机床刀具宝剑锋从磨砺出国产厂商蓄势待发

1、目录索引一、机床锋刃：刀具系统 6（一）直接作用于工件，硬质合金数控刀片占据主流 6（二）全球市场超过 300 亿美元，汽车与航空应用较多 8（三）国内市场规模约 400 亿元，制造业升级带来增长契机 10二、抽丝剥茧：刀具行业的竞争逻辑 13（一）产品端：材料与工艺构成繁多品类 13（二）渠道端：直经销并存，高端需求定制化 15（二）生产端：多环节、高投入 16三、精益求精：国产替代正当时 20（一）他山之石：海外巨头成长之路 20（二）望其项背：国产刀具性能已与日韩产品相当 23（三）蓄势待发：国产刀具企业快速成长 26四、投资建议与风险提示 28谢添元图表索引图 1：机床通过切削刀具直接

2、作用于工件 6图 2：世界切削刀具产品市场结构 7图 3：国内切削刀具产品市场结构 7 HYPERLINK l _TOC_250021 图 4：可转位刀具与整体或焊接刀具结构 7图 5：2018 年山特维克刀具销售结构 8图 6：2019 年中国机床工业协会工具分会企业硬质刀具产品销售结构 8 HYPERLINK l _TOC_250020 图 7：全球切削刀具收入规模（亿美元） 8 HYPERLINK l _TOC_250019 图 8：中国金属切削机床和汽车月产量累计增速 9图 9：山特维克刀具收入下游分布（百万美元） 9图 10：山特维克刀具收入地区分布（百万美元） 9图 11：肯纳金属

3、工业领域收入下游分布（百万美元） 10图 12：肯纳金属工业领域收入地区分布（百万美元） 10 HYPERLINK l _TOC_250018 图 13：日本不同材质刀具销售收入（百万日元） 10 HYPERLINK l _TOC_250017 图 14：国内刀具市场规模（亿元）及同比增速 11 HYPERLINK l _TOC_250016 图 15：中国金属切削机床产量（万台） 11 HYPERLINK l _TOC_250015 图 16：中国刀具消费及占机床消费比例 12 HYPERLINK l _TOC_250014 图 17：中国进口刀具金额（亿元）及市场份额 12图 18：工件材

4、料 ISO 标准分组 13图 19：工件材料使用情况构成 13 HYPERLINK l _TOC_250013 图 20：德国金属切削机床分品种产值（百万欧元） 14图 21：第四届切削刀具用户调查报告：刀具费用占比 15图 22：工件材料使用情况构成 15图 23：第四届切削刀具用户调查报告：刀具购买方式 16图 24：第四届切削刀具用户调查报告：库存量 16 HYPERLINK l _TOC_250012 图 25：数控刀片生产流程 17 HYPERLINK l _TOC_250011 图 26：部分刀具公司 2019 年总资产周转率 18图 27：欧科亿数控刀片营业成本构成（万元） 19

5、图 28：华锐精密营业成本构成（万元 19 HYPERLINK l _TOC_250010 图 29：碳化钨及钴粉价格变动（元/公斤） 19 HYPERLINK l _TOC_250009 图 30：山特维克刀具业务产品与服务发展情况 20 HYPERLINK l _TOC_250008 图 31：山特维克分业务收入（百万美元）及营业利润率 21 HYPERLINK l _TOC_250007 图 32：山特维克机械加工部门财务情况（百万美元） 21 HYPERLINK l _TOC_250006 图 33：山特维克部分行业整体解决方案 22 HYPERLINK l _TOC_250005 图

6、 34：山特维克航空钛合金整体叶盘解决方案 22 HYPERLINK l _TOC_250004 图 35：不同品牌刀具切削力对比（不锈钢加工） 24 HYPERLINK l _TOC_250003 图 36：不同品牌刀具磨损对比 25 HYPERLINK l _TOC_250002 图 37：不同品牌刀具切削表面粗糙度对比 25图 38：国内刀具企业产量谢添元 （万片） 26图 39：欧科亿刀具分工件材质收入构成（万元） 27图 40：华锐精密分切削工艺收入构成（百万元） 27图 41：欧科亿刀具销售渠道构成（万元） 27图 42：华锐精密销售渠道构成（万元） 27表 1：不同刀具材质的特点

7、及应用领域 6表 2：不同品牌刀具检测数据对比 13表 3：不同工艺切削刀具的特点 14表 4：不同成本占比厂家刀具消费额计算 15表 5：不同刀具厂家销售渠道情况 16表 6：数控刀片生产的主要核心技术 16表 7：华锐精密及欧科亿主要数控刀片生产设备（2020 年 6 月 30 日） 17表 8：原材料价格变动对华锐精密利润的影响（基于 2019 年测算） 19表 9：IMC 集团构成（伊斯卡母公司） 23表 10：衡量刀具性能的具体指标 23表 11：不同品牌刀具检测数据对比 24表 11：2018 年主要刀具企业国内市场份额 26 HYPERLINK l _TOC_250001 表 1

