1、鈦合金產業(yè)鏈概述
鈦合金熔煉技術復雜、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)生產技術。在鈦材工業(yè)產業(yè)鏈中，產業(yè)鏈上游完成海綿鈦的生產。以自然界產出的鈦礦石，主要包括金紅石礦石和鈦鐵礦礦石為主要原料，經選礦、富集后得到天然金紅石精礦和鈦鐵精礦，經鎂還原法等提取工藝獲得海綿鈦。
國內主要海綿鈦生產企業(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。產業(yè)鏈中游完成鈦材及鈦合金鍛鑄件的生產。鈦材的生產流程包括熔鑄和壓力加工兩個生產階段。熔鑄階段投入的原料復雜多樣，而產出的半成品——錠坯較為簡單；壓力加工階段，投入的原料（錠坯）較為簡單，而產出的最終產品有板材、棒材、鍛件、管材、帶材、型材、箔材、絲材等。
國內各類鈦材中，產量最大的為板材，其次為棒材。2020年，國內鈦合金板材、棒材、管材、絲材、鍛件和鑄件產量占比分別為59%、16%、10%、1%、6%和1%。
根據中國有色金屬工業(yè)協會鈦鋯鉿分會的統(tǒng)計，國內鈦材生產企業(yè)主要有30余家，其中，航空航天領域鈦材生產企業(yè)有20家左右。在航空航天領域，鈦材行業(yè)集中度較高，2020年，國內前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%。國內能夠生產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，根據結構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。國內三角防務、中航重機下屬宏遠公司和二重萬航等企業(yè)可生產鈦合金模鍛件；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能力。
鍛鑄件生產企業(yè)從鈦材生產企業(yè)購買鈦材以及鈦鑄錠作為生產的原材料。例如，航宇科技2020年采購鈦合金1.43億元，其中，向寶鈦股份采購鈦合金7565萬元，向西部超導采購鈦合金1653萬元。產業(yè)鏈下游完成鈦合金成品結構件生產，包括精密鍛造、機械加工和表面處理等。航空航天領域鈦合金產品結構件生產企業(yè)主要有愛樂達、航亞科技和航空、航發(fā)主機廠等。
2、國內鈦礦資源豐富但貧礦多、富礦少，海綿鈦生產原料依賴進口
2.1國內鈦礦資源以鈦鐵礦為主，高品質金紅石礦產資源稀缺
自然界產出的鈦礦石，經選礦、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%（質量分數）以上，品位高，雜質含量少，是生產氯化鈦白和海綿鈦的優(yōu)質原料。但因金紅石礦儲量有限，其產量較低，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%）。
根據美國地質調查局（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。根據國家統(tǒng)計局2017年《中國統(tǒng)計年鑒》數據，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國和消費國。中國有色金屬工業(yè)協會鈦鋯鉿分會的《2020年中國鈦工業(yè)發(fā)展報告》數據，2020年，中國共生產鈦精礦633萬噸，其中攀西地區(qū)的產量為511萬噸。美國《MineralCommoditySummaries2022》報告數據顯示，2021年中國鈦鐵礦產量占全球的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、鹽酸浸出法等轉化成酸溶性富鈦料后，用硫酸法生產鈦白。另一是鈦鐵精礦經富集處理后得高鈦渣或人造金紅石，再經氯化、除雜、精制后得精四氯化鈦。精四氯化鈦可經氣相氧化生產氯化鈦白，也可經鎂還原－真空蒸餾生產海綿鈦。大部分鈦鐵礦用來生產普通鈦白粉，其終端產品應用于涂料、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，其終端產品鈦材廣泛應用于傳統(tǒng)領域中的化工、電力、冶金、制鹽和新興領域中的醫(yī)藥、休閑體育等行業(yè)。金紅石礦的產品主要是高端海綿鈦（終端產品高端鈦材又稱戰(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。國內產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。目前國內海綿鈦生產原料依賴進口。中國有色金屬工業(yè)協會鈦鋯鉿分會的《2020年中國鈦工業(yè)發(fā)展報告》數據，2020年，中國進口鈦精礦301萬噸。美國《MineralCommoditySummaries2021》和《MineralCommoditySummaries2022》報告數據顯示，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：海綿鈦提取以Kroll法為主，國內海綿鈦行業(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℃左右實現化學反應，來制取液態(tài)四氯化鈦，反應產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1噸金屬鈦會產生大約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去除難度也非同一般，造成了海綿鈦生產的高污染、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，FFC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、產品質量高、周期短、應用范圍廣等特點，是一種清潔的生產工藝。