一种工业机器人手腕体球墨铸铁材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种工业机器人手腕体球墨铸铁材料及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：按重量配比称取生铁、废钢、合金炉料，用中频感应电炉进行熔炼得到铁液，通过多次孕育以及喂丝球化相结合进行球化孕育处理，控制球化处理后铁液的化学成分，使其化学成分的重量百分比为：C：3.5‑3.8％、Si：2.5‑2.8％、Mn：0.3‑0.5％、Re：0.2‑0.3％、Mg：0.03‑0.05％、S：≤0.03％、P≤0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质；成分检测合格后浇注到铸型内，冷却后即得。本发明专利技术制得的球墨铸铁具有优良的韧性以及合适的硬度，其材料表面硬度分布均匀，具有极高的质量稳定性以及使用耐久性。

A kind of ductile iron material for wrist of industrial robot and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种工业机器人手腕体球墨铸铁材料及其制备方法
本专利技术涉及铸造
，尤其涉及一种工业机器人手腕体球墨铸铁材料及其制备方法。
技术介绍
传统的制造业都是以人工来进行生产的，但是随着工业生产流程的自动化，在高端制造业领域，工业机器人正在逐渐取代人工，其应用越来越广泛。工业机器人的腕部是联接手部与臂部的部件,起到支撑和调整手部的作用，一般采用三自由度多关节机构，由旋转关节和摆动关节构成。由于在工业机器人作业时，手腕需要实现多自由度高频移动，对其拉伸性能提出了较高的要求。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种工业机器人手腕体球墨铸铁材料的制备方法。本专利技术提出的一种工业机器人手腕体球墨铸铁材料的制备方法，包括以下步骤：S1、按重量配比称取生铁、废钢、合金炉料，用中频感应电炉进行熔炼得到铁液；S2、以氮气为载气，向步骤S1所述铁液中喷吹相当于步骤S1所述铁液重量0.1-0.2％的第一孕育剂，然后出炉，倒入铁液包中，用喂丝机将相当于步骤S1所述铁液重量1.2-1.5％的球化包芯线和相当于步骤S1所述铁液重量0.3-0.5％的孕育包芯线喂入铁液包内进行球化孕育处理，其中，所述球化包芯线是由低碳钢外包皮对稀土镁球化剂进行包覆得到，所述孕育包芯线是由低碳钢外包皮对第一孕育剂进行包覆得到；S3、控制球化处理后铁液的化学成分，使其化学成分的重量百分比为：C：3.5-3.8％、Si：2.5-2.8％、Mn：0.3-0.5％、Re：0.2-0.3％、Mg：0.03-0.05％、S：≤0.03％、P≤0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质；成分检测合格后浇注到铸型内，浇注时随流加入相当于所述球化处理后铁液重量0.05-0.15％的第二孕育剂进行随流孕育，并且在铸型内均匀放入相当于所述球化处理后铁液重量0.2-0.3％的第三孕育剂进行型内孕育，冷却后，即得。优选地，所述步骤S2中，喷吹条件为：氮气压力为1-1.2MPa，喷吹流量为50-150Nm3/h。优选地，所述第一孕育剂由硅钙钡孕育剂和纳米碳化硅按重量比(10-15)：1混合得到，所述硅钙钡孕育剂的粒径为0.8-1.5mm，所述纳米碳化硅的粒径为50-100nm。优选地，所述球化包芯线中，稀土镁球化剂占总重量的60-80％。优选地，所述孕育包芯线中，第一孕育剂占总重量的55-65％。优选地，所述第二孕育剂为硅锶孕育剂，粒径为3-8mm。优选地，所述第三孕育剂为75硅铁孕育剂，粒径为2-3mm。