人形机器人材料需求系列报告之四：减速器材料：工艺优化正当时_29页_2mb

人形机器人材料需求系列报告之四：减速器材料
2025年05月15日

精密减速器是机器人动力传输系统的核心组件，用于将伺服电机的高转速、低扭矩动力转换为低转速、高扭矩动力，满足关节对扭矩和转速需求。在人形机器人领域，谐波减速器因体积小、重量轻、高减速比及密闭工况适应性等优势成为主流，精密行星减速器则用于精度要求较低的部位，以高刚性、长寿命和低成本为特点。

谐波减速器的材料要求更高，需具备高韧性、高强度及高耐磨性。其柔性构件（柔轮）长期承受交变载荷，易发生周期性变形，材料性能直接影响使用寿命。柔轮主要采用中碳低合金钢（如40CrNiMoA、42CrMo），通过热处理工艺优化显微组织，改善力学性能。精冲技术作为高精度加工手段，能显著提升柔轮生产效率与成本效益，已在汽车领域成熟应用，未来有望为机器人材料提供降本增效解决方案。

刚轮材料需平衡硬度与耐磨性，传统40Cr、45钢易因与柔轮的硬度差异导致磨损。球墨铸铁因其易切削、自润滑及耐磨特性，成为轻量化替代方案。通过5%-10%减重，球墨铸铁在保持硬度的同时提升耐磨性，降低刚轮失效风险，适用于高负荷工况下的谐波减速器。

随着人形机器人量产提速，谐波减速器需求激增。特斯拉Optimus二代单台用量达16个，对比传统机器人35个，2025年计划产量数千台，2027年或突破50万台。按100万台和1000万台测算，谐波减速器用钢市场规模分别为1915亿元和1915亿元，若20%实现精冲钢/球墨铸铁替代，对应市场规模拉动为383亿元和383亿元。

投资建议方面，推荐翔楼新材（精冲钢领域龙头）和恒工精密（球墨铸铁一体化连铸企业）。翔楼新材2025-2027年归母净利润预计为243亿元、295亿元、351亿元，对应PE分别为31倍、25倍、21倍；恒工精密则聚焦减速器核心部件，通过连续铸造工艺实现材料升级，已在国内头部减速器企业中实现小批量交付。

风险提示包括人形机器人放量不及预期、材料应用进度滞后及原材料价格波动对需求的影响。技术替代进程与行业周期性波动可能制约市场增长，需关注供应链稳定性及技术迭代风险。