CN105755388A - 一种机械臂用高强度耐磨铸件及其铸造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机械臂用高强度耐磨铸件及其铸造工艺，涉及耐磨铸件技术领域，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.1～1.6％、Mn：8.3～12.3％、W：0.32～0.63％、Al：0.56～1.22、Cr：0.06～0.12％、Ni：0.08～0.16％、Mo：0.16?0.35％、Co：0.12～0.19％、B：0.02～0.039、Cu：0.14～0.2％、Re：≤0.04％、S：≤0.04％、P：≤0.06％；余量为Fe和不可避免的杂质，本发明机械臂铸件具有耐磨性强、抗拉强度高的特点，其中铸件的布氏硬度和伸缩率也显著提高，市场前景广阔。

Description

一种机械臂用高强度耐磨铸件及其铸造工艺
技术领域
本发明涉及精密合金材料技术领域，，具体涉及一种机械臂用高强度耐磨铸件及其铸造工艺。
背景技术
机械臂是高精度，高速点胶机器手。对应小批量生产方式，提高生产效率。除点胶作业之外，可对应uv照射，零件放置，螺丝锁定，电路板切割等各种工作。
自动机械臂又名机械手臂，它是目前在机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业。机械手臂一般有三个运动：伸缩、旋转和升降，其中旋转运动是由机械臂和相应的机械臂安装架配合完成的，更具体的说，在这种结构的机械臂旋转驱动机构中，机械臂一般都铰接在机械臂安装架上，同时机械臂还连接有驱动用的气缸或是油缸，由此来实现机械臂的旋转运动。
目前冲压行业中所使用的机械臂常常是在一个平面上进行左、右，上、下，或前、后调节，当所需要生产的产品形状多样化时，需要进行多个方向调节时，长时间的运作，会造成机械臂各个部件的磨损，铸件表面磨损严重，因此现有的机械臂产品有很多技术局限性，机械臂部件强度不够，耐磨性差，机械臂的使用寿命不长。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种机械臂用高强度耐磨铸件及其铸造工艺，破碎率低，本发明机械臂铸件具有耐磨性强、抗拉强度高的特点，其中铸件的布氏硬度和伸缩率也显著提高。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种机械臂用高强度耐磨铸件，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.1～1.6％、Mn：8.3～12.3％、W：0.32～0.63％、Al：0.56～1.22％、Cr：0.06～0.12％、Ni：0.08～0.16％、Mo：0.16-0.35％、Co：0.12～0.19％、B：0.02～0.039％、Cu：0.14～0.2％、Re：≤0.04％、S：≤0.04％、P：≤0.06％；余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的，所述的机械臂用高强度耐磨铸件含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.2～1.5％、Mn：9.5～11.2％、W：0.41～0.59％、Al：0.78～1.01％、Cr：0.08～0.1％、Ni：0.11～0.14％、Mo：0.22-0.31％、Co：0.14～0.17％、B：0.022～0.036％、Cu：0.16～0.19％、Re：≤0.04％、S：≤0.04％、P：≤0.06％；余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的，所述的机械臂用高强度耐磨铸件含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.3％、Mn：10.3％、W：0.47％、Al：0.89％、Cr：0.09％、Ni：0.12％、Mo：0.25％、Co：0.16％、B：0.025％、Cu：0.17％、Re：≤0.04％、S：≤0.04％、P：≤0.06％；余量为Fe和不可避免的杂质。
一种机械臂用高强度耐磨铸件的铸造方法，包括如下步骤：
S1、按组成原料的重量百分比称取C、Mn、W、Al、Cr、Ni、Mo、Co、B、Cu、Re、S、P和Fe，将原料熔融共混，得到铁水；
S2、首先预热铸造的模具设备，将步骤S1中制得的铁水浇注到预热好的模具内成型，保持浇注温度控制在1450～1500℃，得到铸件；
