一种高负载耐磨损码垛机器臂的制备方法

摘要

本发明公开了一种高负载耐磨损码垛机器臂的制备方法，由以下重量百分比成分组成：C：3.0‑4.5％，Cr：12‑25％，Si：0.6‑0.9％，Mo：0.4‑1.3％，Mn：0.4‑1.4％，Ni：0.2‑0.8％，V：0.01‑0.06％，S：0.02‑0.08％，P：0.01‑0.06％，Zn：0.01‑0.06％。本发明制备方法包括以下步骤：首先将废钢、生铁熔化并进行预脱氧操作，接着加入铬铁、锰铁和硅铁得到铁水，然后再加入硅进行终脱氧、扒渣处理，铁水浇注成型后进行热处理和表面处理即可。本发明码垛机器臂具有良好的高负载能力和硬度，制备方法简单有效，适合在工业中大规模推广。

权利要求

1.一种高负载耐磨损码垛机器臂的制备方法，其特征在于，由以下重量百分比组成：C：

3.0-4.5％，Cr：12-25％，Si：0.6-0.9％，Mo：0.4-1.3％，Mn：0.4-1.4％，Ni：0.2-0.8％，V：

0.01-0.06％，S：0.02-0.08％，P：0.01-0.06％，Zn：0.01-0.06％；

其制备方法包括以下步骤：

(1)首先按重量百分比称取原料废钢、生铁，然后放入感应炉内熔化并进行预脱氧操作，接着加入铬铁、锰铁和硅铁，待原料全部熔解完得到铁水；

(2)取铁水试样进行含量分析，根据分析结果将所述铁水调整至合格铁水的要求，然后加入石灰石；

(3)然后将合格的铁水温度提高到1550-1600℃，加入硅，每间隔15-20min投入一次，分三次投入，然后进行终脱氧、扒渣处理；

(4)待处理过的铁水温度降至1400-1460℃时，加入碳化钒颗粒混合搅拌20-30min，通过保护套管浇入中间包内，然后以0.6-1.0L/min的速度倒入模具进行浇注，浇注完毕后待铁水冷却凝固后得到高负载耐磨损码垛机器臂；

(5)最后将高负载耐磨损码垛机器臂放入加热炉中保温2-3h，其中加热炉的温度为

1000-1200℃，然后在高压除鳞剂中除鳞1-2h，冷却至室温即可。

2.如权利要求1所述的高负载耐磨损码垛机器臂的制备方法，其特征在于，由以下重量百分比组成：C：3.5-4.0％，Cr：16-20％，Si：0.7-0.85％，Mo：0.8-1.0％，Mn：0.6-1.2％，Ni：

0.2-0.4％，V：0.02-0.05％，S：0.02-0.025％，P：0.03-0.04％，Zn：0.02-0.04％。

3.如权利要求1所述的高负载耐磨损码垛机器臂的制备方法的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中加入的硅质量占所述合格铁水质量的0.1-0.3％。

4.如权利要求1所述的高负载耐磨损码垛机器臂的制备方法，其特征在于，所述的步骤(5)中的冷却的速度为50-70℃/h。

说明书

一种高负载耐磨损码垛机器臂的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及合金材料领域，具体涉及一种高负载耐磨损码垛机器臂产品的制备方法。

背景技术

[0002] 码垛机，它是将输送机输送来的料袋、纸箱或是其它包装材料按照客户工艺要求的工作方式自动堆叠成垛，并将成垛的物料进行输送的设备。目前上市场上比较多的是自动码垛机，它是机、电一体化高新技术产品，中、低位码垛机可以满足中低产量的生产需要。可按照要求的编组方式和层数，完成对料袋、胶块、箱体等各种产品的码垛，最优化的设计使得垛形紧密、整齐。自动码垛机按智能化水平分为机器人码垛机和机械式码垛两种，机械式码垛机又可以分为龙门式码垛码垛机、立柱式码垛机、机械臂式码垛机。

[0003] 目前，国内普遍采用合金材料来制备码垛机器臂，合金材料为满足不同工况要求，除调整含碳量外，还辅以其它合金元素，如镍、钨、钼等，形成多元合金材料来满足码垛机器臂的市场要求。但是目前码垛机器臂制备工艺中常出现夹渣、气孔、缩孔、缩松等缺陷，使所制备出来的码垛机器臂内部组织致密度不高，硬度不够，负载量不高，在使用中容易被磨损，使用寿命短。