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，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含量低，且解決了生產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建設了中試車間。
2.2.2國內海綿鈦產量持續(xù)增長，高端鈦合金生產原料以0級海綿鈦為主
國內海綿鈦產量近幾年持續(xù)增長。2020年，根據中國有色金屬工業(yè)協會鈦鋯鉿分會對國內12家海綿鈦生產企業(yè)產量的統(tǒng)計，共生產海綿鈦12.30萬噸，同比增長44.9%。海綿鈦產量超過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)海綿鈦產量合計占全國產量的比例約為78%。
國內航空航天用海綿鈦供應商包括寶鈦華神、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)內首先實現海綿鈦“氯化+精制+還原+電解”的循環(huán)經濟生產模式，擁有國內最先進的海綿鈦生產技術，也是國內唯一實現全流程的鈦鋯鉿生產企業(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)建立了相關業(yè)務往來。
朝陽金達是我國重要的航空航天高品質海綿鈦專業(yè)生產基地。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產品60余項，其中MHT-90海綿鈦經西部超導等鈦材企業(yè)認定，產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域，打破了國際市場的長期封鎖，實現了國內高端海綿鈦的自主供應。目前，公司海綿鈦50%用于航空航天領域。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企業(yè)。公司先后得到波音民用飛機供應鏈管理運營部門、日本先進材料株式會社、寶鈦集團、西部超導等國內外客戶的認可。2020年，雙瑞萬基鈦業(yè)海綿鈦產量16000噸，約占全國產量的13%。
貴州遵鈦是國家海綿鈦相關行業(yè)標準制定主起草單位，技術裝備、產品質量都處于國內領先地位，擁有“國家級企業(yè)技術中心”。公司生產的“航天”牌海綿鈦長期作為國內軍工和航天航空主要基礎材料。貴州遵鈦目前具備海綿鈦25000噸/年、鈦錠2000噸/年、鈦管坯800噸/年的產能。高端鈦合金生產原料以0級海綿鈦為主。我國鈦工業(yè)經過幾十年的發(fā)展，已從20世紀的以傳統(tǒng)化工（氯堿、純堿和制鹽等）為主要需求的領域，正逐漸轉向以航空航天、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，并對相關參數有特殊的內控技術標準。
根據百川盈孚的數據，2022年以來，國內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
3.1鈦合金熔煉及鈦材生產
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，一般鈦的質量分數在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合金成分構成為例，合金元素Al和V的質量分數分別在5.5%~6.8%和3.5%~4.5%范圍，即中間合金質量分數在9.0%~11.3%。假設熔煉中，海綿鈦質量占比90%、中間合金質量占比10%，參考西部超導2018年的采購均價假設海綿鈦價格5.55萬元/噸，中間合金37萬元/噸，則原材料成本構成中海綿鈦占比約為57%。西部超導披露的鈦合金產品原材料成本構成中，海綿鈦占比在60%左右。
3.1.2鈦材生產企業(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、精鍛機是鈦材生產中的核心設備，利用大噸位的快鍛機和精鍛機實現大變形量，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設備。
無縫管材生產還需要穿孔機、擠壓機和軋管機等設備。例如，寶鈦股份無縫管生產系統(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、日本進口及國產大型真空退火爐，LG、LD系列軋管機以及輔助裝備等。
國內航空鈦合金的市場需求主要來自軍用航空領域。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型號用材料的合格供應商。目前，國內航空鈦合金生產企業(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)、生產和銷售，是我國航空用鈦合金棒絲材的主要研發(fā)生產基地。公司具有高性能鈦合金鑄錠1萬噸/年、絲棒材8000噸/年的產能，鈦材產品主要用于航空鍛件等領域。
