本发明涉及合金材料技术领域，具体涉及一种机械臂上基座及其制备方法。
背景技术：
作为20世纪以来人类工业发展的重要成果之一的机器人技术，自上世纪60年代诞生第一台工业机器人以后，就显示了极强的生命力，经过50多年的快速发展，机器人技术在学术研究和工业应用方面都应取得了巨大突破，如今的机器人已具有灵活性好，效率高、智能化程度高、可重复性强等一系列优点，并具有一定的独立性，能够协助人类进行难以完成的工作任务，已经广泛应用于工业制造生产、医疗、军事、家用等各个领域，完成检测、焊接、装配、打磨、搬运等操作，将人类从重复、危险、枯燥的工作中解放出来，提高生产效率的同时，保证了生产过程的连续性、稳定性和可靠性。机械臂基座作为机械臂的组成部分，承受着整个机械臂的重量，因此需要具有较高的强度和硬度，同时还要具有减震性，对于可旋转的基座而言，不仅要具有强度和刚度，而且还要具有耐磨性，以延长机械臂的使用寿命。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
本发明提供了一种机械臂上基座及其制备方法，使得机械臂基座具有较高的强度、硬度和耐磨性。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种机械臂上基座，其含有的化学元素成分及质量百分比如下：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％，其余为Fe和不可避免的杂质。
优选的，所述机械臂上基座含有的化学元素成分及质量百分比如下：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％，其余为Fe和不可避免的杂质。
优选的，所述机械臂上基座含有的化学元素成分及质量百分比如下：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％，其余为Fe和不可避免的杂质。
一种机械臂上基座的制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)按原料百分比称取各原料；(2)将混合原料放入电炉中熔融，得到铁水；(3)将步骤(2)熔融的铁水浇注到预热的模具型腔内，制得铸件；(4)将步骤(3)所得铸件加热到760-950℃，保温5-8h，置于空气中迅速冷却到150-250℃，再加热到500-650℃，保温6-10h，随炉冷却到280-320℃，再空冷到室温；(5)对步骤(4)所得铸件进行表面修补、精整。
优选的，步骤(2)所述熔融的条件是1460-1550℃。
优选的，步骤(3)模具型腔的预热温度是360-410℃。
(三)有益效果
本发明提供了一种机械臂上基座及其制备方法，原料组成中铜的加入能使组织更加致密，并且能细化和改善石墨的均匀分布，既能降低铸铁的白口倾向，又能降低奥氏体转变临界温度，细化和增加珠光体；锰能够降低共析转变温度，稳定和细化珠光体，增加铸铁的强度和硬度；硅能使铁水抗氧化能力增强，降低氮气在铁水中的溶解度，促进石墨化，对铁素体有固溶强化作用，增加铸铁强度；镍溶于铁素体和珠光体的固溶体中，使之逐渐变为索氏体，硬化铸铁的基体，增加铸铁的硬度和强度；镁可以使石墨按照球状析出，促进石墨球化；铋作为表面活性元素，能吸附在石墨晶核表面，限制石墨生长从而减少石墨尺寸，达到提高综合力学性能、改善均匀性、加大组织调节的目的；磷主要以二元或三元磷共晶的形式存在于铸铁中，使铸铁强度提高，而且增加铸铁的耐磨性；锡可以提高铸铁强度，而不增加铸铁脆性；在制备方法中，将铸件加热到760-950℃，对铸件进行正火处理，处理后的铸件珠光体含量增加，白口倾向消除，增强了铸件的强度、硬度和耐磨性，随后对铸件进行去应力退火，在不改变强度和硬度的条件下，消除正火过程中产生的残余应力，稳定铸件的几何尺寸。
具体实施方式
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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
实施例1：
一种机械臂上基座，其含有的化学元素成分及质量百分比为：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％，其余为Fe和不可避免的杂质；其制备方法如下所述：
(1)按原料百分比称取各种原料；(2)将混合原料放入电炉中1480℃条件下熔融，得到铁水；(3)将模具预热到370℃，把步骤(2)熔融的铁水浇注到模具型腔内，制得铸件；(4)将步骤(3)所得铸件加热到760℃，保温8h，置于空气中迅速冷却到180℃，再加热到620℃，保温7h，随炉冷却到300℃，再空冷到室温；(5)对步骤(4)所得铸件进行表面修补、精整。
实施例2：
一种机械臂上基座，其含有的化学元素成分及质量百分比为：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％，其余为Fe和不可避免的杂质；其制备方法如下所述：
(1)按原料百分比称取各种原料；(2)将混合原料放入电炉中1510℃条件下熔融，得到铁水；(3)将模具预热到390℃，把步骤(2)熔融的铁水浇注到模具型腔内，制得铸件；(4)将步骤(3)所得铸件加热到830℃，保温7h，置于空气中迅速冷却到210℃，再加热到560℃，保温8h，随炉冷却到290℃，再空冷到室温；(5)对步骤(4)所得铸件进行表面修补、精整。
实施例3：
一种机械臂上基座，其含有的化学元素成分及质量百分比为：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％，其余为Fe和不可避免的杂质；其制备方法如下所述：
(1)按原料百分比称取各种原料；(2)将混合原料放入电炉中1550℃条件下熔融，得到铁水；(3)将模具预热到410℃，把步骤(2)熔融的铁水浇注到模具型腔内，制得铸件；(4)将步骤(3)所得铸件加热到950℃，保温5h，置于空气中迅速冷却到250℃，再加热到500℃，保温10h，随炉冷却到280℃，再空冷到室温；(5)对步骤(4)所得铸件进行表面修补、精整。
实施例4：
一种机械臂上基座，其含有的化学元素成分及质量百分比为：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％，其余为Fe和不可避免的杂质；其制备方法如下所述：
(1)按原料百分比称取各种原料；(2)将混合原料放入电炉中1460℃条件下熔融，得到铁水；(3)将模具预热到360℃，把步骤(2)熔融的铁水浇注到模具型腔内，制得铸件；(4)将步骤(3)所得铸件加热到900℃，保温6h，置于空气中迅速冷却到150℃，再加热到650℃，保温6h，随炉冷却到320℃，再空冷到室温；(5)对步骤(4)所得铸件进行表面修补、精整。
综上，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明提供了一种机械臂上基座及其制备方法，该方法制备的上基座具有高的强度、硬度和耐磨性，尤其对于可旋转的上基座而言，其耐磨性满足机械臂的工作要求，有助于延长机械臂的使用寿命。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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。