CN105132851A - 一种机器人合金骨骼 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机器人技术领域，尤其是一种机器人合金骨骼；包括合金材料和热喷涂合金层，所述合金材料的组分的重量百分比如下：镁0.15-5％、锌0.2-0.6％、锆0.1-0.6％、钴0.2-0.8％、铬0.3-1.2％、镝0.02-0.08％、钕0.01-0.06％，作为杂质的其他元素的总和不超过0.12％，其余为铜铝。采用本发明的合金配方制得的合金骨骼具有硬度高，连接顺畅，运动灵活，由于增加了热喷涂合金层，提高了合金骨骼的耐腐蚀性和耐热性，延长了合金骨骼的使用寿命。本发明中添加了锌和锆，添加Zr元素可以显著细化合金晶粒，提高合金的强度、塑性以及硬度。

Description

一种机器人合金骨骼
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其是一种机器人合金骨骼。
背景技术
机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。执行机构即机器人本体，其臂部一般采用空间开链联杆机构，其中的运动副(转动副或移动副)常称为关节。出于拟人化的考虑，常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部(夹持器或末端执行器)和行走部(对于移动机器人)等。
机器人合金骨骼还存在以下技术不足：机器人在运动时，骨骼之间会发生摩擦，影响骨骼的运动灵活性和使用寿命。喷涂技术的使用可以用于沉积金属、陶瓷和聚合涂层，以在减重应用中提供增强的耐磨性、摩擦力、耐腐蚀性和/或润滑性的性能。然而，目前的热喷涂合金在它们拥有的物理性能和机械性能方面都有重大局限。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种运动灵活、耐磨性高，使用寿命长的机器人合金骨骼。
为解决上述技术问题，本发明要解决的技术问题如下：
一种机器人合金骨骼，包括合金材料和热喷涂合金层，所述合金材料的组分的重量百分比如下：镁0.15-5％、锌0.2-0.6％、锆0.1-0.6％、钴0.2-0.8％、铬0.3-1.2％、镝0.02-0.08％、钕0.01-0.06％，作为杂质的其他元素的总和不超过0.12％，其余为铜铝；
所述热喷涂合金层的组分的重量百分比如下：锰25-35％，铁65-75％。
进一步的，所述合金材料中还含有0.08-0.18％的钒。
进一步的，所述合金材料中还含有0.12-0.16％的钒。
进一步的，所述作为杂质的其他元素的总和不超过0.10％。
进一步的，所述热喷涂层合金采用等离子喷涂，所述等离子喷涂的工艺条件为：电弧电压55-60V，喷涂电流450-500A，主气流量40-45L/Min，喷涂距离120mm，送粉量2.5-3kg/h，涂层厚度200-300μm。
进一步的，所述热喷涂合金层的锰、铁采用热喷涂的方式进行喷涂，喷涂之前先将锰、铁制备成喷涂粉末，然后再进行热喷涂。
更进一步的，所述喷涂粉末的粒径大小为50-100μm。
更进一步的，所述喷涂粉末的粒径大小为80μm。
进一步的，所述热喷涂合金层具有-60℃-1200℃的温度范围。
进一步的，包括合金材料和热喷涂合金层，所述合金材料的组分的重量百分比如下：镁2.5％、锌0.4％、锆0.1-0.6％、钴0.5％、铬0.8％、镝0.05％、钕0.03％，作为杂质的其他元素的总和不超过0.10％，其余为铜铝；
所述热喷涂合金层的组分的重量百分比如下：锰30％，铁70％。
采用本发明的有益技术效果是：
1、本发明中添加了锌和锆，添加Zr元素可以显著细化合金晶粒，提高合金的强度、塑性以及硬度，合金的抗拉极限强度高达310MPa，延伸率高达21.5％，腐蚀电流密度为腐蚀电流密度为2.10μA/cm2，合金的耐腐蚀性能。
