn)的專業(yè)化企業(yè)，具備輾環(huán)、軋盤、自由鍛、熱模鍛、等溫鍛、閃光焊、模具加工、機械加工等系列生產(chǎn)線，可生產(chǎn)高溫合金、鈦合金、鋁合金、鎂合金、不銹鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼等材料。
航宇科技主要從事難變形金屬材料環(huán)形鍛件研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，公司各類環(huán)鍛件產(chǎn)品主要應(yīng)用于航空、航天、燃機等領(lǐng)域。國內(nèi)業(yè)務(wù)方面，航宇科技全面參與國內(nèi)所有現(xiàn)役、在研、預(yù)研航空、航天環(huán)鍛件的研制與生產(chǎn)任務(wù)，是長江1000、長江2000環(huán)鍛件主研制單位。國際業(yè)務(wù)方面，航宇科技擁有美國GE、P&W、英國RR、法國SAFRAN、德國MTU、美國Honeywell等航空發(fā)動機公司合格供方資質(zhì)。
派克新材金屬鍛件產(chǎn)品涵蓋由普通碳鋼、合金鋼、不銹鋼以及高溫合金、鋁合金、鈦合金、鎂合金等特種合金材料輾制的環(huán)形鍛件、自由鍛件、精密模鍛件等各類金屬鍛件，應(yīng)用于航空、航天、船舶、電力石化以及其他各類機械等多個領(lǐng)域。（報告來源：未來智庫）
3.3鈦合金鑄件：航材院和安吉精鑄是國內(nèi)航空鈦合金鑄件主要供應(yīng)商
鈦合金精密鑄造是鈦合金零件近凈成型的先進方法，可保證零件的結(jié)構(gòu)完整性、簡化機加工量、減少或省去零件組焊、提高裝配效率、穩(wěn)定質(zhì)量，同時降低用鈦成本。鈦在高溫下具有極高的化學活性，液態(tài)金屬成形過程中質(zhì)量控制難度極大。目前世界上只有少數(shù)幾個國家掌握鈦合金精密鑄造技術(shù)。異型薄壁鈦合金精密鑄造技術(shù)代表了鈦合金精密鑄造技術(shù)的高難度、高水平。20世紀80年代中期，美國PCC、Howmet等公司開始研究大型薄壁鈦合金整體結(jié)構(gòu)件的精鑄技術(shù)，并相繼建立和擴大了大型薄壁鈦合金整體結(jié)構(gòu)件精鑄的生產(chǎn)條件和規(guī)模，成功研制了F-100、CFM-56、CF6-80、F-119等發(fā)動機的中介機匣、風扇機匣、高壓壓氣機機匣等大型薄壁整體精鑄鈦合金件。
國內(nèi)鈦合金精密鑄造方面，北京航空材料研究院鑄鈦事業(yè)部（原百慕高科）、安吉精鑄、寶鈦股份、中船725所、中科院金屬所和沈陽鑄造所等的鈦合金鑄造水平較高，已有較完整的科研生產(chǎn)線。北京航空材料研究院有限公司鑄鈦事業(yè)部（原百慕高科）是中國鈦合金精密鑄造的技術(shù)發(fā)源地、行業(yè)領(lǐng)導者，是亞洲最大、國際知名的鈦合金精密鑄造產(chǎn)業(yè)基地。鈦鑄件產(chǎn)品包括航空類鈦鑄件、航天類鈦鑄件以及泵閥類鈦鑄件等，航空類鈦鑄件產(chǎn)品用于軍用、民用飛機發(fā)動機、機身等。目前，鑄鈦事業(yè)部已成為國內(nèi)航空航天鈦合金鑄造產(chǎn)品的主要供應(yīng)商。
國際業(yè)務(wù)方面，航材院鑄鈦事業(yè)部（原百慕高科）是國內(nèi)唯一承擔國際宇航鈦合金鑄件批產(chǎn)供應(yīng)商。鑄鈦事業(yè)部（原百慕高科）是法國SNECMA公司的正式供應(yīng)商，從跟法國SNECMA公司的合作開始進入國外宇航領(lǐng)域，百慕高科已成為CFM56-7發(fā)動機支板的主要供應(yīng)商，并且進入新一代LEAP發(fā)動機開發(fā)項目，成為LEAP-1A、1B、1C的40余個鈦合金鑄件的供應(yīng)商，其中在LEAP-1C機匣及套件上是唯一供貨商。