寶鈦股份是我國鈦及鈦合金科研生產基地，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、高速棒絲生產線、鈦帶生產線、3.3米寬厚板生產線等設備，鈦鑄錠產能達3萬噸/年、鈦材設計產能達2萬噸/年。公司擁有完整鈦合金產業(yè)體系，子公司寶鈦華神供應部分海綿鈦材料。
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)務板塊，產品主要應用于軍工、核電、環(huán)保、海洋工程、石化、電力等領域。西部材料具有8000噸/年以上優(yōu)質鈦及鈦合金鑄錠的生產能力及1萬噸/年鈦及鈦合金板帶材生產能力。
金天鈦業(yè)為國內高端鈦合金材料三家主要供應商之一。金天鈦業(yè)建設年產能1萬噸鈦及鈦合金加工材生產基地，主要產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，應用于航空、航天、醫(yī)療、石化，海洋等多個領域。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用基礎研究、材料研制與應用技術研究和工程化技術研究的綜合性科研機構，現有17個材料技術領域60多個專業(yè)，擁有完整的材料、制造、檢測技術體系和豐富的技術積累。航材院可生產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特殊鋼及特種合金研發(fā)生產基地之一，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、特種結構鋼、工模具鋼等產品。寶武特冶鈦合金產品主要市場是航空發(fā)動機用高端鈦材，基本覆蓋國內發(fā)動機型號，并在飛機機體結構件、民用航空、航天、艦船、兵器、化工等領域也得到拓展應用。
天成航材產品定位于高端鈦材應用，主營產品包含鈦合金棒材、線材、鍛件等，自主研發(fā)、設計的國內首條航空級鈦合金全流程動態(tài)多向控溫控軋生產線，可為航空、醫(yī)療等高端領域用戶提供超細晶鈦棒及高品質鈦盤卷；大規(guī)格棒材生產線采取“以軋代鍛、鍛軋結合”的方式，可為航空終端提供發(fā)動機盤、軸件及飛機結構件用原材料。2019年，天成航材在國內航空航天業(yè)務份額居行業(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能3.09萬噸，鈦產品實現營業(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)務毛利率領先。寶鈦股份鈦產品業(yè)務除鈦合金外還有海綿鈦等產品，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品。西部超導鈦合金業(yè)務主要是生產高端鈦合金材料，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)務毛利率領先，2021年毛利率為45.31%。
從成本率方面看，鈦材生產企業(yè)的材料成本為主要成本。寶鈦股份鈦產品材料成本率在65%左右，西部材料的稀有金屬壓延加工業(yè)務材料成本率在50%左右，西部超導鈦合金產品材料成本率在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品毛利率達45.31%。此外，西部超導的鈦合金產品和西部材料的稀有金屬壓延加工業(yè)務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
根據鍛件的尺寸和形狀、采用的工裝模具結構和鍛造設備的不同，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，或在鍛造設備的上、下砧之間直接對坯料施加外力，使坯料產生變形而獲得所需的幾何形狀及內部質量的鍛件的加工方法。
自由鍛以生產批量不大的鍛件為主，采用鍛錘、液壓機等鍛造設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受壓變形而獲得鍛件，模鍛一般用于生產重量不大、批量較大的零件。模鍛液壓技術主要用于對尺寸大且內部微結構要求高的航空金屬部件制造，實現常規(guī)鍛造、切削、鏜銑等加工方法難以實現的工藝要求。
輾環(huán)：又稱為環(huán)形軋制，借助輾環(huán)機使環(huán)件產生連續(xù)局部塑性變形，進而實現壁厚減小、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)可大幅度降低設備噸位和投資，具有振動沖擊小、節(jié)能節(jié)材、生產效率高、生產成本低等顯著優(yōu)點，屬于無縫環(huán)件的先進加工技術。
國內從事鈦合金鍛件生產的企業(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、萬航模鍛、派克新材、航宇科技等。其中，三角防務、陜西宏遠和萬航模鍛等企業(yè)可生產鈦合金模鍛件；貴州安大、派克新材和航宇科技等企業(yè)可生產鈦合金環(huán)鍛件。
