机床行业专题研究报告：数控刀具，工业耗材顺周期好赛道

精选报告来源：【未来智库官网】。

（报告出品方/作者：鲁佩、耿琛、熊翊宇）

报告综述：

数控刀具顺周期好赛道，2020 年起需求景气向上，量价齐升。

机床刀具为典型的工业耗材，全球市场规模在 2000 亿级别，每年稳定增长， 中国市场规模在 400 亿级别，与制造业发展密切相关。2020 年后疫情时代以 来，PMI 连续 13 个月位于荣枯线之上，制造业景气度上升，带动相关行业需 求和生产，刀具行业随之增长，呈现量价齐升。2021 年 1 月起，刀具行业普 遍涨价 10%上下。

数控化率提升、硬质合金占比提升，硬质合金数控刀具发展前景广阔。

（1）数控化率提升：我国刀具产品消费结构中，由于机床数控化水平较低（2020 年为 43%），传统焊接刀具仍然占据一定比重。随着制造升级，机床数控化是 必然趋势，数控刀具占比有望随之提升。

（2）硬质合金占比提升：刀具从全球范围来看硬质合金类占主导（占比超过 60%），中国市场近年来硬质合金占比也在逐年提升，2019 年产值占比 47%， 未来有望进一步提升。

我国刀具市场格局较为分散，制造升级大背景下高端占比提升，行业供不应求叠加国产进步，进口替代正当时。

（1）集中度：我国刀具市场竞争格局分为欧美、日韩、国产三大阵营，目前 格局较为分散，全球龙头山特维克在国内市场市占率仅为 7.41%，国产龙头株 洲钻石市占率 3.17%。从全球市场看，龙头山特维克刀具收入超过 300 亿，全 球市占率 13.3%。国内在制造升级大背景下高端占比有望提升带动行业集中度 提升。

（2）国产化：国产品牌技术进步叠加性价比及本地化服务优势，已逐步实现 进口替代。

一、数控刀具工业耗材顺周期好赛道

（一）机床刀具迎来需求向上周期

1、机床刀具是什么？

刀具，指机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。从结构上看，刀具一般由刀 杆（或刀盘）和刀片两部分组成。其中，刀片是金属加工中起切削作用的关键执行部件。

按照材料的不同，目前的刀具主要分为硬质合金、工具钢（碳素工具钢、合金工具钢、 高速钢）、陶瓷和超硬材料（人造金刚石 PCD、立方氮化硼 CBN）等产品。其中，硬质 合金刀具是世界上最主要的刀具类型。从金属切削方式来看，金属切削主要包括车削、铣削、钻削等工艺方法。

车削是加工时工件做旋转运动（主运动），刀具在平面内作直线或曲线进给运动的 切削加工方式，通常用于回转类零件的加工。

铣削是加工时刀具做旋转运动（主运动），工件固定或移动（做进给运动）的切削 加工方式，通常用于各类平面、曲面等零件的加工。

钻削是加工时刀具和工件做相对旋转运动，并沿刀具轴向方向做相对进给运动的切 削加工方式，通常用于各种类型的孔加工。

相应的，刀片也分为车削刀片、铣削刀片、钻削刀片等。其中，车削和铣削占比较高。 刀具的另外一个重要分类为数控刀具和传统焊接刀具。数控刀片即数控机床用可转位刀 片。数控刀片主要由硬质合金制造。数控刀片可应用在金属的车削、铣削、孔加工、切 断切槽、螺纹车削等领域，是现代金属切削应用领域的主流产品。

数控刀具产业链上下游清晰。上游主要为原材料，其中硬质合金刀具上游主要为生产碳化钨粉和钴粉的企业，下游为制造业，如汽车、通用机械、模具制造、轨道交通、工程 机械等。

