2025年天工国际研究报告：突破粉末冶金长期瓶颈，助力大国高端制造全面开花

1.公司深耕特钢行业四十余年，粉末冶金打开长期成长空间

1.1.沿产业链逆向延伸，从“工具”向“材料”升级

公司成立四十余年，以切削工具起家，逐步向上游延伸。天工国际成立于1981年，于1987 年引进第一台轧制机，开展高速钢切削业务。此后公司于1992 年开始生产高速钢，据官网信息，公司现年产能达 5 万吨，约占中国高速钢总量 35%，占世界高速钢总量的15%。2005 年，公司生产出第一炉模具钢，2012 年 6 月生产出第一支钛锭，开始“以钢养钛”的新征程。目前，公司高速钢、模具钢、切削工具产品产量连续多年位居中国乃至世界前列。天工高速工具钢产品荣膺国家工信部 “全国单项冠军产品”（2019-2021）。2019年11月，国内首条工模具钢粉末冶金规模化生产线在天工建成并实现稳质量产，填补国内粉末冶金工模具钢规模化生产空白，目前天工粉末钢成品已经实现众多品种的进口替代。

公司股权集中，实际控制人为朱氏家族。公司实际由朱氏家族掌控，截至2025年6月30 日，朱小坤、朱泽峰直接持有公司股份共 0.31%，其中朱小坤间接通过天工控股持有公司股份，共计持有公司股份 25.85%；朱泽峰通过公司 Sky Greenfield Investment Limited和Silver Power (HK) Ltd 间接持有股份，共计持有公司股份 25.32%。

公司四大业务协同发展，从切削工具向上游延伸至工模具钢。公司于1987年切入高速钢切削工具领域，产品广泛应用于工业制造领域。1992 年，公司进一步拓展至高速钢材料业务，其产品广泛服务于汽车、机械设备、航空及电子等高附加值行业,实现从上游高速钢生产到下游切削工具制造的纵向一体化布局。2005 年，公司进军模具钢领域，该类高合金特殊钢以铝、铬、钒等为主要原料，被誉为“现代工业之母”，终端覆盖汽车、家电、医疗器械、航空航天及消费品等多个制造行业。2011 年，公司布局钛合金业务，凭借其低密度、高强度、优良耐热与耐腐蚀性能，逐步拓展至航空、消费电子、化工、核电、海洋工程及医疗等高技术应用场景，进一步巩固了公司在高端材料领域的综合竞争力。

1.2.工模具钢构筑压舱石，钛合金业务提振盈利能力

国产高端材料替代进度稳步进行，有望开启新一轮上行周期。公司2025 年H1营业收入同比下降 7.1%，毛利润同比下降 20.5%，归母净利润同比上升10.4%。公司1H2025营业收入下降原因为：1）受美国关税政策不明朗影响，各个分部出口减少；客户观望情绪浓厚，订单数量减少；2）消费电子客户新机型对钛线材的需求暂时下降，公司钛合金线材订单减少。其中公司归母净利润上升原因系 1）欧元兑人民币大幅上升，其他收入由1H24的0.48亿元增长至 1.7 亿元；2）工模具钢毛利率恢复。公司于 2022 年营业收入有明显下降，系公司终止商品贸易业务所致，并聚焦于主营以及核心业务。

模具钢为公司最大收入板块，钛合金业务和切削工具业务盈利能力较高。公司2025H1的营业额为 23.4 亿人民币，其中模具钢营业额 11.6 亿元，占总营业额的49.3%，毛利润1.59亿元，同比增长 1.4%；高速钢营业额 3.94 亿元，占总营业额的16.8%，毛利润0.62亿元，同比增长 0.1%；切削工具营业额 3.97 亿元，占总营业额的17.0%，毛利润1.13亿元，同比减少 26.2%；钛合金营业额 3.49 亿元，占总营业额的 14.9%，毛利润0.84 亿元，同比减少43.8%。

