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钛合金：硬核金属的高能秘密｜行家硬核说
发布时间：2024-12-13阅读量：8
钛被誉为“太空金属”、“海洋金属”、“现代金属”和“战略金属”。但因其性质活泼，提取困难，直至20世纪40年代末于美国开始工业化生产。
钛有两条不同的分支：一是钛白粉（约占 8 成），用于涂料、塑料和造纸等行业；二是钛材，产业链为钛铁矿和金红石—海绵钛—钛合金，用于化工、航空航天等领域。
日本、俄罗斯、中国相继建立起自身的钛工业生产体系。目前美、日、俄在钛材应用领域、产品结构方面各具特色。其中，美国钛材主要应用于航空领域；日本则集中于换热器、电解、 化工等民用领域；俄罗斯主要应用于航空和舰船领域。我国的钛材料起步比较晚，目前，我国钛材行业结构正逐步从过去的中低端领域向航空航天、舰船和高端化工等中高端领域迈进。
钛合金和高温合金，这两种材料虽然同属于航发系统，但随着这些年军工技术的发展，使用量上还是出现了些许的差异。
钛合金在发动机里，整体的使用量是在30%左右。当然，如果把使用范围进一步放大，比如看整架飞机的使用量。那近些年来的飞机，无论是民用还是军用，其用钛量都是呈现上升的态势。
所以总的来说，从单体用量占比来看，钛合金无疑是个增量市场。再加上每年武器需求上的提升，总量的市场也是很广阔的。
另外值得注意的是，钛合金由于坚固、轻薄，越来越多地向消费电子产品进行渗透，目前iPhone15Pro/ProMax、 小 米14 Pro钛金属特别版、Galaxy S24Ultra、小米14 Ultra钛金属特别版已经采用钛合金手机中框，也有少数折叠屏铰链采用了钛合金构件。
一、 钛合金植入3C的爆发式增长
目前，电子产品金属结构件材料一般以不锈钢和铝合金为主，钛合金是以钛为基础加入铝、锡、钒、钼、铌等其他元素组成的合金。
在性能方面，钛合金相比不锈钢和铝合金等材质，能够更好地兼具坚固和轻薄的特点，从而降低手机的厚度和重量，并提高强度。
在成本方面，钛合金具有强度高、导热系数低和化学活性高等特点，以前传统工艺下钛合金材质的机械加工难度大、良率低、成本高，但目前在新工艺技术驱动下，钛合金应用成本有望大幅降低至 3C 消费电子领域可接受范围。
平板手机的中框在2023年苹果推出iPhone15的时候第一次使用了钛合金材料，使得手机的重量减轻了9%，裸机手感大大提升。之后小米更是采用了TC-4 超强钛合金，具有900Mpa的屈服强度。
折叠屏这几年大为盛行，在铰链领域，OPPO首次采用碳纤维骨架和钛合金螺丝钉，钛合金轴盖宽度相较于铝合金材质降低27%，强度却提升150%。
智能穿戴方面，目前Apple、三星、华为等都有推出配置钛金属表壳的智能手表，在智能戒指上，钛合金常用来打造戒指的机身。在智能眼镜中，华为和 GENTLE MONSTER 合作推出的 Eyewear II智能眼镜采用钛合金铰链。
钛合金由钛精矿加工成海绵钛，再进一步加工成钛材。考虑钛合金批量导入 3C行业，预计 2027 年手机中框拉动钛合金用量达 0.7 万吨，增厚钛材行业 3%需求，叠加折叠屏铰链和智能穿戴另计。
比如天工国际就是民企中钛合金的龙头，成功打入消费电子主要客户产业链；银邦股份的钛铝复合材料就是小米的独家供货商。所以提前布局钛合金市场和掌握钛合金关键材料加工技术的标的有望充分受益。
二、 钛材料的加工设备同步需求提升
钛合金硬度高、易黏连等特性导致加工成本较高，钛合金手机中框加工耗时约为铝合金中框的3-4倍，合金手机中框加工刀具、加工设备市场空间预计分别达到 31.5亿元和177 亿元。
