2022年矿用硬质合金工具行业市场现状分析 矿用硬质合金工具市场空间广阔

1. 矿产是工业的命脉，矿用硬质合金工具市场空间广阔

矿用硬质合金工具包括凿岩工具、采掘工具以及勘探工具，是矿山开采的重要组成 部分，其性能与寿命直接影响矿山开采的效率和精度。矿用硬质合金主要应用于矿石资 源、石油和煤炭为主的能源开采以及基础设施建设，具体来看：

（1）矿石资源开采：主要使用牙轮钻头、顶锤式冲击钎具、潜孔式冲击钻具等凿岩 工具。

（2）石油钻采：主要使用钻头，而钻头的主要组成部件是具有超高硬度的硬质合 金或聚晶金刚石复合片。

（3）煤炭开采：主要通过采煤机来进行，采煤机的截割部分装 有截齿，截割部分转动形成截齿对煤体的冲击使煤块脱落，截齿的主要材料为硬质合金。

（4）基础设施建设领域：矿用硬质合金工具在基建领域的应用十分广泛，如水井牙轮 钻头用于水井和地热井开发，旋挖牙轮钻头用于桥梁桩基工程，非开挖牙轮钻头用于水 平定向穿越工程等。

矿用硬质合金工具市场空间广阔，主要得益于资源开采整体呈增长趋势。矿用硬质 合金工具的市场规模随着矿产资源、能源的开采量以及基础设施建设投入的波动而变动。

而自 2010 年以来，尽管能源与矿产资源的价格频繁经历周期波动，但矿产资源、能源 的开采量却整体呈现增长趋势。

（1）铁矿石：根据 USGS 的数据，2010 年以来，全球铁矿石开采量整体呈增长趋 势，2010-2019 年复合增长率为 3.28%。

（2）石油：根据 BP 世界能源统计年鉴，近年来全球石油行业呈稳定发展态势， 2010 年以来全球石油产量保持稳定增长。

（3）煤炭：2017 年后，由于落后煤炭产能清理目标的阶段性达成以及新增优质产 能的有序投放，我国的煤炭产量呈逐年上升趋势，带动全球煤炭产量的上涨。

（4）基建方面：随着城镇化率的提升和城市人口的增加，我国基础设施建设固定 投资完成额自 2010 年以来逐年增长，且随着国家“一带一路”建设的推进，基础建设 投资的增加为行业发展提供新的契机。

图：全球铁矿石开采量整体呈增长趋势

根据我们测算，仅铁矿和铜矿开采用硬质合金工具 2020 年度市场规模就超过 13 亿 美元。测算假设如下：

（1）根据 USGS 的数据，2019 年全球铁矿石开采量达 23.3 亿吨。假设 2019-2025 年全球铁矿产量将以年均 3%的速度增长。而根据对全球四大矿山铁矿石的主要成本分 析，平均每吨成本约为 7-8 美元。

（2）根据惠誉数据，2020 年全球铜矿石开采量达 2020 万吨。假设 2020-2025 年全 球铜矿产量将以年均 3.8%的速度增长。而根据 MEG 矿山检索数据库，平均开采成本约 为 1300 美元/吨。

（3）牙轮钻头等硬质合金凿岩工具在矿山成本中占比约为 3%。

2. 牙轮钻头：技术壁垒高，已基本实现国产替代

牙轮钻头是矿用凿岩工具的代表产品，主要用于大型露天矿山、土石开凿、水井和 地热井等工程中垂直穿孔作业。在钻凿过程中，牙轮钻机通过钻杆带动牙轮钻头凿旋转 运动，同时施加向下推力用于钻具的穿凿钻孔。牙轮钻在旋转力作用下带动 3 个镶有硬 质合金齿或排布钢齿的牙轮分别围绕各自的牙爪轴颈作自转运动，同时在轴向推力作用 下将合金齿或钢齿嵌入岩石表层，利用挤压和剪切交变复合作用力对岩石进行破碎，从 而达到穿孔的目的。根据 QYResearch，2020 年全球牙轮钻头市场规模达 217 亿元，预 计 2026 年将达到 264 亿元，年复合增长率为 2.8%。

图：公司牙轮钻头剖析结构图

牙轮钻头结构复杂，属于高技术壁垒行业。其核心技术主要包括密封材料设计、切 削结构设计、轴承设计、热处理、掌背结构技术。1）密封材料设计使得牙轮钻头能够适 应高温和高转速的施工环境；2）切削结构设计能够提升产品的掘进速度；3）轴承设计 能够提升牙轮钻头的使用寿命；4）热处理技术能够提升牙掌表面耐磨性和心部抗疲劳 强度；5）采用具有提升力的掌背平面设计，能够加大排渣空间，加快排渣速度，减少岩 屑对钻头的磨损。

牙轮钻头的高壁垒还体现于其与钻凿岩石特性的匹配，对用于不同类型岩石的牙轮 钻头需要采取不同的设计结构。例如，用于软岩钻凿的钻头通常采用较长的露齿高度，布齿分布间隔较稀疏，以便于钻头在岩石面进行滚压和刮削共同作用，达到快速破碎岩 石的目的；而对硬岩钻头则采用高韧性球型齿合金，布齿相对稠密，钻凿过程中以滚压 破岩为主，尽可能减少滑动刮削，以减轻岩石对合金的磨损。牙轮钻头与岩石特性的匹 配 Knowhow 往往需要在长时间的实践验证中得出，是硬质合金企业最深最宽的护城河。

竞争格局来看，硬质合金牙轮钻头基本实现国产替代，国内龙头已经跻身世界前列。 国内牙轮钻头主要厂家包括新锐股份、南昌鑫泉机械科技有限公司（以下简称鑫泉科技） 和湖北鸣利来冶金机械股份有限公司（以下简称鸣利来）等公司。其中新锐股份是国内 牙轮钻头领域绝对龙头，已具备与山特维克、阿特拉斯等跨国公司在牙轮钻头等矿用硬 质合金工具细分领域竞争的能力。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）