中國粉體網(wǎng)訊 在科技飛速發(fā)展的當(dāng)下，人形機(jī)器人正從科幻作品走進(jìn)現(xiàn)實(shí)，逐步改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活方式。在人形機(jī)器人的制造中，材料的選擇至關(guān)重要，而特殊鋼，尤其是幾種特定的合金鋼，正悄然成為支撐這一新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵材料。
特殊鋼分類 來源：國海證券研究所
特殊鋼，有別于普鋼，因其獨(dú)特的成分、結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝，具備特殊物理、化學(xué)性能或特殊用途。它種類繁多，按用途可分為工具鋼、結(jié)構(gòu)鋼與特殊用途鋼三大類。在人形機(jī)器人領(lǐng)域，特殊鋼中的50CrMo4合金鋼、40Cr合金鋼和GCr15軸承鋼扮演著舉足輕重的角色。
金屬鉻的高硬度、高熔點(diǎn)以及耐腐蝕等特性，使其與人形機(jī)器人對材料的需求完美契合。在碳鋼基礎(chǔ)上添加鉻，不僅能增加鋼的淬透性，還能發(fā)揮二次硬化作用，在提升碳鋼硬度和耐磨性的同時，避免材料脆化。這一特性使得含鉻特鋼在人形機(jī)器人行星滾柱絲杠、諧波減速器等關(guān)鍵部件中得以廣泛應(yīng)用，顯著增強(qiáng)了這些部件的強(qiáng)度和耐磨性。
具體來看這三種特鋼材料，50CrMo4是一種高強(qiáng)度合金結(jié)構(gòu)鋼，核心優(yōu)勢在于其優(yōu)異的強(qiáng)韌性匹配和良好的綜合力學(xué)性能。鋼中加入的鉬元素有助于細(xì)化晶粒，提高材料的強(qiáng)度和韌性，并防止回火脆性；鉻元素則顯著提高了鋼的淬透性、耐磨性和一定的耐蝕性。在人形機(jī)器人中，它可能被用于制造一些承受高負(fù)荷、高應(yīng)力的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件，如重要的連接軸、傳動桿件等。
40Cr是一種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，含碳量在0.37-0.44%，鉻含量為0.80-1.10%。它淬透性較好，并且具備回火穩(wěn)定性和抗腐蝕能力，在低溫環(huán)境下也有良好的抗脆斷能力。在人形機(jī)器人領(lǐng)域，40Cr可用于制造對強(qiáng)度和韌性有一定要求的零部件，如諧波減速器等。
諧波減速器主要結(jié)構(gòu)示意圖 來源：綠的諧波官網(wǎng)
GCr15作為一種高碳鉻軸承鋼，具有高耐磨性、高強(qiáng)度和良好的耐腐蝕性。該鋼種冷加工塑性中等，切削性能一般，焊接性能差，但在滾珠軸承制造等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在人形機(jī)器人中，GCr15可以用于制造各種軸承套圈和滾動體，例如關(guān)節(jié)部位的軸承，確保機(jī)器人關(guān)節(jié)能夠靈活、穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，承受反復(fù)的機(jī)械應(yīng)力。
據(jù)國海證券研究所測算，一臺人形機(jī)器人上50CrMo4合金鋼、GCr15軸承鋼和40Cr合金鋼的用量分別為7.7kg、4.9kg、1.4kg。若遠(yuǎn)期人形機(jī)器人銷量達(dá)到1000萬臺，50CrMo4合金鋼將拉動11.94億元的市場規(guī)模，GCr15軸承鋼拉動2.2億元，40Cr合金鋼拉動0.78億元，這一數(shù)據(jù)充分顯示了人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)未來對這些特鋼產(chǎn)品的巨大需求。
特鋼在人形機(jī)器人上的空間測算 來源：國海證券研究所
隨著人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，對特殊鋼材料的性能和質(zhì)量也將提出更高要求，以滿足人形機(jī)器人在高精度、高可靠性、長壽命等方面的需求�？梢灶A(yù)見，特殊鋼將在人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展中持續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用，成為推動這一前沿科技產(chǎn)業(yè)不斷前行的重要力量。
參考來源:
特斯拉、綠的諧波官網(wǎng)
國海證券《新材料產(chǎn)業(yè)深度報(bào)告：人形機(jī)器人量產(chǎn)在即，新材料藍(lán)海廣闊——新材料產(chǎn)業(yè)框架之四》
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/月明)
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