2、本发明中添加了铬、镝和钕，合金的强度和塑性均得到明显的提高，实验范围内挤压温度对合金组织性能的影响并不明显。挤压态合金的断裂方式为韧性断裂。
3、采用本发明的合金配方制得的合金骨骼具有硬度高，连接顺畅，运动灵活，由于增加了热喷涂合金层，提高了合金骨骼的耐腐蚀性和耐热性，延长了合金骨骼的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种机器人合金骨骼，包括合金材料和热喷涂合金层，所述合金材料的组分的重量百分比如下：镁0.15％、锌0.2％、锆0.1％、钴0.2％、铬0.3％、镝0.02％、钕0.01％，作为杂质的其他元素的总和不超过0.12％，其余为铜铝；
所述热喷涂合金层的组分的重量百分比如下：锰25％，铁75％。
优选的，所述合金材料中还含有0.08％的钒。
优选的，所述作为杂质的其他元素的总和不超过0.10％。
优选的，所述热喷涂层合金采用等离子喷涂，所述等离子喷涂的工艺条件为：电弧电压55-60V，喷涂电流450-500A，主气流量40-45L/Min，喷涂距离120mm，送粉量2.5-3kg/h，涂层厚度200-300μm。
优选的，所述热喷涂合金层的锰、铁采用热喷涂的方式进行喷涂，喷涂之前先将锰、铁制备成喷涂粉末，然后再进行热喷涂。
优选的，所述喷涂粉末的粒径大小为50μm。
优选的，所述热喷涂合金层具有-60℃-1200℃的温度范围。
实施例2
一种机器人合金骨骼，包括合金材料和热喷涂合金层，所述合金材料的组分的重量百分比如下：镁0.35％、锌0.3％、锆0.2％、钴0.3％、铬0.6％、镝0.03％、钕0.02％，作为杂质的其他元素的总和不超过0.12％，其余为铜铝；
所述热喷涂合金层的组分的重量百分比如下：锰28％，铁72％。
优选的，所述合金材料中还含有0.12％的钒。
优选的，所述作为杂质的其他元素的总和不超过0.10％。
优选的，所述热喷涂层合金采用等离子喷涂，所述等离子喷涂的工艺条件为：电弧电压55-60V，喷涂电流450-500A，主气流量40-45L/Min，喷涂距离120mm，送粉量2.5-3kg/h，涂层厚度200-300μm。
优选的，所述热喷涂合金层的锰、铁采用热喷涂的方式进行喷涂，喷涂之前先将锰、铁制备成喷涂粉末，然后再进行热喷涂。
优选的，所述喷涂粉末的粒径大小为80μm。
优选的，所述热喷涂合金层具有-60℃-1200℃的温度范围。
实施例3
一种机器人合金骨骼，包括合金材料和热喷涂合金层，所述合金材料的组分的重量百分比如下：镁2.5％、锌0.4％、锆0.1-0.6％、钴0.5％、铬0.8％、镝0.05％、钕0.03％，作为杂质的其他元素的总和不超过0.10％，其余为铜铝；
所述热喷涂合金层的组分的重量百分比如下：锰30％，铁70％。
优选的，所述合金材料中还含有0.16％的钒。
优选的，所述作为杂质的其他元素的总和不超过0.10％。
优选的，所述热喷涂层合金采用等离子喷涂，所述等离子喷涂的工艺条件为：电弧电压55-60V，喷涂电流450-500A，主气流量40-45L/Min，喷涂距离120mm，送粉量2.5-3kg/h，涂层厚度200-300μm。
优选的，所述热喷涂合金层的锰、铁采用热喷涂的方式进行喷涂，喷涂之前先将锰、铁制备成喷涂粉末，然后再进行热喷涂。
优选的，所述喷涂粉末的粒径大小为80μm。
优选的，所述热喷涂合金层具有-60℃-1200℃的温度范围。
实施例4
一种机器人合金骨骼，包括合金材料和热喷涂合金层，所述合金材料的组分的重量百分比如下：镁4％、锌0.5％、锆0.4％、钴0.6％、铬0.8％、镝0.06％、钕0.05％，作为杂质的其他元素的总和不超过0.12％，其余为铜铝；
所述热喷涂合金层的组分的重量百分比如下：锰32％，铁68％。
优选的，所述合金材料中还含有0.16％的钒。