S3、将步骤S2得到的铸件加热到860～950℃，保温10～12h，水淬至800～900℃，再250～290℃回火8～9h，出炉空冷，得到铸铁。
优选的，步骤S1所述熔融共混温度为1650～1700℃。
优选的，步骤S3所述条件为：将铸件加热到920℃，保温11h，水淬至850℃，再260℃回火8.5h，出炉空冷，得到铸铁。
(三)有益效果
本发明提供一种机械臂用高强度耐磨铸件及其铸造工艺，铸铁组织结构致密，破碎率低，本发明机械臂铸件具有耐磨性强、抗拉强度高的特点，其中铸件的布氏硬度和伸缩率也显著提高，其中抗拉强度可达460N/mm2，布氏硬度大于112N/mm2，伸缩率为5～10％，本发明铸件机械臂后，经过长时间的运作、冲击性摩擦情况下，机械臂铸件表面层无剥落现象，耐磨损，机械臂使用寿命长，市场前景广阔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例机械臂用高强度耐磨铸件，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.1～1.6％、Mn：8.3～12.3％、W：0.32～0.63％、Al：0.56～1.22％、Cr：0.06～0.12％、Ni：0.08～0.16％、Mo：0.16-0.35％、Co：0.12～0.19％、B：0.02～0.039％、Cu：0.14～0.2％、Re：≤0.04％、S：≤0.04％、P：≤0.06％；余量为Fe和不可避免的杂质。
按照本实施例原料中各化学组分的重量百分比，铸造方法包括以下步骤：
S1、按组成原料的重量百分比称取C、Mn、W、Al、Cr、Ni、Mo、Co、B、Cu、Re、S、P和Fe，将原料熔融共混，得到铁水；
S2、首先预热铸造的模具设备，将步骤S1中制得的铁水浇注到预热好的模具内成型，保持浇注温度控制在1450～1500℃，得到铸件；
S3、将步骤S2得到的铸件加热到860～950℃，保温10～12h，水淬至800～900℃，再250～290℃回火8～9h，出炉空冷，得到铸铁。
实施例2：
本实施例机械臂用高强度耐磨铸件，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.1％、Mn：8.3％、W：0.32％、Al：0.56％、Cr：0.06％、Ni：0.08％、Mo：0.16％、Co：0.12％、B：0.02％、Cu：0.14％、Re：0.01％、S：0.02％、P：0.02％；余量为Fe和不可避免的杂质。
按照本实施例原料中各化学组分的重量百分比，铸造方法包括以下步骤：
S1、按组成原料的重量百分比称取C、Mn、W、Al、Cr、Ni、Mo、Co、B、Cu、Re、S、P和Fe，将原料熔融共混，得到铁水；
S2、首先预热铸造的模具设备，将步骤S1中制得的铁水浇注到预热好的模具内成型，保持浇注温度控制在1450℃，得到铸件；
S3、将步骤S2得到的铸件加热到860℃，保温10h，水淬至800℃，再250℃回火8h，出炉空冷，得到铸铁。
实施例3：
本实施例机械臂用高强度耐磨铸件，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.6％、Mn：12.3％、W：0.63％、Al：1.22％、Cr：0.12％、Ni：0.16％、Mo：0.35％、Co：0.19％、B：0.039％、Cu：0.2％、Re：0.04％、S：0.04％、P：0.06％；余量为Fe和不可避免的杂质。
按照本实施例原料中各化学组分的重量百分比，铸造方法包括以下步骤：
S1、按组成原料的重量百分比称取C、Mn、W、Al、Cr、Ni、Mo、Co、B、Cu、Re、S、P和Fe，将原料熔融共混，得到铁水；
S2、首先预热铸造的模具设备，将步骤S1中制得的铁水浇注到预热好的模具内成型，保持浇注温度控制在1500℃，得到铸件；
S3、将步骤S2得到的铸件加热到950℃，保温12h，水淬至900℃，再290℃回火9h，出炉空冷，得到铸铁。
实施例4：
本实施例机械臂用高强度耐磨铸件，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.3％、Mn：10.3％、W：0.47％、Al：0.89％、Cr：0.09％、Ni：0.12％、Mo：0.25％、Co：0.16％、B：0.025％、Cu：0.17％、Re：≤0.04％、S：≤0.04％、P：≤0.06％；余量为Fe和不可避免的杂质。
按照本实施例原料中各化学组分的重量百分比，铸造方法包括以下步骤：
