CN108265229A - 一种关节机器人用金属材料及其制备方法 - Google Patents

一种关节机器人用金属材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种关节机器人用金属材料及其制备方法，由以下成分组成：Ni 1.3‑3.5wt％、Zn 4.6‑5.9wt％、Cu 1.1‑1.8wt％、C 0.2‑0.8wt％、Nb 1.3‑1.8wt％、Ti 5.2‑5.9wt％、Zr 0.8‑1.6wt％、Mg 0.3‑0.7wt％、Sm 0.01‑0.05wt％、Nd 0.01‑0.05wt％、In 0.01wt％，余量为Fe。与现有技术相比，本发明以Ni、Zn、Cu、C、Nb、Ti、Zr、Mg、Sm、Nd、In、Fe为成分，各个成分相互作用、相互影响，提高了制备的金属材料的强度，适合作为关节机器人使用。

Description

一种关节机器人用金属材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种关节机器人用金属材料及其制备方法。
背景技术
关节机器人，也称关节手臂机器人或关节机械手臂，是当今工业领域中最常见的工业机器人的形态之一，适合用于诸多工业领域的机械自动化作业。关节机器人的摆动方向有铅垂方向和水平方向两种，因此，这类机器人又可分为垂直机器人和水平关节机器人。
关节机器人的肘关节和肩关节轴线是平行的，当大、小臂舒展成一直线时，虽能抵达很远的工作点，但是机器人的结构刚度和强度较低。
现有技术中，金属材料及其制备方法得到了广泛的报道，例如，申请号为201610733282.5的中国专利文献报道了一种隔热金属材料，涉及金属材料技术领域；包括金属层，所述金属层设有若干圆孔，所述金属层的一侧面设有第一隔热层，其另一侧面设有第二隔热层；所述第一隔热层和所述第二隔热层通过粘合剂粘结在所述金属层上。申请号为201180016660.3的中国专利文献报道了一种硬金属材料和制造所述硬金属材料的部件的方法。所述硬金属材料包含分散于主体金属中的5-50vol％的耐火材料的颗粒。所述方法包括在惰性气氛中形成分散于液体主体金属中的5-50vol％的耐火材料颗粒的浆液，以及将所述浆液倾倒入模具中并形成所述部件的铸件。申请号为201410038578.6的中国专利文献报道了一种保温金属材料，所述保温金属材料包括金属板材和保温填充物，所述金属板材为长方形结构，所述金属板材内部为中空结构，所述保温填充物设置于金属板材内部的中空结构中，所述金属板材为一体结构，所述金属板材由铁、钛以及铜三种金属制成的合金组成，所述保温填充物由橡塑保温棉组成。
但是，上述金属材料的强度有待于进一步提高，不合适作为关节机器人使用。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种关节机器人用金属材料及其制备方法，强度较高。
有鉴于此，本发明提供了一种关节机器人用金属材料，由以下成分组成：Ni 1.3-3.5wt％、Zn 4.6-5.9wt％、Cu 1.1-1.8wt％、C 0.2-0.8wt％、Nb 1.3-1.8wt％、Ti 5.2-5.9wt％、Zr 0.8-1.6wt％、Mg 0.3-0.7wt％、Sm0.01-0.05wt％、Nd 0.01-0.05wt％、In0.01wt％，余量为Fe。
优选的，Ni 1.3-2.5wt％。
优选的，Zn 4.9-5.9wt％。
优选的，Cu 1.1-1.6wt％。
优选的，C 0.3-0.8wt％。
优选的，Nb 1.3-1.5wt％。
优选的，Ti 5.5-5.9wt％。
优选的，Zr 0.8-1.4wt％。
优选的，Mg 0.5-0.7wt％。
相应的，本发明还提供一种关节机器人用金属材料的制备方法，包括以下步骤：按照金属材料的成分，利用高频熔化炉，将合金元素熔化，以20℃/秒的冷却速度铸造该材料，得到铸块；对上述制备的铸块在400℃保温3小时，然后在800℃下保温1小时，水淬，得到关节机器人用金属材料。
