铸造工作原理、优势、产业链及供需情况如何？

供给侧改革下，落后产能加速出清。

铸造是一项较为复杂的物理化学反应过程，基本工艺过程为：将固态金属熔炼成 满足指标要求的金属液后，注入预先准备好的铸型中，经冷却凝固、清整、热处理， 得到预订要求的形状、尺寸和性能的成型金属毛坯，经进一步机械加工后成为零部件 成品。铸造工艺成本低，工艺灵活性大，可获得复杂形状和大型的铸件，产品综合性 能好，相对于锻、轧、焊、冲等其他成型工艺具有一定的比较优势，是当前金属成型 的主要工艺方法和手段。高端铸件具体表现为其产品在抗拉强度、疲劳强度、耐磨性 等性能表现较好，且精度误差小。另一方面，除了性能表现优秀以外，高端铸件还需 要在生产中的高度稳定性。

铸造行业产业链较长，进入壁垒较低，Know-How 最为关键。铸造行业产业链较 长且涉及上下游行业较多，产品应用领域广泛，公司主要从事黑色金属中游的铸造、 机械加工以及销售。从原理上来看，铸造在金属熔炼、处理、冷却过程中产生的物理 化学反应，流程化生产进入壁垒较低。但工艺技术种类众多，需要具备较长时间的沉 淀和积累，另外下游核心大客户认证程序复杂且时间较长，选定供应商后不会轻易变 更。

铸造件下游应用场景广泛。铸造行业与国民经济发展密切相关，下游应用范围广泛，消费结构基本保持稳定，汽车、铸管及管件、农业机械、工程机械、矿冶重机等 是铸造件消费的主要领域。2021 年汽车铸件产量占比为 28.5%，铸管及铸件产量占比 为 16.4%，二者合计占比达 44.9%，是铸造行业下游最大的两个消费领域。

产能限制政策退坡，旨在引导铸造行业绿色减排。党中央、国务院以及各部委多 次发文要求严控高污染、高能耗行业产能，2018 年后，铸造行业供给侧改革和环境治 理相关政策密集出台。具体来看，铸造业开始淘汰重污染的落后产能，严格实施等量 或减量置换限制新增产能，另一方面建议高端铸造项目采用天然气等清洁能源，铸造 产能向环境承载能力强的非重点区域转移。2023 年 4 月份发布的《关于推动铸造和 锻造行业高质量发展的指导意见》表示要推进行业规范发展，严格执行节能、环保、 质量、安全技术等相关法律法规标准和《产业结构调整指导目录》等政策，依法依规 淘汰工艺装备落后、污染物排放不达标、生产安全无保障的落后产能。我们认为此次 《指导意见》是对铸造和锻造行业的供给侧改革，不符合节能环保的落后产能有望逐 渐被淘汰，头部企业市场份额有望进一步提升。对不符合环保要求产能的升级改造， 将推动行业进入新一轮设备更新周期，具有先进工艺的头部装备公司有望在本轮改革 中充分收益。

国外：近年来美国铸造企业逐渐减少市场供应。近年来发达国家受人工成本、环 境成本、下游产业转移等因素的影响，产业面临整体性的结构调整和战略转移。尤其 是疫情之后，很多企业亏损严重逐渐退出市场，海外大客户需要优质的铸件供应商来 弥补空缺，作为全球稀缺的高端铸件零部件制造厂商公司海外竞争力逐渐显现。通过观察美国铸造工厂可以看出，2012-2020 年美国铸造厂整体呈现明显下降趋势。

铸造行业生产基本采用以销定产模式，产量取决于下游工业部门应用铸造件的 需求量。我国铸造件的消费与国民经济各行业发展密切相关，整体而言下游消费结构 基本保持稳定，汽车、铸管和管件、内燃机和农机、矿冶和重机及工程机械等是铸造 件消费的主要领域，是支撑我国铸造件生产的基础；细分行业中，汽车工业和城镇化 进程中供排水产业的快速发展，拉动了我国对汽车、铸管和管件类铸造件的消费，是 近几年来我国铸造件总产量提升的最重要因素，其中 2018 年我国对汽车类铸造件消 费需求量占比已达到 30%，达到发达国家水平。未来随着我国国民经济的稳定持续发 展，铸造件的总体需求量将保持增长，但消费结构将随下游应用行业发展变化情况出 现小幅调整。