S1、按组成原料的重量百分比称取C、Mn、W、Al、Cr、Ni、Mo、Co、B、Cu、Re、S、P和Fe，将原料熔融共混，得到铁水；
S2、首先预热铸造的模具设备，将步骤S1中制得的铁水浇注到预热好的模具内成型，保持浇注温度控制在1450～1500℃，得到铸件；
S3、将步骤S2得到的铸件加热到920℃，保温11h，水淬至850℃，再260℃回火8.5h，出炉空冷，得到铸铁。
实施例5：
本实施例机械臂用高强度耐磨铸件，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.2％、Mn：9.5％、W：0.41％、Al：0.78％、Cr：0.08％、Ni：0.11％、Mo：0.22％、Co：0.14％、B：0.022％、Cu：0.16％、Re：≤0.04％、S：≤0.04％、P：≤0.06％；余量为Fe和不可避免的杂质。
按照本实施例原料中各化学组分的重量百分比，铸造方法同实施例1。
实施例6：
本实施例机械臂用高强度耐磨铸件，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.5％、Mn：11.2％、W：0.59％、Al：1.01％、Cr：0.1％、Ni：0.14％、Mo：0.31％、Co：0.17％、B：0.036％、Cu：0.19％、Re：≤0.04％、S：≤0.04％、P：≤0.06％；余量为Fe和不可避免的杂质。
按照本实施例原料中各化学组分的重量百分比，铸造方法同实施例1。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种机械臂用高强度耐磨铸件，其特征在于，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.1～1.6％、Mn：8.3～12.3％、W：0.32～0.63％、Al：0.56～1.22％、Cr：0.06～0.12％、Ni：0.08～0.16％、Mo：0.16-0.35％、Co：0.12～0.19％、B：0.02～0.039％、Cu：0.14～0.2％、Re：≤0.04％、S：≤0.04％、P：≤0.06％；余量为Fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的机械臂用高强度耐磨铸件，其特征在于，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.2～1.5％、Mn：9.5～11.2％、W：0.41～0.59％、Al：0.78～1.01％、Cr：0.08～0.1％、Ni：0.11～0.14％、Mo：0.22-0.31％、Co：0.14～0.17％、B：0.022～0.036％、Cu：0.16～0.19％、Re：≤0.04％、S：≤0.04％、P：≤0.06％；余量为Fe和不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的机械臂用高强度耐磨铸件，其特征在于，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.3％、Mn：10.3％、W：0.47％、Al：0.89％、Cr：0.09％、Ni：0.12％、Mo：0.25％、Co：0.16％、B：0.025％、Cu：0.17％、Re：≤0.04％、S：≤0.04％、P：≤0.06％；余量为Fe和不可避免的杂质。
4.一种机械臂用高强度耐磨铸件的铸造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按组成原料的重量百分比称取C、Mn、W、Al、Cr、Ni、Mo、Co、B、Cu、Re、S、P和Fe，将原料熔融共混，得到铁水；
S2、首先预热铸造的模具设备，将步骤S1中制得的铁水浇注到预热好的模具内成型，保持浇注温度控制在1450～1500℃，得到铸件；
S3、将步骤S2得到的铸件加热到860～950℃，保温10～12h，水淬至800～900℃，再250～290℃回火8～9h，出炉空冷，得到铸铁。
5.如权利要求4所述的机械臂用高强度耐磨铸件的铸造方法，其特征在于，步骤S1所述熔融共混温度为1650～1700℃。
6.如权利要求4所述的机械臂用高强度耐磨铸件的铸造方法，其特征在于，步骤S3所述条件为：将铸件加热到920℃，保温11h，水淬至850℃，再260℃回火8.5h，出炉空冷，得到铸铁。
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