3C 消费电子钛合金结构件加工主要采用 CNC 加工、3D 打印和 MIM（金属粉末注射成型）等工艺。
CNC（数控）加工是一种通过计算机控制机床进行加工的技术，适用于各种金属和非金属材料的加工，涵盖切削（如铣削、车削等）和磨削等，具有高精度、高效率、工件表面质量好和适用于各种复杂结构的优点。
但是CNC加工中容易产生黏刀、积屑、崩刃等问题，因此对于刀具的数量要求增大。3D打印的最大优势在于可以从原料直接自由制造复杂零件的能力，原料的利用率近100%。
三、 钛合金的核心壁垒
钛合金产业链主要环节包括海绵钛、钛材、钛合金型材、型材加工及终端应用等，海绵钛在原材料成本占比达60%，在总成本中占比约35-40%，是钛材成本构成中的重要成本。
中国是最大的海绵钛生产国（62.7%），海绵钛产量实现连续多年增长。目前我国海绵钛生产以化工民用低端海绵钛为主，高品质（0级及0A级）细小粒度（5mm-13mm） 海绵钛仍需要进口。
因为小颗粒海绵钛的生产工艺需要多次还原蒸馏，生产成本高的同时工艺流程复杂，国内能够稳定供货的企业仅有遵义钛业、宝钛华神、朝阳金达等少数几家，需求缺口主要通过从乌克兰和哈萨克斯坦进口弥补。
从全产业链看，钛合金的核心壁垒和主要附加值集中在钛材加工与应用环节，尤其是高端钛材的研发能力和制造工艺。
目前中国是全球最大钛材生产国，市场集中度高，宝钛股份、西部超导、西部材料、金天钛业四个企业市场份额占比33.32%，其中高端领域，西部超导和宝钛股份两家合计占据超过 95%以上的市场份额，毛利率均在 20%以上，西部超导毛利率超过 40%，新贵金天钛业超过 30%，高端产品的盈利能力较强。
国内军用高端钛材生产商主要为宝钛股份、西部超导和西部材料，宝钛股份可生产全系列钛材，以宇航级宽幅钛合金板材和棒材为主，西部材料以板带材和管材为主，西部超导以棒材和锻件为主。
在高端钛材市场，西部超导和宝钛股份两家合计占据超过95%以上的市场份额，已经形成较为稳固的双寡头竞争格局，西部超导以棒丝材为主，侧重航空领域，宝钛股份品种齐全，板、带、管、棒、线等广泛应用于航空航天。
四、 飞机更新换代的机遇
军用飞机的用钛量逐年增长，当前欧美设计的各种先进战斗机和轰炸机中钛合金用量已经稳定在 20%以上，例如世界上具有代表性的第四代战斗机美国 F-22 战斗机用钛量高达41%。
从两大国际飞机制造商的数据来看，波音和空客主要机型的用钛量逐步提高。根据商飞网预测，C919 单机钛含量 3.92 吨，假设损耗率为 80%，粗略按照 1000 架订单量算，C919 将带来近 2 万吨的钛合金需求（不含发动机）。
总结
本次我们给大家介绍了合金材料里的另一大分支，钛合金。钛合金的应用在正逐步从过去的中低端领域向航空航天、舰船和3C产品等中高端领域迈进。
考虑钛合金批量导入3C行业，预计2027年手机中框拉动钛合金用量达 0.7 万吨，增厚钛材行业 3%需求。
此外，军机的更新换代和民用大飞机C919的加速量产落地，对于钛合金的需求都是爆发式的增长。
从全产业链看，钛合金的核心壁垒和主要附加值集中在钛材加工与应用环节，尤其是高端钛材的研发能力和制造工艺。
国内军用高端钛材生产商主要为宝钛股份、西部超导和西部材料，民用钛材料的供应商主要是和消费端的企业建立密切合作关系看点比较多。
作者：王颖
编辑：王洁
监制：顾洁
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