本發明涉及合金材料技術領域，具體涉及一種機械臂上基座及其制備方法。
背景技術：
作為20世紀以來人類工業發展的重要成果之一的機器人技術，自上世紀60年代誕生第一臺工業機器人以后，就顯示了極強的生命力，經過50多年的快速發展，機器人技術在學術研究和工業應用方面都應取得了巨大突破，如今的機器人已具有靈活性好，效率高、智能化程度高、可重復性強等一系列優點，并具有一定的獨立性，能夠協助人類進行難以完成的工作任務，已經廣泛應用于工業制造生產、醫療、軍事、家用等各個領域，完成檢測、焊接、裝配、打磨、搬運等操作，將人類從重復、危險、枯燥的工作中解放出來，提高生產效率的同時，保證了生產過程的連續性、穩定性和可靠性。機械臂基座作為機械臂的組成部分，承受著整個機械臂的重量，因此需要具有較高的強度和硬度，同時還要具有減震性，對于可旋轉的基座而言，不僅要具有強度和剛度，而且還要具有耐磨性，以延長機械臂的使用壽命。
技術實現要素：
(一)解決的技術問題
本發明提供了一種機械臂上基座及其制備方法，使得機械臂基座具有較高的強度、硬度和耐磨性。
(二)技術方案
為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：
一種機械臂上基座，其含有的化學元素成分及質量百分比如下：C：2.5-3.2％、Cu：0.3-0.45％、Mn：0.7-1.2％、Mg：0.1-0.4％、Bi：0.05-0.2％、Si：1.2-3.2％、Sn：0.02-0.08％、Ni：0.2-1.8％、P：0.3-0.9％，B：0.04-0.09％，其余為Fe和不可避免的雜質。
優選的，所述機械臂上基座含有的化學元素成分及質量百分比如下：C：2.9％、Cu：0.35％、Mn：0.95％、Mg：0.1％、Bi：0.12％、Si：2.3％、Sn：0.05％、Ni：0.5％、P：0.3％，B：0.06％，其余為Fe和不可避免的雜質。
優選的，所述機械臂上基座含有的化學元素成分及質量百分比如下：C：2.7％、Cu：0.39％、Mn：0.8％、Mg：0.25％、Bi：0.15％、Si：1.6％、Sn：0.02％、Ni：1.1％、P：0.7％，B：0.08％，其余為Fe和不可避免的雜質。
一種機械臂上基座的制備方法，其特征在于，步驟如下：(1)按原料百分比稱取各原料；(2)將混合原料放入電爐中熔融，得到鐵水；(3)將步驟(2)熔融的鐵水澆注到預熱的模具型腔內，制得鑄件；(4)將步驟(3)所得鑄件加熱到760-950℃，保溫5-8h，置于空氣中迅速冷卻到150-250℃，再加熱到500-650℃，保溫6-10h，隨爐冷卻到280-320℃，再空冷到室溫；(5)對步驟(4)所得鑄件進行表面修補、精整。
優選的，步驟(2)所述熔融的條件是1460-1550℃。
優選的，步驟(3)模具型腔的預熱溫度是360-410℃。
(三)有益效果
本發明提供了一種機械臂上基座及其制備方法，原料組成中銅的加入能使組織更加致密，并且能細化和改善石墨的均勻分布，既能降低鑄鐵的白口傾向，又能降低奧氏體轉變臨界溫度，細化和增加珠光體；錳能夠降低共析轉變溫度，穩定和細化珠光體，增加鑄鐵的強度和硬度；硅能使鐵水抗氧化能力增強，降低氮氣在鐵水中的溶解度，促進石墨化，對鐵素體有固溶強化作用，增加鑄鐵強度；鎳溶于鐵素體和珠光體的固溶體中，使之逐漸變為索氏體，硬化鑄鐵的基體，增加鑄鐵的硬度和強度；鎂可以使石墨按照球狀析出，促進石墨球化；鉍作為表面活性元素，能吸附在石墨晶核表面，限制石墨生長從而減少石墨尺寸，達到提高綜合力學性能、改善均勻性、加大組織調節的目的；磷主要以二元或三元磷共晶的形式存在于鑄鐵中，使鑄鐵強度提高，而且增加鑄鐵的耐磨性；錫可以提高鑄鐵強度，而不增加鑄鐵脆性；在制備方法中，將鑄件加熱到760-950℃，對鑄件進行正火處理，處理后的鑄件珠光體含量增加，白口傾向消除，增強了鑄件的強度、硬度和耐磨性，隨后對鑄件進行去應力退火，在不改變強度和硬度的條件下，消除正火過程中產生的殘余應力，穩定鑄件的幾何尺寸。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
