本發(fā)明涉及機(jī)械鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件及其制造方法。
背景技術(shù)：
自動(dòng)機(jī)械臂又名機(jī)械手臂，它是目前在機(jī)械人技術(shù)領(lǐng)域中得到最廣泛實(shí)際應(yīng)用的自動(dòng)化機(jī)械裝置，在工業(yè)制造、醫(yī)學(xué)治療、娛樂服務(wù)、軍事、半導(dǎo)體制造以及太空探索等領(lǐng)域都能見到它的身影。盡管它們的形態(tài)各有不同，但它們都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是能夠接受指令，精確地定位到三維(或二維)空間上的某一點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)。機(jī)械手臂一般有三個(gè)運(yùn)動(dòng)：伸縮、旋轉(zhuǎn)和升降，其中旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是由機(jī)械臂和相應(yīng)的機(jī)械臂安裝架配合完成的，更具體的說，在這種結(jié)構(gòu)的機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，機(jī)械臂一般都鉸接在機(jī)械臂安裝架上，同時(shí)機(jī)械臂還連接有驅(qū)動(dòng)用的氣缸或是油缸，由此來實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
機(jī)械臂需要在各種環(huán)境下使用，因此需要具備優(yōu)良的物理性能和化學(xué)性能才能滿足使用需求?，F(xiàn)有的機(jī)械臂有些經(jīng)常在高濕性環(huán)境中工作，現(xiàn)有的機(jī)械臂產(chǎn)品有很多技術(shù)局限性，一些品質(zhì)不好的機(jī)械臂部件很容易被腐蝕，同時(shí)由于強(qiáng)度不夠，從而使機(jī)械臂的工作效率低，同時(shí)大大減短了其使用壽命。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述存在的問題，本發(fā)明提出了一種機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件及其制造方法，所制得的鑄件具有很好的機(jī)械強(qiáng)度，且具有優(yōu)異的耐腐蝕性，使最終制得的機(jī)械臂使用壽命大大延長。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：
一種機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比如下：C：1.8-2.1％、Si：1.2-1.6％、Mn：0.9-1.2％、Cu：0.5-0.8％、Cr：0.25-0.45％、Mo：0.22-0.3％、Ni：0.4-0.7％、W：0.15-0.25％、Sn：0.01-0.02％、稀土元素：0.06-0.1％、P≤0.04％、S≤0.02％、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
優(yōu)選地，所述機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比如下：C：2.0％、Si：1.4％、Mn：1.0％、Cu：0.6％、Cr：0.35％、Mo：0.25％、Ni：0.6％、W：0.20％、Sn：0.015％、稀土元素：0.08％、P≤0.04％、S≤0.02％、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
優(yōu)選地，所述稀土元素為Y或Ce。
優(yōu)選地，所述稀土元素為Ce。
本發(fā)明還提供了上述機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件的制造方法，包括如下步驟：
(1)稱量：按照配比稱量生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、銅粉、鉻鐵、鉬粉、鎳鐵、鎢鐵、錫粉及稀土，備用；
(2)原料熔煉：將步驟(1)中稱量好的生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鎳鐵和鎢鐵在熔爐中融化為金屬液，然后向其中加入銅粉、鉬粉、錫粉和稀土元素，原料全部熔化后，進(jìn)行脫碳以及脫雜質(zhì)處理，調(diào)整元素成分，溫度控制在1480-1510℃出爐；
(3)孕育：金屬液出爐后，將配置好的孕育劑倒入金屬液中，孕育之后澆注；
(4)熱處理：使?jié)沧⒌蔫T件溫度降至700-750℃，將鑄件從砂型中取出，空冷至室溫；然后放入預(yù)熱至750-780℃的熱處理爐內(nèi)，加熱至870-920℃并保溫2.5-3.5h，然后以22-25℃/h的速率冷至室溫出爐，即得所述高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件。
優(yōu)選地，所述步驟(2)中的熔爐是中頻感應(yīng)電爐。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明通過稱量、原料熔煉、孕育、熱處理等步驟制得的機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件，具有很好的機(jī)械強(qiáng)度，且具有優(yōu)異的耐腐蝕性、耐磨性等，鑄件表面美觀，內(nèi)部的缺陷數(shù)量少，整體性能優(yōu)異，可使制得的機(jī)械臂使用壽命大大延長。
本發(fā)明制造方法簡單，生產(chǎn)效率高，通過嚴(yán)格控制化學(xué)元素成分，優(yōu)化熔煉工藝和熱處理工藝等，使制得的鑄件的機(jī)械強(qiáng)度、韌性及耐磨性較傳統(tǒng)工藝都有進(jìn)一步的提高。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1：
一種機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比如下：C：2.0％、Si：1.4％、Mn：1.0％、Cu：0.6％、Cr：0.35％、Mo：0.25％、Ni：0.6％、W：0.20％、Sn：0.015％、稀土Ce：0.08％、P≤0.04％、S≤0.02％、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
