本發(fā)明涉及工業(yè)裝配領域，具體地，涉及一種耐腐蝕機械臂及其制備方法。

背景技術：

機械臂是機械臂是指高精度，高速點膠機器手，機械臂是一個多輸入多輸出、高度非線性、強耦合的復雜系統(tǒng)。因其獨特的操作靈活性,已在工業(yè)裝配,安全防爆等領域得到廣泛應用。

而工業(yè)機械臂是擬人手臂、手腕和手功能的機械電子裝置。擬人手臂、手腕和手功能的機械電子裝置；它可把任一物件或工具按空間位姿（位置和姿態(tài)）的時變要求進行移動，從而完成某一工業(yè)生產(chǎn)的作業(yè)要求。如夾持焊鉗或焊槍，對汽車或摩托車車體進行了點焊或弧焊；搬運壓鑄或沖壓成型的零件或構件；進行激光切割；噴涂；裝配機械零部件等等。

在工業(yè)裝配領域甚至是機器人領域，機械臂是整個智能操作步驟的完成者，且一般機械臂是其系統(tǒng)中最復雜的部分，由于機械臂的操作時通過系統(tǒng)控制模塊對其進行程序設置及指令設置進而實現(xiàn)功能操作的。而目前，大多數(shù)的的機械臂結構及材料的選擇會直接影響到機械臂接受控制模塊的指令程序的準確性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種機械臂及其制備方法，該機械臂不僅具有優(yōu)異的機械強度，能夠在環(huán)境復雜的生產(chǎn)車間進行裸露作業(yè)具有很強的耐腐蝕性能；該機械臂優(yōu)異的耐腐蝕性能使得其能夠長時間暴露在生產(chǎn)車間，保證了生產(chǎn)的進度降低了機械臂的維護概率，大大提高了車間作業(yè)的機械臂的使用壽命。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種機械臂的制備方法，包括：

1）先將球墨鑄鐵、碳化硅顆粒、石墨纖維、錳、鎳、鉻、鈰土和五氧化二釩混合后進行第一熔煉，得到鐵水m1；

2)將三氧化二錳、鎳黃鐵礦、氮化硼、硫化鉬、炭黑和鈮加入到所述鐵水m1中，接著進行第二熔煉以得到鐵水m2；

3）將所述鐵水m2進行澆鑄成型制得型胚，并將所述所述型胚進行熱處理即制得所述耐腐蝕機械臂。

通過上述的技術方案，本發(fā)明的制備方法中選擇了球墨鑄鐵、碳化硅顆粒、石墨纖維、錳、鎳、鉻、鈰土和五氧化二釩作為第一熔煉的主體材料，并在第二熔煉中加入了三氧化二錳、鎳黃鐵礦、氮化硼、硫化鉬、炭黑和鈮等組分，在提高了制得的機械臂的強度的同時進一步提高了制得的機械臂的抗電磁干擾性能；以使得本發(fā)明的機械臂具有優(yōu)異的抗電磁干擾性能。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種耐腐蝕機械臂的制備方法所述制備方法包括：

1）先將球墨鑄鐵、碳化硅顆粒、石墨纖維、錳、鎳、鉻、鈰土和五氧化二釩混合后進行第一熔煉，得到鐵水m1；

2)將三氧化二錳、鎳黃鐵礦、氮化硼、硫化鉬、炭黑和鈮加入到所述鐵水m1中，接著進行第二熔煉以得到鐵水m2；

3）將所述鐵水m2進行澆鑄成型制得型胚，并將所述所述型胚進行熱處理即制得所述耐腐蝕機械臂。

在上述技術方案中，所使用的各原料的具體用量可以在寬的范圍內選擇，但是為了進一步的提高制得的機械臂的強度及抗電磁干擾性能，優(yōu)選地，按重量份計，所述球墨鑄鐵、碳化硅顆粒、石墨纖維、錳、鎳、鉻、鈰土、五氧化二釩、三氧化二錳、鎳黃鐵礦、氮化硼、硫化鉬、炭黑和鈮的用量比為100：3-5：1.5-2.5：1.1-3.1：1.1-2.1：0.9-1.5：0.15-0.25：1.0-2.2：1.2-1.5：0.5-1.2：2.1-2.5：1.5-3.1：0.5-1.5：0.1-0.2。