8、3：国内主要刀具厂商扩产情况 28 HYPERLINK l _TOC_250000 表 14：华锐精密和欧科亿部分在研项目 28谢添元一、机床锋刃：刀具系统（一）直接作用于工件，硬质合金数控刀片占据主流机床主轴通过切削刀具作用于工件，刀具可根据材质与结构分类。机床是工业母机，刀具则是机床直接作用于工件的锋刃，对整体加工效果有重要影响。机床主轴与刀具系统间一般由工具系统连接，刀具系统根据材质的不同可分为工具钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料刀具，根据结构的不同可分为可转位刀具、整体刀具、焊接刀具。图 1：机床通过切削刀具直接作用于工件数据来源：森泰英格招股书（申报稿），硬质合金各项性能较为均衡，在材质

9、中占据主流。切削刀具材质主要包括工具钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料等，各类材料具有不同优劣势，如工具钢的耐冲击性较好、硬度相对较差，陶瓷材料的化学稳定性高、强度与韧性低，超硬材料硬度最高、断屑性能不佳。硬质合金由作为主要组元的难熔金属碳化物（如碳化钨）和起粘结相作用的金属（如钴）组成，硬度、耐磨性、强度及韧性指标较为均衡，可用于车铣钻等多种工艺，铸铁、有色金属、不锈钢等多种材料的加工。种类材质特点应用领域工具钢（主要为高硬度、耐磨性、耐热性相对差，抗弯强广泛用于中低速切削，常用于钻头、丝锥等，速钢）度高，价格便宜易焊接。尤适用于制造耐冲击的金属切削刀具硬质合金硬度高、耐磨、强度和韧性较好，强度低

10、于高速钢，不适合冲击性强的工况广泛用作刀具材料，覆盖车、铣、刨、钻等工艺及铸铁、有色金属、不锈钢等多种材料陶瓷高硬度、耐磨性、耐热性、化学稳定性、摩擦系数低、强度与韧性低适用于钢、铸铁、高硬材料的连续切削超硬材料-人造金刚石最高的硬度及耐磨性，导热性好但不耐高温，价格昂贵及加工困难主要用于有色金属及非金属材料的精加工超硬材料-立方氮高硬度、高耐热性，抗弯强度与韧性略主要用于高温合金、淬硬钢、冷硬铸铁等难化硼低于硬质合金加工材料的加工表 1：不同刀具材质的特点及应用领域谢添元数据来源：华锐精密招股说明书，全球及国内硬质合金占比分别为63%和53%，国内占比有进一步提升空间。根据华锐精密招股说明书

11、披露，世界及国内切削刀具中，硬质合金占比分别为63%和53%。硬质合金国内外占比差异部分与产业结构有关，如根据沃尔德招股书，国内消费电子行业发展较快使得适用于屏幕切割的超硬材料占比上升。随着国内经济的进一步发展与汽车、航空航天等高端装备行业的突破，硬质合金材料占比有望向世界平均水平靠近。图 2：世界切削刀具产品市场结构图 3：国内切削刀具产品市场结构立方氮化金刚石,3%硼,4%其他,2%其他,4%立方氮化硼,8%陶瓷,8%硬质合金,53%高速钢,21%金刚石,6%金属陶瓷,2%高速钢,26%硬质合金,63%数据来源：华锐精密招股书，数据来源：华锐精密招股书，相比整体或焊接刀具，刀片灵活性及经济

12、性较好。焊接刀具与整体刀具均一体参与切削，发生磨损后需要重新磨制或直接报废。可转位刀具系统由固定刀杆和可替换和转位的刀片组成，灵活性及经济性较好。海外龙头刀片销售占比较高，以山特维克为例，2018年刀片销售与圆柄刀具销售的比例约为3:1。根据欧科亿招股说明书披露，2019年刀片销售约占硬质合金刀具销售的50%。随着国内刀片行业发展及机床数控化率提升，国内刀片销售占比有望向上提升。图 4：可转位刀具与整体或焊接刀具结构数据来源：华锐精密招股书，沃尔德招股书，谢添元图 5：2018年山特维克刀具销售结构图 6：2019年中国机床工业协会工具分会企业硬质刀具产品销售结构铣削刀具,28%刀片,50%孔

13、加工刀具,18%其他,5%工具系统,9%夹具,13%圆柄刀具,20%数控刀片（可转位）,58%数据来源：山特维克年报，数据来源：欧科亿招股书，（二）全球市场超过 300 亿美元，汽车与航空应用较多全球市场超过300亿美元，20年受疫情影响下滑，亚洲市场恢复较快。根据华锐精密招股书，2016年-2018年全球切削刀具消费额分别为331亿美元、340亿美元和349亿美元，稳定在300亿美元以上。根据山特维克年报，2020年刀具业务受疫情影响，销售额为35.4亿美元，较2018年下降约25%，但亚洲中端市场从20Q2开始率先复苏。从国内金属切削机床产量情况看，2019年受贸易战因素影响景气度较差，2

14、020年克服疫情影响后景气提升较快，月产量累计增速在2020年10月由负转正，对刀具消费产生拉动作用。图 7：全球切削刀具收入规模（亿美元）350340330320310300201620172018数据来源：华锐精密招股书，谢添元图 8：中国金属切削机床和汽车月产量累计增速金属切削机床产量汽车产量19年景气较差，年底开始回升20年克服疫情后，景气提升较快100%80%60%40%20%2016M32016M52016M72016M92016M112017M12017M32017M52017M72017M92017M112018M12018M32018M52018M72018M92018M11