本发明提供一种关节机器人用金属材料及其制备方法，由以下成分组成：Ni 1.3-3.5wt％、Zn 4.6-5.9wt％、Cu 1.1-1.8wt％、C 0.2-0.8wt％、Nb 1.3-1.8wt％、Ti 5.2-5.9wt％、Zr 0.8-1.6wt％、Mg 0.3-0.7wt％、Sm0.01-0.05wt％、Nd 0.01-0.05wt％、In0.01wt％，余量为Fe。与现有技术相比，本发明以Ni、Zn、Cu、C、Nb、Ti、Zr、Mg、Sm、Nd、In、Fe为成分，各个成分相互作用、相互影响，提高了制备的金属材料的强度，适合作为关节机器人使用。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种关节机器人用金属材料，由以下成分组成：Ni 1.3-3.5wt％、Zn 4.6-5.9wt％、Cu 1.1-1.8wt％、C 0.2-0.8wt％、Nb 1.3-1.8wt％、Ti 5.2-5.9wt％、Zr 0.8-1.6wt％、Mg 0.3-0.7wt％、Sm0.01-0.05wt％、Nd 0.01-0.05wt％、In0.01wt％，余量为Fe。
作为优选方案，Ni 1.3-2.5wt％，Zn 4.9-5.9wt％，Cu 1.1-1.6wt％，C 0.3-0.8wt％，Nb 1.3-1.5wt％，Ti 5.5-5.9wt％，Zr 0.8-1.4wt％，Mg0.5-0.7wt％。
相应的，本发明还提供一种关节机器人用金属材料的制备方法，包括以下步骤：按照金属材料的成分，利用高频熔化炉，将合金元素熔化，以20℃/秒的冷却速度铸造该材料，得到铸块；对上述制备的铸块在400℃保温3小时，然后在800℃下保温1小时，水淬，得到关节机器人用金属材料。
本发明提供一种关节机器人用金属材料及其制备方法，由以下成分组成：Ni 1.3-3.5wt％、Zn 4.6-5.9wt％、Cu 1.1-1.8wt％、C 0.2-0.8wt％、Nb 1.3-1.8wt％、Ti 5.2-5.9wt％、Zr 0.8-1.6wt％、Mg 0.3-0.7wt％、Sm0.01-0.05wt％、Nd 0.01-0.05wt％、In0.01wt％，余量为Fe。与现有技术相比，本发明以Ni、Zn、Cu、C、Nb、Ti、Zr、Mg、Sm、Nd、In、Fe为成分，各个成分相互作用、相互影响，提高了制备的金属材料的强度，适合作为关节机器人使用。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
本发明实施例采用的原料均为市购。
实施例1
一种关节机器人用金属材料，成分如下：
Ni 1.3wt％、Zn 5.9wt％、Cu 1.1wt％、C 0.8wt％、Nb 1.3wt％、Ti5.9wt％、Zr0.8wt％、Mg 0.7wt％、Sm 0.01wt％、Nd 0.05wt％、In 0.01wt％，余量为Fe。
按照关节机器人用金属材料的成分，利用高频熔化炉，将合金元素熔化，以20℃/秒的冷却速度铸造该材料，得到铸块；
对上述制备的铸块在400℃保温3小时，然后在800℃下保温1小时，水淬，得到关节机器人用金属材料。
对本实施例制备的关节机器人用金属材料的性能进行检测，铜合金的抗拉强度为732MPa。
实施例2
一种关节机器人用金属材料，成分如下：
Ni 3.5wt％、Zn 4.6wt％、Cu 1.8wt％、C 0.2wt％、Nb 1.8wt％、Ti5.2wt％、Zr1.6wt％、Mg 0.3wt％、Sm 0.05wt％、Nd 0.015wt％、In0.01wt％，余量为Fe。
按照关节机器人用金属材料的成分，利用高频熔化炉，将合金元素熔化，以20℃/秒的冷却速度铸造该材料，得到铸块；
对上述制备的铸块在400℃保温3小时，然后在800℃下保温1小时，水淬，得到关节机器人用金属材料。
对本实施例制备的关节机器人用金属材料的性能进行检测，铜合金的抗拉强度为733MPa。
实施例3