上述技術方案中，各原料的具體粒徑可以在寬的范圍內選擇，但是為了進一步提高制得的機械臂的強度及抗電磁干擾性能，優(yōu)選地，步驟2）中所述三氧化二錳、鎳黃鐵礦、氮化硼、硫化鉬和炭黑的平均粒徑各自獨立為20-30μm。

同樣，在本發(fā)明中，各步驟中的熔煉條件可以在寬的范圍內選擇，例如第一熔煉的條件可以在寬的范圍內選擇，但是為了提高制得的機械臂的強度及抗電磁干擾性能，優(yōu)選地，所述第一熔煉至少滿足以下條件：溫度為1700-1800℃，和/或時間為2-4h。

同樣，在本發(fā)明中，各步驟中的熔煉條件可以在寬的范圍內選擇，例如第一熔煉的條件可以在寬的范圍內選擇，但是為了提高制得的機械臂的強度及抗電磁干擾性能，優(yōu)選地，所述第二熔煉至少滿足以下條件：溫度為1500-1600℃，和/或時間為1-2h。

同時地，對型胚的熱處理的條件可以在寬的范圍內調節(jié)，但是為了提高制備效率同時提高制得的機械臂的強度，優(yōu)選地，所述熱處理至少滿足以下條件：先將所述型胚在800-850℃保溫2-4h，接著以10-15℃/min的速率降溫至500-600℃保溫3-5h，最在保溫后直接水冷，即制得所述耐腐蝕機械臂。

在熱處理之前型胚的溫度可以在寬的范圍內調節(jié)，但是為了提高制得的機械臂的強度，優(yōu)選地，在所述熱處理之前，所述型胚的溫度為750-850℃。

本發(fā)明還提供了一種上述制備方法制得的耐腐蝕機械臂。

以下將通過實施例、對比例和檢測例對本發(fā)明進行詳細描述。

實施例1

1）先將球墨鑄鐵、碳化硅顆粒、石墨纖維、錳、鎳、鉻、鈰土和五氧化二釩混合后，在1700℃進行熔煉4h，得到鐵水m1；

2)將三氧化二錳（平均粒徑為20μm）、鎳黃鐵礦（平均粒徑為25μm）、氮化硼（平均粒徑為30μm）、硫化鉬（平均粒徑為20μm）、炭黑（平均粒徑為30μm）和鈮加入到所述鐵水m1中，接著在1500℃進行熔煉2h以得到鐵水m2；

3）將所述鐵水m2進行澆鑄成型制得型胚（型胚溫度為750℃），并將所述型胚在800℃保溫2h，接著以10℃/min的速率降溫至600℃保溫5h，最在保溫后直接水冷，即制得所述耐腐蝕機械臂，記作a1。

其中，按重量份計，所述球墨鑄鐵、碳化硅顆粒、石墨纖維、錳、鎳、鉻、鈰土、五氧化二釩、三氧化二錳、鎳黃鐵礦、氮化硼、硫化鉬、炭黑和鈮的用量比為100：3：1.5：1.1：1.1：0.9：0.15：1.0：1.2：0.5：2.1：1.5：0.5：0.1。

實施例2

1）先將球墨鑄鐵、碳化硅顆粒、石墨纖維、錳、鎳、鉻、鈰土和五氧化二釩混合后，在1750℃進行熔煉3h，得到鐵水m1；

2)將三氧化二錳（平均粒徑為25μm）、鎳黃鐵礦（平均粒徑為25μm）、氮化硼（平均粒徑為30μm）、硫化鉬（平均粒徑為20μm）、炭黑（平均粒徑為30μm）和鈮加入到所述鐵水m1中，接著在1550℃進行熔煉2h以得到鐵水m2；

3）將所述鐵水m2進行澆鑄成型制得型胚（型胚溫度為800℃），并將所述型胚在850℃保溫1h，接著以15℃/min的速率降溫至500-600℃保溫3-5h，最在保溫后直接水冷，即制得所述耐腐蝕機械臂，記作a2。