15、2019M12019M32019M52019M72019M92019M112020M12020M32020M52020M72020M92020M112021M12021M30%-20%-40%-60%数据来源：Wind，高端刀具：市场集中在汽车、航空产业与欧美地区。根据山特维克年报披露，高端刀具市场竞争主要在山特维克、肯纳金属及伊斯卡间进行，中端市场的竞争者还包括日本三菱、中国株钻等。根据山特维克及肯纳金属年报，行业方面，除通用机械行业外，汽车、航空是刀具消费量最大的细分行业，收入占比合计约40%。在受疫情影响前，山特维克航空业务收入提升较快，由2015年的4.8亿美元增加至2019年的7亿美

16、元，贡献了同期刀具收入增量的63%。地区方面，欧美是主要市场，收入占比合计在70%以上。图 9：山特维克刀具收入下游分布（百万美元）图 10：山特维克刀具收入地区分布（百万美元）通用机械汽车航空能源其他欧洲北美亚洲其他2020年占比：通用机械52%，汽车26%，航空12%2020年占比：欧洲53%，北美 22%，亚洲21%300030002500250020002000150015001000100050050002015201620172018201920200201520162017201820192020数据来源：山特维克年报，数据来源：山特维克年报，谢添元图 11：肯纳金属工业领域收入

17、下游分布（百万美元）图 12：肯纳金属工业领域收入地区分布（百万美元）600500600500美洲欧洲与中东亚太通用机械交通航空能源2020年占比：通用机械45%，交通32%，航空14%2020年占比：美洲41%，欧洲与中东38%，亚太21%40040030030020020010002018201920201000201820192020数据来源：肯纳金属年报，数据来源：肯纳金属年报，中端刀具：日本销售额保持稳定，硬质合金占比显著上升。日韩刀具是中端市场的代表，包括三菱综合材料、京瓷、特固克、克洛伊等公司。根据Bloomberg数据， 2011年-2019年，日本机床刀具销售额由3868亿日

18、元增长至4560亿日元，年复合增长率为2.1%。同期，硬质合金刀具销售额年复合增长率为3.3%，收入占比由59%增长至65%。图 13：日本不同材质刀具销售收入（百万日元）高速钢超硬材料硬质合金硬质合金占比60000050000040000030000020000010000068%66%64%62%60%58%56%0201120122013201420152016201720182019202054%数据来源：Bloomberg，（三）国内市场规模约 400 亿元，制造业升级带来增长契机国内市场规模约400亿元，作为耗材受周期影响较小。根据欧科亿招股书数据，2005谢添元年至2011年，国

19、内刀具市场与金属切削机床市场共同经历了快速增长，刀具市场规模由137亿元增至400亿元，年复合增长率为19%。2011年后，国内金属切削机床经历产业调整，产量由2011年的86万台下降为2019年的42万台，刀具作为耗材，受周期影响较小，消费额维持在400亿元的规模。图 14：国内刀具市场规模（亿元）及同比增速5004003002001000刀具市场规模同比增速2005-2011， CAGR19%面对机床市场收缩，刀具市场稳定在400亿元2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 201960%50

20、%40%30%20%10%0%-10%-20%数据来源：欧科亿招股书，图 15：中国金属切削机床产量（万台）金属切削机床数控金属切削机床数控化率10090807060504030201002005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 202050%45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%数据来源：Wind，数控化率提升、消费占比提升带来增长契机，数控刀片首先受益。刀具的性能很大程度上决定了机械加工质量与生产效率，现代数控机床需与高效刀具互相协调、平衡发展。根据华锐精密招股书披

21、露，德国、美国、日本等制造业强国的机床数控化率在60%以上，刀具消费规模为机床消费的50%。2019年，中国金属切削机床数控化率为38%，刀具消费额占机床消费的25%，处于快速提升阶段，但仍与发达国家存在较大差距。在我国刀具产品消费结构中，由于我国机械加工的机床数控化水平较低，数控刀片谢添元占比较低。根据欧科亿招股书披露，国内硬质合金刀具产品中刀片与其他刀具的比例约为1:1，而山特维克2018年数据为3:1，预计国内数控刀片消费将首先受益于制造业升级，增长空间广阔。图 16：中国刀具消费及占机床消费比例刀具消费额（亿元）占机床消费比例发达国家刀具占机床消费比例在50%以上 60060%5005

22、0%40040%30030%20020%10010%0201020112012201320140%20152016201720182019数据来源：华锐精密招股书，进口刀具金额保持稳定，占比逐渐下降。根据华锐精密招股说明书披露，中国刀具进口规模保持在130亿元左右，2015年前，进口占比有所上升，反映了下游制造业升级，对高端产品需求增加。随着国内包括华锐精密、欧科亿在内的新兴企业涌现，国产替代启动，进口占比由2015年的37.2%逐步下降至2019年的34.6%。图 17：中国进口刀具金额（亿元）及市场份额进口金额进口占比200160120804002010201120122013201420