公司四大业务毛利率随市场环境与公司战略的变化而波动，工模具钢业务毛利率受原材料因素影响较大，钛合金业务毛利率 1H25 下降主要由于产品结构的调整。2025H1四大业务毛利率随市场环境变化有所变化：1）模具钢和高速钢业务因国内产业景气回升，使得采购成本顺利转嫁至客户，原材料成本上升加上采购成本的顺利转嫁，成功助力毛利率增长；2）切削工具毛利率由 2024H1 的 33.1%下降至 2025H1 的 28.5%，系因原材料价格上涨，且未能完全转移到下游，一定程度上压缩了毛利；3）钛合金业务从2024H1 的39.0%毛利率下降到2025H1 的 24.2%，由于公司消费电子使用的钛合金线材销量减少，而低毛利的管材及板材销量增长，销售组合的变化导致钛合金毛利率有所下降。公司整体毛利率围绕20%上下波动，净利润率围绕 10%上下波动。

公司大力投入研发项目，跻身国际高端材料业务。公司期间费用率相对保持稳定，研发投入始终处于高位，公司研发费用率连续两年超过 6%，从 2021 至2025H1 总研发数量达到144 项，新品开发 583 项，申请发明专利 111 项。 公司研发项目逐渐落地，助力公司扩大竞争优势。公司于2024 年7 月成功研制出双螺旋孔硬质合金棒材，顺利通过客户前期检验，产品即将进入批量生产阶段，广泛应用于汽车、航空航天及精密模具领域；2025 年 1 月，公司生产的 TGE23 系列产品成功通过北美压铸协会 NADCA 确认，成为中国首家获此殊荣的企业，公司自主研发的高氮合金材料TPMDC02A成功通过技术验证，并首度交付应用于行星滚柱丝杠的制造；2025 年3 月，公司二期EB炉项目热试成功铸造高品质钛锭，这一突破进一步巩固了公司在高端钛及钛合金领域的技术优势；同时公司还于 2024 年内成功交付首个航天级紧固件用钛合金丝材订单，也契合了国家对航天产业的高度关注。

2.钛合金：性能卓越，消费电子开启新一轮增长空间

2.1.钛合金市场持续扩容，消费电子与航空航天双轮驱动

钛作为 20 世纪 50 年代发展起来的重要结构金属，其合金材料具有低密度、高比强度、优异耐蚀性、低导热率、良好焊接性能、生物相容性以及表面装饰性等突出特性。在航空航天、化工、石油、电力、医疗、建筑和体育用品等诸多领域得到广泛应用，并成为全球各国重点发展的战略性新材料。钛的密度约为 4.51g/cm³，仅为钢的57%。其重量不到铝的两倍，但强度却是铝的三倍。钛合金的强度/密度比在常用工业合金中位居首位，是不锈钢的3.5倍、铝合金的 1.3 倍、镁合金的 1.7 倍，因此被誉为航空航天工业中不可替代的关键结构材料。在高温性能方面，铝在 150℃时便会失去原有性能，不锈钢在310℃时也会出现退化，而钛合金在约 500℃仍能保持优良的力学性能。

钛产业链主要由上游原料、中游冶炼加工和下游应用三个环节构成。上游环节以钛铁矿、金红石等矿石为基础，经过冶炼可得到钛渣，再进一步制成四氯化钛（TiCl₄ ），其中一部分经氧化生成二氧化钛（TiO₂ ），用于钛白粉颜料生产，钛白粉主要用于涂料、油墨、塑料、陶瓷、造纸和化纤工业。另一部分则经还原制得海绵钛。海绵钛是钛金属的主要形态，处于钛矿与钛锭之间的中间产品阶段，是后续钛材加工的重要原料。中游环节包括海绵钛的熔炼与合金化。海绵钛和钛废料经熔炼制造工序得到钛锭，同时也可生产钛粉末，用于增材制造。由钛锭和板坯进一步加工，可得到多种形态的轧制产品，如棒材、管材、线材、板材和片材及下游制品。在钛材加工为最终制品的过程中会产生大量废料，这些废料经过回收再利用，是生产未锻制钛的重要补充原料。下游环节涉及多元化应用领域。锻制钛产品主要包括轧制材和钛制品，被广泛应用于航空航天、国防军工、化工、电力、海洋工程、生物医疗以及3C 电子等行业；未锻制钛产品则主要包括海绵钛和钛锭，是进一步加工的基础；此外，部分钛及钛废料还可加工成铁钛合金，作为合金化添加剂用于钢铁生产。