优选的，所述作为杂质的其他元素的总和不超过0.10％。
优选的，所述热喷涂层合金采用等离子喷涂，所述等离子喷涂的工艺条件为：电弧电压55-60V，喷涂电流450-500A，主气流量40-45L/Min，喷涂距离120mm，送粉量2.5-3kg/h，涂层厚度200-300μm。
优选的，所述热喷涂合金层的锰、铁采用热喷涂的方式进行喷涂，喷涂之前先将锰、铁制备成喷涂粉末，然后再进行热喷涂。
优选的，所述喷涂粉末的粒径大小为100μm。
优选的，所述热喷涂合金层具有-60℃-1200℃的温度范围。
实施例5
一种机器人合金骨骼，包括合金材料和热喷涂合金层，所述合金材料的组分的重量百分比如下：镁5％、锌0.6％、锆0.6％、钴0.8％、铬1.2％、镝0.08％、钕0.06％，作为杂质的其他元素的总和不超过0.12％，其余为铜铝；
所述热喷涂合金层的组分的重量百分比如下：锰35％，铁65％。
优选的，所述合金材料中还含有0.18％的钒。
优选的，所述作为杂质的其他元素的总和不超过0.10％。
优选的，所述热喷涂层合金采用等离子喷涂，所述等离子喷涂的工艺条件为：电弧电压55-60V，喷涂电流450-500A，主气流量40-45L/Min，喷涂距离120mm，送粉量2.5-3kg/h，涂层厚度200-300μm。
优选的，所述热喷涂合金层的锰、铁采用热喷涂的方式进行喷涂，喷涂之前先将锰、铁制备成喷涂粉末，然后再进行热喷涂。
优选的，所述喷涂粉末的粒径大小为100μm。
优选的，所述热喷涂合金层具有-60℃-1200℃的温度范围。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种机器人合金骨骼，其特征在于，包括合金材料和热喷涂合金层，所述合金材料的组分的重量百分比如下：镁0.15-5％、锌0.2-0.6％、锆0.1-0.6％、钴0.2-0.8％、铬0.3-1.2％、镝0.02-0.08％、钕0.01-0.06％，作为杂质的其他元素的总和不超过0.12％，其余为铜铝；
所述热喷涂合金层的组分的重量百分比如下：锰25-35％，铁65-75％。
2.根据权利要求1所述的一种机器人合金骨骼，其特征在于：所述合金材料中还含有0.08-0.18％的钒。
3.根据权利要求2所述的一种机器人合金骨骼，其特征在于：所述合金材料中还含有0.12-0.16％的钒。
4.根据权利要求1所述的一种机器人合金骨骼，其特征在于：所述作为杂质的其他元素的总和不超过0.10％。
5.根据权利要求1所述的一种机器人合金骨骼，其特征在于：所述热喷涂层合金采用等离子喷涂，所述等离子喷涂的工艺条件为：电弧电压55-60V，喷涂电流450-500A，主气流量40-45L/Min，喷涂距离120mm，送粉量2.5-3kg/h，涂层厚度200-300μm。
6.根据权利要求1所述的一种机器人合金骨骼，其特征在于：所述热喷涂合金层的锰、铁采用热喷涂的方式进行喷涂，喷涂之前先将锰、铁制备成喷涂粉末，然后再进行热喷涂。
7.根据权利要求6所述的一种机器人合金骨骼，其特征在于：所述喷涂粉末的粒径大小为50-100μm。
8.根据权利要求7所述的一种机器人合金骨骼，其特征在于：所述喷涂粉末的粒径大小为80μm。
9.根据权利要求1所述的一种机器人合金骨骼，其特征在于：所述热喷涂合金层具有-60℃-1200℃的温度范围。
10.根据权利要求1所述的一种机器人合金骨骼，其特征在于，包括合金材料和热喷涂合金层，所述合金材料的组分的重量百分比如下：镁2.5％、锌0.4％、锆0.1-0.6％、钴0.5％、铬0.8％、镝0.05％、钕0.03％，作为杂质的其他元素的总和不超过0.10％，其余为铜铝；
所述热喷涂合金层的组分的重量百分比如下：锰30％，铁70％。
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