CN106801199B - 一种机械臂用高强度合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机械臂用高强度合金及其制备方法，所述合金由以下质量百分比的元素组成：C 1.75‑2.02％、Mn 1.1‑1.5％、Si 1.0‑1.3％、Cr 2.5‑3.8％、Ni 0.32‑0.68％、Nb 0.45‑0.88％、Mo 0.15‑0.32％、Hf 0.30‑0.42％，余量为Fe及不可避免的杂质，本发明的合金制备的机械臂在长时间的工作运行下，机械臂铸件表面层无剥落现象，耐磨损，机械臂使用寿命长，具有很好的市场前景。

Description

一种机械臂用高强度合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及合金材料领域，具体涉及一种机械臂用高强度合金及其制备方法。
背景技术
随着现在工业化、信息化的发展，人们对于工业化的生产要求也越来越高，对于操作的精度度要求也更高。因此，在加工生产一些工业上的精密性器件时，常常采用一些机械臂进行操作，既能降低工作强度，又能提高对于生产要求的精密性要求。机械臂能够接受指令，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油缸，由此来实现机械臂的旋转运动。
目前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，当所需生产加工的产品形状多样化，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，尤其是表面磨损严重，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、强度不够，在使用中容易磨损，机械臂的使用寿命不长。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种机械臂用高强度合金及其制备方法。
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合金，由以下质量百分比的元素组成：C 1.75-2.02％、Mn1.1-1.5％、Si 1.0-1.3％、Cr2.5-3.8％、Ni 0.32-0.68％、Nb 0.45-0.88％、Mo 0.15-0.32％、Hf 0.30-0.42％，余量为Fe及不可避免的杂质。
优选地，由以下质量百分比的元素组成：C 1.92％、Mn 1.3％、Si 1.1％、Cr3.2％、Ni 0.46％、Nb 0.66％、Mo 0.22％、Hf 0.35％，余量为Fe及不可避免的杂质。
优选地，由以下质量百分比的元素组成：C 1.95％、Mn 1.4％、Si 1.2％、Cr3.4％、Ni 0.51％、Nb 0.62％、Mo 0.25％、Hf 0.33％，余量为Fe及不可避免的杂质。
机械臂用高强度合金的制备方法，步骤如下：
1)装炉
根据耐磨铸件的成分进行配料，将边角废料和易烧损料装在炉底，将合金和生铁装在中上层；
2)熔炼
升温加热熔炼，熔炼温度控制在1520-1560℃，当炉料化平后，向其中加入硅铁，待炉料化开后，搅拌3-5min，扒渣，取样检测，调整成分；
3)浇铸
将熔炼后的钢水出炉，浇铸于铸模中，得到铸件；
4)热处理
将铸件加热到620-660℃，保温2-3h，再升温至920-950℃，保温2-3h，水淬至常温，再将其回火加热至200-240℃，保温时间为2-3h后空气冷却，即得。
优选地，所述步骤2)出炉温度为1450-1480℃。
本发明有益效果：本发明提供了一种机械臂用高强度合金，通过合理调整各元素比例使元素间产生协同作用，从而使其具有很好的强度和硬度，其中抗拉强度可达470N/mm2，布氏硬度达115N/mm2以上，本发明的合金制备的机械臂在长时间的工作运行下，机械臂铸件表面层无剥落现象，耐磨损，机械臂使用寿命长，具有很好的市场前景。
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：
一种机械臂用高强度合金，由以下质量百分比的元素组成：C 1.92％、Mn 1.3％、Si 1.1％、Cr 3.2％、Ni 0.46％、Nb 0.66％、Mo 0.22％、Hf 0.35％，余量为Fe及不可避免的杂质。
机械臂用高强度合金的制备方法，步骤如下：
1)装炉
根据耐磨铸件的成分进行配料，将边角废料和易烧损料装在炉底，将合金和生铁装在中上层；
2)熔炼
升温加热熔炼，熔炼温度控制在1540℃，当炉料化平后，向其中加入硅铁，待炉料化开后，搅拌3-5min，扒渣，取样检测，调整成分；
3)浇铸
将熔炼后的钢水出炉，出炉温度为1470℃，浇铸于铸模中，得到铸件；
4)热处理
将铸件加热到640℃，保温2.5h，再升温至940℃，保温2.5h，水淬至常温，再将其回火加热至220℃，保温2h后空气冷却，即得。
实施例2：
一种机械臂用高强度合金，由以下质量百分比的元素组成：C 1.95％、Mn 1.4％、Si 1.2％、Cr 3.4％、Ni 0.51％、Nb 0.62％、Mo 0.25％、Hf 0.33％，余量为Fe及不可避免的杂质。
机械臂用高强度合金的制备方法，步骤如下：
1)装炉
根据耐磨铸件的成分进行配料，将边角废料和易烧损料装在炉底，将合金和生铁装在中上层；
2)熔炼
升温加热熔炼，熔炼温度控制在1550℃，当炉料化平后，向其中加入硅铁，待炉料化开后，搅拌3-5min，扒渣，取样检测，调整成分；
3)浇铸
将熔炼后的钢水出炉，出炉温度为1460℃，浇铸于铸模中，得到铸件；
4)热处理
将铸件加热到650℃，保温2h，再升温至930℃，保温3h，水淬至常温，再将其回火加热至220℃，保温时间为3h后空气冷却，即得。
实施例3：
一种机械臂用高强度合金，由以下质量百分比的元素组成：C 1.75％、Mn 1.5％、Si 1.0％、Cr 3.8％、Ni 0.32％、Nb 0.88％、Mo 0.15％、Hf 0.42％，余量为Fe及不可避免的杂质。
机械臂用高强度合金的制备方法，步骤如下：
1)装炉
根据耐磨铸件的成分进行配料，将边角废料和易烧损料装在炉底，将合金和生铁装在中上层；
2)熔炼
升温加热熔炼，熔炼温度控制在1520℃，当炉料化平后，向其中加入硅铁，待炉料化开后，搅拌3-5min，扒渣，取样检测，调整成分；
3)浇铸
将熔炼后的钢水出炉，出炉温度为1450℃，浇铸于铸模中，得到铸件；
4)热处理
将铸件加热到620℃，保温3h，再升温至920℃，保温3h，水淬至常温，再将其回火加热至200℃，保温时间为3h后空气冷却，即得。
实施例4：
一种机械臂用高强度合金，由以下质量百分比的元素组成：C 2.02％、Mn 1.1％、Si 1.3％、Cr 2.5％、Ni 0.68％、Nb 0.45％、Mo 0.32％、Hf 0.30％，余量为Fe及不可避免的杂质。
机械臂用高强度合金的制备方法，步骤如下：
1)装炉
根据耐磨铸件的成分进行配料，将边角废料和易烧损料装在炉底，将合金和生铁装在中上层；
2)熔炼
升温加热熔炼，熔炼温度控制在1560℃，当炉料化平后，向其中加入硅铁，待炉料化开后，搅拌3-5min，扒渣，取样检测，调整成分；
3)浇铸
将熔炼后的钢水出炉，出炉温度为1480℃，浇铸于铸模中，得到铸件；
4)热处理
将铸件加热到660℃，保温2h，再升温至950℃，保温2h，水淬至常温，再将其回火加热至240℃，保温时间为2h后空气冷却，即得。
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 (4)