23、15201620172018201939%下游制造升级，进口占比提升上游刀具进口替代启动38%37%36%35%34%33%32%31%数据来源：华锐精密招股书，谢添元二、抽丝剥茧：刀具行业的竞争逻辑（一）产品端：材料与工艺构成繁多品类刀具产品主要根据工件材料、切削工艺进行分类。切削刀具直接作用于工件，不同工件材质及不同切削工艺都对切削刀具产生不同需求，形成繁多的产品种类。如按工件材质区分，可分为钢、不锈钢、铸铁、有色金属、耐热合金、淬硬钢等，如按切削工艺区分，可分为车削、铣削、钻削等。工件材料中占比较高的是普通钢、难切削材料（不锈钢、耐热合金等），需进行基体、结构、涂层等方面的针对性研发。根

24、据欧科亿披露，工件材料根据ISO标准可分为钢、不锈钢、铸铁、有色金属、耐热合计、淬硬钢等六组，其中普通钢使用占比最高为30%，不锈钢、耐热合金等难切削材料使用占比为23%。为适应不同工件材料的加工要求，刀具厂家需在基体材料、结构与涂层方面进行针对性研发，如欧科亿主要针对钢材切削开发了通用槽型、梯度结构基体、高耐磨低摩擦化学涂层等。图 18：工件材料ISO标准分组图 19：工件材料使用情况构成碳纤维材料,9%普通钢,30%铝（镁）合金,18%铸铁,20%难切削材料,23%数据来源：欧科亿科创板上市问询回复，数据来源：欧科亿科创板上市问询回复，表 2：不同品牌刀具检测数据对比工件材料硬度 HB特点

25、数控刀片选用参考欧科亿的针对性研发钢（P）180-250含碳量不超过 1.5的铁碳合金含碳量低于1.2%和含铬高于10.5%的钢是铁基合金，一般采用硬质合金刀片通用性较好的断屑槽型、梯度结构的基体、高耐磨低摩擦的化学涂层不锈钢（M） 180-300铸铁（K）130250合金钢含碳量超过 2%，含硅量 1%3%的铁碳合金非铁材料以及软金属，其中硅含量达谢添元硬质合金刀片专用槽型、多层纳米复合涂层一般采用硬质合金刀片，高速切-削可选用 CBN 或陶瓷刀片切削速度在 5002000 米每分有色金属（N）130到 22%的铝合金是用量最大的部分钟时，选用硬质合金刀片，切削-速度较高时，可选用 PCD

26、刀片耐热合金（S）400难切削材料之一，硬度很高片针对切削难度大、切削高温聚集在刀片表面的特点，设计了专用材质牌号-数据来源：欧科亿科创板上市问询回复，切削工艺中车削、铣削占比较高，刀具工艺特点不同。机床金属切削工艺包括车削、铣削、钻削、镗削等，其中车削与铣削占比较高。根据Wind数据，在德国金属机床产值中，车削、铣削各占16%和11%，部分兼具车削、铣削工艺的加工中心占25%，合计为52%。车削工艺中工件做主运动，通常只有一个切削刃参与切削，铣削工艺中，刀具做主运动，通常有多个切削刃同时参与切削，该种工艺的区别使得车削刀片与铣削刀片在结构、轮廓、生产精度控制、涂层技术等方面均存在区别。表 3

27、：不同工艺切削刀具的特点种类车削铣削工件做旋转运动（主运动），刀具在平面内作刀具做旋转运动（主运动），工件固定或移动加工工艺直线或曲线进给运动的切削加工方式，通常（做进给运动）的切削加工方式，通常用于用于回转类零件的加工各类平面、曲面等零件的加工刀片结构多为负角（刀片后角为 0 度）多为正角（刀片后角不为 0 度）刀片轮廓通常为三角形（T）、正方形（S）等规则形状轮廓形状多样，除了一些简单的规则轮廓形状外，还有各种复杂轮廓形状使用方式通常只有一个切削刃同时参与切削通常是多个切削刃同时参与切削，对一致性要求较高生产难度轮廓精度控制难度较小，采用普通粉末压机即可满足车削刀片的生产控制要求模具制作难

28、度较大，需要精确控制阴模成型与压制成型位置涂层技术CVD 涂层为主PVD 涂层为主数据来源：华锐精密科创板上市问询回复，图 20：德国金属切削机床分品种产值（百万欧元）加工中心和柔性制造系统车床铣床砂轮机、磨孔机、卷板机和抛光机其他2019年占比：加工中心25%，车床16%，铣床11%120001000080006000400020000数据来源：Wind，广发证券发谢添元 展研究中心（二）渠道端：直经销并存，高端需求定制化刀具成本占比一般较低，少数用户超过5%，消费额举足轻重。根据2019年发布的第四届切削刀具用户调查报告，多数用户刀具成本占比较低，约70%用户的刀具成本占比在1%-4%，但

29、仍有13%用户刀具成本占比在5%以上。以航亚科技为例，其主要产品是航空发动机零部件，工件材质主要为钛合金等难切削材料，其刀具采购额占营业成本的比例约在12%左右。若我们假设每个企业营业成本一致，经简单估算，刀具成本占比在5%以上企业的刀具消费额是所有成本区间企业中最多的，占整体刀具消费额的比例在30%左右。图 21：第四届切削刀具用户调查报告：刀具费用占比图 22：工件材料使用情况构成5%以上,13%1%以下,10%4-5%,10%1%-2%,21%3%-4%,17%2%-3%,31%2000刀具采购额（万元）占营业成本比例20%160016%120012%8008%4004%00%20172

