钛合金行业专题报告：3C消费新领域，“钛”不一样

3C消费新领域，“钛”不一样 ——钛合金行业专题报告 邱祖学、任恒、李挺、孙二春 01 证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 2023年11月19日 *请务必阅读最后一页免责声明 *请务必阅读最后一页免责声明 投资要点 钛合金进军手机边框，引领产业发展新趋势。钛合金因具有比强度高、亲生物、透声性好和良好的金属质感等特性，同时象征着高端大气等身份特征，因而成为手机巨头们选用的新一代金属材料。苹果iphone15pro、promax和小米14pro纷纷采用钛合金边框。根据测算，假设苹果、小米下一代高端机型继续扩大钛的使用范围，华为等品牌也开始涉足钛边框，渗透率逐年提高，2027年3C钛边框总价值量有望达到936亿元，钛使用量达到1.87万吨，相关产业链有望受益。 钛粉应用拓展至折叠屏铰链，3D打印加速在3C消费领域渗透。荣耀折叠屏手机MagicV2的铰链轴盖部分采用了钛合金3D打印工艺，宽度相较于铝合金材质降低27%，强度却提升150%。金属3D打印工艺是用增材的方式成型，避开了CNC加工的难点，在复杂结构零件生产上效率更高、可定制性更强，未来渗透率有望不断提升。我们测算钛合金3D打印工艺预计到2027年有望拉动钛材用量约6886吨，按照TC4不含税价21.68万元/吨对应价值量14.93亿元。 钛合金加工难度高，切削刀具有望受益于钛合金边框放量。钛合金的切削加工性比普通钢和不锈钢要差，对切削刀具有特殊要求。钛材料属于难加工材料，根据艾邦高分子数据，钛合金手机中框整体良率约为30%-40%，远低于铝合金中框的80%；且加工时间长，约为铝合金的3-4倍。3C领域钛合金材料加工对切削刀具的需求有望显著增加。 风险提示：手机销量不及预期；钛边框渗透率不及预期；原材料价格大幅波动。 1 钛合金进军手机边框 目录 2 CONTENTS 钛材供应集中度较高 3 3D打印在钛合金材料中的应用 4 钛合金材料加工刀具需求增加 5 投资建议 6 风险提示 01钛合金进军手机边框 证券研究报告4*请务必阅读最后一页免责声明 01 钛合金进军手机边框 苹果新一代的iPhone15Pro和15ProMax采用更加高级的钛合金边框，取代不锈钢边框，由此可以获得更高强度和更轻的重量。 小米14pro钛金属特别版通过航天级99%高纯钛和高强铝合金材料精密复合的方式制作钛边框。 图：小米14pro钛金属特别版 图：iphone15系列采用航空级钛金属 手机中框是手机结构的重要组成部分，它不仅起到支撑和保护内部零件的作用，而且也影响手机的整体外观和手感。 对于金属中框，CNC因其效率高、精度高、加工质量稳定的优点成为必备加工手段，缺点是成本较高，易浪费材料。 图：手机边框产业链 图：手机中框工艺链流程图 钛素有“未来金属”的美誉，作为重要的工业基础材料，钛及钛合金材料具有密度低、强度高和耐腐蚀性强等优点。因此 ，钛被广泛应用于航空航天、海洋工程、核工业等诸多尖端科技行业。 钛合金的边框使得手机更加耐用，能够抵抗日常使用中的磨损和划痕，同时使得手机更加便携，减少了手机内部的结构负担，并且钛合金的外观光泽度和独特性也为手机增添了美感。 表：不同材料性能比较 金属 纯钛 钛合金（TC4） 铝合金 镁合金 不锈钢（304） 密度/(g/cm³) 4.40 4.42 2.74 1.82 7.93 比强度 93 253 117 154 66 热导率/W·(m·K)⁻¹ 17 8 96 72 16 弹性模量/GPa 110±10 110±10 72 45 193 抗拉强度/Mpa 410±20 1120±20 320 230 520 屈服强度/Mpa 345±20 1010±50 160 150 205 维氏硬度（HV5） 195±5 370±5 150 200 01 钛合金进军手机边框 纯钛是指纯度达到99%以上的钛金属材料，强度 a型 低，质地软，不耐磨损，耐蚀性很高。