钛材上游原料主要是海绵钛，近三年国内海绵钛价格持续下行，促进钛合金材料渗透率提升。公司采购均价由 2022 年的 61.05 元/千克降至 2024 年的41.35 元/千克。2022年公司在国内外供应商间择优采购，价格随市场同步；2023 年起国内价格大幅走低，公司转向本土供应商，采购成本显著下降；2024 年行业竞争加剧，价格进一步探底，采购成本降至三年最低水平。海绵钛价格的下降有效压缩了上游成本，一方面推动板材、管材等传统应用产品售价下行，降低了化工、能源、冶金等下游行业的用料成本，释放了部分需求；另一方面提升了消费电子、3D 打印和医疗器械等高附加值领域的性价比，有望促进钛合金材料渗透率提升。

2018-2024 年，中国钛材加工产量与消费量整体保持稳步增长。自2021 年以来，在航空航天及化工等领域需求的驱动下，产销规模快速提升。尤其是2023 年部分高端智能手机首次大规模应用钛合金中框，带动消费电子领域对钛材需求的快速释放。至2024年，中国钛材消费量已突破 15 万吨，2018~2024 年 CAGR 约为 17.5%。伴随航空航天、海洋工程、新能源等战略性产业的发展，以及钛材成本的逐步下降，钛合金在更多终端应用中的渗透率有望进一步提升。

中国钛材消费仍以化工及防腐领域为主，3C 领域高速增长，航空等高端领域占比有望逐步提升。2024 年，中国钛加工材下游消费中，化工领域约占48.5%，航空航天约占21.3%，电力能源、医药医疗、船舶制造、冶金工业及海洋工程等合计约占30%，其中各单一领域占比均未超过 10%。2024 年，首次将 3C 领域作为单独的钛材应用领域进行列示，新兴的3C领域占比超过 6%；从钛材应用数量上来看，3C 领域用量大幅增长，全年用量增长接近1万吨。作为对比，早在 2011 年，全球商业航空的钛材消费占比已达46%，军用航空占比9%，整个航空领域总占比超过 50%。

钛合金凭借其高强度、轻重量和优异耐蚀性，正成为消费电子产品外壳材料的重要方向。2023 年，苹果公司在 iPhone 15 Pro 系列上首次实现钛合金的大规模商用应用，相较于上一代不锈钢中框机型，iPhone 15 Pro 系列整体重量降低约9%，其中iPhone 15Pro机型重量为 187 克，较 iPhone 14 Pro 减轻 19 克。钛金属机身采用全新的拉丝表面处理技术，不仅具备更强的抗拉伸性能，还显著减少了指纹残留，外观更为清洁美观，同时带来更顺滑舒适的边框触感。该工艺进一步提升了钛金属的耐磨性与耐用性，使整机在长期使用中更能保持新颖质感。 苹果的带头效应迅速推动了行业跟进。三星 Galaxy S24 Ultra 采用了钛合金中框并延伸至 Galaxy Watch Ultra 钛壳设计；小米 14Ultra 同样推出钛合金边框版本，对标iPhone15Pro 系列。钛合金材料在智能手机、智能手表及 AR/VR 头显等设备上的应用，可显著提升产品的结构强度、抗摔性和耐刮擦性，同时有效减轻整机重量，带来更高端的质感体验。随着钛合金在 3C 电子领域的快速普及，市场规模持续扩大。据智研咨询，中国钛加工材市场规模已从 2020 年的 287 亿元增长至 2024 年的 432 亿元，年复合增长率达10.7%，成为新的百亿级蓝海市场。当前行业竞争格局正由“高端集中、低端分散”向更广应用领域延伸，带动上游钛材产能加速扩充。

钛金属预计不会完全退出苹果的产品体系，反而有望成为新推出iPhone Air 的标志性特征。在最新一代 iPhone 17 系列中，苹果放弃了此前用于 Pro 机型的钛合金框架，转而采用铝合金作为主体结构。这一调整并非技术退步，而是工程与热管理的策略性取舍。钛合金虽具极高强度与耐磨性，但其散热性能相对较差；在搭载 A19 Pro 芯片与全新均热板散热系统的背景下，苹果更需要利用机身材料的高导热性来协助热量快速扩散，维持芯片与电池的稳定性能。展望未来，iPhone 18 Fold 的金属框架或将采用钛铝混合结构，以兼顾强度与散热，预计在未来钛合金行业在 3C 领域用量将会迎来新一轮的增长点。

