新型高强度抗腐蚀剪草机制造技术

本发明专利技术公开了新型高强度抗腐蚀剪草机，包括剪草机外壳，所述剪草机外壳按重量百分比包括Mg0.2％，Si 2.0％，Cu4.0％，Mn0.2％，Fe0.2％，Zr0.1％，Er0.1％，Cr0.01％，Ni0.01％，Ti0.1％，Al余量。所述剪草机外壳经过(1)熔炼；(2)加入Al-5Ti-B、Al-lOSr和RE三种金属细化变质剂添加细化变质剂；(3)在100MPa的条件下静置2h形成铸锭；(4)五道热轧，在超声波振动下三道冷轧；(5)利用C和V激光改性和(6)十八烷基三氯硅烷溶液表面处理后得到成品。本发明专利技术利用多种手段对剪草机外壳的材料进行改性和处理，使得剪草机外壳在恶劣的工作条件下腐蚀仍能保持氧化膜的完整，避免金属失效，满足当今工业发展的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及剪草机领域，具体涉及的是新型高强度抗腐蚀剪草机。
技术介绍
相关技术中，剪草机等草坪维护设备具有四个轮子，或两个前轮和一个后辊子。但是由于剪草机由于经常在草地上使用，草坪上喷洒了大量的农药等有机试剂，而且长期保持湿润，因此剪草机的外壳，特别是接触草坪部分，经常被腐蚀，造成剪草机的报废。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用，分为1000系列、2000系列、3000系列……9000系列。相关技术中，6000系列铝合金主要含有镁和硅两种元素，具有、低熔点、耐蚀性、耐热、耐磨、容易涂层和加工性好等优点，但是，6000系列铝合金很少具有钢材强度和成型性，使得铝合金无法完全取代钢材以减轻装置设备的重量，减少能源消耗和污染物排放。而且随着铝合金应用的发展，人们希望铝合金可应用不同领域和环境，因此对铝合金耐蚀性的要求越来越高。虽然铝合金在自然环境下其表面会生成一层氧化膜来抵御腐蚀，但是自然环境中铝合金表面生成的氧化膜厚约4nm，疏松多孔且结构并不均匀，在恶劣的工作条件下腐蚀或从氧化膜的孔洞，或从氧化膜的磨损处发生，导致金属失效，无法满足当今工业发展的要求。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供新型高强度抗腐蚀剪草机，解决铝合金不具有钢材强度和成型性的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是新型高强度抗腐蚀剪草机，包括剪草机外壳，所述剪草机外壳按重量百分比包括Mg0.2％，Si2.0％，Cu4.0％，Mn0.2％，Fe0.2％，Zr0.1％，Er0.1％，Cr0.01％，Ni0.01％，Ti0.1％，Al余量。所述剪草机外壳为由以下步骤制成的外壳：(1)于300℃下预热熔炼中使用的加热炉和纯铝1～2h；(2)预热后的纯铝在减压状态下熔炼温度为750℃的加热炉中完全熔化后加入单晶硅颗粒，单晶硅颗粒熔化后加入铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝铬中间合金、铝镍中间合金、铝铁中间合金、铝锆中间合金以及少量稀土元素铒，并保温一段时间至中间合金完全熔化，充分搅拌后将加热炉升温，加入铝钛中间合金至铝钛中间合金完全熔化，降温至750℃，扒渣，加入纯镁，在真空的条件下保温30～40min；(4)加入Al-5Ti-B、Al-lOSr和RE三种金属细化变质剂，三者加入的重量百分比比例为8:1:3；(5)加入精炼剂充分反应，除气、除渣，；(6)熔炼好的金属液浇注到已经预热至300℃左右的坩埚中在100MPa的条件下静置2h，形成铸锭；(7)所述铸锭切割成合适尺寸后于550℃的条件下进行12小时的均匀化退火，炉冷至室温；(8)所述铸锭升温至420℃后保温3小时，进行五个道次的热轧，每个道次热轧完后在530℃保温半小时；(9)热轧后进行三个道次的冷轧，铝合金一端相对固定并连接超声波振动装置，另一端进入轧机中，激振频率为12kHz，铝合金超声振动受压延伸，冷轧后对合金在240℃下进行2个小时的退火处理，得到一定厚度的铝合金板材；(10)对铝合金板材在540℃下进行半小时的固溶处理，然后水淬；(11)铝合金板材在180℃下进行5小时的人工时效；(12)将混合粉末C和V均匀涂抹于铝合金板材的表面，使用横流连续波Cq激光器对铝合金板材进行激光处理改性，使得铝合金板材表面形成纳米级压痕的同时将混合粉末C和V熔融覆盖于铝合金板材的表面，处理过程中使用氩气进行保护，其激光器工艺参数范围为:激光功率1.7kw,扫描速率13mn/s,束斑直径均为4mm。(13)配置盐酸体积与去离子水体积比为2:1的盐酸溶液，以乙醇为溶质配置5mM的十八烷基三氯硅烷溶液，将得到的铝合金放入盐酸溶液中处理2min，处理完后用大量去离子水冲洗铝合金表面以去除多余的盐酸，随后将样品放置于十八烷基三氯硅烷溶液中浸泡12h，制备的样品在80℃下干燥30min；(14)冲压塑型。本专利技术的有益效果：1、合理调整各个元素重量百分比的比例，使得剪草机外壳中形成保持最大时效强化能力的Mg2Si相，增强剪草机外壳强度的同时增加其延伸率。加入适当比例的Cu元素，降低自然时效对材料性能的不利影响，形成更细小、更多的Mg2Si相(针状β″相)，同时避免加入Cu元素后降低剪草机外壳抗蚀性。加入微量Mn和Cr,会产生弥散相,抑制合金再结晶,提高合金强度，增加合金抗晶间腐蚀能力，改善合金性能。适量的稀土元素加入剪草机外壳中,可以减少或消除熔铸过程中的气体和有害杂质、增加流动性、细化晶粒、加速时效过程，而且适量的稀土元素与其他元素相互配合能够有效地改善合金的力学性能及腐蚀性能。2、减压状态下熔炼剪草机外壳可有效地降低熔炼温度，节省资源。同时为了保持加热器内的压强，加热器在排出气体的同时需要灌入一定量的惰性气体，惰性气体首先直接通入金属熔液中，形成气泡，带动金属熔液中的杂质向上移动，与气体共同排放，去除杂质，另外惰性气体迫使熔炼过程中产生的有害气体随之排放，防止氧气等具有氧化性质的气体进入加热器中氧化金属熔液。3、三种细化变质剂对剪草机外壳都有积极作用，但是单独使用时存在一定的局限性，如单独加入Sr作变质处理,合金吸气倾向加剧,降低合金的致密性,易形成严重的柱状晶组织,导致力学性能反而下降，稀土容易氧化,变质效果维持时间短等；而Al-5Ti-B细化剂的抗衰减性能仍不能令人满意,而且易受Zr原子的毒化而失去细化晶粒的能力，无法充分发挥其各自的优点。而将三者结合使用在克服其本身具有的缺陷的同时可充分发挥各自的优点。4、熔炼好的金属液浇注到已经预热至300℃左右的坩埚中在100MPa的条件下静置2h，可防止金属液体凝固过程中形成疏松结构的铸锭，从而影响剪草机外壳的强度，同时在高压的条件下有利于形成致密结构的铸锭，增强剪草机外壳的强度。5、剪草机外壳在一定振幅下超声振动受压延伸，可减少轧制过程中受到的摩擦力，从而降低摩擦力对剪草机外壳板材表面的影响，相对于静态冷轧，超声振动冷轧的剪草机外壳表面更加光滑，有利于进行下一步骤的操作。6、将混合粉末C和V均匀涂抹于剪草机外壳板材的表面，使用横流连续波Cq激光器对剪草机外壳板材进行激光处理改性，能有效地使剪草机外壳板材表面形成纳米级压痕的同时将混合粉末C和V熔融覆盖于剪草机外壳板材的表面，剪草机外壳板材表面形成纳米级的凹坑，增加剪草机外壳板材的表面积，提高摩擦力的同时使得下一步骤的十八烷基三氯硅烷溶液更容易进入剪草机外壳板材表面，在剪草机外壳表面形成多种形貌的微结构，然后在表面上自组装具备防腐耐磨性能的硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
新型高强度抗腐蚀剪草机，其特征在于，包括剪草机外壳，所述剪草机外壳按重量百分比包括Mg0.2％，Si 2.0％，Cu4.0％，Mn0.2％，Fe0.2％，Zr0.1％，Er0.1％，Cr0.01％，Ni0.01％，Ti0.1％，Al余量。

