国防军工行业深度报告：军、民机共振，航空锻造行业持续高景气可期

军、民机共振，航空锻造行业持续高景气可期 国防军工|行业深度报告|2023.01.05 评级：看好 曲小溪 首席分析师 SAC执证编号：S0110521080001 quxiaoxi@sczq.com.cn 电话：010-81152676 郭祥祥研究助理 guoxiangxiang1@sczq.com.cn 电话：010-81152675 0国防军工 沪深300 -0.2 -0.4 31-Dec 20-Oct 9-Aug 29-May 18-Mar 5-Jan 市场指数走势（最近1年） 资料来源：聚源数据 相关研究 军工行业估值处于近5年1.96%分位值，看好行业当前配置价值 中直股份进行重大资产重组，国企改革再添新动向 北斗卫星导航使用频次超GPS30%，关注卫星导航投资机会 核心观点 锻件的机械性能优于同样材料的铸件，航空工业是最重要的应用领域。锻造可使金属显微组织变得更加致密，使锻件的纤维结构和锻件的形状保持一致，完成金属流线，保证零件有良好的机械性能和较长的使用寿命，其机械性能一般优于同样材料的铸件。锻造技术可分为自由锻、模锻和辗环锻，模锻可用于生产飞机机身锻件和发动机盘锻件，辗环锻多用于生产发动机环形锻件。锻造在航空、航天、电力、石化等领域都有应用。其中航空领域主要用于制造飞机机身结构、发动机转动件和起落架等主要承力件，按重量计算，飞机上有85%的构件是锻件。 钛合金、高温合金等材料是主要成本构成，规模增长受主机厂需求牵引。锻造行业上游为原材料和锻造设备。钛合金在四代战机的机身和发动机的用量分别高达39%、31%，高温合金用量通常占到发动机总重量的40%以上。根据三角防务和航宇科技披露数据，钛合金、高温合金等原材料占主营业务成本构成比例超过70%。锻造设备包括模锻液压机、辗环机等，中国在设备领域技术全球领先。中国是世界上可以生产超过4万吨级别模锻设备的四个国家之一，其中二重万航的800MN模锻液压机是世界尺寸最大的模锻设备。中游锻造上市公司中，中航重机为行业龙头，收入、利润规模均最大，三角防务在毛利率方面远远领先其他锻造公司。下游主要为航空主机厂，业绩表现方面，中航沈飞、中航西飞、航发动力业绩增速较快，反映歼击机、运输机、特种飞机是当前锻件的主要需求牵引。近期，中航沈飞发布第二期限制性股票激励计划，中航西飞发布第一期限制性股票激励计划，下游发展信心充足为产业链注入成长动能。 军、民机协同放量，未来10年我国航空锻件市场规模预计超6000亿元。在国防和军队现代化建设的推动下，我国军机数量有望在未来10年达到美国现有水平。根据军机数量缺口测算得到军用航空锻件未来10年规模达到3132亿元，其中机身锻件和航发锻件占比分别为24.57%和75.43%。根据商飞《全球市场预测年报（2022-2041）》，2022-2041年间将有9284架飞机交付中国。假设未来10年交付给中国的民机数量为4642架，则相关民用锻件的市场规模预计达到3251亿元，其中机身锻件和航发锻件占比分别为41.22%和58.78%。 投资建议：建议关注中航重机、三角防务、航宇科技、派克新材。中航重机为航空锻造龙头企业，通过劣质资产剥离以及10年期股权激励盈利能力快速提升。中航重机两次定增扩产，扩产项目陆续在2022-2024年达到可使用状态，收入规模将不断扩大。三角防务为新一代军机机身大型锻件供应商，毛利率在可比公司中最高。2022年定增项目布局中小锻件、航空发动机叶片精锻、机翼组件装配。2022年可转债项目布局锻件精加工和飞机蒙皮制备。三角防务收入规模、毛利率均有望随扩产项目落地明显提升。航宇科技主营航空发动机环形锻件，国外客户营收占比超20%。航宇科技毛利率不断攀升，2021年为34.48%，较2017年提升14.25pct。IPO项目预计2023年1月达到可使用状态。