2.2.子公司天工股份分拆上市北交所

江苏天工科技股份有限公司是国内钛及钛合金领域的佼佼者，技术实力雄厚、产业链完善。公司成立于 2010 年，2025 年 5 月登陆北京证券交易所，是国内民营钛合金市场的领先企业，亦为国家级专精特新“小巨人”、江苏省重点高新技术与绿色制造示范企业。公司已形成从海绵钛到压块、熔炼、拉丝的完整产业链，配备 3500 吨、7000 吨压机、真空自耗熔炼炉等核心装备及完善的检测体系，产品覆盖线材、板材、管材和钛锭，广泛应用于消费电子、航空航天、海洋工程、生物医疗及 3D 打印等领域。

天工股份灵活调整产品结构，产能利用率保持高位。2023 年公司将战略重心转向消费电子领域，重点扩大高附加值线材的生产与销售，以满足智能终端对钛合金中框等零部件的旺盛需求。在这一背景下，线材销量大幅增长至 4,599 吨，成为业绩的核心支撑，而板材和管材的销量则分别下降至 581 吨和 366 吨。进入 2024 年，海绵钛价格继续维持低位，导致板材和管材的售价进一步走低，但公司积极拓展航空、能源、化工等非消费电子应用市场，推动板材销量显著回升至 2,698 吨，管材销量也小幅增加至 394 吨。与此同时，线材销量回落至 3,303 吨，但钛合金整体产能利用率整体仍保持在高位水平。

天工国际持有天工股份 67.63%的股权。截至 2025 年 6 月30 日，江苏天工科技股份有限公司的控股平台江苏天工投资管理有限公司持股约 67.63%，天工投资由朱泽峰担任法定代表人；公司实际控制人为朱泽峰、朱小坤与于玉梅三人，朱小坤与于玉梅为夫妻关系，朱泽峰为其子，三人利益高度绑定，朱小坤直接持有公司 2.21%的股份。其中朱泽峰现任董事长，朱小坤曾长期任董事长并在集团母公司担任重要职务。

3.特殊钢：高端制造基石，粉末冶金构筑高端材料平台护城河

3.1.特钢是高端制造之基，公司是全球工模具钢领军者

特殊钢支撑高端制造，模具钢为“工业之母”，高速钢为“工业牙齿”。特殊钢区别于普通钢的核心在于成分设计、组织结构及工艺控制的特殊性，使其具备特定物理化学性能或满足特殊应用需求。相比之下，特殊钢生产难度更高、技术要求更严苛，主要应用于国防军工、能源电力、石化、核电、环保、汽车、航空航天、船舶及轨道交通等高端装备制造领域。

特殊钢体系庞大，主要分为工具钢、结构钢及特殊用途钢三大类，其中特殊用途钢涵盖弹簧钢、轴承钢、不锈钢、高强钢、耐热钢、耐磨钢和模具钢等。通过合金化可显著提升强度、韧性、耐磨性和耐蚀性，广泛服务于高端制造。工模具钢在体系中尤为关键：模具钢被称为“工业之母”，机械、电子、汽车等行业约 60%-80%的零部件依赖模具加工；高速钢则有“工业牙齿”之称，在国内金属数控机床中应用广泛，约一半机床采用高速钢，其中高速钢机床占比近 75%，在提升制造效率与精度方面具有战略意义。

特钢产业链由上游原材料供应、中游特钢生产加工和下游应用行业构成。上游以铁矿石、合金元素（钨、钼、铬、镍、钒等）及废钢为核心原料，中游环节以结构钢、工具钢、模具钢及其他特殊钢的冶炼与深加工为核心，技术壁垒高、附加值显著，是产业链价值创造的关键。下游广泛应用于汽车制造、工程机械、航空航天及精密制造等高端领域，需求变化直接决定中游产品结构与盈利水平。整体来看，特钢产业链呈现资源依赖度高、工艺要求严苛、下游需求高端化的特征，行业景气度主要受上游原料波动和下游制造业升级的双重影响。

中国特钢行业下游需求结构集中于高端制造领域。2021 年，汽车行业占比约40%，机械制造约 20%，金属制品约 17%，发电约 6%，石油化工约5%，铁路轮船约3%。特钢消费正加速由传统建筑领域向高端制造转型，其中汽车与机械制造已成为核心驱动力。

