一種縫紉機壓布腳固定器及其製備方法
2023-06-18 18:43:27 2
一種縫紉機壓布腳固定器及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種縫紉機壓布腳固定器及其製備方法，該壓布腳固定器由鋅合金製成，並在鋅合金表面鍍有金屬鍍層，該鋅合金由以下重量百分比的成分組成：Al：3.80-4.00%，Mg：0.01-0.04%，Cu：1.0-1.2%，Fe不大於0.02%，Pb不大於0.002%，Cd不大於0.002%，Sn不大於0.0008%，餘量為Zn。其製備方法包括：將金屬熔化成合金溶液，攪拌、扒渣，然後進行衝壓壓鑄，得到壓布腳固定器坯件，並進行精加工、振動研磨，然後在坯件表面依次電鍍金屬Cu、Ni和Cr，最後將坯件、按鈕和定位件組裝成縫紉機壓布腳固定器，其力學性能、耐磨性、耐腐蝕性較好，表面質量較高，使用壽命較長。
【專利說明】一種縫紉機壓布腳固定器及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種縫紉機配件及其製備方法，尤其涉及一種縫紉機壓布腳固定器及其製備方法，屬於機械【技術領域】。
【背景技術】
[0002]縫紉機零件的質量好壞直接影響服裝縫製質量及整機的性能和使用壽命。縫紉機壓布腳固定器屬於異形零件，加工部位多，表面質量要求高，加工質量不好保證，生產中存在著很多難題。目前，我國縫紉機壓布腳固定器質量與國外相比相差甚遠，在國際市場上沒有競爭力，售價很低。這不僅使縫紉機製造企業的經濟效益受到很大影響，也影響我國整個服裝行業的發展。因此，提高縫紉機壓布腳固定器質量是各生產廠家的迫切要求。
【發明內容】
[0003]本發明針對現有技術所存在的缺陷，提供一種力學性能、耐磨性、耐腐蝕性較好，表面質量較高的縫紉機壓布腳固定器。
[0004]本發明的上述目的可通過下列技術方案來實現:一種縫紉機壓布腳固定器，所述壓布腳固定器由鋅合金製成，並在鋅合金表面鍍有金屬鍍層，所述鋅合金由以下重量百分比的成分組成:A1:3.80-4.00%,Mg:0.01-0.04%,Cu:1.0-1.2%,Fe 不大於 0.02%,Pb 不大於
0.002%, Cd 不大於 0.002%, Sn 不大於 0.0008%，餘量為 Zn。
[0005]本發明縫細機壓布腳固定器選用鋅合金材料製成，進一步精確Al、Mg、Cu在鋅合金中的含量，改善合金的耐腐蝕性，削弱有害雜質的不良影響，抑制合金的晶間腐蝕，並進一步控制有害雜質Fe、Pb、Cd、Sn在鋅合金中的含量，從而有效改善了鋅合金的鑄造性能、機械性能、耐磨性、耐腐蝕性等。此外，本發明在鋅合金表面電鍍金屬鍍層，以此進一步提高其耐腐蝕性能和力學性能。
[0006]Al可以改善合金的鑄造性能，增加合金的流動性，細化晶粒，引起固溶強化，提高機械性能。鋅合金的流動性在Al含量為5%時達到最大值，Al含量低於3.8%的鋅合金流動性很差，當Al含量為3%時，鋅合金的流動性降到最小值，不適應於壓鑄，而且抗拉強度低。衝擊強度在Al含量為3.5%達到最大值，但Al含量超過4.5%時，衝擊強度急劇下降，Al含量為6%時衝擊強度降到最小值。可見，將Al含量控制在4.0%左右時，合金的流動性和機械性能可同時處於最佳狀態。這是因為含A14%的合金熔點為387°C，結晶溫度範圍為5°C，在壓鑄件快速冷卻條件下，合金組織中的α相、β相和Y相出現一種亞穩定狀態，具有細的晶粒組織，從而使合金具有最佳的抗拉強度，硬度和衝擊韌性。這種合金生產的壓鑄件在室溫時，因相變而引起的最終尺寸變化僅為0.12%，機械性能也無明顯變化。此外，合金中Al含量過高，會加速其表面層氧化，造成鍍層結合力下降。當合金中Al含量過低，又會影響零件的韌性，使用過程中易出現斷裂。綜上所述，本發明縫紉機壓布腳固定器材料鋅合金中的Al含量控制在3.8-4.0%範圈內，縫紉機壓布腳固定器性能達到最佳。