30、01820192020H1数据来源：金属加工在线，数据来源：航亚科技招股书，表 4：不同成本占比厂家刀具消费额计算成本占比区间数量及总成本占比（A）假设刀具成本占比（B）刀具消费系数（a*B）1%以下10%0.50%0.05%1%-2%21%1.50%0.31%2%-3%31%2.50%0.78%3%-4%17%3.50%0.58%4-5%10%4.50%0.43%5%以上13%7.00%0.89%数据来源：注：简单假设每个企业总成本一致，即数量占比等于总成本占比高端市场以直销为主，中低端市场以经销为主，客户库存量较少。根据第四届切削刀具用户调查报告，约有30%的刀具系直销，60%为经销，还有

31、9%为电商销售，在整体市场中，经销占据主要地位。中低端市场以经销为主，根据华锐精密招股书，数控刀具业务中经销占比均在80%以上。高端市场以直销为主，根据山特维克年报，其收入中55%-60%为直销谢添，元其中在亚洲市场高端产品为直销，中端产品为经销。此外，根据第四届切削刀具用户调查报告，约80%的用户的刀具库存在1个月之内，对 供应商的供货及时性有较高要求。图 23：第四届切削刀具用户调查报告：刀具购买方式图 24：第四届切削刀具用户调查报告：库存量其他,1.10%一周,6.60%两个月以上,20.60%半个月,24.10%一个月,47.50%电商,9.48%五金店购买,17.11%厂家直购,3

32、1.39%通过经销商购买,42.02%数据来源：金属加工在线，数据来源：金属加工在线，表 5：不同刀具厂家销售渠道情况公司刀具销售渠道山特维克整体销售中 55%-60%为直销，亚洲地区中端市场较小，高端市场直销 华锐精密2017-2020H1，经销占比分别为 81.94%、89.87%、88.69%和 88.15%欧科亿剔除 OEM 客户后，2017-2020H1 经销占比为 84%、83%、78%和 77%数据来源：各公司招股书及年报，（二）生产端：多环节、高投入数控刀片核心技术包括基体材料开发、结构设计、精密成型、涂层四大环节，细节技术不同企业各有侧重。基体材料技术可细分为牌号开发及稳定性

33、控制技术，结构设计主要是槽型设计，精密成型可细分为模具制备、混合料制备、压制成型控制、烧结成型控制、磨削加工技术，涂层可细分为PVD涂层开发、CVD涂层开发技术。刀具企业一般均具有着四大技术环节，但在具体细节上各有侧重，若比较华锐精密与欧科亿的精密成型环节，除压制、烧结等共同环节外，华锐精密更加强调模具制备，欧科亿更加强调磨削加工。表 6：数控刀片生产的主要核心技术技术环节技术名称技术内容基体材料基体牌号开发材料稳定性控制根据应用需求，通过对硬质合金基体成分和结构的研究，开发具有独特性能的基体通过生产过程中的工艺控制，实现对碳含量、晶粒度等指标的控制，保证产品性能的稳定性与一致性结构设计槽型设

34、计谢添元针对加工材料、方式及参数，结合刀片材料本身特种，开发针对性槽型结构，提升断屑能力和使用寿命精密成型模具制备精密加工，制备高精度硬质合金模具混合料制备调整参数，实现对料粒形貌和粒度分布的控制，保证压制的紧密性，单重和尺寸的一致性压制成型控制通过对压制工艺参数的计算和控制，保证压坯的精度和一致性烧结成型控制制定与基体牌号匹配的烧结成型工艺，实现压坯在高温烧结过程中的均匀收缩，保证一致性磨削加工优化磨削参数、优选磨削液及砂轮，组合运用多种磨削工艺提高产品精度，保持表面微观组织完整性PVD 涂层开发涂层CVD 涂层开发精确计算涂层中元素配比，研究多层、复合、梯度等涂层结构，实现针对不同需求的;

35、涂层开发设计不同成分、组织结构的专用涂层方案，通过调整温度、织构、气氛等进行制备数据来源：华锐精密及欧科亿招股说明书，数控刀片生产环节主要包括配料、压制成型、烧结成型、深加工、涂层等，进口设备投资较大。数控刀片的生产环节与核心技术环节存在对应关系，配料、压制、烧结共同实现基体材料技术，压制、烧结、深加工共同实现结构设计与精密成型技术。根据华锐精密与欧科亿招股书，其主要生产设备投资较大，年产能单位投资额约4元/片，占产品单价的约70%，除烧结炉实现国产，压机、磨床、PVD涂层炉、CVD涂层炉等主要设备仍需要从德国、瑞士、日本等国进口。图 25：数控刀片生产流程数据来源：华锐精密招股书，华锐精密与

