钢铁行业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

本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 1 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 2025 年 05 月 15 日 ➢ 精密减速器是机器人的核心部件。精密减速器在人形机器人的动力传输系统中扮演着至关重要的角色，是连接伺服电机与机器人关节的关键部件。其主要作用是将伺服电机输出的高转速、低扭矩的动力，转换为低转速、高扭矩的动力，以满足机器人关节对扭矩和转速的需求。 ➢ 谐波减速器为主，精密行星减速器为辅。精密减速器包括谐波减速器、RV 减速器、摆线针轮行星减速器、精密行星减速器等。随着移动机器人部分关节因体积、重量等边界条件限制，需要采用轻量化的技术路径，谐波减速器凭借体积小、质量小、减速比大、扭矩密度较高、轴向尺寸小等特点以及能在密闭空间、介质辐射的工况下正常工作等优点应用广泛；而精密行星减速器主要应用在精度要求较低的部位，其刚性更高、寿命更长且价格更便宜。 ➢ 谐波减速器对材料要求更高。谐波减速器通过柔性构件来实现机械传动，国内谐波减速器失效的主要表现为齿轮磨损后导致传动精度严重下降，这对柔轮和刚轮的材料性能提出了更高的要求，需要有高韧性、高强度和高耐磨性。 ➢ 柔轮：精冲技术有望降本增效。由于长期连续承受交变载荷，发生周期性变形，柔轮应具有良好的韧性、强度以及优良的切削性能。可以通过优化柔轮结构参数、齿形参数和制造精度等措施，或改善材料的显微组织以及提高力学性能来提高柔轮的质量。精密冲压是在普通冲压工艺的基础上发展起来的一种物料加工方法，可以获得精密优质的零件，在汽车行业中已有成熟的应用。由于精冲工艺制板精度高、生产效率高、质量好、适合大批量生产产品，有望为柔轮等机器人材料降本增效。 ➢ 刚轮：球墨铸铁轻量化替代。为保证谐波减速器承载能力、服役寿命，柔轮材料采用的高强钢，其硬度通常高出与之啮合的刚轮 3-7HRC，因此刚轮往往更容易磨损，导致传动效果变差甚至减速器失效。球墨铸铁具有易切削、自润滑，耐磨的优异特性，在减重 5%~10%的同时，球墨铸铁的硬度、耐磨性更强，在刚轮材料中是对传统合同钢的良好替代。 ➢ 机器人放量在即，特钢需求迎来新的应用场景。人形机器人量产在即，2025年特斯拉计划生产数千台人形机器人，2027 年产量有望超过 50 万台。人形机器人自由度大增，特斯拉 Optimus 二代单台谐波减速器用量 16 个，而传统多关节机器人平均仅使用 3.5 个，谐波减速器需求有望大增。按照中期 100 万台、远期1000 万台规模测算，谐波减速器用钢材市场规模分别为 19.15、191.5 亿元。按20%的技术替代率，精冲钢/球墨铸铁市场规模拉动分别为 3.83、38.3 亿元。 ➢ 投资建议：机器人放量有望对精冲钢、球墨铸铁等材料形成需求拉动，精冲钢行业推荐翔楼新材，翔楼新材未来产能将进一步提升，产品结构优化，我们预计公司 2025-2027 年归母净利润分别为 2.43、2.95 和 3.51 亿元，对应现价，PE 分别为 31/25/21 倍，维持“推荐”评级；球墨铸铁行业建议关注恒工精密。 ➢ 风险提示：人形机器人放量不及预期，材料应用不及预期，原材料价格波动风险等。 重点公司盈利预测、估值与评级 代码 简称 股价（元） EPS（元） PE（倍） 评级 2024A 2025E 2026E 2024A 2025E 2026E 301160.SZ 翔楼新材 92.25 2.55 2.99 3.63 36 31 25 推荐 资料来源：Wind，民生证券研究院预测; （注：股价为 2025 年 5 月 15 日收盘价） 推荐 维持评级 [Table_Author] 分析师 邱祖学 执业证书： S0100521120001 邮箱： qiuzuxue@mszq.com 研究助理 范钧 执业证书： S0100124080024 邮箱： fanjun@mszq.com 相关研究 1.钢铁周报 20250511：宏观政策托底，钢材需求有望边际改善-2025/05/11 2.钢铁行业 2024 年年报及 2025 年一季报总结：提振内需+严控产量，钢材供需格局“柳暗花明”-2025/05/08 3.钢铁周报 20250504：粗钢限产预期再起，钢厂利润有望回升-2025/05/04 4.钢铁周报 20250427：关税政策有所缓和，钢价企稳回升-2025/04/27 5.钢铁周报 20250420：关税交易或已结束，期待国内宏观政策对冲-2025/04/20 行业深度研究/钢铁 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 2 目录 1 谐波减速器是人形机器人优选方案 ........................................................................................................................... 3 1.1 精密减速器是机器人核心部件 ......................................................................................................................................................... 3 1.2 人形机器人谐波减速器为主，精密行星减速器为辅 ................................................................................................................... 4 2 减速器材料：工艺优化正当时 .................................................................................................................................. 7 2.1 谐波减速器对材料要求更高 ............................................................................................................................................................. 7 2.2 柔轮：谐波减速器核心部件，精冲技术有望降本增效 ............................................................................................................... 9 2.3 刚轮：球墨铸铁轻量化替代 ..............................................................................