一种工业机器人机械臂的铸造方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111876658 A(43)申请公布日 2020.11.03

(21)申请号 202010923574.1(22)申请日 2020.09.04

(71)申请人 浙江坤博精工科技股份有限公司

地址 314300 浙江省嘉兴市海盐县秦山街

道许油车村(72)发明人 厉全明　沈国飞　罗鑫磊　赵仁华　

张松　于成林　翁晨凯　(74)专利代理机构 杭州中利知识产权代理事务

所(普通合伙) 33301

代理人 赖学能(51)Int.Cl.

C22C 37/04(2006.01)C22C 33/08(2006.01)C21C 1/10(2006.01)B22D 1/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页

()发明名称

一种工业机器人机械臂的铸造方法

(57)摘要

本发明公开了一种工业机器人机械臂的铸造方法，包括如下步骤：炉料熔炼、原铁水的球化处理和孕育处理、球化质量检测和浇注，与现有技术相比，本发明结构简单，设计合理，铸造得到的机械臂机械性能良好，抗疲劳性强，尺寸精准，内腔洁净，无粘砂，无披缝，满足了实际工作的使用需求。

CN 111876658 ACN 111876658 A

权　利　要　求　书

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1.一种工业机器人机械臂的铸造方法，其特征在于：包括如下步骤：A)炉料熔炼：将质量百分比为50-70％的生铁、25-40％的回炉料和5-20％的废钢置于电炉中熔炼，得到原铁水，然后将原铁水表面的渣滤去，对原铁水进行取样检测；

B)原铁水的球化处理和孕育处理：利用电热炉对球化剂、孕育剂和聚渣剂进行预热，然后将预热好的球化剂、孕育剂和聚渣剂加入到球化包内部，先将球化剂置于球化包的底部，然后将三分之一的孕育剂铺设在球化剂上，最后再覆盖上聚渣剂、珍珠岩和铁板，将三分之二原铁水冲入到球化包内部进行球化处理，球化反应结束后，将剩余的三分之二孕育剂随着剩余原铁水加入到球化包内部，同时进行均匀搅拌；

C)球化质量检测：待铁水反应完成后，搅拌并扒渣取样，检查球化质量并对成品铁水进行取样检测；

D)浇注：对砂芯内部进行涂料涂刷，所述涂料为耐高温的锆英粉涂料，在浇注前，向成品铁水投入大块硅铁进行随流孕育，浇注结束后，带铸件冷却至室温，得到成型铸件。

2.如权利要求1所述的一种工业机器人机械臂的铸造方法，其特征在于：所述的步骤A)中的电炉为中频感应电炉，所述电炉的熔炼温度为1480-1550℃。

3.如权利要求1所述的一种工业机器人机械臂的铸造方法，其特征在于：所述的步骤A)中的生铁、回炉料和废钢的优选质量百分比为60％、30％和10％，所述生铁为Q12球墨生铁。

4.如权利要求1所述的一种工业机器人机械臂的铸造方法，其特征在于：所述的步骤A)中原铁水的化学成分重量百分比为：C：3.65-3.8％，Si：1.5-1.7％，Mn：0.3-0.45％，P：＜0.1％，S：＜0.04％余量为Fe以及不可避免杂质。

5.如权利要求1所述的一种工业机器人机械臂的铸造方法，其特征在于：所述的步骤B)中球化剂、孕育剂和聚渣剂的预热温度为150-400℃，所述球化剂、孕育剂和聚渣剂的加入量分别为熔炼出铁量的1.4-1.6％、1.0-1.1％和0.02％，所述球化剂为稀土镁硅铁合金，所述球化剂的粒度为20-30mm，所述孕育剂为75SiFe，所述孕育剂的粒度为3-15mm，所述聚渣剂为氯化钠。

6.如权利要求1所述的一种工业机器人机械臂的铸造方法，其特征在于：所述的步骤C)中的成品铁水的化学成分重量百分比为：C：3.6-3.75％，Si：2.5-2.7％，Mn：0.3-0.45％，P：＜0.1％，S：＜0.02％，Re：0.02-0.05％，Mg0.03-0.07％余量为Fe以及不可避免杂质。

7.如权利要求1所述的一种工业机器人机械臂的铸造方法，其特征在于：所述的步骤D)中的大块硅铁为70硅铁，所述大块硅铁的加入量为熔炼出铁量的0.1-0.2％，所述浇注温度为1350-1440℃。