其中，按重量份計，所述球墨鑄鐵、碳化硅顆粒、石墨纖維、錳、鎳、鉻、鈰土、五氧化二釩、三氧化二錳、鎳黃鐵礦、氮化硼、硫化鉬、炭黑和鈮的用量比為100：4：2：2：1.5：1.2：0.2：1.8：1.3：0.8：2.3：2.5：1.2：0.2。

實施例3

1）先將球墨鑄鐵、碳化硅顆粒、石墨纖維、錳、鎳、鉻、鈰土和五氧化二釩混合后，在1800℃進行熔煉2h，得到鐵水m1；

2)將三氧化二錳（平均粒徑為30μm）、鎳黃鐵礦（平均粒徑為30μm）、氮化硼（平均粒徑為20μm）、硫化鉬（平均粒徑為20μm）、炭黑（平均粒徑為25μm）和鈮加入到所述鐵水m1中，接著在1600℃進行熔煉1h以得到鐵水m2；

3）將所述鐵水m2進行澆鑄成型制得型胚（型胚溫度為850℃），并將所述所述型胚在850℃保溫1h，接著以10℃/min的速率降溫至600℃保溫3h，最在保溫后直接水冷，即制得所述耐腐蝕機械臂，記作a3。

其中，按重量份計，所述球墨鑄鐵、碳化硅顆粒、石墨纖維、錳、鎳、鉻、鈰土、五氧化二釩、三氧化二錳、鎳黃鐵礦、氮化硼、硫化鉬、炭黑和鈮的用量比為100：5：2.5：3.1：2.1：1.5：0.25：2.2：1.5：1.2：2.5：3.1：1.5：0.2。

對比例1

按照實施例1的方法制得耐腐蝕機械臂，記作b1，不同的是原料中未加入碳化硅顆粒。

對比例2

按照實施例1的方法制得耐腐蝕機械臂，記作b2，不同的是原料中未加入石墨纖維。

對比例3

按照實施例1的方法制得耐腐蝕機械臂，記作b3，不同的是原料中未加入鉻。

對比例4

按照實施例1的方法制得耐腐蝕機械臂，記作b4，不同的是原料中未加入鎳。

對比例5

按照實施例1的方法制得耐腐蝕機械臂，記作b5，不同的是原料中未加入鎳黃鐵礦。

對比例6

按照實施例1的方法制得耐腐蝕機械臂，記作b6，不同的是原料中未加入硫化鉬。

對比例7

按照實施例1的方法制得耐腐蝕機械臂，記作b7，不同的是原料中未加入氮化硼。

對比例8

按照實施例1的方法制得耐腐蝕機械臂，記作b8，不同的是未進型第二熔煉，且所述第一熔煉的溫度為1700℃，時間為6h，步驟2）中的原料再步驟1）中即加入了。

對比例9

按照實施例1的方法制得耐腐蝕機械臂，記作b9，不同的是未進型第一熔煉，且所述第二熔煉的溫度為1500℃，時間為6h，步驟1）中的原料與步驟2）中的原料一并加入。

測試例1

測試上述a1-a3和b1-b9的機械臂在室溫下25-28℃下進行拉伸性能和布氏硬度測試，結果如表1所示。

測試例2

將上述實施例和對比例中制得的機械臂a1-a3和b1-b9按照gb5938-86的方法進行鹽霧測試，并根據(jù)gb/t6461-2002進行計算測試的腐蝕率%及對應的腐蝕等級（等級分為1-10級；其中，10級為無腐蝕缺陷即抗腐蝕性能最好。），測試結果如下表1所示：

表1

通過表1可以看出，在本發(fā)明范圍內制得的機械臂的強度很高，且高于對比例中制得的機械臂的的強度；同時，煙霧測試結果顯示，a1-a3的腐蝕等級均為8，即腐蝕面積百分比為0.1-0.25%之間，即該機械臂的抗腐蝕性能優(yōu)異。而對比例b3-b7的腐蝕等級均在4左右，說明了本發(fā)明中各原料與組分錳、鉻、鎳、鉬之前產(chǎn)生了很好的協(xié)同作用進而明顯提高了機械臂的耐腐蝕性能。

以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內容。