2、全球刀具市场规模 2000 亿级，中国市场规模 400 亿级全球刀具市场稳定增长。

根据 QY Research 的数据，2016 年全球切削工具消费量为 331 亿美元，2017 年为 340 亿美元，2018 年为 349 亿美元。预计到 2022 年，全球切削工具 市场将从 2016 年的 331 亿美元增长到 390 亿美元，实现 2016 年至 2022 年 2.7％的复合 年增长率。

从消费区域来看，中、美、德、韩、日五个刀具消费大国的消费量比重占全球 70%左右， 进入 2010 年来，以中国为代表的亚洲刀具市场增长率排在全球刀具规模增长首位，是全 球增长率的 2.5 倍。

中国刀具市场规模约为 400 亿，消费情况与制造业发展关系密切。受国内投资增速放缓 和需求结构调整影响，2012 年至 2016 年我国刀具市场规模在 312 亿元至 345 亿元区间 内波动。2016 年至 2018 年，制造业转型升级推动了刀具行业快速发展，刀具市场规模 出现明显增长，2018 年刀具年消费总额达到 421 亿元，创造了历史最高纪录。2019 年 受中美贸易摩擦和下游行业下行的影响，我国刀具消费额有所下滑，为 393 亿元。

我国连续多年机床消费量居全球第一，但是刀具消费水平偏低。根据《第四届切削刀具 用户调查数据分析报告》统计显示，在德、美、日等发达国家，现代数控机床和数控刀 具互相协调、平衡发展，刀具消费约为机床消费额的 50%左右。而中国市场的刀具消费 占机床消费总额的比例，自 2012 年起呈现总体向上的增长趋势，2010-2017 年均为 20% 以下，2019 年达到 25%，说明我国制造业工具消费在提质升级，但还远低于发达国家， 仍然有很大的上升空间。随着国内终端用户生产观念逐渐从“依靠廉价劳动力”向“改 进加工手段提高效率”进行转变，以及机床市场的转型升级，我国刀具消费规模仍存在 较大提升空间。

3、刀具作为耗材，受制造业开工影响，2020 年起需求向上

刀具作为金属切削工具，是制造业的重要耗材之一，其市场规模和消费量与制造业息息 相关。2020 年以来，PMI 连续位于荣枯线之上，制造业景气度上升，带动相关行业需求 和生产。在制造业复苏的背景下，刀具行业自 2020 年以来呈现顺周期增长趋势，需求将 持续增加，行业进入快速发展扩张阶段，走上快速增长赛道。

（二）制造升级，机床数控化率提升带动数控刀具规模提升

1、我国机床数控化水平较低，制造升级背景下有提升空间

我国正处于产业结构的调整升级阶段，机床数控化是机床行业的升级趋势。我国新增机 床数控化率近年来整体保持着稳定增长，主要与产业转型升级有关。随着加工产品的结 构复杂化、加工精度要求的不断提高以及生产效率的提升，我国机床设备正逐步从传统 普通机床向数控机床过渡。我国新增金属切削机床数控化率从 2013 年的 28.38%提升到 2020 年的 43%。根据《中国制造 2025》规划，预计我国关键工序数控化率在十四五期间 达到 50%，而目前发达国家机床数控化率一般为 80%以上，相对而言，我国金属切削机 床的数控化程度的提升空间很大。

2、数控化率提升，刀具消费水平将随之提升

在我国刀具产品消费结构中，由于我国机床数控化水平较低，传统焊接刀具仍然占据一 定比重。我国机床数控化率不断提升，在此背景下，数控刀具作为数控金属切削机床的 易耗部件，无论是存量机床的配备需要，还是每年新增机床的增量需求，都将带动数控 刀具的消费需求。

（三）全球切削刀具中硬质合金刀具占主导，国内硬质合金刀具的占比逐年提升

1、全球切削刀具中硬质合金刀具占主导，国内硬质合金刀具的占比逐年提升

近年来，我国刀具市场中硬质合金刀具占比不断提升。根据中国机床工具工业协会披露 的刀具产值数据，自 2015 年起，硬质合金刀具的产值不断增加，占比持续提升，由 2015 年的 39.45%升至 2019 年的 47.47%，2019 年首次超过高速钢刀具，成为产值最高的刀具。