8.如权利要求1所述的一种工业机器人机械臂的铸造方法，其特征在于：所述的步骤D)中得到的成型铸件的金相组织为球化率＞85％，石墨大小为5-8级，球化分级1-4级，渗碳体与磷共晶的总和小于2％。

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说　明　书

一种工业机器人机械臂的铸造方法

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【技术领域】

[0001]本发明涉及铸造方法技术领域，特别是一种工业机器人机械臂的铸造方法。【背景技术】

[0002]工业机器人核心零部件国产化影响产业结构，意义深远。工业机器人作为 先进制造业中不可替代的重要装备和手段，已成为衡量一个国家制造业水平和 科技水平的重要标志。目前我国正处于加快转型升级的重要时期，以工业机器 人为主体的机器人产业，正是破解我国产业成本上升、环境制约问题的重要路 径选择。中国工业机器人市场近年来持续表现强劲，市场容量不断扩大。[0003]机器人手臂在实际应用中，需要长时间的运动，将会承受一定的重力，大 臂会长时间处于疲劳状态，现有技术铸造的大臂无法满足实际工作中的长时间 使用，因此，有必要提出一种工业机器人机械臂的铸造方法。

【发明内容】

[0004]本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种工业机器人机械臂的 铸造方法，本发明结构简单，设计合理，铸造得到的机械臂机械性能良好，抗 疲劳性强，尺寸精准，内腔洁净，无粘砂，无披缝，满足了实际工作的使用需 求。[0005]为实现上述目的，本发明提出了一种工业机器人机械臂的铸造方法，包括 如下步骤：

[0006]A)炉料熔炼：将质量百分比为50-70％的生铁、25-40％的回炉料和5-20％ 的废钢置于电炉中熔炼，得到原铁水，然后将原铁水表面的渣滤去，对原铁水 进行取样检测；[0007]B)原铁水的球化处理和孕育处理：利用电热炉对球化剂、孕育剂和聚渣剂 进行预热，然后将预热好的球化剂、孕育剂和聚渣剂加入到球化包内部，先将 球化剂置于球化包的底部，然后将三分之一的孕育剂铺设在球化剂上，最后再 覆盖上聚渣剂、珍珠岩和铁板，将三分之二原铁水冲入到球化包内部进行球化 处理，球化反应结束后，将剩余的三分之二孕育剂随着剩余原铁水加入到球化 包内部，同时进行均匀搅拌；[0008]C)球化质量检测：待铁水反应完成后，搅拌并扒渣取样，检查球化质量并 对成品铁水进行取样检测；[0009]D)浇注：对砂芯内部进行涂料涂刷，所述涂料为耐高温的锆英粉涂料，在 浇注前，向成品铁水投入大块硅铁进行随流孕育，浇注结束后，带铸件冷却至 室温，得到成型铸件。[0010]作为优选，所述的步骤A)中的电炉为中频感应电炉，所述电炉的熔炼温 度为1480-1550℃。

[0011]作为优选，所述的步骤A)中的生铁、回炉料和废钢的优选质量百分比为 60％、30％和10％，所述生铁为Q12球墨生铁。[0012]作为优选，所述的步骤A)中原铁水的化学成分重量百分比为：C：3.65-3.8％， Si：1.5-1.7％，Mn：0.3-0.45％，P：＜0.1％，S：＜0.04％余量为Fe以及不可避 免杂质。

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CN 111876658 A[0013]

说　明　书

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作为优选，所述的步骤B)中球化剂、孕育剂和聚渣剂的预热温度为150-400 ℃，所

述球化剂、孕育剂和聚渣剂的加入量分别为熔炼出铁量的1.4-1.6％、 1.0-1.1％和0.02％，所述球化剂为稀土镁硅铁合金，所述球化剂的粒度为 20-30mm，所述孕育剂为75SiFe，所述孕育剂的粒度为3-15mm，所述聚渣剂为 氯化钠。[0014]作为优选，所述的步骤C)中的成品铁水的化学成分重量百分比为：C：3.6-3.75％，Si：2.5-2.7％，Mn：0.3-0.45％，P：＜0.1％，S：＜0.02％，Re：0.02-0.05％， Mg0.03-0.07％余量为Fe以及不可避免杂质。[0015]作为优选，所述的步骤D)中的大块硅铁为70硅铁，所述大块硅铁的加入 量为熔炼出铁量的0.1-0.2％，所述浇注温度为1350-1440℃。[0016]作为优选，所述的步骤D)中得到的成型铸件的金相组织为球化率＞85％， 石墨大小为5-8级，球化分级1-4级，渗碳体与磷共晶的总和小于2％。[0017]本发明的有益效果：本发明结构简单，设计合理，采用QT450-10的球墨铸 铁为原料进行铸造，铸造得到的机械臂机械性能良好，抗疲劳性强，尺寸精准， 在砂芯内部涂刷耐高温的锆英粉涂料，减少内腔粘砂的倾向，进而使得铸件内 腔洁净，无粘砂，无披缝，满足了实际工作的使用需求。