派克新材主营环形锻件，军、民品并举，航空航天领域收入占比41%，石化和电力收入占比40%，2022年定增项目布局模锻件。 风险提示：装备研发、采购进度不及预期，原材料价格大幅上涨。 目录 1锻件性能优于铸件，锻造是高技术集成度的制造工艺1 1.1锻造有助于改善金属构件的内部缺陷1 1.2锻件制造包括冶金、金属加工、热处理等多种机械加工工艺2 2航空航天、船舶、电力、石化是锻件的重要应用领域4 2.1航空锻件主要包含机身锻件和航空发动机盘、环锻件4 2.2航天锻件主要包括火箭和导弹锻件6 2.3船舶锻件主要包括燃气轮机和柴油机锻件7 2.4电力锻件主要用于火电、核电、风力发电装置8 2.5石化锻件用于石油开采和运输设备11 3航空锻件产业链12 3.1上游主要为金属材料和锻造设备12 3.1.1钛合金比强度高，在先进战机上的用量占比超过30%12 3.1.2高温合金可耐高温、腐蚀，在发动机中的用量占比超过40%14 3.1.3锻造设备包括液压机和辗环机，中国拥有全球最大模锻液压机16 3.2中游锻造企业中航重机规模最大，三角防务毛利率最高20 3.3下游航发动力、中航沈飞、中航西飞是需求的重要牵引21 4航空锻件未来10年市场规模预计超6000亿23 5国内主要锻件产品供应商27 5.1中航重机：锻造行业龙头，剥离低效资产、轻装上阵27 5.1.1主营锻造及液压环控业务，盈利能力快速提升27 5.1.2两次定增扩产，产能将在未来两年快速释放29 5.1.3发布十年期限制性股票激励计划，坚定长远发展信心31 5.2三角防务：新一代军机锻件供应商，毛利率保持高位32 5.2.1专注于大型机身结构锻件，营收、利润快速增长32 5.2.2募资扩产，实现产业链拓宽和延伸34 5.2.3股权激励彰显未来业绩高速增长信心37 5.3航宇科技：环形锻件领先企业，国内、外业务齐头并进37 5.3.1专注于航空航天环形锻件，毛利率持续爬升37 5.3.2IPO项目即将达到可使用状态，未来收入规模有望快速提升41 5.3.3连续实施两期股权激励计划，提振全员工作积极性42 5.4派克新材：锻件产品丰富，军、民品两翼齐飞42 5.4.1营收高速增长，民品收入占比在可比公司中处于领先位置42 5.4.2募资布局环锻和模锻，产品类型更为丰富45 6投资建议47 7风险提示47 插图目录 图1锻造过程中锻件晶粒的变化1 图2自由锻示意图2 图3模锻示意图2 图4辗环段示意图2 图5自由锻制造工艺流程3 图6模锻制造工艺流程3 图7辗环锻制造工艺流程4 图8锻件在大型飞机、战斗机身结构上的应用4 图9锻件在飞机起落架上的应用5 图10航空发动机盘、轴类锻件5 图11航空发动机环形锻件6 图12我国长征系列火箭6 图13锻件在运载火箭上的应用7 图14锻件在导弹上的应用7 图15船用燃气轮机8 图16锻件在船舶上的应用8 图17汽轮机相关锻件9 图18燃气轮机相关锻件10 图19反应堆锻件10 图20风电锻件11 图21石化设备锻件12 图22航空锻造产业链12 图23F-22框锻件13 图24海绵钛13 图25钛合金上市公司营收对比（亿元）14 图26钛合金上市公司归母净利润对比（亿元）14 图27钛合金上市公司毛利率对比14 图28钛合金上市公司净利率对比14 图29高温合金棒材15 图30高温合金板材15 图31高温合金公司2021和2022年前三季度营业收入（亿元）16 图32高温合金公司2021和2022年前三季度归母净利润（亿元）16 图33高温合金厂商2022Q1~Q3与2021Q1~Q3毛利率对比16 图34模锻液压机18 图35模锻液压机内部构造18 图36辗环机19 图37辗环机参数调节19 图38锻造公司2022年前三季度营业收入（亿元）21 图39锻造公司2022年前三季度归母净利润（亿元）21 图40锻造公司毛利率对比21 图41下游主机厂2022前三季度营业收入（亿元）23 图42下游主机厂2022前三季度归母净利润23 