[发明专利]一种机器人焊臂用铜基合金

说明书

本发明公开了一种机器人焊臂用铜基合金，按重量百分比计，主要是由以下成分组成：Mn:0.15～0.5％、Fe:0.2～0.6％、Ni:0.3～0.7％、Al:9.3～12.5％、余量为Cu。其生产工艺流程为：(1)配料及前处理；(2)真空熔炼铸锭；(3)再熔融；(4)热处理。本发明的铜基合金材料有很高的抗疲劳性能，铸造性能好，合金组织致密性好，且本发明制备该铜基合金材料的工艺也比较简单，得到的材料纯度较高，缩孔较小，晶偏程度低，内在质量好，这种材料用于焊接机器人焊臂材料非常适合，可以有效满足生产需要。

技术领域

本发明涉及机器人焊臂材料技术领域，具体是涉及一种机器人焊臂用铜基合金。

背景技术

焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人。随着电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展，自动焊接机器人,从60年代开始用于生产以来，其技术已日益成熟，主要有以下优点：1)稳定和提高焊接质量，能将焊接质量以数值的形式反映出来；2)提高劳动生产率；3)改善工人劳动强度，可在有害环境下工作；4)降低了对工人操作技术的要求；5)缩短了产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资。因此，在各行各业已得到了广泛的应用。

焊接机器人是需要长时间的进行焊接工作，一般的焊接臂材料在强度方面达不到要求，满足不了生产需要。金属材料是最重要的工程材料，包括金属和以金属为基的合金。因此本发明着手于研制出一种抗疲劳性能高、铸造性能好、合金组织致密性好的合金材料来制备机器人焊臂，以满足焊接要求，提高效率。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种抗疲劳性能高、铸造性能好、合金组织致密性好的机器人焊臂用铜基合金。

本发明的技术方案是：

一种机器人焊臂用铜基合金，按重量百分比计，主要是由以下成分组成：Mn:0.15～0.5％、Fe:0.2～0.6％、Ni:0.3～0.7％、Al:9.3～12.5％、余量为Cu。

优选配比为：Mn:0.2～0.45％、Fe:0.3～0.5％、Ni:0.4～0.6％、Al:9.8～12％、余量为Cu。

更优选的配比为：Mn:0.325％、Fe:0.4％、Ni:0.5％、Al:10.9％、余量为Cu。

一种机器人焊臂用铜基合金，其生产工艺流程为：

(1)配料及前处理：按所述配方配料，所有原材料均切成10cm*10cm的小块后清洗干净，于180～250℃烘烤0.5～3.5h；

(2)真空熔炼铸锭：将步骤(1)经处理过的原料置于真空感应炉内，真空度达到P≤0.06Pa时进行加热熔炼，升温速率为10-60℃/min，待温度达到1600-1750℃后熔炼完成，进行浇筑，在凝固过程中，施加电磁搅拌，铸成预制母合金锭；

(3)再熔融：将所述预制母合金锭在真空感应炉内重熔，真空度为P≤0.06Pa，减少杂质含量，升温速率为10-60℃/min，待温度达到1600-1750℃后熔炼完成，再次浇注成铸件；

(4)热处理：在880-904℃下保温12-20小时，下降到725-755℃时保温4-10小时，再下降到516-550℃保温1-10小时后，空冷或炉冷至室温。

作为一种改进，在步骤(4)中516-550℃保温1-10小时后，在该温度条件下进行5-15％滚压处理，然后再空冷或炉冷至室温。滚压处理可在铸件表面形成致密的纤维状，并形成残余应力层，提高铸件的硬度和强度。

进一步地，在上述方案中，所述步骤(2)、(3)的真空感应炉使用的是1600-2200Hz的中频电源。真空感应炉采用无铁芯的感应熔炼炉，真空系统采用油增压泵和罗茨泵并联的真空系统。