上述機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件的制造方法，包括如下步驟：
(1)稱量：按照配比稱量生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、銅粉、鉻鐵、鉬粉、鎳鐵、鎢鐵、錫粉及稀土Ce，備用；
(2)原料熔煉：將步驟(1)中稱量好的生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鎳鐵和鎢鐵在中頻感應(yīng)電爐中融化為金屬液，然后向其中加入銅粉、鉬粉、錫粉和稀土Ce，原料全部熔化后，進(jìn)行脫碳以及脫雜質(zhì)處理，調(diào)整元素成分，溫度控制在1500℃出爐；
(3)孕育：金屬液出爐后，將配置好的孕育劑倒入金屬液中，孕育之后澆注；
(4)熱處理：使?jié)沧⒌蔫T件溫度降至750℃，將鑄件從砂型中取出，空冷至室溫；然后放入預(yù)熱至780℃的熱處理爐內(nèi)，加熱至900℃并保溫3h，然后以24℃/h的速率冷至室溫出爐，即得所述高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件。
實(shí)施例2：
一種機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比如下：C：2.1％、Si：1.2％、Mn：1.2％、Cu：0.5％、Cr：0.45％、Mo：0.3％、Ni：0.4％、W：0.25％、Sn：0.01％、稀土Y：0.1％、P≤0.04％、S≤0.02％、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
上述機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件的制造方法，包括如下步驟：
(1)稱量：按照配比稱量生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、銅粉、鉻鐵、鉬粉、鎳鐵、鎢鐵、錫粉及稀土Y，備用；
(2)原料熔煉：將步驟(1)中稱量好的生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鎳鐵和鎢鐵在中頻感應(yīng)電爐中融化為金屬液，然后向其中加入銅粉、鉬粉、錫粉和稀土Y，原料全部熔化后，進(jìn)行脫碳以及脫雜質(zhì)處理，調(diào)整元素成分，溫度控制在1480℃出爐；
(3)孕育：金屬液出爐后，將配置好的孕育劑倒入金屬液中，孕育之后澆注；
(4)熱處理：使?jié)沧⒌蔫T件溫度降至720℃，將鑄件從砂型中取出，空冷至室溫；然后放入預(yù)熱至760℃的熱處理爐內(nèi)，加熱至920℃并保溫2.5h，然后以25℃/h的速率冷至室溫出爐，即得所述高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件。
實(shí)施例3：
一種機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比如下：C：1.9％、Si：1.5％、Mn：1.1％、Cu：0.7％、Cr：0.3％、Mo：0.26％、Ni：0.6％、W：0.18％、Sn：0.015％、稀土Ce：0.09％、P≤0.04％、S≤0.02％、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
上述機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件的制造方法，包括如下步驟：
(1)稱量：按照配比稱量生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、銅粉、鉻鐵、鉬粉、鎳鐵、鎢鐵、錫粉及稀土Ce，備用；
(2)原料熔煉：將步驟(1)中稱量好的生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鎳鐵和鎢鐵在中頻感應(yīng)電爐中融化為金屬液，然后向其中加入銅粉、鉬粉、錫粉和稀土Ce，原料全部熔化后，進(jìn)行脫碳以及脫雜質(zhì)處理，調(diào)整元素成分，溫度控制在1510℃出爐；
(3)孕育：金屬液出爐后，將配置好的孕育劑倒入金屬液中，孕育之后澆注；
(4)熱處理：使?jié)沧⒌蔫T件溫度降至700℃，將鑄件從砂型中取出，空冷至室溫；然后放入預(yù)熱至750℃的熱處理爐內(nèi)，加熱至870℃并保溫3.5h，然后以22℃/h的速率冷至室溫出爐，即得所述高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件。
實(shí)施例4：
一種機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比如下：C：1.8％、Si：1.6％、Mn：0.9％、Cu：0.8％、Cr：0.25％、Mo：0.22％、Ni：0.7％、W：0.15％、Sn：0.02％、稀土Ce：0.06％、P≤0.04％、S≤0.02％、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
上述機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件的制造方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例5：
一種機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比如下：C：1.8％、Si：1.2％、Mn：1.2％、Cu：0.7％、Cr：0.45％、Mo：0.25％、Ni：0.7％、W：0.2％、Sn：0.02％、稀土Y：0.08％、P≤0.04％、S≤0.02％、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
上述機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件的制造方法同實(shí)施例2。
實(shí)施例6：
一種機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比如下：C：2％、Si：1.6％、Mn：1.1％、Cu：0.7％、Cr：0.35％、Mo：0.26％、Ni：0.55％、W：0.22％、Sn：0.02％、稀土Ce：0.08％、P≤0.04％、S≤0.02％、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
上述機(jī)械臂用高強(qiáng)度耐腐蝕鑄件的制造方法同實(shí)施例1。
以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。