【技术特征摘要】
1.新型高强度抗腐蚀剪草机，其特征在于，包括剪草机外壳，所述剪草机外壳按重量百分比
包括Mg0.2％，Si2.0％，Cu4.0％，Mn0.2％，Fe0.2％，Zr0.1％，Er0.1％，Cr0.01％，Ni0.01％，
Ti0.1％，Al余量。
2.根据权利要求1所述的新型高强度抗腐蚀剪草机，其特征在于，所述剪草机外壳为由以下
步骤制成的外壳：
(1)于300℃下预热熔炼中使用的加热炉和纯铝1～2h；(2)预热后的纯铝在减压状态下熔
炼温度为750℃的加热炉中完全熔化后加入单晶硅颗粒，单晶硅颗粒熔化后加入铝铜中间合
金、铝锰中间合金、铝铬中间合金、铝镍中间合金、铝铁中间合金、铝锆中间合金以及少量
稀土元素铒，并保温一段时间至中间合金完全熔化，充分搅拌后将加热炉升温，加入铝钛中
间合金至铝钛中间合金完全熔化，降温至750℃，扒渣，加入纯镁，在真空的条件下保温30～
40min；(4)加入Al-5Ti-B、Al-lOSr和RE三种金属细化变质剂，三者加入的重量百分比比
例为8:1:3；(5)加入精炼剂充分反应，除气、除渣，；(6)熔炼好的金属液浇注到已经预热
至300℃左右的坩埚中在100MPa的条件下静置2h，形成铸锭；(7)所述铸锭切割成合适尺寸
后于550℃的条件下进行1...

【专利技术属性】
技术研发人员：董超超，
申请(专利权)人：董超超，
类型：发明
国别省市：浙江;33