发明内容

[0004] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种高负载耐磨损码垛机器臂的制备方法，使得所发明的高负载耐磨损码垛机器臂具有良好的良好的高负载能力和硬度。

[0005] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

[0006] 本发明提供了一种高负载耐磨损码垛机器臂，由以下重量百分比组成：C：3.0-4.5％，Cr：12-25％，Si：0.6-0.9％，Mo：0.4-1.3％，Mn：0.4-1.4％，Ni：0.2-0.8％，V：0.01-
0.06％，S：0.02-0.08％，P：0.01-0.06％，Zn：0.01-0.06％。

[0007] 优选地，由以下重量百分比组成：C：3.5-4.0％，Cr：16-20％，Si：0.7-0.85％，Mo：0.8-1.0％，Mn：0.6-1.2％，Ni：0.1-0.4％，V：0.02-0.05％，S：0.018-0.025％，P：0.03-
0.04％，Zn：0.02-0.04％。

[0008] 优选地，由以下重量百分比组成：C：3.5％，Cr：16％，Si：0.75％，Mo：1.0％，Mn：0.8％，Ni：0.2％，V：0.03％，S：0.019％，P：0.03％，Zn：0.02％。

[0009] 一种如高负载耐磨损码垛机器臂的制备方法，包括以下步骤：

[0010] (1)首先按重量百分比称取原料废钢、生铁，然后放入感应炉内熔化并进行预脱氧操作，接着加入铬铁、锰铁和硅铁，待原料全部溶解完得到铁水；

[0011] (2)取铁水试样进行含量分析，根据分析结果将所述铁水调整至合格铁水的要求，然后加入石灰石；

[0012] (3)然后将合格的铁水温度提高到1550-1600℃，加入硅，每间隔15-20min投入一次，分三次投入，然后进行终脱氧、扒渣处理；

[0013] (4)待处理过的铁水温度降至1400-1460℃时，加入碳化钒颗粒混合搅拌20-30min，通过保护套管浇入中间包内，然后以0.6-1.0L/min的速度倒入模具进行浇注，浇注完毕后待铁水冷却凝固后得到高负载耐磨损码垛机器臂；

[0014] (5)最后将高负载耐磨损码垛机器臂放入加热炉中保温2-3h，其中加热炉的温度为1000-1200℃，然后在高压除鳞机中除鳞1-2h，冷却至室温即可。

[0015] 优选地，所述的步骤(3)中加入的硅质量占所述合格铁水质量0.1-0.3％。

[0016] 优选地，所述的步骤(5)中的冷却的速度为50-70℃/h，除鳞机中的水压为20-30MPa。

[0017] 本发明有益效果：

[0018] 本发明通过对产品元素含量的科学配比，使发明的码垛机器臂具有良好的高负载能力和硬度，另外在制备方法中铁水浇注前加入碳化钒颗粒，碳化钒颗粒有着良好的化学稳定性和高温性能，不仅能够明显提高合金性能，还可以抑制合金晶粒增长和改善组织结构，能够有效的控制机器臂材料中出现的夹渣、气孔、缩孔、缩松等缺陷，从而使所制备出来的码垛机器臂内部组织致密度高，具有更高的硬度，具有更高的负载能力；本发明加入硅进行三次脱氧，铸造机器臂过程中以降低其钢中氧含量，硅除了生成氧化物沉淀之外，还生成氮化物继续和氧反应，除氧效果更显著。本发明码垛机器臂热处理过程中采用先加热再除鳞最后再空冷的方式，通过改变材料内部的显微组织和材料表面细微处理，能够有效的提高码垛机器臂的韧度和耐磨性，使所得到的产品更具有优良的品质，本发明配比科学合理，制备方法简单有效，适合在工业中大规模推广。

具体实施方式

[0019] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0020] 实施例1：

[0021] 一种高负载耐磨损码垛机器臂，由以下重量百分比组成：C：3.5，Cr：18％，Si：0.7％，Mo：0.8％，Mn：0.8％，Ni：0.2％，V：0.03％，S：0.018％，P：0.03％，Zn：0.02％。

