军工锻造行业深度报告：千锤百炼锻精品，国防建设助发展

锻造产品广泛应用于航空航天等多个制造业领域：锻造主要可分为自由锻、模锻、辗环。锻件产品作为装备制造业所必需的关键基础部件，其下游主要为航空、航天、船舶、电力、石化以及其他机械等行业的成套设备制造商，最终应用于国民经济和国防工业的各相关行业。航空航天领域，锻造产品较多的应用在大型飞机、战斗机机身结构，飞机起落架系统，直升机结构，航空发动机中的环形件、机匣，运载火箭的整流罩、外壳，导弹外壳、环形连接件、装载环等多个关键构件中。 近年我国锻造行业市场规模整体保持增长趋势：根据中国锻压协会数据，2020年中国锻造行业总产量为1349.2万吨，较2019年的1198.4万吨同比增长12.58%，2012-2020年CAGR为5.08%。国家统计局数据显示，2021年我国锻造行业产值为1335.45亿元，比2020年的1293.4亿元增长了42.05亿元。 2016年以来，锻造行业产值累计增长290.08亿元，2016-2021年CAGR为 5.02%。市场规模的增长，以及锻造行业整体技术水平的提升，有力推动了锻造产业不断向高端化方向发展。 航空航天产业驱动高端锻造业务发展：近年来，随着国内航空航天产业的发展，在零部件中得到广泛应用的高端锻造产品市场需求迎来了较快地提升。军用飞机方面，我国在数量及整体先进性程度上与军事强国均存在较大差距。民用飞机方面，我国民航需求的快速增加将有利于国内零部件企业从国际航空企业获得更多的转包和分包订单，同时国内民航客机未来走向量产也会为锻造企业提供较好的市场机遇。航空发动机的更新换代及国产化替代，商业航天的快速发展，以及导弹武器需求的持续增加，均有力推动了国内高端锻造业务的发展。 军工、航空航天的行业特点加筑护城河：国内军品研发生产，具有买方垄断性，市场的排他性和先入性，采购的稳定性和延续性，产品以定制化为主，国产化需求强烈等特点。这些特点也使军工锻造行业在品牌和市场、技术工艺、资质、设备和资金等方面形成壁垒，从而形成了当前较为稳定的行业格局。国有大型军工企业凭借其技术优势、资金实力、规模优势等，成为军工产品的主要生产商，竞争优势显著。随着军工行业市场化加速开放，部分具有军品生产资质的民营企业迅速崛起，在军工产品配套领域扩大市场份额。 投资建议：我们认为随着国内锻造行业及国防军工行业的发展，以高端锻件为主要产品的军工锻造企业有望迎来快速成长的机遇。我们重点推荐航空工业集团航空锻造核心企业中航重机；为新型军机提供锻件生产配套的企业三角防务。建议关注同样为航空航天产业提供锻件配套的企业派克新材、航宇科技。 风险分析：从研发进度不及预期的风险；主要原材料价格波动的风险；新型冠状病毒疫情对锻造企业生产经营产生不利影响的风险；客户集中度较高的风险。 投资聚焦 锻造主要可分为自由锻、模锻、辗环。锻件产品作为装备制造业所必需的关键基础部件，其下游主要为航空、航天、船舶、电力、石化以及其他机械等行业的成套设备制造商，最终应用于国民经济和国防工业的各相关行业。近年来，随着国内航空航天产业的发展，在零部件中得到广泛应用的高端锻造产品的市场需求迎来了较好的提升。军用飞机方面，我国在数量及整体先进性程度上与军事强国均存在较大差距。民用飞机方面，我国民航需求的快速增加将有利于国内零部件企业从国际航空企业获得更多的转包和分包订单，同时国内民航客机未来走向量产也会为锻造企业提供较好的市场机遇。航空发动机的更新换代及国产化替代，商业航天的快速发展，以及导弹武器需求的持续增加，均有力推动了国内高端锻造业务的发展。 我们区别于市场的观点 市场认为锻造作为金属结构件成形的基础环节，存在一定的通用性，进而对于航空航天、国防军工行业所使用锻件的生产所包含的技术难度、资质等方面壁垒认知模糊。 我们认为，国内军品研发生产，具有买方垄断性，市场的排他性和先入性，采购的稳定性和延续性，产品以定制化为主，国产化需求强烈等特点。这些特点也使军工锻造行业在品牌和市场、技术工艺、资质、设备和资金等方面形成壁垒，从而形成了当前较为稳定的行业格局。