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球墨鑄鐵剛輪：高耐磨輕量化替代傳統(tǒng)合金鋼

為保證諧波減速器承載能力、服役壽命，柔輪材料采用的高強(qiáng)鋼，其硬度通常高出與之嚙合的剛輪3-7HRC，因此剛輪往往更容易磨損，導(dǎo)致傳動(dòng)效果變差甚至減速器失效。球墨鑄鐵具有易切削、自潤(rùn)滑，耐磨的優(yōu)異特性，在減重5%~10%的同時(shí)，球墨鑄鐵的硬度、耐磨性更強(qiáng)，在剛輪材料中是對(duì)傳統(tǒng)合同鋼的良好替代。

1、我國(guó)已成為全球最大的球墨鑄鐵生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)

相比較傳統(tǒng)的鑄鋼件和灰鐵鑄件，球墨鑄鐵可以通過(guò)各種熱處理使鑄件力學(xué)性能得到充分發(fā)揮，具有切削加工性、減摩性和缺口不敏感等鑄造性能，球墨鑄鐵兼具強(qiáng)度、塑性優(yōu)勢(shì)，更適合應(yīng)用于極端工作環(huán)境。

球墨鑄鐵可以代替部分鋼，在實(shí)現(xiàn)“以鐵代鋼”、“以鑄代鍛”中起著重要的作用，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。自上世紀(jì)50年代規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)以來(lái)，球墨鑄鐵已快速普及應(yīng)用到所有工業(yè)部門，已在多種機(jī)械裝備中得到應(yīng)用，并且隨著鑄造技術(shù)的發(fā)展和鑄件品質(zhì)的提高，進(jìn)一步向重載、低溫、耐疲勞、抗磨和耐蝕等極端工況條件滲透，應(yīng)用領(lǐng)域廣闊。目前，我國(guó)已成為全球最大的球墨鑄鐵生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。

2、球墨鑄鐵產(chǎn)量及占比逐年上漲

自2014年以來(lái)，國(guó)內(nèi)球墨鑄鐵產(chǎn)量占全部鑄件的比例基本呈逐年增加趨勢(shì)，產(chǎn)量從2014年的1240萬(wàn)噸逐步增加到2021年的1595萬(wàn)噸；同時(shí)，以球墨鑄鐵為材料的鑄件占國(guó)內(nèi)整體鑄件的比例從2014 年的26.8%，增長(zhǎng)至2021年的29.51%，呈上漲趨勢(shì)。2022年受整體經(jīng)濟(jì)下行的影響，我國(guó)球墨鑄鐵件的產(chǎn)量有所下降，2023年及2024年球墨鑄鐵件的產(chǎn)量處于恢復(fù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

2020-2024年我國(guó)球墨鑄鐵產(chǎn)量

資料來(lái)源：普華有策

3、球墨鑄鐵行業(yè)下游應(yīng)用分析

（1）在剛輪材料中球墨鑄鐵輕量化替代合金鋼

摩擦磨損是導(dǎo)致諧波減速器失效的主要原因之一，表現(xiàn)為傳遞效率和精度降低、噪聲和振動(dòng)增加，通常發(fā)生在柔輪和剛輪的嚙合中。由于柔輪采用高強(qiáng)鋼，硬度高于剛輪3-7HRC，這對(duì)剛輪的耐磨性提出挑戰(zhàn)。

目前，國(guó)產(chǎn)諧波減速器的剛輪材料主要為40Cr、45鋼，特殊情況下使用2Cr13不銹鋼。40Cr和45鋼在性能上相近，45鋼切削性能更好，適用于一般工況；40Cr淬透性更優(yōu)，常用于承受中等負(fù)荷的零件。2Cr13不銹鋼具有抗腐蝕和優(yōu)異的力學(xué)性能，但在民用諧波減速器中應(yīng)用較少。