安吉精鑄前身為國營3017廠，是中航工業(yè)集團下屬唯一的專業(yè)化鑄造企業(yè)，主要為不同類型的飛機、航空發(fā)動機、機載設(shè)備提供各類鈦合金、鋁合金、高溫合金、鎂合金、耐熱鋼、不銹鋼、結(jié)構(gòu)鋼、銅合金和合金鑄鐵等優(yōu)質(zhì)鑄件產(chǎn)品，擁有精鑄鋁、精鑄鈦、精鑄鋼、高溫合金、半精鑄鎂、鑄鋁等鑄造生產(chǎn)線。公司擁有熔模精密鑄造、離心鑄造、陶瓷型鑄造、冷凝樹脂砂鑄造、金屬鑄造等各類工藝方法，大型復雜鈦合金整體精密鑄造技術(shù)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。安吉精鑄公司生產(chǎn)的鈦合金鑄件主要有垂尾、二支點殼體、轉(zhuǎn)彎段、內(nèi)環(huán)前段、后蓋、后通風器主體、中央齒輪機匣和發(fā)動機系列中介機匣等，具有密度低、比強度高、耐腐蝕性好、耐熱性高的特性，用于航空航天飛行器，可以降低重量、提高發(fā)動機的工作溫度、改善其耐腐蝕性能。
中船725所成立于1961年，是專業(yè)從事艦船材料與工藝及應(yīng)用性研究的軍工科研事業(yè)單位，是海軍各型號的材料技術(shù)責任單位，構(gòu)建了海軍武器裝備的基本材料體系，有效保證了裝備工程對材料技術(shù)的需求。中船725所鈦產(chǎn)品包括鈦合金構(gòu)件、鑄件和海綿鈦等，業(yè)務(wù)分別由雙瑞萬基和雙瑞精鑄承擔。雙瑞精鑄前身是中船725所七室，在鈦及鈦合金技術(shù)和產(chǎn)品研究領(lǐng)域已有近60年，擁有熔煉、精密鑄造、熱軋、冷軋、焊管、換熱器等多條先進的生產(chǎn)線，配備先進水平的EB爐、1000kg級真空鑄造爐、熱軋及冷軋機組、焊管機組以及板式換熱器專用生產(chǎn)設(shè)備，已成為國內(nèi)主要鈦合金產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于船舶、海洋工程、體育休閑、石油化工、航空航天、醫(yī)療器械、電力等領(lǐng)域。
沈陽鑄造研究所成立于1957年，2017年更名為沈陽鑄造研究所有限公司，是國家級鑄造技術(shù)專業(yè)研究機構(gòu)。截至2020年底，公司在崗職工487人，其中，專業(yè)技術(shù)人員包括正高級工程師56人和高級工程師83人在內(nèi)共256人；技能人員包括高級技師14人和技師35人在內(nèi)共231人。
沈陽鑄造所設(shè)有鈦合金鑄件生產(chǎn)基地，其鈦合金技術(shù)產(chǎn)業(yè)部是1965年由國家投資興建的我國第一個鈦合金鑄造材料、工藝、設(shè)備研究和生產(chǎn)基地，石墨型鑄造和精密鑄造工藝技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。目前生產(chǎn)車間面積8000平方米，設(shè)置有熔鑄車間、精鑄制殼車間、機械加工車間、后處理車間，裝備有1500kg、600kg、300kg、200kg、100kg真空自耗凝殼爐各1臺，并配備有大型真空熱處理爐、5-100噸液壓蠟?zāi)鹤C、遠紅外脫蠟爐等設(shè)備共百余臺，具備年產(chǎn)400噸優(yōu)質(zhì)鈦合金鑄件的生產(chǎn)能力。
沈陽鑄造所鈦合金鑄件的主要工藝方法有熔模精密鑄造工藝、機加石墨型工藝、改善石墨型工藝、搗實型工藝、金屬型工藝、復合鑄型工藝。公司承擔了大量航天科研生產(chǎn)任務(wù)，為火箭、衛(wèi)星、宇宙飛船、艦船等領(lǐng)域提供了大量高、精、尖鈦合金鑄件。民用方面，公司生產(chǎn)的TIH、TCZ系列鈦合金離心泵、J41W-16Ti系列鈦合金截止閥、Q41-16Ti系列鈦合金球閥、4-72和9-19系列鈦風機等產(chǎn)品已遍布全國，并出口加拿大、美國、瑞典、德國、匈牙利、韓國、新加坡、印尼、馬來西亞等國家。
寶鈦股份擁有鑄造生產(chǎn)系統(tǒng)，擁有25kg、150kg、500kg真空凝殼爐、大型石墨除氣爐、CNC加工中心、射蠟機等設(shè)備，鑄件年生產(chǎn)能力250噸以上，建設(shè)的高爾夫球頭生產(chǎn)線，年設(shè)計產(chǎn)能20萬只。寶鈦股份鑄造生產(chǎn)系統(tǒng)的澆注輪廓尺寸可達Ф1800mm×1000mm、單次澆筑重量400kg，為能源化工行業(yè)分體澆筑生產(chǎn)過單重710kg的超大型雙渦殼離心泵，單體澆筑291kg的ZTC4（鑄態(tài)TC4）空間相機主鏡支撐框。