三角防務、派克新材和航宇科技三家鍛造企業(yè)中，三角防務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、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；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。貴州安大和陜西宏遠是國內最早從事航空鍛件業(yè)務的企業(yè)，擁有一定的技術先發(fā)優(yōu)勢。
盈利能力方面，三角防務的模鍛產品和派克新材的航空航天鍛件產品毛利率領先。2021年，中航重機的航空鍛造產品和航宇科技的航空航天鍛件產品毛利率在30%左右。三角防務的模鍛產品和派克新材的航空航天鍛件產品毛利率領先，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。三角防務模鍛產品和派克新材航空航天鍛造產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、陜西宏遠和萬航模鍛等是國內主要生產企業(yè)
大噸位模鍛液壓機是模鍛工藝的核心設備。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，該設備于1973年投產，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的400MN模鍛液壓機。
三角防務主要從事軍、民用大型精密鍛件的研發(fā)和制造，產品包括大型軍用飛機、民用客機各類框、梁、起落架等整體結構件和航空發(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。
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)，擁有國內外先進水平的鍛壓設備群，可生產鈦合金、高溫合金、不銹鋼、結構鋼、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的鍛件。公司不僅為國內市場提供優(yōu)質的鍛鑄件，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)定的貿易合作關系。
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，以研制生產航空鍛件為主導產品，包括鈦合金、超強鋼和結構鋼、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)。在產品鍛造設計、技術工藝、熱處理、酸洗、理化檢驗及模具加工制造等方面，具有國內領先的優(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，將為該類產品的鍛造和熱處理積累技術經驗。
景航鍛鑄主要從事航空飛行結構部件、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，可生產單件重量20g-1000kg的各類鍛鑄件產品。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，產品種類達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。
環(huán)鍛件生產的主要設備為碾環(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，對產品制造技術和生產工藝水平的要求更高，既要保證產品的成型尺寸，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)是國內主要環(huán)鍛件生產企業(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線，可生產高溫合金、鈦合金、鋁合金、鎂合金、不銹鋼、合金結構鋼等材料。
航宇科技主要從事難變形金屬材料環(huán)形鍛件研發(fā)、生產和銷售，公司各類環(huán)鍛件產品主要應用于航空、航天、燃機等領域。國內業(yè)務方面，航宇科技全面參與國內所有現役、在研、預研航空、航天環(huán)鍛件的研制與生產任務，是長江1000、長江2000環(huán)鍛件主研制單位。國際業(yè)務方面，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。
派克新材金屬鍛件產品涵蓋由普通碳鋼、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，應用于航空、航天、船舶、電力石化以及其他各類機械等多個領域。（報告來源：未來智庫）
鈦合金精密鑄造是鈦合金零件近凈成型的先進方法，可保證零件的結構完整性、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)金屬成形過程中質量控制難度極大。目前世界上只有少數幾個國家掌握鈦合金精密鑄造技術。異型薄壁鈦合金精密鑄造技術代表了鈦合金精密鑄造技術的高難度、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構件的精鑄技術，并相繼建立和擴大了大型薄壁鈦合金整體結構件精鑄的生產條件和規(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發(fā)源地、行業(yè)領導者，是亞洲最大、國際知名的鈦合金精密鑄造產業(yè)基地。鈦鑄件產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)部已成為國內航空航天鈦合金鑄造產品的主要供應商。
