刀具行业动态:3C钛合金导入加速 刀具环节有望受益

类别:行业 机构:东北证券股份有限公司 研究员:韦松岭/高伟杰 日期:2023-11-23

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      2023年9月苹果秋季发布会上表示在iPhone 15 Pro手机和Apple WatchUltra 2 手表的边框上使用钛合金材料;今年10 月小米发布的小米14 系列手机中,对14Pro 提供了钛金属特别版。钛合金具有高强度以及较好的耐热和耐蚀性,有望在3C 领域不断推广。

      钛合金材料加工难度增大,刀具耗量提升。钛合金为典型的难加工材料,主要应用在航空航天领域。钛合金加工难度较大主要是由于(1)变形系数低,其变形系数小于/接近1,切削在前刀面的滑动摩擦大大增加,致使切削温度提升,加速刀具的磨损;(2)钛合金导热系数低,钛合金导热系数约为钢的1/7,铝的1/16。切削过程产生的热量不易传导出来集中在切削刃附近,可能造成工件烧灼和刀具材料软化;(3)切屑易燃,钛合金尤其是粉末状钛燃点低,干切削时较高的切削温度容易引燃切屑;(4)钛的化学活性大,高温切削时容易吸收空气中的氧/氮形成硬脆外壳,同时切削时的塑性变形也会导致表面硬化,这会使得零件的疲劳程度降低,加剧磨损;(5)钛合金弹性模量小,在切削过程中工件受到切削力的作用容易产生变形,且已加工表面也容易发生回弹。目前手机中框环节,由于加工钛合金时刀具磨损加剧,导致其寿命降低,因此换刀频率显著提升,有望进一步带动刀具需求提升。

      钛合金材料性能优异,下游需求逐步清晰。钛合金材料具备比强度高、热强度高以及耐蚀性好等特点,是高温+易腐蚀工作环境理想的高强轻质材料,可被应用于航空航天、生物医学、武器装备制造、石油化工及核电装备等多个领域,其中航空航天领域需求较为明显,涉及材料多为钛合金、高温合金、高强度钢、复合材料等高性能难加工材料,且零件结构多为深腔、深孔、复杂曲面,同时对性能和寿命也有较高的要求。

      目前钛及钛合金,大约有3/4 都用于航空航天工业,原先使用铝合金的部件,后改为了钛合金。目前随着苹果和小米在手机及3C 领域不断尝试钛合金相关材料,行业景气度有望持续提升。

      硬质合金刀具为钛合金加工主流。目前市场主流加工钛合金的刀具材料为硬质合金刀具。硬质合金刀具从材料结构上可分为涂层硬质合金和非涂层硬质合金,开发适于钛合金加工的涂层刀具有助于提升加工效率和延长刀具寿命,进一步提升刀具的切削性能。从材料成分上还可分为含Ti 硬质合金和无Ti 硬质合金。

      建议关注:民营国产刀具核心标的欧科亿和华锐精密,两家公司在刀具领域均有较强布局,两者均在3C 钛合金领域已有技术储备或产品,有望受益此次材料升级。

      风险提示:刀具国产替代进度不及预期;钛合金渗透不及预期;下游验证不及预期