[0022] 制备方法包括以下步骤：

[0023] (1)首先按重量百分比称取原料废钢、生铁，然后放入感应炉内熔化并进行预脱氧操作，接着加入铬铁、锰铁和硅铁，待原料全部溶解完得到铁水；

[0024] (2)取铁水试样进行含量分析，根据分析结果将所述铁水调整至合格铁水的要求，然后加入石灰石；

[0025] (3)然后将合格的铁水温度提高到1550℃，加入占所述合格铁水质量0.1％的硅，每间隔15min投入一次，分三次投入，然后进行终脱氧、扒渣处理；

[0026] (4)待处理过的铁水温度降至1420℃时，加入碳化钒颗粒混合搅拌20min，通过保护套管浇入中间包内，然后以0.6L/min的速度倒入模具进行浇注，浇注完毕后待铁水冷却凝固后得到高负载耐磨损码垛机器臂；

[0027] (5)最后将高负载耐磨损码垛机器臂放入加热炉中保温2h，其中加热炉的温度为1000℃，然后在水压为20MPa的高压除鳞机中除鳞1h，接着以50℃/h的冷却速度冷却至室温即可。

[0028] 实施例2：

[0029] 一种高负载耐磨损码垛机器臂，由以下重量百分比组成：C：3.6％，Cr：16％，Si：0.7％，Mo：0.8％，Mn：0.8％，Ni：0.12％，V：0.02％，S：0.02％，P：0.03％，Zn：0.02％。

[0030] 制备方法包括以下步骤：

[0031] (1)首先按重量百分比称取原料废钢、生铁，然后放入感应炉内熔化并进行预脱氧操作，接着加入铬铁、锰铁和硅铁，待原料全部溶解完得到铁水；

[0032] (2)取铁水试样进行含量分析，根据分析结果将所述铁水调整至合格铁水的要求，然后加入石灰石；

[0033] (3)然后将合格的铁水温度提高到1600℃，加入占所述合格铁水质量0.2％的硅，每间隔16min投入一次，分三次投入，然后进行终脱氧、扒渣处理；

[0034] (4)待处理过的铁水温度降至1440℃时，加入碳化钒颗粒混合搅拌25min，通过保护套管浇入中间包内，然后以0.8L/min的速度倒入模具进行浇注，浇注完毕后待铁水冷却凝固后得到高负载耐磨损码垛机器臂；

[0035] (5)最后将高负载耐磨损码垛机器臂放入加热炉中保温3h，其中加热炉的温度为1200℃，然后在水压为25MPa的高压除鳞机中除鳞1h，接着以50℃/h的冷却速度冷却至室温即可。

[0036] 实施例3：

[0037] 一种高负载耐磨损码垛机器臂，由以下重量百分比组成：C：3.5％，Cr：18％，Si：0.7％，Mo：0.8％，Mn：0.9％，Ni：0.3％，V：0.03％，S：0.018％，P：0.04％，Zn：0.04％。

[0038] 制备方法包括以下步骤：

[0039] (1)首先按重量百分比称取原料废钢、生铁，然后放入感应炉内熔化并进行预脱氧操作，接着加入铬铁、锰铁和硅铁，待原料全部溶解完得到铁水；

[0040] (2)取铁水试样进行含量分析，根据分析结果将所述铁水调整至合格铁水的要求，然后加入石灰石；

[0041] (3)然后将合格的铁水温度提高到1550℃，加入占所述合格铁水质量0.3％的硅，每间隔20min投入一次，分三次投入，然后进行终脱氧、扒渣处理；

[0042] (4)待处理过的铁水温度降至1460℃时，加入碳化钒颗粒混合搅拌25min，通过保护套管浇入中间包内，然后以0.8L/min的速度倒入模具进行浇注，浇注完毕后待铁水冷却凝固后得到高负载耐磨损码垛机器臂；

[0043] (5)最后将高负载耐磨损码垛机器臂放入加热炉中保温3h，其中加热炉的温度为1200℃，然后在水压为25MPa的高压除鳞机中除鳞2h，接着以70℃/h的冷却速度冷却至室温即可。

[0044] 实施例4：

[0045] 一种高负载耐磨损码垛机器臂，由以下重量百分比组成：C：3.8％，Cr：18％，Si：0.7％，Mo：0.8％，Mn：1.0％，Ni：0.2％，V：0.03％，S：0.02％，P：0.03％，Zn：0.02％。