國際業(yè)務方面，航材院鑄鈦事業(yè)部（原百慕高科）是國內唯一承擔國際宇航鈦合金鑄件批產供應商。鑄鈦事業(yè)部（原百慕高科）是法國SNECMA公司的正式供應商，從跟法國SNECMA公司的合作開始進入國外宇航領域，百慕高科已成為CFM56-7發(fā)動機支板的主要供應商，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、結構鋼、銅合金和合金鑄鐵等優(yōu)質鑄件產品，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達到國內領先水平。安吉精鑄公司生產的鈦合金鑄件主要有垂尾、二支點殼體、轉彎段、內環(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責任單位，構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的需求。中船725所鈦產品包括鈦合金構件、鑄件和海綿鈦等，業(yè)務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，在鈦及鈦合金技術和產品研究領域已有近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設備，已成為國內主要鈦合金產品研發(fā)、生產企業(yè)，產品廣泛應用于船舶、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，是國家級鑄造技術專業(yè)研究機構。截至2020年底，公司在崗職工487人，其中，專業(yè)技術人員包括正高級工程師56人和高級工程師83人在內共256人；技能人員包括高級技師14人和技師35人在內共231人。
沈陽鑄造所設有鈦合金鑄件生產基地，其鈦合金技術產業(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、設備研究和生產基地，石墨型鑄造和精密鑄造工藝技術在國內處于領先水平。目前生產車間面積8000平方米，設置有熔鑄車間、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噸液壓蠟模壓注機、遠紅外脫蠟爐等設備共百余臺，具備年產400噸優(yōu)質鈦合金鑄件的生產能力。
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任務，為火箭、衛(wèi)星、宇宙飛船、艦船等領域提供了大量高、精、尖鈦合金鑄件。民用方面，公司生產的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、射蠟機等設備，鑄件年生產能力250噸以上，建設的高爾夫球頭生產線，年設計產能20萬只。寶鈦股份鑄造生產系統(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鈦合金產業(yè)鏈現狀：航空航天用鈦材供給集中度較高，部分高端鈦材或供應不足
（1）國內航空航天用鈦材行業(yè)集中度較高
國內鈦材行業(yè)集中度較高，根據中國有色金屬工業(yè)協會鈦鋯鉿分會的統(tǒng)計數據，2020年，國內前10家主要鈦材生產企業(yè)的鈦材銷量占總銷量的80%，前5家主要鈦材生產企業(yè)的鈦材銷量占總銷量的60%，同比均略有提升。在航空航天領域，隨著近幾年對鈦材的需求快速增長，航空航天領域鈦材行業(yè)集中度有所降低。在航空航天領域，2020年，國內前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%。
根據中國有色金屬工業(yè)協會鈦鋯鉿分會的統(tǒng)計，國內主要鈦錠、鈦材供應商均有三十余家。2020年，國內33家主要鈦錠生產企業(yè)共生產鈦錠11.99萬噸，同比增長35.2%，國內32家主要鈦材生產企業(yè)共生產鈦材9.70萬噸，同比增長28.9%，占全球鈦材產量的50%以上。根據國內鈦材進出口數據，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域用鈦合金絲材保持增長，反映出國產鈦材在高端緊固件等領域還難以滿足國內需求；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，隨著國內鈦材龍頭企業(yè)裝備和技術不斷升級，有一定進口替代空間。
航空航天領域鈦材發(fā)展空間廣闊，相關企業(yè)有望持續(xù)受益。航空航天領域裝備列裝、軍機換裝國產航發(fā)以及新型裝備鈦合金用量大幅提升等促進國內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處于中俄聯合研制階段，未來空間廣闊。
隨著國內鈦材生產企業(yè)制造能力提升，材料國產替代將推動國內鈦材生產企業(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，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)務亦將促進相關企業(yè)業(yè)績增長。
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