优选地，所述步骤S1中，熔炼温度为1500-1520℃；所述步骤S3中，浇注温度为1480-1500℃。本专利技术的有益效果如下：本专利技术采用三次孕育+喂丝法球化的方法制备球墨铸铁材料，其中第一次孕育为包内孕育，分两步进行，第一步在铁液出炉前，采用氮气喷吹的方法将部分第一孕育剂喷吹到铁液中，第二步采用喂丝法向铁液包中喂入部分第一孕育剂，两步工艺相结合，能够使铁液的孕育更加充分、均匀，再结合第二孕育剂的随流孕育处理，以及第三孕育剂的型内孕育处理，可以改善石墨形态，强化孕育效果，从而获得更加均匀的球墨铸铁基体组织和更为均匀的硬度分布，提高球墨铸铁材料的硬度均匀性以及强韧性。其中，第一孕育剂采用硅钙钡孕育剂和纳米碳化硅复配，能有效减少孕育衰退现象，强化孕育效果，增加形核数量以及形核的分布均匀性，细化晶粒，从而提高材料的强度以及韧性；第二孕育剂采用硅锶孕育剂，能够有效促进共晶石墨化、改善石墨形态、减少白口，从而提高材料的强韧性；第三孕育剂采用75硅铁孕育剂，进一步增强材料的孕育效果。本专利技术通过对孕育工艺的优化以及孕育剂的选择，在使用常规球墨铸铁原料的前提下，能够有效地优化球墨铸铁材料的基体组织形态，从而大幅度改善球墨铸铁材料的硬度分布均匀性以及强韧性，能够节约成本、增加经济效益，满足对工业机器人手腕体材质的需求。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1一种工业机器人手腕体球墨铸铁材料的制备方法，包括以下步骤：S1、按重量配比称取生铁、废钢、合金炉料，用中频感应电炉在1500℃进行熔炼得到铁液；S2、以氮气为载气，向步骤S1所述铁液中，在氮气压力为1MPa，喷吹流量为50Nm3/h的条件下喷吹相当于步骤S1所述铁液重量0.1％的第一孕育剂，然后出炉，倒入铁液包中，用喂丝机将相当于步骤S1所述铁液重量1.2％的球化包芯线和相当于步骤S1所述铁液重量0.3％的孕育包芯线喂入铁液包内进行球化孕育处理，其中，所述球化包芯线是由低碳钢外包皮对稀土镁球化剂进行包覆得到，所述孕育包芯线是由低碳钢外包皮对第一孕育剂进行包覆得到；S3、控制球化处理后铁液的化学成分，使其化学成分的重量百分比为：C：3.5％、Si：2.5％、Mn：0.3％、Re：0.2％、Mg：0.03％、S：0.03％、P：0.04％，余量为Fe和不可避免的杂质；成分检测合格后浇注到铸型内，浇注温度为1480℃，浇注时随流加入相当于所述球化处理后铁液重量0.05％的第二孕育剂进行随流孕育，并且在铸型内均匀放入相当于所述球化处理后铁液重量0.2％的第三孕育剂进行型内孕育，冷却后，即得。其中，第一孕育剂由硅钙钡孕育剂和纳米碳化硅按重量比10：1混合得到，其中硅钙钡孕育剂的粒径为0.8-1.5mm，纳米碳化硅的粒径为50-100nm；球化包芯线中，稀土镁球化剂占总重量的60％，孕育包芯线中，第一孕育剂占总重量的55％；第二孕育剂为硅锶孕育剂，粒径为3-8mm；第三孕育剂为75硅铁孕育剂，粒径为2-3mm。实施例2一种工业机器人手腕体球墨铸铁材料的制备方法，包括以下步骤：S1、按重量配比称取生铁、废钢、合金炉料，用中频感应电炉在1520℃进行熔炼得到铁液；S2、以氮气为载气，向步骤S1所述铁液中，在氮气压力为1.2MPa，喷吹流量为150Nm3/h的条件下喷吹相当于步骤S1所述铁液重量0.2％的第一孕育剂，然后出炉，倒入铁液包中，用喂丝机将相当于步骤S1所述铁液重量1.5％的球化包芯线和相当于步骤S1所述铁液重量0.5％的孕育包芯线喂入铁液包内进行球化孕育处理，其中，所述球化包芯线是由低碳钢外包皮对稀土镁球化剂进行包覆得到，所述孕育包芯线是由低碳钢外包皮对第一孕育剂进行包覆得到；S3、控制球化处理后铁液的化学成分，使其化学成分的重量百分比为：C：3.8％、Si：2.8％、Mn：0.5％、Re：0.3％、Mg：0.05％、S：0.03％、P：0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质；成分检测合格后浇注到铸型内，浇注温度为1500℃，浇注时随流加入相当于所述球化处理后铁液重量0.15％的第二孕育剂进行随流孕育，并且在铸型内均匀放入相当于所述球化处理后铁液重量0.3％的第三孕育剂进行型内孕育，冷却后，即得。