天工国际凭借领先技术与产能，模具钢份额位居全国第一。国内模具钢行业高度集中，前五大企业市场份额合计约 93%，其中天工国际以 35%居首，齐鲁特钢、东北特钢、攀钢特钢和宝钢股份分别占 27%、15%、10%和 6%，呈现显著的头部效应。这一格局主要源于模具钢技术壁垒高、工艺复杂及下游高端制造需求提升，产能布局集中在华东、华中和东北地区。

3.2.粉末冶金颠覆传统工艺，公司切入高端制造核心赛道

粉末冶金是一种通过高压将金属粉末压入压制模具来制造高精度零件的制造工艺。根据中国粉体网，粉末冶金工艺链涵盖粉末制备、成型、烧结以及后续加工等步骤。其中粉末制备包括机械粉碎、雾化、还原、电解方法，成型分为模压成型、等静压成型、注射成型等，烧结涵盖常规烧结、热压烧结、放电等离子烧结等方法。随着科技的持续进步，粉末冶金技术有望在更多新兴领域实现突破，在智能制造、量子材料、生物医学工程等领域，粉末冶金技术有可能创造出更多高性能、多功能的材料和零部件。 粉末冶金具有多方面优势，包括材料利用率、形状复杂性、近净成形尺寸控制等。根据中国粉体网，这些优势反过来又有助于可持续发展，使粉末冶金成为一项公认的绿色技术。粉末冶金包含多种制造半致密和全致密部件的不同技术。传统的粉末冶金工艺（称为压制烧结）用于生产行星齿轮架。手术剪刀部件采用金属注射成型(MIM) 工艺，歧管采用热等静压(HIP)工艺制造，而连杆则采用粉末锻造 (PF) 工艺制造。与此同时，新兴的金属增材制造(AM)技术正日益受到欢迎。

传统熔铸法难以满足需求，粉末冶金法或为未来主流方向。根据中国粉体网，与传统的熔炼铸造工艺相比，粉末冶金具有诸多优势。一方面，它能有效避免熔炼过程中可能出现的成分偏析，确保材料成分均匀，从而获得更稳定、优异的性能。另一方面，粉末冶金能够实现近净成形，极大减少后续加工工序和材料浪费。采用粉末冶金工艺制造的零件，材料利用率可达 90%以上，而传统机械加工方法的材料利用率通常仅为30%-50%，这不仅降低了生产成本，还提高了生产效率，契合现代制造业绿色环保的发展理念。此外，通过调整粉末成分、粒度和制备工艺，可实现对材料性能的精确调控，满足不同领域对材料特殊性能的需求，如高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀等。粉末冶金法的应用从根本上解决了熔铸法所固有的碳化物偏析及共晶网状碳化物析出问题，极大地提高了高速钢的力学性能和使用寿命，使得粉末冶金高速钢成为介于普通高速钢和硬质合金之间的特殊钢种。冶金粉末用途广泛，以汽车零件为主。根据 Mordor Intelligence 数据，2024年全球粉末冶金制品应用领域主要为汽车，占据 65%的市场规模，在工业机械、电气与电子、航空航天以及其他应用各有不同程度的占比。

公司构建多元化粉末材料体系，卡位增材制造与先进成形黄金赛道。公司已建成国内领先的金属粉末产能体系，年产工模具钢、钛合金、铜合金及高温合金粉末达8000–10000吨，覆盖 0–500μm 全粒径范围，为下游多样化成形工艺提供核心原料。此举使公司精准切入全球快速成长的 3D 打印与金属注射成型市场，奠定其在消费电子、航空航天、医疗器械及液冷系统等高端领域的关键材料供应商地位。

公司充分发挥粉末冶金技术优势，解决国内依赖进口的局面。公司于2025年上半年开始，发挥粉末冶金技术优势，解决国内在高端装备、前沿科技等领域材料依赖进口的局面，自主研发高端材料，以把握高端装备制造与机器人产业的发展机会。2025 年上半年，公司粉末冶金工模具钢销量 589 吨，同比持平，环比增长 66.38%，平均售价14.9 万元/吨。