国有大型军工企业凭借其技术优势、资金实力、规模优势等，成为军工产品的主要生产商，竞争优势显著。随着军工行业市场化加速开放，部分具有军品生产资质的民营企业迅速崛起，在军工产品配套领域扩大市场份额。 股价上涨的催化因素 （1）军用领域，国内新型军机、航空发动机、导弹等防务装备加速列装，对高端锻造产品的需求提升； （2）民用领域，国际民航随疫情得到控制而逐渐恢复，对于民机结构、航空发动机零部件的需求陆续恢复；国产客机C919有望开始交付和量产，为航空锻件提供增量需求。 投资观点 我们认为随着国内锻造行业及国防军工行业的发展，以高端锻件为主要产品的军工锻造企业有望迎来快速成长的机遇。我们重点推荐航空工业集团航空锻造核心企业中航重机；为新型军机提供锻件生产配套的企业三角防务。建议关注同样为航空航天产业提供锻件配套的企业派克新材、航宇科技。 1、锻造是一种应用广泛的金属加工方法 1.1、锻造的定义及分类 1.1.1、锻造的定义 锻造是在加压设备及工（模）具的作用下，使坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状的零件（或毛坯）并改善其组织和性能的加工方法。金属材料经过锻造加工后，形状、尺寸稳定性好，组织均匀，纤维组织合理，具有最佳的综合力学性能。机械装备中的主承力结构或次承力结构件一般都是由锻件制成的，锻件广泛地应用于国民经济和国防工业的各个领域。 锻造的主要原材料为金属棒料、铸锭等。这些原材料在其冶炼、浇注和结晶过程中，不可避免地会产生气孔、缩孔和树枝状晶等缺陷，因而，铸造工艺很难制造出能胜任需要承受冲击或交变应力的工作环境的零部件（例如传动主轴、齿圈、连杆、轨道轮等）。但是，金属棒料或铸锭在经过锻造加工后，其组织、性能均能得到有效的改善和提高。同时，由于金属的塑性变形和再结晶，可使粗大晶粒细化，得到致密的金属组织，从而提高锻件的力学性能。此外，在零件设计时，若正确选用零件的受力方向与纤维组织方向，还可以提高锻件的抗冲击性能。 因此，锻造实质是利用金属的塑性变形使金属毛坯改变形状和性能而成为合格锻件的加工过程，其根本目的是利用外加载荷（冲击载荷或静载荷）通过锻压设备或模具使金属毛坯产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的锻件，同时使锻件机械性能和内部组织符合一定的技术要求。 1.1.2、锻造工艺分类 根据锻件的尺寸和形状、采用的工装模具结构和锻造设备的不同，锻造主要可分为自由锻、模锻、辗环。 图1：自由锻（左）、模锻（中）、辗环（右）示意图 （1）自由锻 自由锻是指用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧之间直接对坯料施加外力，使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方法。自由锻以生产批量不大的锻件为主，采用锻锤、液压机等锻造设备对坯料进行成形加工，以获得合格锻件。 （2）模锻 模锻是指金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，模锻一般用于生产重量不大、批量较大的零件。 （3）辗环 辗环，又称为环形轧制，是借助辗环机使环件产生连续局部塑性变形，进而实现壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形的塑性加工工艺。辗压扩孔时的应力应变和变形流动情况与芯轴扩孔相同，其特点是：工具是旋转的，变形是连续的，辗压扩孔时一般压下量较小，故具有表面变形的特征。 辗环是连续局部塑性成型工艺，是轧制技术和机械制造技术的交叉与结合，与传统的自由锻工艺、模锻工艺等相比，辗环可大幅度降低设备吨位和投资，具有振动冲击小、节能节材、生产效率高、生产成本低等显著优点，属于无缝环件的先进加工技术，在航空、航天、船舶、电力、石化以及其他机械等诸多工业领域日益得到广泛应用。 