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人形机器人材料需求:减速器材料:工艺优化正当时
机器人机器人(SZ:300024)2025-09-09 02:37

涉及的行业或公司 * 行业为人形机器人及精密减速器产业链 涵盖减速器材料 工艺优化及市场发展[1][2][4] * 公司包括祥龙新材(精冲钢材料)和恒工精密(连铸球墨铸铁)[4][15][17] 核心观点和论据 减速器类型与特性 * 精密减速器分为行星齿轮 摆线针轮 RV和谐波减速器四类 各有优劣 适用于不同负载和速度场景[1][3] * 行星齿轮减速器单级减速比不超过10 需多级实现更高减速比 但增加长度 重量及传动效率损失[6] * 摆线针轮减速比高 但体积大 不适用于高速传导场景[6] * RV减速器结合行星齿轮与摆线针轮 体积较大[6] * 谐波减速器实现高减速比且体积小 但柔轮承受扭矩低且易磨损[6] * 工业机器人中RV与谐波减速器互补使用 高负载用RV 轻负载小臂腕部用谐波 人形机器人因关节轻量化要求多采用谐波与少量行星齿轮搭配[5] 材料挑战与优化 * 谐波减速器寿命短主因柔轮周期性形变导致磨损 失效包括内部铁氧体相分布不合理[7] * 柔轮主流材料如40Cr 42CrMo及40CrNiMo 通过添加镍和钼元素调节韧性与强度 提高耐磨性及抗断裂性能[1][7] * 厂商优化柔轮结构如杯形 帽形和圆筒形 杯型一端齿轮啮合另一端刚性 远端磨损更严重 圆筒形整体刚性支撑度下降[8] * 杯型和帽型柔轮需特殊齿廓设计 传统渐开线齿形易磨损 改良双圆弧齿形提高耐磨性[9] * 热处理工艺如正火 淬火 回火需精确控制温度和时间 高温回火降强度提韧性[10] * 精冲工艺通过一次精密冲压实现良好变形 减少后续深加工 提高生产效率并降低成本 但对材料硬度要求高[11] * 钢轮需高硬度和低摩擦系数 主流钢材包括45号钢(切削性能好价格便宜) 40Cr(硬度高耐磨性好)及奥铬13不锈钢(腐蚀环境) 莫纳科研发球墨铸铁替代优化钢材应用[12] 市场发展与需求 * 减速器作为机器人核心部件 市场随工业机器人和人形机器人快速发展而扩张 材料和工艺尚未完全定型[2] * 工业机器人中国市场年复合增长率约20% 谐波和RV减速器需求增速超20% 未来减速器及相关材料需求预计保持高速增长[4][13] * 人形机器人如特斯拉擎天柱一代需14个旋转执行器 二代增至16个 每台需16个谐波减速器 按每台120元计算 100万台市场规模约20亿元 1000万台达200亿元 若市占率20% 市场拉动达3.8亿至38亿元[14] 公司进展与优势 * 祥龙新材专注金融钢材料 定制化开发谐波和RV减速器材料 已通过疲劳测试及部分性能认证 安徽工厂2025年4月投产后产能从18万吨提升至33万吨 3年内产量有望翻倍[4][15][16] * 恒工精密为国内连铸球墨铸铁绝对龙头 国内市占率60% 全球近20%排名第二 连铸球墨铸铁比砂铸硬度高耐磨性好 避免内部结构不均 产品从空压件扩展至液压件及传动部件 已实现RV领域材料替代 并小批量交付谐波领域钢轮[4][17] 其他重要内容 * 球墨铸铁因含石墨具润滑作用 磨损过程释放石墨润滑摩擦面 降低摩擦因数 硬度较高 与40号钢相比接触面更大 适用于钢轮材料[4][13] * 精冲行业推荐祥龙新材 球墨铸铁领域推荐恒工精密 两家公司具备显著优势并有望受益于工业及人形机器人放量增长[18]