而钛合金 表：工业纯钛、部分钛合金的牌号及主要用途 添加了其他金属元素后提高了强度，硬度，及耐磨性。 TC4，其组成为Ti-6Al-4V，属于(α+β)型钛合金 钛合金TA 良好的抗蠕变性能，强度、可焊性以及韧性；耐蚀性和可切削加工性能好，但塑性低，室温冲压性能差 TA4可做中等强度范围的结构材料，如焊丝。 强度不高，但塑性好，在部分工作温度350℃以下，受力不大，但要求塑性好的冲纯钛TA介质中具有良好的耐蚀性，抗压件和耐蚀结构零件。例如：飞机的发动机附件；船 氧化性优，耐热性较差舶用管道海水淡化系统零部件；化工上的热交换器等 应用 主要特性 类型牌号 TA5、TA6用于400℃以下在腐蚀介质中工作的零件及焊接件，如飞机蒙皮叶片、船舶零件等。 TA7用于500℃以下长期工作的结构件和各种模煅件 短时使用可到900℃。亦可用于超低温部件。 ，具有良好的综合力学机械性能。由于具有高强度、高韧性、低密度、优良的耐腐蚀性和良好的可焊性和可加工性等优点，因此被广泛应用于各个领域。根据CN110883088A《钛合金手机边框的加工工艺》等专利信息，TC4可以被作为钛合金中框材料。 表：钛合金TC4与纯钛性能对比 近a型钛合金 b型钛合金 近b型钛合金 成本 重量 强度 硬度 耐磨损性耐腐蚀性 环保性 纯钛★★ ★★ ★★ ★★ ★★★★★★ ★★★★ 钛合金TC4 ★★★★ ★★★ ★★★★ ★★★★ ★★★★★★★★ ★★★ a+b型钛合金 基体主要为a相，含有少量B相 TA稳定元素（一般小于2%）； 有较好的的热稳定性 固溶状态下冷成形性能良好， TB而且淬透性和热处理响应性也 优良。 TB 较高的抗疲劳性能，较长的蠕变疲劳寿命，高韧性和优良的高温服役性能，并且不降低塑性和热稳定性。 TC 具有优良的综合性能，如其室温强度高于α合金的，热加工工艺性能良好，可以进行热处理强化 主要用作高温钛合金等。 可用于350℃以下工作的零件，主要用于制造各种整体热处理（固溶、时效）板材冲压件和焊接件；如压气机叶片、轮盘、轴类等重载荷旋转件及飞机构件等 可用作航空发动机压气机盘、旋转子和其他部件等。 TC1、TC2可用于400℃以下工作的冲压件、焊接件以及模锻件和弯曲加工的各种零件、低温结构材料。 TC3、TC4可用作400℃以下长期工作的零件、结构 用模件、各种容器、低温部件、船舰耐压壳体等。 TC6可在400℃以下使用，主要用作飞机发动机结构材料。TC9可用于制造在560℃以下长期工作的零件，主要用在飞机喷气发动机的压气机盘和叶片上。 TC10可用于制造在450℃以下长期工作的零件，如飞机结构零件、起落架、导弹发动机外壳等。 证券研究报告 资料来源：《航空用钛合金研究进展》，搜钛网，优材科技，三原镍丰官网，民生证券研究院 8*请务必阅读最后一页免责声明 01钛合金进军手机边框 2022年全球智能手机出货12.05亿台，同比下滑11.02%；2023年上半年全球智能手机出货5.34亿台，同比下滑11.03%。 2022年中国智能手机出货2.64亿台，同比下滑23.11%；2023年1-8月份全球智能手机出货1.60亿台，同比下滑6.70%。 但根据Counterpointresearch最新公布的报告显示，2022年全球高端（≥600美元）智能手机销量却同比增长了1%，占总出货比例达21%。我们预计未来高端手机销量占比有望逐步提升。 