36、欧科亿在设备投资上大方向一致，细节有所差异。华锐精密与欧科亿的基本工艺流程一致，主要设备在种类上一致，受产品结构与具体工艺路线影响在细节上有所差异。如在精密成型方面，欧科亿对磨床投资较多，在涂层方面，华锐精密的铣削刀具较多，因此对PVD涂层炉的投资较大。表 7：华锐精密及欧科亿主要数控刀片生产设备（2020年6月30日）设备名称数谢添元量（台）欧科亿原值（万元）数量（台）华锐精密原值（万元）压机325390194777烧结炉620575916端面磨床49283955周边磨床1134564858CVD 涂层炉7567245281PVD 涂层炉5391466117合计-21416-18904年产能

37、（万片）55604600单位产能投资（元/片）3.854.1120H1 产品单价（元/片）5.685.81数据来源：华锐精密及欧科亿招股说明书，注：年产能根据 2020 年 1-6 月产能年化推算行业整体的投资较重，资产周转率较低。主要公司总资产周转率均均低于1，其中山特维克、肯纳金属高于0.8，领先与株洲钻石、欧科亿、华锐精密等国内企业，体现了较高的运营效率与产品附加值。图 26：部分刀具公司2019年总资产周转率10.90.80.70.60.50.40.30.20.10山特维克肯纳金属株洲钻石欧科亿华锐精密数据来源：Wind，成本主要由直接材料与制造费用构成，原材料价格影响可控。华锐精密与

38、欧科亿在刀具业务方面均呈现出以直接材料与制造费用为主的成本结构，直接材料与制造费用各占营业成本的40%-50%，其余10%为直接人工成本。华锐精密的主要原材料为碳化钨及钴粉，占营业成本的比例分别约为30%及10%，其中占比最高的碳化钨近年市场价格保持稳定，价格变动一般不超过20%，对利润总额的影响约10%，钴粉价格变动相对较大，但占成本比例较低，原材料价格对盈利能力的影响相对可控。谢添元图 27：欧科亿数控刀片营业成本构成（万元）图 28：华锐精密营业成本构成（万元20000180001600014000120001000080006000400020000直接材料直接人工制造费用201720

39、1820192020180001600014000120001000080006000400020000直接材料直接人工制造费用委托加工费2017201820192020数据来源：欧科亿招股书及年报，数据来源：华锐精密招股书及年报，表 8：原材料价格变动对华锐精密利润的影响（基于2019年测算）原材料采购价格变动幅度原材料对利润总额的影响10%20%30%50%碳化钨金额（万元）比例462.775.62%925.5411.36%1388.3116.87%2313.8428.12%钴粉金额（万元）比例55.760.68%111.511.36%167.272.03%278.783.39%数据来源：

40、华锐精密招股书，图 29：碳化钨及钴粉价格变动（元/公斤）碳化钨粉:99.7%:2-10um:国产钴粉-200目:国产80070060050040030020010002017-03-222018-03-222019-03-222020-03-222021-03-22数据来源：Wind，谢添元三、精益求精：国产替代正当时（一）他山之石：海外巨头成长之路刀具业务围绕产品及服务展开，山特维克两翼并进铸就龙头地位。刀具直接作用于切削工件，其性能与加工质量、效率有直接关系，对产品性能要求较高；同时刀具又与工艺紧密联系，需根据工件材质、切削参数等进行选择，种类繁多，服务也非常重要。产品与服务是海外刀具巨

41、头发展的两条主线。以山特维克为例，其产品革新围绕材质、结构与涂层，先后推出了机械加紧可转位刀片、伽马涂层、模块化工具系统、金刚石涂层、氧化铝单晶涂层等新产品；其服务早期围绕销售渠道展开，逐步建立了完善的培训、配送及售后体系，后续重点推进数字化与定制化服务，通过刀具选择程序、加工模拟程序等提升了非标定制的效率与经济性。图 30：山特维克刀具业务产品与服务发展情况数据来源：Wind，山特维克业务广泛，近年重新聚焦盈利能力较强的刀具业务。与诸多跨国公司类似，山特维克的业务广泛，除刀具业务外，还包括材料业务、矿山业务等，刀具业务收入占比在2011年约为30%。刀具业务盈利能力较强，营业利润率一般高于公

42、司整体， 2012年后山特维克重新聚焦刀具业务，主要是整合放弃了部分矿山业务。2019年，刀具业务收入占公司40%，营业利润占公司63%，是公司无可置疑的核心业务。谢添元图 31：山特维克分业务收入（百万美元）及营业利润率刀具业务材料业务矿山业务其他业务整体营业利润率刀具营业利润率16000140001200010000800060004000200002004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 202030%刀具业务营业利润率高于整体多元化后，重新聚焦刀具业务25%20%15%

43、10%5%0%-5%数据来源：Bloomberg，刀具业务的资本驱动性较强，收入与资产同步扩张。刀具业务资产较重，业务发展离不开资产投入。2004年至2019年，山特维克机械加工业务收入由26亿美元增加至44亿美元，年复合增速为3.4%，资产同步扩大，收入/资产保持在1.1左右，折旧摊销占营业收入比例保持在5%左右。除少数年份因宏观环境变化，导致收入下滑、盈利承压外， 山特维克刀具业务多数年份的盈利能力较好， 营业利润率保持在 20%-25%。图 32：山特维克机械加工部门财务情况（百万美元）收入资产营业利润/收入折旧和摊销/收入50004500400035003000250020001500