1.2、锻造产品广泛应用于多个制造业领域 锻造行业上游主要为各类金属材料冶炼企业，如碳钢、不锈钢、合金钢、高温合金、钛合金、铝合金等，上游原材料的供应能力和技术水平直接影响锻造行业的发展水平。原材料成本占锻造企业主营业务成本的比重较高，因此原材料价格的波动对产品价格具有较大的影响。 图2：锻造处于金属结构件产业链的中游位置 锻件产品作为装备制造业所必需的关键基础部件，其下游主要为航空、航天、船舶、电力、石化以及其他机械等行业的成套设备制造商，最终应用于国民经济和国防工业的各相关行业。下游行业对锻件产品精度、性能、寿命、可靠性等各项技术指标的要求主导了锻造行业的技术走向，同时下游行业的景气度也直接决定了锻造行业的需求状况和市场容量。此外，在航空、航天、船舶、电力、石化等高端装备制造领域，国家政策导向和国家投入规模也对市场需求有着重大影响，锻造行业的市场发展前景与下游应用行业发展以及国家投入紧密相关。 1.2.1、航空 航空锻件产品主要用于飞机机体结构及航空发动机部分结构。 飞机机体结构方面，锻件主要应用包括①大型飞机、战斗机机身结构件；②起落架系统结构件；③直升机结构件等。 大型飞机、战斗机机身结构件包括飞机机体的框、梁类结构件，具体有飞机舱门部位的门框锻件，机头部位的风挡边框锻件，机翼与机身部位的连接件，机翼部位的边条、承力梁、框锻件，发动机吊挂系统锻件，机身承力框锻件，转向舵部位的转轴梁锻件。主要涉及的材料有钛合金、超高强度钢、铝合金等。 起落架系统包括飞机的主起落架系统和前起落架系统。公司生产的起落架系统结构件主要包括外筒、活塞杆锻件，扭力臂、斜支撑、支架、后支架等锻件。 主要涉及的材料为超高强度钢、钛合金和铝合金等。 直升机结构件主要包括传动箱系统锻件、浆毂系统锻件、机身结构件锻件、起落架锻件和武器吊挂系统锻件。主要有传动箱传动卡盘锻件、浆毂中央件、浆毂连接件、浆毂轴、传动卡盘、吊挂架、起落架外筒和活塞杆锻件等。主要涉及的材料有钛合金、超高强度钢和铝合金等。 图3：锻造产品在飞机起落架上的应用 图4：锻造产品在直升机上的应用 航空发动机方面，根据GE航空等航空发动机制造商的划分方式，锻件主要应用在环形锻件（ring）和机匣（casing）等结构。 机匣是航空发动机的重要零部件之一，它是发动机的基座和主要承力部件，其外形结构复杂，不同的发动机、发动机的不同部位，其机匣形状各不相同，机匣的功能决定了机匣的形状，基本特征为圆筒形或圆锥形的壳体和支板组成的部件。 相比机匣，环形锻件在航空发动机上的产品种类、数量较多。 图5：航空发动机上的锻件产品可划分为环形锻件和机匣 1.2.2、航天 航天装备包括宇航（运载火箭、卫星、飞船、空间站、空间飞行器）、导弹等方向。 宇航方面，锻件产品可应用在运载火箭发动机机匣、安装边、支座、法兰，运载火箭整流罩、运载火箭外壳、卫星支架等。 导弹方面，锻件产品可应用在导弹发动机机匣、导弹外壳、环形连接件、装载环等。 图6：锻造产品在宇航方面的应用 图7：锻造产品在导弹方面的应用 1.2.3、其他领域 锻件产品还广泛应用于舰船、电力设备、石化设备、兵器工业、工程机械、冶金机械、造纸机械、高铁装备以及其他通用机械等多个行业。 如船舶锻件主要可分为动力锻件、轴系锻件、锚系锻件和舵系锻件。动力锻件主要包括燃气轮机机匣、叶轮、法兰等，船用柴油机机体、机座、法兰等；轴系锻件有推力轴、中间轴、艉轴等；舵系锻件主要有舵杆、舵柱、舵销等；锚系锻件主要有锚绞机用部件等。 在电力设备行业，锻件产品主要应用于火电用汽轮机和燃气轮机、核电构件以及风力发电机等设备。 锻件产品在石化设备行业主要用于各类石化设备配套用的法兰、管板等。 随着我国国民经济结构的调整、供给侧改革的深化、国防建设的持续投入，从长期来看，锻件产品下游行业仍将保持持续发展。 1.3、我国锻造能力稳步提升，与世界领先水平仍存差距 从全球锻造行业来看，德国、美国、俄罗斯、日本、英国等发达国家，在原材料、装备水平、锻造技术和工艺等方面均处于世界领先地位，依托高端的生产设备及先进的加工工艺，能够生产出大尺寸、高精度、高性能的产品，长期占据着全球主要的高端应用市场。近年来随