一种关节机器人用金属材料，成分如下：
Ni 3.1wt％、Zn 4.8wt％、Cu 1.5wt％、C 0.4wt％、Nb 1.4wt％、Ti5.5wt％、Zr0.9wt％、Mg 0.6wt％、Sm 0.02wt％、Nd 0.03wt％、In 0.01wt％，余量为Fe。
按照关节机器人用金属材料的成分，利用高频熔化炉，将合金元素熔化，以20℃/秒的冷却速度铸造该材料，得到铸块；
对上述制备的铸块在400℃保温3小时，然后在800℃下保温1小时，水淬，得到关节机器人用金属材料。
对本实施例制备的关节机器人用金属材料的性能进行检测，铜合金的抗拉强度为735MPa。
实施例4
一种关节机器人用金属材料，成分如下：
Ni 3.2wt％、Zn 5.5wt％、Cu 1.7wt％、C 0.7wt％、Nb 1.6wt％、Ti5.6wt％、Zr1.5wt％、Mg 0.4wt％、Sm 0.03wt％、Nd 0.02wt％、In 0.01wt％，余量为Fe。
按照关节机器人用金属材料的成分，利用高频熔化炉，将合金元素熔化，以20℃/秒的冷却速度铸造该材料，得到铸块；
对上述制备的铸块在400℃保温3小时，然后在800℃下保温1小时，水淬，得到关节机器人用金属材料。
对本实施例制备的关节机器人用金属材料的性能进行检测，铜合金的抗拉强度为737MPa。
实施例5
一种关节机器人用金属材料，成分如下：
Ni 2.6wt％、Zn 5.3wt％、Cu 1.4wt％、C 0.5wt％、Nb 1.5wt％、Ti5.6wt％、Zr0.9wt％、Mg 0.6wt％、Sm 0.02wt％、Nd 0.03wt％、In 0.01wt％，余量为Fe。
按照关节机器人用金属材料的成分，利用高频熔化炉，将合金元素熔化，以20℃/秒的冷却速度铸造该材料，得到铸块；
对上述制备的铸块在400℃保温3小时，然后在800℃下保温1小时，水淬，得到关节机器人用金属材料。
对本实施例制备的关节机器人用金属材料的性能进行检测，铜合金的抗拉强度为738MPa。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种关节机器人用金属材料，其特征在于，由以下成分组成：
Ni 1.3-3.5wt％、Zn 4.6-5.9wt％、Cu 1.1-1.8wt％、C 0.2-0.8wt％、Nb 1.3-1.8wt％、Ti 5.2-5.9wt％、Zr 0.8-1.6wt％、Mg 0.3-0.7wt％、Sm 0.01-0.05wt％、Nd0.01-0.05wt％、In 0.01wt％，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的关节机器人用金属材料，其特征在于，Ni 1.3-2.5wt％。
3.根据权利要求1所述的关节机器人用金属材料，其特征在于，Zn 4.9-5.9wt％。
4.根据权利要求1所述的关节机器人用金属材料，其特征在于，Cu 1.1-1.6wt％。
5.根据权利要求1所述的关节机器人用金属材料，其特征在于，C 0.3-0.8wt％。
6.根据权利要求1所述的关节机器人用金属材料，其特征在于，Nb 1.3-1.5wt％。
7.根据权利要求1所述的关节机器人用金属材料，其特征在于，Ti 5.5-5.9wt％。
8.根据权利要求1所述的关节机器人用金属材料，其特征在于，Zr 0.8-1.4wt％。
9.根据权利要求1所述的关节机器人用金属材料，其特征在于，Mg 0.5-0.7wt％。
10.一种权利要求1-9任意一项所述的关节机器人用金属材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照金属材料的成分，利用高频熔化炉，将合金元素熔化，以20℃/秒的冷却速度铸造该材料，得到铸块；
对上述制备的铸块在400℃保温3小时，然后在800℃下保温1小时，水淬，得到关节机器人用金属材料。
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