[发明专利]一种机械手用耐磨耐腐蚀合金铸件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械铸造技术领域，具体涉及一种机械手用耐磨耐腐蚀合金铸件及其制备方法。

背景技术

机械手由执行机构、驱动机构和电气控制系统等组成，其能按照预选程序自动完成几个规定的动作，实现物体的自动夹取和运送。在冲压生产中，它不仅用于一台压力机上完成上下料工作，实现单机自动化，也可以用在由若干台压力机组成的流水生产线上，实现各压力机之间工件的自动传递，形成自动冲压生产线。由于机械手能方便地改变工作程序，因而在经常变换产品品种的中小件冲压生产中，对于实现生产自动化更具有重要意义，但是机械手需要在各种环境下使用，因此需要具备优良的物理性能和化学性能才能满足使用需求。如现有的机械手有些需要处于高湿性环境中工作，甚至需从液体中抓取物件进行转移，作为钢制本体，其表面沾染化学试剂或液体后对本身的腐蚀、锈蚀作用大大影响了使用寿命和效率，虽然表面会喷涂防护涂层，但也需要提高机械手本身的耐磨耐腐蚀性能。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种机械手用耐磨耐腐蚀合金铸件及其制备方法，通过热熔、脱氧除渣、孕育、热轧、淬火、回火等步骤制成，制得的铸件具有优异的耐磨耐腐蚀性，且强度高、硬度高，抗氧化性和抗变形性也具有显著的改善，大大提高了使用寿命。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种机械手用耐磨耐腐蚀合金铸件，由以下质量份数组成：C 0.4-0.6％、Si 1.2-1.4％、Mn 0.9-1.2％、W 0.3-0.35％、Cr 18-20％、Ni 3.5-5％、B 0.025-0.03％、Mg 0.3-0.5％、Cu 0-1.5％、Zn 0-0.4％、稀土氧化物0.05-0.2％、N 0.005-0.01％、P≤0.02％、S≤0.02％、余量为Fe。

优选的，机械手用耐磨耐腐蚀合金铸件，由以下质量份数组成：0.5-0.6％、Si 1.3-1.4％、Mn 1-1.2％、W 0.32-0.35％、Cr 19-20％、Ni 4-5％、B 0.028-0.03％、Mg 0.4-0.5％、Cu 1-1.5％、Zn 0.3-0.4％、稀土氧化物0.1-0.2％、N 0.008-0.01％、P≤0.02％、S≤0.02％、余量为Fe。

优选的，所述稀土氧化物为氧化铈、氧化钇、氧化镧、氧化铷中的一种或多种组合物。

优选的，机械手用耐磨耐腐蚀合金铸件的制备方法，步骤如下：

1)将废钢、硅铁、锰铁、钨砂、铬铁、镍铁、硼砂、方镁石投入中频电炉中加热至熔融，然后向其中通入氮气，调节温度为1500-1510℃，在氮气气氛下进行一次脱氧除渣，然后添加强化剂和稀土氧化物；

2)向其中加入孕育剂，孕育处理5-8min，然后调节铁水温度为1460-1470℃，并将铜粉、铜金粉随铁水出包；

3)对包内铁水进行二次脱氧除渣，扒渣后待冷却至1130-1140℃，进行铸件，得初产品；

4)将初产品依次进行两次淬火、回火处理得机械手用耐磨耐腐蚀合金铸件。

优选的，步骤1)中一次脱氧除渣中脱氧剂为硅铁粉，除渣剂为焦炭粉，强化剂为碳化硅。

优选的，步骤2)中孕育剂为硅钙孕育剂。

优选的，步骤3)中二次脱氧除渣中脱氧剂为碳化硅和铝粉的混合物，除渣剂为珍珠岩除渣剂。

优选的，步骤4)中第一次淬火、回火处理具体为淬火采用双液淬火、回火采用低温回火，第二次淬火、回火处理具体为淬火采用等温淬火、回火采用中温回火。

由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过热熔、脱氧除渣、孕育、热轧、淬火、回火等步骤制成，制得的合金铸件具有优异的耐磨耐腐蚀性，且强度高、硬度高，抗氧化性和抗变形性也具有显著的改善，大大提高了使用寿命。

本发明中除了添加常规使用的Cr、W、B、Ni等强化元素，还添加有Mg元素与之形成复合材料，大大提高了材料成型后的综合性能；稀土元素一方面可作为强化材料提高机械手的机械性能，同时有助于后期孕育处理的细致性，大大提高了铁水的均匀度和成型效果；另外在熔炼的过程中氮气氛围也促进了氮化物的形成，进一步有利于提高机械性能，且氮化物与铜基可形成复合材料，对机械手的屈服强度的硬度均有显著的提升，减小了摩擦损耗率。

采用两次脱氧除渣及中期进行的强化、孕育等处理步骤，一方面提高了熔融效果，另一方面对于晶体细化及后期的晶体成型具有明显改善，而两次淬火、回火处理，大大减少了铸件的内应力，避免了铸件表面的裂纹、易变形等问题，提高了耐磨性、硬度、强度和韧性。