3.4鈦合金產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀：航空航天用鈦材供給集中度較高，部分高端鈦材或供應(yīng)不足
（1）國內(nèi)航空航天用鈦材行業(yè)集中度較高
國內(nèi)鈦材行業(yè)集中度較高，根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鈦鋯鉿分會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2020年，國內(nèi)前10家主要鈦材生產(chǎn)企業(yè)的鈦材銷量占總銷量的80%，前5家主要鈦材生產(chǎn)企業(yè)的鈦材銷量占總銷量的60%，同比均略有提升。在航空航天領(lǐng)域，隨著近幾年對鈦材的需求快速增長，航空航天領(lǐng)域鈦材行業(yè)集中度有所降低。在航空航天領(lǐng)域，2020年，國內(nèi)前5家企業(yè)鈦材銷量占總銷量的72%，前3家企業(yè)鈦材銷量占總銷量的60%。
（2）國內(nèi)鈦材供應(yīng)中部分高端鈦材或供應(yīng)不足
根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鈦鋯鉿分會的統(tǒng)計，國內(nèi)主要鈦錠、鈦材供應(yīng)商均有三十余家。2020年，國內(nèi)33家主要鈦錠生產(chǎn)企業(yè)共生產(chǎn)鈦錠11.99萬噸，同比增長35.2%，國內(nèi)32家主要鈦材生產(chǎn)企業(yè)共生產(chǎn)鈦材9.70萬噸，同比增長28.9%，占全球鈦材產(chǎn)量的50%以上。根據(jù)國內(nèi)鈦材進出口數(shù)據(jù)，2020年鈦材出口量遠大于進口量，且進出口量均同比下降。2020年，鈦材進口量為6139噸，同比減少24.4%，出口量達15246噸，同比減少27.1%。
分項來看，2020年鈦材進口量僅航空航天等高端領(lǐng)域用鈦合金絲材保持增長，反映出國產(chǎn)鈦材在高端緊固件等領(lǐng)域還難以滿足國內(nèi)需求；2020年，鈦合金薄板和厚板的進口量雖略有減少，但基本穩(wěn)定，反映出我國在高端領(lǐng)域的鈦合金薄板和厚板對國外仍有一定的依賴。目前，我國高端需求用航空緊固件用鈦合金棒絲材、船舶用鈦合金寬厚板坯等產(chǎn)品在批次穩(wěn)定性上與國外還有一定的差距，仍需進口，隨著國內(nèi)鈦材龍頭企業(yè)裝備和技術(shù)不斷升級，有一定進口替代空間。
（3）相關(guān)企業(yè)有望持續(xù)受益于需求增長及材料國產(chǎn)替代
航空航天領(lǐng)域鈦材發(fā)展空間廣闊，相關(guān)企業(yè)有望持續(xù)受益。航空航天領(lǐng)域裝備列裝、軍機換裝國產(chǎn)航發(fā)以及新型裝備鈦合金用量大幅提升等促進國內(nèi)航空航天用高端鈦材需求增長。民航方面，支線飛機ARJ21已正式投入運營，大型客機C919首飛試驗圓滿成功；遠程寬體客機CR929處于中俄聯(lián)合研制階段，未來空間廣闊。
隨著國內(nèi)鈦材生產(chǎn)企業(yè)制造能力提升，材料國產(chǎn)替代將推動國內(nèi)鈦材生產(chǎn)企業(yè)業(yè)績增長。例如，西部超導成功掌握了緊固件用Ti45Nb合金絲材批量化制備技術(shù)，解決了Ti40阻燃鈦合金大規(guī)格鑄錠鍛造開坯的難題；湘投金天集團自主研發(fā)出中國第一卷大卷重寬幅鈦帶卷，填補國內(nèi)空白，改變了我國鈦卷和鈦焊管依賴進口的格局。
此外，隨著中航重機、航宇科技、派克新材以及航材院鑄鈦事業(yè)部等鍛鑄件企業(yè)和寶鈦股份、天成航材等鈦材生產(chǎn)企業(yè)在國際宇航市場的不斷拓展，國際宇航市場鈦合金業(yè)務(wù)亦將促進相關(guān)企業(yè)業(yè)績增長。
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