与行业可比公司来看，联德主要下游应用领域为压缩机、工程机械、能源设 备、食品机械等，而联诚精密主要应用领域为乘用车、商用车、柴油机、工程机 械、商用压缩机、液压机械、环保水处理等，豪迈科技主要应用领域为轮胎制造、 风电与燃气轮机的大型铸件，应流股份主要应用领域为航空航天、核电、油气、 资源及国防特工等特种装备，华翔股份主要应用领域为空调、冰箱、汽车等。从 客户角度可以看到公司核心客户均为行业龙头企业，其中联德股份主要供应给压 缩机和工程机械的世界龙头企业。

（1）压缩机：白色家电核心部件，高端节能需求持续增长。压缩机是用来调节气体压力和输送气体的机械，种类多、用途广，广泛应用于石 油化工、交通运输、食品加工、制冷、生物制药等领域，属于通用型设备。压缩机铸 造件产品主要有转子式压缩机曲轴、气缸、活塞、法兰、活塞式压缩机曲轴、机座、 涡旋压缩机动涡旋、定涡旋、上下支撑、活塞等。以螺杆压缩机为例，性能优良，可 靠性好，机组易损件少、重量轻、操作方便、噪声低、震动小、运行效率高，具有制 冷、制热、造气增压等多种功能，广泛应用于火车、轮船、飞机多种设备上的专用空 调。压缩机具有零部件少，结构简单，能够承受重载荷，运行稳定，抗液击能力强的 特点，因此生产压缩机的技术难度大，加工制造要求高。

压缩机用途广泛，空气压缩机和制冷压缩机应用最广。压缩机的主要用途有空气 动力、制冷和气体分离、合成及聚合及气体输送。根据 Technavio 2 数据，空气压 缩机和制冷压缩机合计市场规模超过压缩机总市场规模的 80%。由于空气压缩机 可广泛应用于石油化工业、制造业、风电、车辆制动等领域，因此空气压缩机的 市场规模占比超过 60%；而制冷压缩机主要应用于供热通风与空气调节（HVAC） 设备以及住宅、商业、工业制冷系统中，市场需求较为庞大，市场规模占比约 20%。 2016 年全球空气压缩机和制冷空调压缩机的市场规模分别为 426 亿美元和 121 亿 美元，到 2021 年预测分别达到 530 亿美元和 154 亿美元。因此，未来全球空气 压缩机和制冷压缩机市场规模的持续稳定增长，将为其配套零部件带来庞大的铸 件市场需求。

压缩机客户合作紧密，营收稳健增长。根据公司招股说明书，公司在压缩机领域 的大客户主要是英格索兰、江森自控、开利空调以及麦克维尔，2019 年这四家营收 占压缩机总营收的 91.7%，同时根据公司压缩机营收与英格索兰以及江森自控的营收对比可以看出，趋势保持一致。另一方面，受益于冷链与海外的复苏，客户的需求 在稳健复苏与提升，2023 年 H1 英格索兰和江森自控的营收同比为 19.41%和 7.07%。

（2）工程机械：海外市场需求加速，出口或成行业增长点。铸件在工程机械中随处可见，需求量较大。工程机械中的铸件主要有变速箱壳体， 变矩器中的泵轮、导轮、涡轮（包括一级涡轮和二级涡轮），驱动桥上的桥壳，以及 阀体等，其中阀体是工程机械上最常用、最核心的零部件。还有诸如托架、行星轮架、 差速器壳体、差速器盖、轮毂、柴油机缸体、缸盖等数百种工程机械零部件，都是通 过铸造生产的。根据《工程机械类铸件的市场需求及技术要求_曹宗安》一文，我们 可知以装载机为例，一台装载机约需铸钢件 1.8 吨（主要包括桥壳、轮毂、轮架、 制动盘等驱动桥类和铲斗、刀板、斗齿等耐磨件类）；需铸铁件约 2.5 吨（主要包括 发动机机体、变速箱体、变矩器壳体等机体箱体和配重等平衡件类）。

海外主要市场需求景气，具备短中长期增长逻辑。从中短期来看，一方面，得益 于疫情以来的低利率环境，欧美房地产和基建投资繁荣，导致工程机械需求旺盛；另 一方面从长期来看，2021 年 11 月 15 日拜登正式签署《基建设施与就业法案》，法案 计划在交通基础设施、环境修复、能源与水利、宽带等领域累计支出约 1.2 万亿美 元，其中新增支出累计约 5500 亿美元。考虑到签署法案到具体实施有一定时间滞 后，预计 22 年下半年开始产生较长时期的积极影响。