[0007]在合金中添加適量的Cu能增加合金的硬度和強度，改善合金的抗磨損性能和耐蝕性，削弱有害雜質的不良影響，抑制合金的晶間腐蝕。這主要是因為Cu的加入，提高了鋁在β相中的固溶度，減少了 Al沿晶界的擴散；Cu具有較高的電極電位，使β相與雜質之間的電化學性質差別減少；Cu還能抑制合金的共析分解，能使β相以顆粒狀從α相析出，減慢腐蝕穿透速度，從而鈍化α相。正是因為Cu的這些特殊作用，從而提高了合金的硬度，強度和衝擊性能，且這些性能在一定範圍內隨Cu含量的增加而增加。在壓鑄件生產過程中，含Cu的合金壓鑄件能獲得快速冷卻，從而可抑制ε相的析出，生產出尺寸較為穩定的鑄件。但是在室溫時，ε相的析出緩慢、周期長，最終將會導致鑄件形狀的不穩定。提高溫度可顯著加速這種尺寸變化。因此，在使用含Cu壓鑄鋅合金時，含Cu量最大不能超過
1.25%。當含Cu量大於1.25%時，即使在室溫時，壓鑄件組織中ε相仍將大量的析出，這會引起鑄件尺寸的快速變化。所以，本發明縫紉機壓布腳固定器材料鋅合金中的Cu含量控制在1.0-1.2%範圈內，縫紉機壓布腳固定器性能達到最佳。 [0008]Mg是壓鑄鋅合金中另一個重要的合金元素。它在鋅中的固溶度趨近於零。可與鋅形成硬而脆的化合物，細化合金組織，抑制β相的轉變，從而增加合金的強度，對合金的蠕變性能也有很大改善。Mg也是改善鋅鋁合金耐蝕性比較有效的元素之一，主要是Mg可抑制Pb引起的晶間腐蝕，可以明顯削弱雜質的有害程度。但是過高的Mg，不僅會降低合金的流動性，而且還會引起熱脆。因此，本發明縫紉機壓布腳固定器中Mg的加入量控制在
0.03-0.04% 範圍內。
[0009]壓鑄鋅合金中常見的雜質主要有Fe、Pb、Cd、Sn等。在鋅合金的熔點時，Fe的固溶度僅約0.001%。純鋅具有極易與Fe化合的傾向，當Fe為0.018%時，Zn和Fe發生共晶反應，Fe可明顯提高Zn的再結晶溫度和硬度。而且，4%的Al的抑制作用，使鋅合金中Zn與Fe的化合傾向大為減弱。Fe傾向於與Al化合形成金屬間化臺物FeAl3,致使合金鑄造性能變差，機械性能變壞。抗腐蝕性能降低，而且鑄件產生硬斑，影響後加工和拋光。因此，本發明縫紉機壓布腳固定器將Fe含量控制在0.02%以下，最大程度減少對壓布腳固定器性能的影響。
[0010]Pb、Cd、Sn也是鋅合金中的雜質元素，使鋅合金的晶間腐蝕變成十分敏感，在室溫、溼環境下加速了本身的晶間腐蝕，降低機械性能，並引起鑄件尺寸變化。Pb在純鋅中幾乎不溶解，而是作為獨立相存在於晶界和樹枝晶界面上，加速合金的晶間腐蝕，使鑄件體積和尺寸發生變化。而鋅合金中Cd含量超過一定限度時，會引起合金的熱脆性，降低抗腐蝕性能。而且，Pb、Cd含量過高，壓鑄成型後的縫紉機壓布腳固定器在室溫下存放一段時間後，表面會出現鼓泡。雜質元素中Sn則單獨存在於晶界上，除產生晶間腐蝕外，還會導致熱脆性，降低衝擊強度，因此，Sn的存在比Pb和Cd更有害些。所以，本發明縫紉機壓布腳固定器進一步控制雜質元素Pb、Cd、Sn的含量，將Pb控制在0.002%以下，Cd控制0.002%以下，Sn控制在0.0008%以下，從而提高縫紉機壓布腳固定器的性能。
[0011]作為優選，所述鋅合金由以下重量百分比的成分組成:A1:3.80%, Mg:0.01%, Cu:
1.2%, Fe:0.01%, Pb:0.001%, Cd:0.001%, Sn:0.0005%，餘量為 Zn。
[0012]作為優選，所述鋅合金由以下重量百分比的成分組成:A1:3.90%, Mg:0.02%, Cu:
1.1%，Fe:0.02%, Pb:0.002%, Cd:0.002%, Sn:0.0008%，餘量為 Zn。
[0013]作為優選，所述鋅合金由以下重量百分比的成分組成:A1:4.00%, Mg:0.04%, Cu:
1.0%, Fe:0.003%, Pb:0.0003%, Cd:0.0003%, Sn:0.0002%，餘量為 Zn。[0014]作為優選，所述鋅合金表面的金屬鍍層由Cu層、Ni層和Cr層組成，其中，所述Cu層鍍在鋅合金外表面，Ni層鍍在Cu層外表面，Cr層鍍在Ni層外表面。本發明縫紉機壓布腳固定器先在鋅合金表面鍍一層Cu，Cu鍍層緊密細緻，與基體結合牢固，可以形成良好的保護層。然後再在Cu鍍層上電鍍一層防腐層Ni層，最後再電鍍一層裝飾層Cr層，而且，Cr層和Ni層可以起到防腐協效作用。此外，Cu層、Ni層和Cr層組合而成的金屬鍍層，可以有效提高縫紉機壓布腳固定器的機械性能。
[0015]作為優選，所述鋅合金表面金屬鍍層Cu的厚度為8-12 μ m,金屬鍍層Ni的厚度為8-10 μ m,金屬鍍層Cr的厚度為0.3-1 μ m。Cu鍍層太薄，Cu與基體形成的擴散層有上浮等現象，明顯影響鍍層結合強度，還會使鋅合金壓鑄件在酸性鍍鎳溶液中於電鍍過程中使基體受到浸蝕作用，使鋅雜質混入鍍鎳溶液，造成鍍鎳故障，而且還會使鎳鍍層上產生黑點或條紋，嚴重影響電鍍質量。而且，本發明鍍層Ni厚度控制在8-10 μ m,否則，壓布腳固定器容易出現暴皮現象。
[0016]本發明的另一個目的在於提供上述縫紉機壓布腳固定器的製備方法，所述製備方法包括以下步驟:
[0017]S1:在電爐中按上述鋅合金各組成成分的重量百分比加入鋁、鋅、銅並加熱熔化，全部熔化後用鐘罩壓入鎂，鎂完全熔化後，攪拌合金溶液，靜置5-10min後進行扒渣；
[0018]S2:將上述金屬液進行衝壓壓鑄，得到縫紉機壓布腳固定器坯件；
[0019]S3:將上述坯件進行精加工、振動研磨，並在坯件表面依次電鍍金屬Cu、Ni和Cr ；
[0020]S4:將上述處理後的坯件、按鈕和定位件組裝成最終產品縫紉機壓布腳固定器。
[0021]本發明縫紉機壓布腳固定器採用衝壓壓鑄，衝壓壓鑄操作方便，工序少，可提高生產效率，且易於實現機械化與自動化；此方法製備的縫紉機壓布腳固定器質量穩定，成本低。而且本發明還合理設計合金材料中合金元素的添加時間，先加入鋁、鋅、銅，使鋁將銅包容後熔煉，避免銅被氧化，而後加入鎂，因為鎂的熔點較低，過早加入會導致鎂合金元素被氧化或燒損。
[0022]作為優選，所述步驟SI中加熱熔化溫度為360_400°C。熔化溫度越高，縫紉機壓布腳固定器結晶粗大導致力學性能降低，且消耗大量能源，增加成本；但是熔化溫度過低時，合金流動性差，不利於成型，影響縫紉機壓布腳固定器表面質量。經過實驗表明，將溫度控制在本發明範圍內得到的縫紉機壓壓布腳性能最佳。
[0023]作為優選，所述步驟S2中衝壓壓力為85_90MPa。
[0024]本發明具有以下優點:
[0025]1.本發明縫紉機壓布腳固定器強度、硬度、衝擊性等力學性能較好，耐磨性好，使用壽命較長。
[0026]2.本發明縫紉機壓布腳固定器表面質量好、生產效率高。
[0027]3.本發明縫紉機壓布腳固定器表面依次鍍有金屬Cu、N1、Cr，形成良好的保護層，提高縫紉機壓布腳固定器的防腐蝕性。
[0028]4.本發明縫紉機壓 布腳固定器表面鍍層有3層組成，有效提高縫紉機壓布腳固定器的機械性能。
【專利附圖】
【附圖說明】[0029]圖1為本發明縫紉機壓布腳固定器結構示意圖。
[0030]如圖所示:1:壓布腳固定器坯件；2:按鈕；3:定位件。
【具體實施方式】