1.一种机械臂用高强度合金，其特征在于，由以下质量百分比的元素组成：C 1.75-2.02％、Mn 1.1-1.5％、Si 1.0-1.3％、Cr 2.5-3.8％、Ni 0.32-0.68％、Nb 0.45-0.88％、Mo 0.15-0.32％、Hf 0.30-0.42％，余量为Fe及不可避免的杂质；
其制备方法步骤如下：
1)装炉
根据高强度合金的成分进行配料，将边角废料和易烧损料装在炉底，将合金和生铁装在中上层；
2)熔炼
升温加热熔炼，熔炼温度控制在1520-1560℃，当炉料化平后，向其中加入硅铁，待炉料化开后，搅拌3-5min，扒渣，取样检测，调整成分；
3)浇铸
将熔炼后的钢水出炉，浇铸于铸模中，得到铸件；
4)热处理
将铸件加热到620-660℃，保温2-3h，再升温至920-950℃，保温2-3h，水淬至常温，再将其回火加热至200-240℃，保温时间为2-3h后空气冷却，即得。
2.如权利要求1所述的机械臂用高强度合金，其特征在于，由以下质量百分比的元素组成：C 1.92％、Mn 1.3％、Si 1.1％、Cr 3.2％、Ni 0.46％、Nb 0.66％、Mo 0.22％、Hf0.35％，余量为Fe及不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的机械臂用高强度合金，其特征在于，由以下质量百分比的元素组成：C 1.95％、Mn 1.4％、Si 1.2％、Cr 3.4％、Ni 0.51％、Nb 0.62％、Mo 0.25％、Hf0.33％，余量为Fe及不可避免的杂质。
4.如权利要求1所述的机械臂用高强度合金，其特征在于，所述步骤3)出炉温度为1450-1480℃。
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