[发明专利]一种机器人连接杆及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种机器人连接杆及其制备工艺，属于金属材料领域。机器人连接杆成分及百分含量为：Ta：2‑4％、Si：0.8‑1.2％、Hf：2‑4％、P：0.3‑0.5％、C：0.2‑0.3％、余量为Al和杂质。该原料配比中Ta与C形成的二元合金相，结构稳定，增强铝合金的强度和耐蚀性，Hf与Ta会形成二元合金体系，使得铝合金具有高蠕变强度，P作为一种铝合金变质剂，能实现晶粒细化的作用，结合固溶处理、时效处理来改善合金的性能，增强其使用产品的强度与硬度，通过化学反应，在产品表面形成一层均匀、致密的由O、Al、Zr、Mg、F等元素组成的复合保护膜，使产品在面对复杂多变的环境时，拥有极强的抗性。

技术领域

本发明涉及一种机器人连接杆及其制备工艺，属于金属材料领域。

背景技术

铝合金是指以铝为基础，加入一定量的镁、硅、钼、铬、锰等元素并控制杂质元素含量而组成的合金体系。铝合金具有高强度、高硬度、重量轻和良好的延展性，特别适合于作结构材料，因此被广泛应用于国防工业和民用工业中，尤其在汽车、摩托车、枪械和家电行业中占有重要地位。

机器人以其使用方便、功能多样、解放人劳动力等优点被广泛用于各个行业。机器人不仅仅是内部计算机的运行，承载其内部结构的外部材料同样至关重要。铝合金以其高强度、低密度、耐蚀性好而被广泛使用。

传统的铝合金制品通常采用压力加工，使被加工的铝(坯、锭等)产生塑性变形，然后根据铝材加工温度不同分冷加工和热加工两种。铝材的主要加工方法有：轧制、锻造、挤压等。一般的合金材料和加工方法可以满足普通环境下的使用，但是在提升铝合金的性能上(如强度、硬度)依然需要深入研究。

针对传统铝合金裂纹多、延伸率差等缺点，公开号106048379A公开了一种通过在铝合金中加入稀土、锶等元素来提高产品的韧性、延伸率。然而，仅仅提升铝合金的韧性、延伸率等性能并不能使铝合金应对复杂的环境。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供一种高强度、高硬度、耐蚀以及低杂质元素的机器人连接杆。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种机器人连接杆，所述的机器人连接杆由铝合金制成，所述铝合金的成分及其质量百分比为：Ta：2-4％、Si：0.8-1.2％、Hf：2-4％、P：0.3-0.5％、C：0.2-0.3％、余量为Al和杂质。

在目前的铝合金或其他合金成分中，Ta、Hf元素的使用还比较少，但是，作为一种金属，Ta与Hf对合金的性能有极大地提升。钽本身具有加工性能好、化学稳定性高、抗液态金属腐蚀能力强等优异性能，其与C形成的二元合金相，结构稳定，增强铝合金的强度和耐蚀性。Hf具有延展性、抗氧化性和耐高温等特性，是一种良好的合金材料，Hf与Ta会形成二元合金体系，使得铝合金具有高蠕变强度。P作为一种铝合金变质剂，在铝合金液中与铝生成溶点高且细小的AlP化合物，AlP具有与硅相近的晶格结构和晶格常数，成为了Si结晶时的异质核心，产生异相生核作用，促使熔液中的硅晶坯和原子快速生长为晶核，使晶核数量大大增加，从而实现晶粒细化的目的。

作为优选，在所述铝合金成分中，杂质中各含量为H＜0.006％、O＜0.018％。铝合金中的H容易造成材料氢碎，在制备过程中，应时刻注意空气的混入。

本发明在合理选用材料配比的同时还提供了另一种技术方案：

一种机器人连接杆的制备工艺，所述的方法包括如下步骤：

(1)熔炼：按上述铝合金的成分及其质量百分比称取原料，将原料熔炼成铝合金液并浇注成铝合金板；

(2)热处理：将铝合金板进行固溶处理、时效处理；

(3)成型：将热处理后的铝合金板切削、机加工成机器人连接杆半成品；