图43军机数量排名全球前十的国家（架）23 图44中美不同种类军机数量差距（架）24 图45中国战机结构（架）24 图46美国战机结构（架）24 图47中国航空旅客周转量（2001-2021）26 图48中航重机各项收入占比28 图49中航重机2017年-2022年前三季度营收（亿元）及增速28 图50中航重机2017年-2022年前三季度归母净利润（亿元）及增速28 图51中航重机2017年-2022年前三季度毛利率和净利率29 图52中航重机2017年-2022年前三季度期间费用率29 图53中航重机2017-2021年各项产品毛利率29 图54三角防务2017年-2022年前三季度营收（亿元）及增速33 图55三角防务2017年-2022年前三季度归母净利润（亿元）及增速33 图56三角防务2017年-2022年前三季度毛利率和净利率33 图57三角防务2017年-2022年前三季度期间费用率情况33 图58蒙皮镜像铣加工流程36 图592021年航宇科技各项业务营收占比38 图602020年航宇科技的前五大客户情况39 图61航宇科技2017-2022年前三季度营收（亿元）及增速40 图62航宇科技2017-2022年前三季度归母净利润（亿元）及增速40 图63航宇科技2017-2022年前三季度毛利率和净利率40 图64航宇科技2017-2022年前三季度期间费用率40 图65航宇科技主要产品2017-2021年毛利率变化41 图66航宇科技2017-2022年前三季度研发费用增长情况41 图672021年派克新材产品主要应用领域收入占比情况43 图682019年派克新材的前五大客户情况44 图69派克新材2017年-2022年前三季度营收（亿元）及增速44 图70派克新材2017年-2022年前三季度归母净利润（亿元）及增速44 图71派克新材2017年-2022年前三季度毛利率和净利率45 图72派克新材2017年-2022年前三季度期间费用率45 图732017-2021年派克新材主要业务毛利率情况45 表格目录 表1：锻造的三种工艺1 表2：锻造所用设备及功能16 表3：各公司生产设备对比20 表4：航空锻件领域主要公司20 表5：2022-2031年中国军用航空锻件市场规模测算（亿美元）25 表6：2022-2031年中国民用航空锻件市场规模预测（亿美元）26 表7：2018年定增项目30 表8：2021年定增项目31 表9：限制性股票解除限售期业绩考核指标32 表10：三角防务采购情况32 表11：三角防务子公司情况（收入、净利润为2021年数据）34 表12：三角防务IPO项目（万元）34 表13：可转债募投项目（亿元）35 表14：不同加工方式的交付标准35 表15：不同加工方式的交付标准36 表16：第一期限制性股票激励计划中首次授予部分考核指标37 表17：航宇科技原材料采购情况（2020年度）38 表18：航宇科技前八大供应商（2020年度）38 表19：航宇科技IPO项目41 表20：第一期限制性股票激励计划中首次授予部分考核指标42 表21：第二期限制性股票激励计划中首次授予部分考核指标42 表22：派克新材原材料采购情况（2019年度）43 表23：派克新材IPO募集资金用途46 表24：派克新材2022年募投项目46 表25：派克新材定增项目达产后产量及收入贡献情况47 1锻件性能优于铸件，锻造是高技术集成度的制造工艺 1.1锻造有助于改善金属构件的内部缺陷 锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的气孔、缩孔和树枝状晶等缺陷，优化微观组织结构。锻造还可以保证金属纤维结构的连续性，使锻件的纤维结构和锻件的形状保持一致，完成金属流线，保证零件具有良好的机械性能和较长的寿命。一般而言，锻件的机械性能优于同材料的铸件。 图1锻造过程中锻件晶粒的变化 表1：锻造的三