44、100050002004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 20200.300.250.200.150.100.050.00数据来源：Bloomberg，提供整体解决方案，行业覆盖广泛。根据山特维克官网，其具备为航空航天、汽车、石油天然气、医疗、模具、发电、风电等领域提供整体解决方案的能力。山特维克的整体解决方案建立在具体零部件加工的基础上，覆盖广泛，以汽车为例，其业务涵盖变速箱生产中涉及的轴、齿轮等，发动机生产中涉及的缸体、缸盖、曲轴、连杆等，其他零部件中的壳体、转向节、制动钳

45、等。谢添元图 33：山特维克部分行业整体解决方案数据来源：山特维克官网，整体解决方案的提供依托于全面产品线。单一零部件的加工需经若干工序，需要不同的机床刀具，山特维克全面的产品线支撑了其整体解决方案。以航空钛合金整体叶盘为例，山特维克可为高进给侧铣、半精加工点铣、深槽插铣、钻削提供适用刀具，并配套了适合小尺寸深入加工的刀杆系统。图 34：山特维克航空钛合金整体叶盘解决方案数据来源：山特维克官网，并购进一步完善产品线。在发展过程中，山特维克收购了多家公司，主要包括法国Safety S.A.（1971年收购），德国瓦尔特（2002年收购），挪威Teeness（2008年收购），Precorp（20

46、13年）。伊斯卡的母公司IMC集团（伯克希尔哈撒韦旗下）的谢添元并购路径更为清晰，其整合了多家刀具公司，形成了全面与特长兼顾的布局，除产品线全面的伊斯卡外，还包括擅长重型铣削、镗削的Ingersoll，擅长汽车发动机铝公司所在地区产品Iscar以色列产品具体包括切槽、车、铣、镗、钻、铰、刀柄系统等全系列刀具，为模具、汽车、航空、汽轮机、机床、机床配刀提供全套解决方案Ingersoll美国、德国在重型铣削、镗削方面具有 100 多年的专业优势，一直致力于铣刀和专用镗刀的研制生产It.Te.Di意大利长于制作高精度的铝加工刀具，主要应用于汽车发动机的加工Outiltec法国长于钻头,铰刀,成型刀具

47、,特别是枪钻的非标制作Micro Tools以色列长于小型高精度的刀具Unitac日本长于深孔钻Tool Flo美国以生产石油螺纹加工刀具蜚声北美加工工具的It.Te.Di，擅长石油领域用螺纹刀具的Tool Flo等。表 9：IMC集团构成（伊斯卡母公司）数据来源：伊斯卡官网，（二）望其项背：国产刀具性能已与日韩产品相当硬质合金数控刀具通常包含材料性能及切削性能两个维度，材料性能包含基体硬度、涂层硬度和冲击韧性等，一般而言硬度越高，冲击韧性就越差，通常要根据刀具的具体应用领域平衡其硬度和韧性。切削性能则包含耐用度、加工效率和加工精度，直接关系到切削加工的质量、效率与成本。材料性能与切削性能是相

48、互联系的，一般来说材料性能越好，切削性能也越好，在很多情况下刀具性能无法简单通过硬件指标体现，需在实际切削中展现。国内部分厂商的刀具性能目前已与日韩刀具相当，仍落后于以山特维克为代表的欧美刀具。表 10：衡量刀具性能的具体指标类别性能相关指标指标解释基体硬度维氏硬度维氏硬度是硬质合金常用的硬度测量方法，数值越大硬度越高，与钴含量、晶粒度等相关。纳米压痕是涂层显微硬度的测试方法，数值越大硬度越高，与材料性能涂层硬度纳米压痕涂层晶面、晶粒度、应力等状态有关。测试方法，数值越大抵抗裂纹扩展的能力越强，与基体成分、晶粒度等有关。冲击韧性断裂韧性断裂韧性是衡量硬质合金抵抗裂纹扩展能力的测试方法，数值越大

49、抵抗裂纹扩展的能力越强，与基体成分、晶粒度等有关。耐用度断屑效果车削连续加工时，如不及时断屑，易损害刀具和工件，影响刀具耐用度。切削性能磨损量表征产品的耐用度，磨损量越小，产品越耐用。加工寿命刀片损坏前加工时长或加工工件数。加工效率切削力工件材料抵抗刀具切削时产生的阻力，越小加工效率越快。加工精度表面粗糙度加工后的零件表面质量，粗糙度越低，表面质量越高数据来源：华锐精密科创板上谢添市元 问询回复，材料性能指标上国产刀具与进口产品已处于同一水平。根据华锐精密披露，其PVD与CVD涂层刀具在硬度、韧性指标上与进口产品基本一致，PVD涂层刀具在反映涂层合金结合强度的大载荷划痕指标上略弱于三菱、特固克

50、等日韩产品，总体性能指标处于同一水平。表 11：不同品牌刀具检测数据对比牌号特固克TT9030TT9080PVD 涂层三菱VP15TF华锐精密WS7125WS5130山特维克GC4225CVD 涂层泰珂洛T9125华锐精密HS8225维氏硬度 HV3（N/mm2）16001640159015701550146014701470断裂韧性9.899.9411.0311.2210.6810.9512.1511.9纳米压痕（Gpa）33.633.431.233.631.225.425.526.5大载荷划痕（LC3）114.5113115.7104.1104.3131.4127.8129.38数据来源：

