谐波减速器刚轮用球墨铸铁及其加工工艺的制作方法

本发明涉及球墨铸铁，尤其涉及一种谐波减速器刚轮用球墨铸铁及其加工工艺。

背景技术：

1、谐波减速器是基于在薄壳弹性变形理论，应用金属挠性和弹性力学原理发展起来的一种新的齿轮传动减速器，具有减速比大、传动效率高、承受载荷大、结构简单、重量小等优点，广泛应用于航空航天、医疗器械、机器人关节等方面。

2、随着机器人行业规模大增，仅2020年机器人产量达23万台，同比增长19.1％，我国对于谐波减速器需求量也逐年大增。但面临国外谐波减速器厂商垄断的局面，我国亟需高精度、高载荷、高寿命的谐波减速器。刚轮为谐波减速器三大核心部件之一，相对于柔轮而言，不会产生弹性变形，从而忽视了对刚轮系统的研究。刚轮材料目前仍为传统的40cr、45钢等材料，淬透性差，存在淬火后变形和组织不均匀的问题。

3、目前谐波减速器的失效形式主要以齿面磨损导致精度下降为主，传统的40cr、45钢等材料耐磨性差，满足不了日益增进的性能需求，极大的限制了国产谐波减速器的发展，因此急需对谐波减速器刚轮用材料进行优化与革新。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种谐波减速器刚轮用球墨铸铁及其加工工艺，同传统刚轮材料40cr、45钢相比具有极高的耐磨性。

2、为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种谐波减速器刚轮用球墨铸铁，由以下重量百分比的成分组成：

3、

4、优选地，所述cu重量百分含量为1.20％～2.60％。

5、优选地，应用于谐波减速器的刚轮。

6、与现有技术相比，本发明提供的谐波减速器刚轮用球墨铸铁具有以下有益效果：

7、本发明提供的谐波减速器刚轮用球墨铸铁，通过添加高含量的cu，促进石墨析出，极大的改善石墨球形态和石墨球尺寸均匀性，细化石墨尺寸；通过cr、ni、mo等合金元素的加入，提高基体强度以及淬透性；通过铸造工艺控制，形成均匀弥散分布、尺寸细小的石墨球，铸态下形成细小片层的珠光体组织，极大提高刚轮的耐磨性和传动效率。尽管等温淬火球墨铸铁的综合性能良好，但珠光体型球墨铸铁不需要额外热处理工艺，无需使用盐浴保温，节约时间与成本，不用考虑刚轮毛坯淬火变形问题。等温淬火球墨铸铁磨损过程中组织转变，加工硬化，会加剧对刚轮啮合的柔轮的磨损，因此珠光体型球磨铸铁刚轮具有良好的实用性。

8、本发明的第二方面提供一种谐波减速器刚轮用球墨铸铁加工工艺，包括以下步骤：

9、s1，以废钢、生铁、回炉料、硅铁、锰铁、钛铁、镍锭、钼铁、增碳剂、脱硫剂、球化剂、孕育剂、回炉料为原料；

10、s2，将上述原料按重量配比加入感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为1400～1500℃，待原料全部熔化后保温一定时间，取样检查并对铁水进行成分调整；

11、s3，铁水出炉后，加入铁液重量球化剂进行球化处理，球化处理温度控制在1450～1500℃之间；

12、s4，采用二次孕育的方式，出铁时加入硅铁合金孕育剂，铁水转包时再加入硅锶孕育剂；

13、s5，浇铸，铸件的浇铸温度为1300～1400℃之间。

14、与现有技术相比，本发明提供的谐波减速器刚轮用球墨铸铁加工工艺的有益效果与上述技术方案提供的谐波减速器刚轮用球墨铸铁的有益效果相同，在此不做赘述。

技术特征：

1.一种谐波减速器刚轮用球墨铸铁，其特征在于，由以下重量百分比的成分组成：

2.根据权利要求1所述的谐波减速器刚轮用球墨铸铁，其特征在于，所述cu重量百分含量为1.20％～2.60％。

3.根据权利要求1或2所述的谐波减速器刚轮用球墨铸铁，其特征在于，应用于谐波减速器的刚轮。

4.一种谐波减速器刚轮用球墨铸铁加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开一种谐波减速器刚轮用球墨铸铁及其加工工艺，涉及球墨铸铁技术领域。该谐波减速器刚轮用球墨铸铁同传统刚轮材料40Cr、45钢相比具有极高的耐磨性。该谐波减速器刚轮用球墨铸铁由以下重量百分比的成分组成，C：2.10％～3.60％；Si：2.00％～3.50％；Mn：0.20％～0.70％；Cu：≤0.80％～2.80％；Cr：≤0.30％；Ni：≤0.30％；Mo：≤0.30％；Mg：≤0.20％；P≤0.10％；S≤0.10％；Fe为余量。该谐波减速器刚轮用球墨铸铁加工工艺用于加工谐波减速器刚轮用球墨铸铁。

技术研发人员：穆晓彪,王浩,高明艳
受保护的技术使用者：北京中技克美谐波传动股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15