2、硬质合金性能优良，未来在刀具市场上有望进一步提升

几类刀具材料的性能对比如下：

硬质合金：具有硬度高、耐磨、 强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能， 广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金 属、和普通材料，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材 料。

工具钢：硬度、耐磨性、耐热性相对差，但抗弯强度高，价格便宜易焊接。刃磨性 能好，广泛用于中低速切削的成形刀具，常用于钻头、丝锥、锯条以及滚刀、插齿 刀、拉刀等刀具，尤适用于制造耐冲击的刀具。

陶瓷：具有高硬度和耐磨性、强度与韧性低，热导率低，适用于钢料、铸铁、高硬 材料连续切削的半精加工或精加工。

超硬材料：人造金刚石有最高的硬度和耐磨性，导热性好但不耐温，价格昂贵，加 工、焊接都非常困难，主要用于有色金属以及非金属材料的精加工，不适宜黑色金 属。立方氮化硼具有高硬度及高耐热性，导热性好，主要用于高温合金、淬硬钢、 冷硬铸铁等难加工材料的半精加工和精加工，特别是高速切削黑色金属。 数控刀具一般由数控刀片、刀垫、夹紧元件和刀体组成。数控刀片承担切削、形成被加 工表面的功能，是实现数控刀具功能、决定刀具性能的关键元件，硬质合金是制造数控 刀片最主要的材料。目前，在世界范围内，硬质合金刀具占主导地位，比重超过 60%。 我国刀具产值结构变化与我国制造业发展水平相关，硬质合金刀具是参与数字化制造的 主导刀具，随着我国机床装备数控化升级，硬质合金材质的刀具将越来越多。硬质合金 刀具占比也将从现在的接近 50%，提升至 60%的级别。

二、国内刀具市场格局分散，国产化黄金期来临

（一）数控刀具竞争格局分为三大阵营

在刀具行业中，按照发展阶段、技术水平、市场策略等差异，可以将刀具企业分为三类： 欧美企业、日韩企业和中国本土企业。

第一类是以山特维克集团、肯纳金属集团、伊斯卡集团等为代表的具有全球领导地 位的欧美刀具制造商，他们技术实力雄厚，产品系列丰富，致力于为客户提供完整 的刀具解决方案，在技术上处于持续领先的水平，在高端定制化刀具领域始终占据 着主导地位。但是由于价格昂贵、交货周期长，国内用户以大中型企业、外资企业 为主。

第二类是以日本三菱、日本泰珂洛、日本京瓷、韩国特固克等为代表的日韩刀具企 业，定位于为客户提供通用性高、稳定性好和极具性价比的产品，产品略贵于国产 刀具，在我国进口刀具中的占比最大。

第三类是以株洲钻石为代表的国内刀具企业，数量众多，竞争实力差距较大，大部 分以生产传统刀具为主，主要通过差异化的产品策略和价格优势，赢得了较多的中 低端市场份额。

（二）进入壁垒高但集中度低，国内有望迎来产业整合

目前，我国刀具行业呈现市场集中度较低，中低端产品无序竞争的状况。目前呈现这样 的格局是因为中国的刀具行业，尤其是民企发展时间较短，行业秩序尚未形成。现在， 许多缺乏技术沉淀、研发能力差、资本实力弱的小企业生产的仍是以传统刀具为主的中 低端商品。随着数控化率的提升，数控刀具逐渐替代传统刀具，这些竞争优势弱的小企 业正面临被淘汰或被并购的局面，而具有品牌、资本、技术优势的企业在高端应用领域 更具竞争优势，拥有较大发展空间，也将获取更多的市场份额，从而使整个刀具行业的 市场集中度提高。