[0046] 制备方法包括以下步骤：

[0047] (1)首先按重量百分比称取原料废钢、生铁，然后放入感应炉内熔化并进行预脱氧操作，接着加入铬铁、锰铁和硅铁，待原料全部溶解完得到铁水；

[0048] (2)取铁水试样进行含量分析，根据分析结果将所述铁水调整至合格铁水的要求，然后加入石灰石；

[0049] (3)然后将合格的铁水温度提高到1550℃，加入占所述合格铁水质量0.3％的硅，每间隔16min投入一次，分三次投入，然后进行终脱氧、扒渣处理；

[0050] (4)待处理过的铁水温度降至1460℃时，加入碳化钒颗粒混合搅拌30min，通过保护套管浇入中间包内，然后以1.0L/min的速度倒入模具进行浇注，浇注完毕后待铁水冷却凝固后得到高负载耐磨损码垛机器臂；

[0051] (5)最后将高负载耐磨损码垛机器臂放入加热炉中保温3h，其中加热炉的温度为1200℃，然后在水压为30MPa的高压除鳞机中除鳞2h，接着以70℃/h的冷却速度冷却至室温即可。

[0052] 实施例5：

[0053] 一种高负载耐磨损码垛机器臂，由以下重量百分比组成：C：3.8％，Cr：18％，Si：0.7％，Mo：0.8％，Mn：0.8％，Ni：0.2％，V：0.03％，S：0.018％，P：0.03％，Zn：0.02％。

[0054] 制备方法包括以下步骤：

[0055] (1)首先按重量百分比称取原料废钢、生铁，然后放入感应炉内熔化并进行预脱氧操作，接着加入铬铁、锰铁和硅铁，待原料全部溶解完得到铁水；

[0056] (2)取铁水试样进行含量分析，根据分析结果将所述铁水调整至合格铁水的要求，然后加入石灰石；

[0057] (3)然后将合格的铁水温度提高到1600℃，加入占所述合格铁水质量0.3％的硅，每间隔17min投入一次，分三次投入，然后进行终脱氧、扒渣处理；

[0058] (4)待处理过的铁水温度降至1460℃时，加入碳化钒颗粒混合搅拌28min，通过保护套管浇入中间包内，然后以0.8L/min的速度倒入模具进行浇注，浇注完毕后待铁水冷却凝固后得到高负载耐磨损码垛机器臂；

[0059] (5)最后将高负载耐磨损码垛机器臂放入加热炉中保温3h，其中加热炉的温度为1200℃，然后在水压为30MPa的高压除鳞机中除鳞2h，接着以70℃/h的冷却速度冷却至室温即可。

[0060] 实施例6：

[0061] 一种高负载耐磨损码垛机器臂，由以下重量百分比组成：C：4.0％，Cr：18％，Si：0.7％，Mo：0.8％，Mn：0.8％，Ni：0.2％，V：0.02％，S：0.018％，P：0.03％，Zn：0.02％。

[0062] 制备方法包括以下步骤：

[0063] (1)首先按重量百分比称取原料废钢、生铁，然后放入感应炉内熔化并进行预脱氧操作，接着加入铬铁、锰铁和硅铁，待原料全部溶解完得到铁水；

[0064] (2)取铁水试样进行含量分析，根据分析结果将所述铁水调整至合格铁水的要求，然后加入石灰石；

[0065] (3)然后将合格的铁水温度提高到1550℃，加入占所述合格铁水质量0.3％的硅，每间隔17min投入一次，分三次投入，然后进行终脱氧、扒渣处理；

[0066] (4)待处理过的铁水温度降至1420℃时，加入碳化钒颗粒混合搅拌20min，通过保护套管浇入中间包内，然后以1.0L/min的速度倒入模具进行浇注，浇注完毕后待铁水冷却凝固后得到高负载耐磨损码垛机器臂；

[0067] (5)最后将高负载耐磨损码垛机器臂放入加热炉中保温3h，其中加热炉的温度为1200℃，然后在水压为30MPa的高压除鳞机中除鳞2h，接着以60℃/h的冷却速度冷却至室温即可。

[0068] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。