[發明專利]一種機器人連接體及其制備工藝

在審

• 申請號: 201710886525.3
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107904449A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 華吉;華勝
• 申請（專利權）人: 寧波華源精特金屬制品有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/02;C22F1/04;C23C24/10;B23P15/00
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(普通合伙)33243
• 代理人: 洪珊珊

技術領域

本發明涉及一種機器人連接體及其制備工藝，屬于金屬材料領域。

背景技術

機器人作為新科技技術下的產品，可以在很多領域工作甚至取代人勞動力。所以，在機器人的大量生產中，制造機器人選用的材料則是我們優先考慮的因素。鋁合金以其高強度、低密度、耐蝕性好而被廣泛使用。

鋁合金是指以鋁為基礎，加入一定量的鎂、硅、鉬、鉻、錳等元素并控制雜質元素含量而組成的合金體系。鋁合金具有高強度、高硬度、重量輕和良好的延展性，特別適合于作結構材料，因此被廣泛應用于國防工業和民用工業中，尤其在汽車、摩托車、槍械和家電行業中占有重要地位。

傳統的鋁合金制品通常采用壓力加工，使被加工的鋁(坯、錠等)產生塑性變形，然后根據鋁材加工溫度不同分冷加工和熱加工兩種。鋁材的主要加工方法有：軋制、鍛造、擠壓等。一般的合金材料和加工方法可以滿足普通環境下的使用，但是在提升鋁合金的性能上(如強度、硬度)依然需要深入研究。

針對傳統鋁合金裂紋多、延伸率差等缺點，公開號106048379A公開了一種通過在鋁合金中加入稀土、鍶等元素來提高產品的韌性、延伸率。然而，僅僅提升鋁合金的韌性、延伸率等性能并不能使鋁合金應對復雜的環境。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明提供一種高強度、高硬度、耐蝕以及低雜質元素的機器人連接體。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種機器人連接體，所述的機器人連接體由鋁合金制成，鋁合金的成分及其質量百分比組成：Hg：2-4％、Ge：3-7％、Zn：2-4％、Sn：1-2％、Mn：1-3％、余量為Al和雜質。

原料中的鍺是改善鋁合金流動性能的主要成份，鋁合金從共晶到過共晶都能得到最好的流動性。另外，鍺可改善鋁合金的抗拉強度、硬度、切削性以及較高溫度時的強度，降低產品的延伸率。通常情況下，汞極少作為一種添加型元素加入到合金中，但本發明的鋁合金中，汞可以與鋅形成鋅汞齊二元化合物，強化鋁合金的性能，提高鋁合金的強度與硬度。

作為優選，在所述鋁合金成分中，所述雜質包括H＜0.007％、O＜0.017％。鋁合金中的H容易造成材料氫碎，在制備過程中，應時刻注意空氣的混入。

本發明在合理選用材料配比的同時還提供了另一種技術方案：

一種機器人連接體的制備工藝，所述的方法包括如下步驟：

(1)熔煉：按上述鋁合金的成分及其質量百分比稱取原料，將原料熔煉成鋁合金液并澆注成鋁合金板；

(2)熱處理：將鋁合金板加熱至150-450℃，在其表面鋪上一層Na粉，保持30-50min，然后退火處理；

(3)成型：將熱處理后的鋁合金板進行切削、機加工后得機器人連接體半成品；

(4)表面處理：在機器人連接體半成品表面均勻覆蓋一層鎂粉，然后進行表面離子束轟擊處理，得機器人連接體成品。

具有高強度兼有高韌性、低脆性轉變溫度的鋁合金是較理想的結構材料，而晶粒細化是最直接有效的途徑。細化晶粒可以通過變形工藝或者相變工藝來完成，鈉作為一種鋁合金變質劑，在鋁合金半固態下滲入，在合金液中與鋁生成溶點高且細小的鈉-鋁化合物，具有與鍺相近的晶格結構和晶格常數，因而成為了鍺結晶時的異質核心、產生異相生核作用，促使熔液中的鍺晶坯和原子快速生長為晶核，使晶核數量大大增加，從而實現細化晶粒的目的。

最后，本發明通過在鋁合金表面覆蓋鎂粉，再進行氦離子束高速轟擊，使鋁合金表面的各種元素的原子與鎂原子相互熔合，形成新的表面合金相，即形成合金保護膜，大大增強了鋁合金的耐腐蝕性能。

作為優選，在機器人支撐板的制備工藝中，所述Na粉、Mg粉為250-450目的粉末。控制材料粉末粒徑可以使材料更易融入鋁合金中，減少材料間的空隙，降低產品裂紋產生概率。

作為優選，在步驟(2)中，所述熱處理中退火溫度為300-700℃，保持該溫度2-4h，冷卻速度為15-25℃/min，冷卻至室溫。退火能改善產品切削加工性，消除殘余應力，穩定尺寸，減少變形與裂紋傾向，同時細化晶粒，均勻材料組織和改善材料性能。

作為優選，在步驟(4)中，所述表面處理中離子束為氦離子束，離子束轟擊速度為150-250m/s，轟擊次數為3-5次。采用高速氦離子束進行轟擊，帶來巨大的能量，能在極短的時間內使得鋁合金表面的各種原子相融合，從而形成新的表面合金相，提升產品性能。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：

(1)原料中的鍺是改善鋁合金流動性能的主要成份，鋁合金從共晶到過共晶都能得到最好的流動性。