其中，第一孕育剂由硅钙钡孕育剂和纳米碳化硅按重量比15：1混合得到，其中硅钙钡孕育剂的粒径为0.8-1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业机器人手腕体球墨铸铁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、按重量配比称取生铁、废钢、合金炉料，用中频感应电炉进行熔炼得到铁液；/nS2、以氮气为载气，向步骤S1所述铁液中喷吹相当于步骤S1所述铁液重量0.1-0.2％的第一孕育剂，然后出炉，倒入铁液包中，用喂丝机将相当于步骤S1所述铁液重量1.2-1.5％的球化包芯线和相当于步骤S1所述铁液重量0.3-0.5％的孕育包芯线喂入铁液包内进行球化孕育处理，其中，所述球化包芯线是由低碳钢外包皮对稀土镁球化剂进行包覆得到，所述孕育包芯线是由低碳钢外包皮对第一孕育剂进行包覆得到；/nS3、控制球化处理后铁液的化学成分，使其化学成分的重量百分比为：C：3.5-3.8％、Si：2.5-2.8％、Mn：0.3-0.5％、Re：0.2-0.3％、Mg：0.03-0.05％、S：≤0.03％、P≤0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质；成分检测合格后浇注到铸型内，浇注时随流加入相当于所述球化处理后铁液重量0.05-0.15％的第二孕育剂进行随流孕育，并且在铸型内均匀放入相当于所述球化处理后铁液重量0.2-0.3％的第三孕育剂进行型内孕育，冷却后，即得。/n...

【技术特征摘要】
1.一种工业机器人手腕体球墨铸铁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按重量配比称取生铁、废钢、合金炉料，用中频感应电炉进行熔炼得到铁液；
S2、以氮气为载气，向步骤S1所述铁液中喷吹相当于步骤S1所述铁液重量0.1-0.2％的第一孕育剂，然后出炉，倒入铁液包中，用喂丝机将相当于步骤S1所述铁液重量1.2-1.5％的球化包芯线和相当于步骤S1所述铁液重量0.3-0.5％的孕育包芯线喂入铁液包内进行球化孕育处理，其中，所述球化包芯线是由低碳钢外包皮对稀土镁球化剂进行包覆得到，所述孕育包芯线是由低碳钢外包皮对第一孕育剂进行包覆得到；
S3、控制球化处理后铁液的化学成分，使其化学成分的重量百分比为：C：3.5-3.8％、Si：2.5-2.8％、Mn：0.3-0.5％、Re：0.2-0.3％、Mg：0.03-0.05％、S：≤0.03％、P≤0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质；成分检测合格后浇注到铸型内，浇注时随流加入相当于所述球化处理后铁液重量0.05-0.15％的第二孕育剂进行随流孕育，并且在铸型内均匀放入相当于所述球化处理后铁液重量0.2-0.3％的第三孕育剂进行型内孕育，冷却后，即得。


2.根据权利要求1所述的工业机器人手腕体球墨铸铁材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，喷吹条件为：氮气压...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金斌，赵东凯，明章林，胡璇，杨霄，
申请(专利权)人：宁国东方碾磨材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34