图：全球智能手机出货量（单位：百万台） 全球智能手机出货量同比（右轴） 图：中国智能手机出货量（单位：百万台） 中国智能手机出货量同比（右轴） 25% 图：全球高端手机销量占比 1,600 1,400 1,200 1,000 800 600 400 200 0 80% 60% 40% 20% 0% -20% 600 500 400 300 200 100 0 20%20% 10%15% 0% -10%10% -20%5% -30% 7%8% 13% 15%15% 19% 21% 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 0% 证券研究报告资料来源：wind，Counterpointresearch，民生证券研究院 9*请务必阅读最后一页免责声明 2016201720182019202020212022 证券研究报告 资料来源：wind，搜钛网,民生证券研究院 10*请务必阅读最后一页免责声明 我们对于3C钛边框钛价值量假设如下： 手机单台钛耗用量：70g； 全球高端机销量：全球手机销量维持11亿台，其中高端机型占比逐年提升； 钛边框手机高端机渗透率：假设苹果、小米下一代高端机型继续扩大钛的使用范围，华为等品牌也开始涉足钛边框，渗透率逐年提高； 钛材料均价：TC4不含税价为21.68万元/吨；纯钛不含税价为13.27万元/吨；两种材料各占50%份额，则均价为17.48万元/吨； 我们预计3C钛边框钛2027年使用量达到2.08万吨；价值量有望达到36.33亿元。 表：3C钛边框钛价值量测算 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 手机单台钛耗用量(g) 70 70 70 70 70 全球手机销量（亿台） 11 11 11 11 11 高端机占比 23% 24% 25% 26% 27% 钛边框手机高端机渗透率 36% 60% 70% 80% 90% 钛总使用量（t） 6375.6 11088 13475 16016 18711 TC4不含税价（万元/t） 21.68 21.68 21.68 21.68 21.68 纯钛不含税价（万元/t） 13.27 13.27 13.27 13.27 13.27 钛材料均价（万元/t） 17.48 17.48 17.48 17.48 17.48 3C钛边框钛价值量(亿元） 11.14 19.38 23.55 27.99 32.70 证券研究报告 资料来源：wind，日经中文网公众号,民生证券研究院 11*请务必阅读最后一页免责声明 01钛合金进军手机边框 我们对于3C钛边框总价值量假设如下： 全球高端机销量：全球手机销量维持11亿台，其中高端机型占比逐年提升； 钛手机高端机渗透率：假设苹果、小米下一代高端机型继续扩大钛的使用范围，华为等品牌也开始涉足钛边框，渗透率逐年提高； 单台手机边框价值量：350元（苹果钛合金边框价值量约50美元，折合人民币约412元，而小米等手机边框价值量预计低于苹果）； 我们预计2027年3C钛边框总价值量有望达到936亿元，其中加工端价值量达894亿元，占比95.61%。 表：3C钛边框总价值量测算 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 全球手机销量（亿台） 11 11 11 11 11 高端机占比 23% 24% 25% 26% 27% 钛边框手机高端机渗透率 36% 60% 70% 80% 90% 单台手机边框价值量（元/台） 350 350 350 350 350 边框市场价值量（亿元） 319 554.4 673.75 800.8 935.55 加工端价值量（亿元） 305 530 644 766 894 加工端价值占比（%） 95.61% 95.61% 95.61% 95.61% 95.61% 01钛合金进军手机边框 钛/铝复合板的制备方法主要为固−固复合法，主要包括爆炸焊接复合法、挤压复合法、轧制复合法等。界面金属间化合物的形成过程实质上是钛、