3.2.1.高氮合金：突破"卡脖子"技术，抢占航空航天与机器人高端部件蓝海

突破高氮合金“卡脖子”技术，打开百亿级高端部件市场。公司凭借粉末冶金技术成功攻克高氮合金材料的制备难题，该产品全球年需求达 2–3 万吨，均价超过30 万元/吨，属典型“卡脖子”高附加值材料。其下游应用空间广阔，涵盖航空航天（大型飞机丝杠副、航发轴承）、机器人（行星滚柱丝杠）、医疗器械及海洋装备等市场，有望成为公司又一增长极。2025 年上半年，公司首款高氮合金材料已成功交付润孚动力等，用于行星滚柱丝杠生产，推动高端装备丝杠用材料国产化，并拓展至医疗器械、航空航天等领域应用；公司与福建恒而达订立战略合作框架协议，联合开发用于行星滚柱丝杠生产的高氮合金材料。

3.2.2.核聚变：攻克核聚变结构材料"卡脖子"难题，有望占据下一代能源战略制高点

牵头核聚变关键材料研发，切入国家战略性能源赛道。公司针对性开发先进低活化钢与核电用高硼钢两类核聚变堆芯材料。据公司 1H25 推介材料，功能材料的单堆需求分别达4000–7000 吨与 400–4000 吨，公司有望在未来清洁能源产业中占据关键一环。

3.2.3.一体化压铸：引领汽车制造革命，催生高端模具钢新蓝海

公司实现从材料到模具系统解决方案的跨越，引领一体化压铸技术变革。公司依托粉末冶金近净成形工艺，将材料成材率提升至 80%以上，并成功开发出一体化压铸模具全系列浇注系统（包括浇口套、冲头、料筒等）。此举突破了传统 3D 打印的尺寸限制，显著缩短加工周期并提升模具寿命，完成了由基础材料供应商向高端模具系统解决方案提供商的战略升级。一体化压铸模具尺寸大、结构复杂，在材料选择、结构设计、加工技术、热管理以及真空控制等方面面临更为复杂的挑战。压铸模具需要具备耐高温、高强度、良好的热导性和耐腐蚀性，以承受充型过程中高温、高压、高速的工作条件，选择合适的模具材料至关重要。一体化压铸技术提升高端模具钢市场需求，推动公司加速研发。公司于2022年启动建设 7,000 吨快锻项目，旨在进一步完善公司产品结构体系，从而满足下游整体技术及装备升级过程中对模具材料的更高要求，如一体化压铸行业。2023 年8 月，7,000 吨快锻项目正式投产，打破了国内依赖进口超大规格模具钢的局面。同时，公司与多家著名新能源汽车厂家建立联系，为后续材料研发及市场拓展做好了准备。公司生产的TGE23 产品系列，能够满足新能源汽车、通信等前沿行业对高性能、大型化压铸构件的迫切需求，一举攻克了长期以来中国大型模块因组织偏析而无法满足一体化压铸需求的技术难题。2025 年1月，公司生产的 TGE23 系列产品成功通过北美压铸协会（NADCA）认证，成为中国首家获此殊荣的企业，证明公司在大型一体化压铸模具用材方面已跻身世界顶尖行列。该认证具有极高权威性，全球范围内仅有少数企业获得。公司凭借卓越的产品品质和技术实力成功突围，为进一步拓展北美及国际市场提供了强有力的背书。

公司响应国家号召，积极牵头国家重点项目。2025 年初，公司携手清华大学、宁德时代等八家知名单位，共同启动国家重点研发项目——“新型压铸模具用钢粉末冶金与增材制造关键技术研发与应用”。该项目的实施将加速中国在模具钢制造领域的技术突破，推动高端压铸模具材料的产业化应用。作为拥有粉末冶金技术的领先模具钢生产企业，公司不仅提升了自身在先进材料领域的科研实力，也在国家战略性新兴产业布局中占据了重要地位。2025年10 月 16 日，天工国际与赛维达就“新型压铸模具用钢粉末冶金与增材制造关键技术”展开深入交流，并正式签署战略合作协议。协议明确，双方将建立定期沟通与技术协同机制，逐步推进成果转化与项目落地，形成覆盖材料研发—模具制造—压铸工艺—客户验证—产业推广的全链条合作模式。随着合作深化与关键核心技术持续突破，国产替代进程显著加快，“中国材料+中国模具”的联合创新模式有望加速形成。

编辑：火腿肠