51、华锐精密科创板上市问询回复，切削性能方面国产刀具与日韩刀具相当，尚落后于欧美刀具。根据欧科亿披露，其刀具在切削力、断屑、磨损、加工精度等方面已与三菱、泰珂洛等日韩刀具相当，但仍与山特维克等欧美刀具存在差距。在切削力方面，在不同参数下切割不锈钢时，欧科亿与三菱产品在X、Z、Y轴方向上的切削力基本相当，处于同一水平。图 35：不同品牌刀具切削力对比（不锈钢加工）数据来源：欧科亿科创板上市问询回复，谢添元在磨损方面，欧科亿与三菱产品在切割不锈钢时表现相当，加工时间达到24分钟时磨损超过0.3毫米，出现崩刃等现象；欧科亿与泰珂洛产品在切割钢件时表现相当，在加工长度达到42米时磨损超过0.3毫米，出现崩

52、刃等现象，但山特维克刀具在上述工况下磨损较小，仍能正常加工。图 36：不同品牌刀具磨损对比数据来源：欧科亿科创板上市问询回复，在加工精度方面，在选取的切割不锈钢及钢件的工况下，欧科亿与三菱及泰珂洛产品互有优劣，整体表现相当，山特维克产品则在各工况中表现较好。图 37：不同品牌刀具切削表面粗糙度对比数据来源：欧科亿科创板上市问询回复，谢添元（三）蓄势待发：国产刀具企业快速成长海外刀具巨头市场份额较高，国内企业近年成长较快。根据华锐精密披露，欧美数控刀片生产起步于20世纪40年代，国内1988年才从山特维克引进了第1条硬质合金数控刀片生产线。欧美刀具企业在国内市场竞争中仍处于第一梯队，日韩企业处于

53、第二梯队，2018年，国内企业中除株洲钻石外，市占率均小于1%。近年来国内企业增长较快，华锐精密与欧科亿两家民营企业尤其突出，2017年至2020年产量分别增长了175%和136%。结合厦门金鹭与株洲钻石披露数据估算，2017年至2020年，四家国产头部企业数控刀片产量由1.2亿片增长至2.3亿片，年复合增长率约22%。表 12：2018年主要刀具企业国内市场份额欧美刀具企业公司市场份额日韩刀具企业公司市场份额国内刀具企业公司中国市场份额山特维克7.41%三菱2.02%株洲钻石3.16%伊斯卡1.66%京瓷1.42%厦门金鹭0.76%肯纳金属4.05%特固克1.56%欧科亿0.49%克洛伊0.

54、75%华锐精密0.50%数据来源：华锐精密科创板上市问询回复，图 38：国内刀具企业产量（万片）900080007000600050004000300020001000020172018201920204家主要企业：2017-2020,产量年复合增速22%7994554957972016年4680万片3285厦门金鹭欧科亿华锐精密株洲钻石数据来源：华锐精密和欧科亿招股书及年报，厦门钨业年报，中钨高新（株洲钻石母公司）公告，产品突破路径：集中攻关。数控刀片根据工艺与加工材质的不同具有繁多的类别，对后发企业来说，集中攻关，以一点突破带动整体突破是可行的策略。欧科亿着眼于工件材质，首先完成钢件的攻关

55、，接下来依次开拓不锈钢及铸铁材质业务。华锐精密着眼于切削工艺，首先在铣削方面取得突破，随后带动市场空间更大的车削业务。集中攻关使国内企业取得了最初的市场突破，但无论是开拓高端市场，还是提供整体解决方案，都要求国内企业下一步提升产品的全面性。谢添元图 39：欧科亿刀具分工件材质收入构成（万元）图 40：华锐精密分切削工艺收入构成（百万元）1600014000120001000080006000400020000201720182019钢、不锈钢、铸铁依次突破钢不锈钢铸铁2502001501005002017201820192020铣削先行发展，市场更大的车削后续跟上车削刀片铣削刀片钻削刀片数据来

56、源：欧科亿招股书及年报，数据来源：华锐精密招股书及年报，销售路径：尝试新模式。刀具传统销售模式为直销与经销，其中直销面向终端用户，经销面对代理商。欧科亿与华锐精密在市场开拓过程中进行了新销售模式的尝试，欧科亿利用部分工具企业的客户资源优势，开拓OEM/ODM业务，促成了销量的快速提升；华锐精密打破行业惯例，尝试开展专卖店业务，在产品推广策略、考核政策、技术支持方面与一般经销有所区别，致力于提升公司在终端用户中的影响力。图 41：欧科亿刀具销售渠道构成（万元）图 42：华锐精密销售渠道构成（万元）300002500020000150001000050000OEM/ODM一般直销经销20172018201935000300002500020000150001000050000直销专卖店一般经销201720182019数据来源：欧科亿招股书及年报，数据来源：华锐精密招股书及年报，资本市场助力行业进一步发展。2020年对刀具行业来说是资本市场大年，株洲钻石通过上市母公司定增募资扩产，华锐精密与欧科亿成功实现科创板IPO。在具备市场契机与资金保障的情况下，主要刀具厂商纷纷进行扩产，在硬质合金数