[0018]本发明的特征及优点将通过实施例进行详细说明。

【具体实施方式】

[0019]本发明一种工业机器人机械臂的铸造方法，包括如下步骤：[0020]A)炉料熔炼：将质量百分比为50-70％的生铁、25-40％的回炉料和5-20％ 的废钢置于电炉中熔炼，得到原铁水，然后将原铁水表面的渣滤去，对原铁水 进行取样检测；[0021]B)原铁水的球化处理和孕育处理：利用电热炉对球化剂、孕育剂和聚渣剂 进行预热，然后将预热好的球化剂、孕育剂和聚渣剂加入到球化包内部，先将 球化剂置于球化包的底部，然后将三分之一的孕育剂铺设在球化剂上，最后再 覆盖上聚渣剂、珍珠岩和铁板，将三分之二原铁水冲入到球化包内部进行球化 处理，球化反应结束后，将剩余的三分之二孕育剂随着剩余原铁水加入到球化 包内部，同时进行均匀搅拌；[0022]C)球化质量检测：待铁水反应完成后，搅拌并扒渣取样，检查球化质量并 对成品铁水进行取样检测；[0023]D)浇注：对砂芯内部进行涂料涂刷，所述涂料为耐高温的锆英粉涂料，在 浇注前，向成品铁水投入大块硅铁进行随流孕育，浇注结束后，带铸件冷却至 室温，得到成型铸件。[0024]其中，所述的步骤A)中的电炉为中频感应电炉，所述电炉的熔炼温度为 1480-1550℃。

[0025]其中，所述的步骤A)中的生铁、回炉料和废钢的优选质量百分比为60％、 30％和10％，所述生铁为Q12球墨生铁。[0026]其中，所述的步骤A)中原铁水的化学成分重量百分比为：C：3.65-3.8％， Si：1.5-1.7％，Mn：0.3-0.45％，P：＜0.1％，S：＜0.04％余量为Fe以及不可避 免杂质。[0027]其中，所述的步骤B)中球化剂、孕育剂和聚渣剂的预热温度为150-400℃， 所述球化剂、孕育剂和聚渣剂的加入量分别为熔炼出铁量的1.4-1.6％、1.0-1.1％ 和0.02％，所述球化剂为稀土镁硅铁合金，所述球化剂的粒度为20-30mm，所 述孕育剂为75SiFe，所述孕

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育剂的粒度为3-15mm，所述聚渣剂为氯化钠。[0028]其中，所述的步骤C)中的成品铁水的化学成分重量百分比为：C：3.6-3.75％， Si：2.5-2.7％，Mn：0.3-0.45％，P：＜0.1％，S：＜0.02％，Re：0.02-0.05％， Mg0.03-0.07％余量为Fe以及不可避免杂质。[0029]其中，所述的步骤D)中的大块硅铁为70硅铁，所述大块硅铁的加入量为 熔炼出铁量的0.1-0.2％，所述浇注温度为1350-1440℃。[0030]其中，所述的步骤D)中得到的成型铸件的金相组织为球化率＞85％，石 墨大小为5-8级，球化分级1-4级，渗碳体与磷共晶的总和小于2％。[0031]此外，本发明中的砂芯设计采用六边芯头固定，将芯头周边加大延伸出来， 可保证下芯后，砂芯不会活动，从而保证砂芯稳定，采用陶瓷过滤网式浇道设 计，陶瓷过滤网可以有效的防止夹渣物、微小的氧化渣的流入，确保铸件质量。[0032]与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构简单，设计合理，采用 QT450-10的球墨铸铁为原料进行铸造，铸造得到的机械臂机械性能良好，抗疲 劳性强，尺寸精准，在砂芯内部涂刷耐高温的锆英粉涂料，减少内腔粘砂的倾 向，进而使得铸件内腔洁净，无粘砂，无披缝，满足了实际工作的使用需求。[0033]上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单 变换后的方案均属于本发明的保护范围。

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