實施例1：
一種機械臂上基座，其含有的化學元素成分及質量百分比為：C：2.9％、Cu：0.35％、Mn：0.95％、Mg：0.1％、Bi：0.12％、Si：2.3％、Sn：0.05％、Ni：0.5％、P：0.3％，B：0.06％，其余為Fe和不可避免的雜質；其制備方法如下所述：
(1)按原料百分比稱取各種原料；(2)將混合原料放入電爐中1480℃條件下熔融，得到鐵水；(3)將模具預熱到370℃，把步驟(2)熔融的鐵水澆注到模具型腔內，制得鑄件；(4)將步驟(3)所得鑄件加熱到760℃，保溫8h，置于空氣中迅速冷卻到180℃，再加熱到620℃，保溫7h，隨爐冷卻到300℃，再空冷到室溫；(5)對步驟(4)所得鑄件進行表面修補、精整。
實施例2：
一種機械臂上基座，其含有的化學元素成分及質量百分比為：C：2.7％、Cu：0.39％、Mn：0.8％、Mg：0.25％、Bi：0.15％、Si：1.6％、Sn：0.02％、Ni：1.1％、P：0.7％，B：0.08％，其余為Fe和不可避免的雜質；其制備方法如下所述：
(1)按原料百分比稱取各種原料；(2)將混合原料放入電爐中1510℃條件下熔融，得到鐵水；(3)將模具預熱到390℃，把步驟(2)熔融的鐵水澆注到模具型腔內，制得鑄件；(4)將步驟(3)所得鑄件加熱到830℃，保溫7h，置于空氣中迅速冷卻到210℃，再加熱到560℃，保溫8h，隨爐冷卻到290℃，再空冷到室溫；(5)對步驟(4)所得鑄件進行表面修補、精整。
實施例3：
一種機械臂上基座，其含有的化學元素成分及質量百分比為：C：2.5％、Cu：0.3％、Mn：0.7％、Mg：0.4％、Bi：0.2％、Si：3.2％、Sn：0.03％、Ni：0.2％、P：0.5％，B：0.04％，其余為Fe和不可避免的雜質；其制備方法如下所述：
(1)按原料百分比稱取各種原料；(2)將混合原料放入電爐中1550℃條件下熔融，得到鐵水；(3)將模具預熱到410℃，把步驟(2)熔融的鐵水澆注到模具型腔內，制得鑄件；(4)將步驟(3)所得鑄件加熱到950℃，保溫5h，置于空氣中迅速冷卻到250℃，再加熱到500℃，保溫10h，隨爐冷卻到280℃，再空冷到室溫；(5)對步驟(4)所得鑄件進行表面修補、精整。
實施例4：
一種機械臂上基座，其含有的化學元素成分及質量百分比為：C：3.2％、Cu：0.45％、Mn：1.2％、Mg：0.2％、Bi：0.05％、Si：1.2％、Sn：0.08％、Ni：1.8％、P：0.9％，B：0.09％，其余為Fe和不可避免的雜質；其制備方法如下所述：
(1)按原料百分比稱取各種原料；(2)將混合原料放入電爐中1460℃條件下熔融，得到鐵水；(3)將模具預熱到360℃，把步驟(2)熔融的鐵水澆注到模具型腔內，制得鑄件；(4)將步驟(3)所得鑄件加熱到900℃，保溫6h，置于空氣中迅速冷卻到150℃，再加熱到650℃，保溫6h，隨爐冷卻到320℃，再空冷到室溫；(5)對步驟(4)所得鑄件進行表面修補、精整。
綜上，本發明實施例具有如下有益效果：
本發明提供了一種機械臂上基座及其制備方法，該方法制備的上基座具有高的強度、硬度和耐磨性，尤其對于可旋轉的上基座而言，其耐磨性滿足機械臂的工作要求，有助于延長機械臂的使用壽命。
需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。