[0031]以下是本發明的具體實施例，並結合【專利附圖】
【附圖說明】對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明並不限於這些實施例。
[0032]如圖1所示，本發明縫紉機壓布腳固定器由壓布腳固定器坯件1、按鈕2和定位件3組成。其中，壓布腳固定器坯件I由鋅合金壓鑄成型製得，並在鋅合金表面電鍍有金屬鍍層。金屬鍍層由Cu層、Ni層和Cr層組成,其中，Cu層鍍在鋅合金外表面，Ni層鍍在Cu層外表面，Cr層鍍在Ni層外表面。金屬鍍層中Cu層、Ni層和Cr層均由現有技術中普通電鍍方法電鍍而成。
[0033]表1本發明實施例1-3縫紉機壓布腳固定器各組成成分及其質量百分比
[0034]
【權利要求】
1.一種縫紉機壓布腳固定器，其特徵在於，所述壓布腳固定器由鋅合金製成，並在鋅合金表面鍍有金屬鍍層，所述鋅合金由以下重量百分比的成分組成:A1:3.80-4.00%, Mg:0.01-0.04%, Cu:1.0-1.2%, Fe 不大於 0.02%, Pb 不大於 0.002%, Cd 不大於 0.002%, Sn 不大於0.0008%，餘量為Zn。
2.根據權利要求1所述的一種縫紉機壓布腳固定器，其特徵在於，所述鋅合金由以下重量百分比的成分組成:A1:3.80%, Mg:0.01%, Cu:1.2%, Fe:0.01%, Pb:0.001%, Cd:0.001%, Sn:0.0005%，餘量為 Zn。
3.根據權利要求1所述的一種縫紉機壓布腳固定器，其特徵在於，所述鋅合金由以下重量百分比的成分組成:A1:3.90%, Mg:0.02%, Cu:1.1%，Fe:0.02%, Pb:0.002%, Cd:0.002%, Sn:0.0008%，餘量為 Zn。
4.根據權利要求1所述的一種縫紉機壓布腳固定器，其特徵在於，所述鋅合金由以下重量百分比的成分組成:A1:4.00%, Mg:0.04%, Cu:1.0%, Fe:0.003%, Pb:0.0003%, Cd:0.0003%, Sn:0.0002%，餘量為 Zn。
5.根據權利要求1所述的一種縫紉機壓布腳固定器，其特徵在於，所述鋅合金表面的金屬鍍層由Cu層、Ni層和Cr層組成,其中，所述Cu層鍍在鋅合金外表面，Ni層鍍在Cu層外表面，Cr層鍍在Ni層外表面。
6.根據權利要求1或5所述的一種縫紉機壓布腳固定器，其特徵在於，所述鋅合金表面金屬鍍層Cu的厚度為8-12 μ m,金屬鍍層Ni的厚度為8-10 μ m,金屬鍍層Cr的厚度為 0.3-1 μ m。
7.—種縫紉機壓布腳固定器的製備方法，其特徵在於，所述製備方法包括以下步驟: 51:在電爐中按權利要求1所述鋅合金各組成成分的重量百分比加入鋁、鋅、銅並加熱熔化，全部熔化後用鐘罩壓入鎂，鎂完全熔化後，攪拌合金溶液，靜置5-10min後進行扒渣； 52:將上述金屬液進行衝壓壓鑄，得到縫紉機壓布腳固定器坯件； 53:將上述坯件進行精加工、振動研磨，並在坯件表面依次電鍍金屬Cu、Ni和Cr ； 54:將上述處理後的坯件、按鈕和定位件組裝成最終產品縫紉機壓布腳固定器。
8.根據權利要求7所述的一種縫紉機壓布腳固定器的製備方法，其特徵在於，步驟SI中所述的加熱熔化溫度為360-400°C。
9.根據權利要求7所述的一種縫紉機壓布腳固定器的製備方法，其特徵在於，步驟S2中所述的衝壓壓力為85-90MPa。
【文檔編號】C22C1/02GK103667791SQ201310615664
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月26日 優先權日:2013年11月26日
【發明者】馮光松 申請人:寧波瑞銘機械有限公司