技术密集型、资本密集型，数控刀具行业有进入门槛。刀具行业是技术密集型、资本密 集型行业，有一定的进入门槛，需要持续较高水平的研发投入才能保持产品的技术优势 并缩小与国际一流企业的差距。其中，数控刀具技术门槛较高，数控刀具制造工序较长 且工艺复杂，生产过程中关键质量控制点多且难度大，装备要求水平高，具有较高的技 术壁垒和资金壁垒。相应的，与传统产品相比，数控刀具产品的毛利率水平也较高。

国内数控刀具发展脉络梳理：

中国刀具行业最早源于上世纪五六十年代的计划经济时期，当时的刀具行业全部是国有 性质，刀具由专业的工具厂或者机械厂的工具车间生产，而决定刀具性能最重要的刀具 材料则由冶金部管辖的钢铁厂和硬质合金厂生产。株洲硬质合金厂，成立于 1954 年，是 国家“一五”期间 156 项重点项目之一。改革开放之后，过去传统的焊接刀片已经不能 适应下游行业的需求，在此背景下，株洲硬质合金厂率先行动，300 吨硬质合金生产线 于 1988 年全面竣工投产，大大提升了生产工艺和技术水平，并生产出中国第一片数控可 转位刀片，标志着中国道具行业迈出了重要的一步。1992 年，株硬引进了国际先进高精 度硬质合金数控刀片生产线。2001 年，原 300 吨硬质合金生产线搬迁至河西国家高新技 术开发区，建造一条高起点、高标准、高性能的生产线，2002 年，高性能可转位刀片线 顺利投产。同年，株硬集团下株洲钻石切削刀具股份有限公司正式成立，研发中心正式 落成。 改革开放之后，原先的国企株硬经改革后，株洲钻石处于中国刀具行业的领头地位。其 他的老牌国企也同样寻求转型，扩大竞争优势。同时，各种民企，合资企业也开始蓬勃 发展。厦门金鹭成立于 1989 年，是中外合资企业，最早主营碳化钨生产，后来逐渐向下 游延伸，2001 年开始大力生产硬质合金产品，2006 年成立数控刀片部，向数控刀片行业 发展。民企方面，欧科亿成立于 1996 年，从锯齿生产起家，2012 年数控刀片项目正式 投产，公司逐步从硬质合金制造企业转型为刀具制造企业。华锐精密成立于 2007 年，早 期主要生产硬质合金非标产品，后逐渐进入中高端市场。除此以外，还有一大批于新世 纪成立的区域性小企业。这些企业，共同组成了中国国产刀具行业。

（三）供不应求叠加国产进步，进口替代正当时

2019 年我国刀具总消费额达到 393 亿元，其中国产刀具年消费额约为 257 亿元，进口 刀具约为 136 亿元，进口刀具市场份额降至 35%以下。2016—2019 年进口刀具占总消费 的比重从 37.17%下降至 34.61%，体现了数控刀具国产化的加速。

进口替代的主要因素为国产企业技术上的进步和价格上的优势。近年来，国内刀具企业 在不断引进消化吸收国外先进技术的基础上，研究成果和开发生产能力得到了大幅提升， 在把控刀具性能的能力不断增强的同时，部分国内知名的刀具生产企业也已经能够凭借 其对客户需求的深度理解、较高的研究开发实力为下游用户提供个性化的切削加工解决 方案。凭借产品性价比优势和本土服务优势，已逐步实现对高端进口刀具产品的进口替 代，加速了数控刀具的国产化。

未来国产品牌市占率提升这一趋势有望保持。宏观上看，“十三五”期间，我国提出“中 国制造 2025”和“互联网+”行动计划，推进我国制造业向自动化、智能化方向升级， 提升数字化制造水平。数控刀具是数字化制造的组成要素，制造业升级将持续引领数控 刀具的国产品牌发展。微观上看，当前我国大部分刀具企业生产的仍是以传统标准刀具 为主的中低端产品，数控刀具产品供应不足。近几年来，我国刀具企业产品结构调整取 得一定进展，个别企业在技术水平和工业制造上也积累了一定的优势，在需求推动的背 景下，国产产品仍有很大的提升空间。