球墨鑄鐵具有易切削、自潤(rùn)滑，耐磨的優(yōu)異特性，在剛輪材料中實(shí)現(xiàn)對(duì)合金鋼替代。哈默納克在諧波減速器上仍處于領(lǐng)先地位，其剛輪材料為球墨鑄鐵。球墨鑄鐵相較于上述材料，具有易切削、自潤(rùn)滑，耐磨的優(yōu)異特性，并且基體組織中石墨球的存在，減重可達(dá)5%~10%，可為諧波減速器精度保持能力和輕量化提供支持。由于石墨的潤(rùn)滑作用，球墨鑄鐵的摩擦因數(shù)低于40Cr鋼，表現(xiàn)出更優(yōu)異的耐磨性。40Cr 鋼在磨損后具有更深的犁溝深度，且表面起伏較大，光潔度較差，更易導(dǎo)致剛輪精度不足。

（2）城市化率的提升和政策的推動(dòng)，球墨鑄管行業(yè)有望保持良好的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)

球墨鑄管是使用球墨鑄造鐵水經(jīng)高速離心鑄造成的管道，具有管壁薄、韌性好、強(qiáng)度高、耐腐蝕、柔性接口、施工方便、安全性高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在市政建設(shè)領(lǐng)域輸水管道、煤氣管道及其他腐蝕物料的輸送中廣泛應(yīng)用。

中國(guó)城市供水管道的應(yīng)用落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，灰鐵管和水泥管是過(guò)往輸水工程采用的主要管材，遇地質(zhì)條件、外載條件變化時(shí)易發(fā)生管體脆斷、錯(cuò)位事故，同時(shí)還存在著漏損率高、壽命短、工程造價(jià)高等問(wèn)題，球墨鑄管能夠解決上述問(wèn)題，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化率的提升，球墨鑄管企業(yè)不斷加大擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度。同時(shí)，近年來(lái)我國(guó)持續(xù)推進(jìn)水管網(wǎng)相關(guān)政策，2022 年 1 月，住建部、國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)公共供水管網(wǎng)漏損控制的通知》，要求到 2025 年全國(guó)城市公共供水管網(wǎng)漏損率力爭(zhēng)控制在 9%以內(nèi)；2022 年 5 月，水利部印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)省級(jí)水網(wǎng)建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確了加快推進(jìn)省級(jí)水網(wǎng)建設(shè)的指導(dǎo)思想和主要目標(biāo)；2023 年 5 月，《國(guó)家水網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃綱要》的印發(fā)，進(jìn)一步明確發(fā)展目標(biāo)，即到 2025 年，建設(shè)一批國(guó)家水網(wǎng)骨干工程，到 2035 年，基本形成國(guó)家水網(wǎng)總體格局，國(guó)家水網(wǎng)主骨架和大動(dòng)脈逐步建成，省市縣水網(wǎng)基本完善。資金支持政策方面，2024 年地方政府專項(xiàng)債優(yōu)先用于供水管網(wǎng)漏損控制、污水管網(wǎng)擴(kuò)建等項(xiàng)目；2025 年國(guó)家發(fā)改委設(shè)立“城市管網(wǎng)改造”專項(xiàng)，在中央預(yù)算內(nèi)投資中支持供水、排水、燃?xì)獾壤吓f管網(wǎng)更新。以上政策的發(fā)布為球墨鑄管產(chǎn)品的發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)會(huì)。

《2025-2031年球墨鑄鐵行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈細(xì)分產(chǎn)品調(diào)研及前景研究預(yù)測(cè)報(bào)告》，涵蓋行業(yè)全球及中國(guó)發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場(chǎng)規(guī)模，產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)、競(jìng)爭(zhēng)格局、上游原料情況、下游主要應(yīng)用市場(chǎng)需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場(chǎng)集中度、重點(diǎn)企業(yè)/玩家，企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動(dòng)因素、市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)，投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容。同時(shí)北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場(chǎng)專項(xiàng)調(diào)研項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、專精特新小巨人認(rèn)證、市場(chǎng)占有率報(bào)告、十五五規(guī)劃、項(xiàng)目后評(píng)價(jià)報(bào)告、BP商業(yè)計(jì)劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍(lán)白皮書、國(guó)家級(jí)制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)認(rèn)證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。（PHPOLICY：RSYW）