从竞争格局来看，近年来行业集中度持续提升，卡特彼勒龙头地位稳固。近年来 国内龙头企业从生产技术、产品设计、供应链建设以及市场营销等多方面发力，市场 竞争优势得到显著提升，不断抢占外资品牌市场份额，国内品牌合计市场占有率提升。 全球工程机械行业竞争格局未发生明显变化：海外疫情防控常态化背景下全球工程 机械产能逐步恢复，中国入榜企业的整体市场份额有所下滑，卡特彼勒全球龙头地位 稳固。卡特彼勒位居 2021 年全球工程机械 50 强首位，2022 年销售收入约 4138 亿 元。

受益海外需求回暖，卡特彼勒营收维持较快增长。卡特彼勒是世界上最大的建筑 和采矿设备、柴油和天然气发动机以及工业气体涡轮机制造商之一，21 年后得益于 低利率刺激下欧美基建和房地产投资繁荣，以及全球资源品价格大幅上涨带动矿山开 采需求上升，营收增速转负为正，2021/2022 分别实现营收增长 22.09%/16.59%，净 利润分别增长 116.44%/3.33%，23 年上半年仍然维持加快增长，下游需求维持高景气。 2019 年，卡特彼勒逐渐成为公司第三大客户，对应销售收入仅为 0.67 亿元，未来 公司渗透率仍有较大提升空间。

（3）风电：碳中和背景下，受益全球风电市场快速发展。风电行业高速发展背景下，全球风电装机量持续提升。根据 GWEC 数据显示，2022 年全球风电累计装机量达 923GW，同比增长 10.3%。我国风电装机需求增长，风力发 电占总发电量比重持续提升，2022 年我国风电累计装机 395.6GW。Navigant (syl)预 测 2025 年全球风电新增装机容量将达 138.4GW，2022-2025 年复合增速达 6%。

铸件占风电装机成本 10%左右。风力发电机组结构较为复杂，由风轮（叶片、轮 毂）、主轴承、风电主轴、齿轮箱、发电机等部分组成，其中轮毂、主轴、齿轮箱、 发电机等构成了风机发电机组传动系统。风电铸件主要包括轮毂、底座、轴及轴承座、 梁、齿轮箱部件（主要包括齿轮箱箱体、扭力臂、行星架)等，约占风电整机成本的 10%左右。

随着风电机组向大型化方向发展，部分风电主轴制造工艺从锻造转为铸造。按制 造工艺不同，风电主轴分为锻造和铸造两种。铸造能够使铸件快速一次成型，生产效 率和材料利用率都较高，适合用于大型或者结构复杂的部件生产，但其力学性能低于 同材质的锻件力学性能。锻造能保证锻件内部金属纤维组织的连续性，使锻件具有良 好的力学性能与更长的使用寿命，适用于受力强、条件恶劣的工作环境。随着双馈机 型的大型化，大尺寸铸造主轴也可以满足其力学性能要求；直驱发电机的体积通常较 大，传动转速较低，主轴基本只是承重作用，受力情况比较简单，通常使用铸造轴。 铸造主轴制造技术成本优势明显。铸造主轴在满足主轴的机械性能要求的基础上，相对于锻造主轴工艺流程更简单、原材料消耗更少，铸件快速一次成型，生产效率和 材料利用率都较高。据《浙江佳力风电机组主轴铸造技术填补空白》（郑文）一文， 过去同样制成一个 6 吨左右的主轴，在保证产品质量的前提下，采用铸造技术可以使 原材料耗用量节省近 50%，产品单位成本下降约 60%，铸造主轴成本优势凸显。

面对大兆瓦铸件趋势，小兆瓦铸件存量产能改造难度高、投资成本大，老产能受 制于生产设备而无法生产大兆瓦铸件产品，预计未来产能中长期偏紧。根据宏德股份 招股说明书的信息，全球风电铸件 80%以上产能集中在我国，其余 20%产能主要位 于欧洲和印度。目前风电铸件行业竞争格局较为分散，大兆瓦风电铸件产能相对不足。 随着行业内各公司落后产能逐步出清，将以具备大型化产能扩产能力以及资金规模的 龙头企业为主。联德开始涉及风电大型铸件市场：公司目前只能少量生产和销售大型 风电装备密封零部件，公司募集资金 5.96 亿元用于建设“高精度机械零部件生产建 设项目”，建设成为“铸造+机械加工+产品组装”完整产业链基地，并满足大型风电 配套零部件的生产，预计未来在风电逐渐领域有一席之地。