三、从全球龙头山特维克的发展脉络看对国内刀具行业发展的启示

（一）山特维克：全球第一大刀具供应商，全球刀具收入在 300 亿级别

山特维克是一家瑞典重工业集团。公司经营建立在独特的材料技术专业知识、广泛的工 业流程知识和密切的客户合作基础上。在以下领域取得了世界领先地位：1）工业金属切 削用工具和工具系统；2）采矿和建筑行业的设备和工具、服务和技术解决方案；3）先 进的不锈钢和特殊合金以及工业加热产品。 山特维克是全球第一大刀具供应商。1985 年，山特维克进入中国市场，其产品广泛用于 汽车、工程、能源、建筑、机械工具等领域。旗下有山特维克可乐满（Sandvikcoromant）、 山高(Seco)、瓦尔特（Walter）和万耐特（Valenit）等知名品牌。2018 年，山特维克全球 销售收入为 761.93 亿元，其中刀具类销售收入 310.32 亿元，中国区域刀具类销售收入为 31.2 亿元。

1、山特维克历史沿革

1862 年：Göran Fredrik Göransso 在山特维肯镇创立公司，公司名称为 Högbo Stål & Jernwerks AB。他是世界上将贝塞麦转炉炼钢法成功实现工业化生产的第一人（特种钢）。 1901 年：山特维克在斯德哥尔摩股票交易所上市。 1950 年：在瑞典 Gimo 开始生产硬质合金刀具。 1973 年：山特维克收购山高刀具所有股权的 65%。（1986 年收购了 100%股权，1989 年 降为拥有 62%股权。) 1990 年：山特维克收购芬兰凿岩钻具设备商汤姆洛克 25%的股权。（1997 年山特维克收 购汤姆洛克 100%股权。） 1998 年：山特维克形成新的业务领域——矿山工程机械。 1999 年：山特维克将经营内容集中于三大核心领域：刀具（山特维克可乐满、山特维克 CTT、山特维克硬质材料）、矿山工程机械以及特种钢（山特维克钢铁、Kanthal、山特 维克传动系统）。 2012 年：公司架构由原有的三大业务领域拆分为五大业务领域。包括山特维克加工解决 方案，山特维克矿业，山特维克材料技术，山特维克建设和山特维克风险投资。

2、业务板块与收入结构

纵观山特维克 14 年的发展，公司营业收入随全球制造业波动而波动，收入范围在 622 亿 -975 亿之间。公司盈利能力强劲，2019 年毛利率高达 40%，净利率为 8.29%，ROE 为 14.19%。

公司有三大业务板块: Sandvik 制造与加工设备、Sandvik 采矿和岩石加工设备、Sandvik 材料技术。其中，数控刀具相关业务隶属制造与加工设备业务，广泛应用于汽车、航空 航天、能源、采矿等。

（二）山特维克百年发展对国内刀具企业的启示

1、质量致胜。硬质合金最重要的就是产品质量。一方面，山特维克百年历史适得其在长 期生产实践中摸索出行业 know-how，是产品质量的保证，是企业的核心竞争力。另一方 面，高精度、现代化的设备和仪器以及检测方法的使用是国内企业提升质量和效率的有 效手段。 2、品种多样性，为下游客户提供整体刀具解决方案。由于机械加工中条件千变万化，刀 具企业需要采取多品种战略，寻求在不同加工条件下均能为客户提供最佳解决方案。

3、营销有方。山特维克不但在标准品上与经销商合作，也在重点领域直销。在售后方面 提供系统优化、客户培训、机床初始化配刀（OTS）以及刀具管理系统，增强客户粘性。

详见报告原文。

（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。）