一种缝纫机水平传送轴及其加工方法技术

本发明专利技术属于缝纫机加工技术领域，涉及一种缝纫机零部件，尤其涉及一种缝纫机水平传送轴及其加工方法。该缝纫机水平传送轴为表面具有纳米孔铝合金基体与陶瓷一体成型制得，所述的铝合金基体由以下质量百分比成分组成：Mg2.2‑4.2％，Si1.2‑2.0％，Cr0.35‑0.80％，C1.0‑1.5％，Cu0.12‑0.18％，Mn0.12‑0.20％，Zn0.15‑0.25％，Ni0.05‑1.5％，B0.02％‑0.4％，Zr0.05‑0.10％，Sc0.06‑0.10％，余量为Al及不可避免的杂质。该缝纫机水平传送轴综合性能好，尤其具有较好的耐磨性好、力学性能、耐腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
一种缝纫机水平传送轴及其加工方法
本专利技术属于缝纫机加工
，涉及一种缝纫机零部件，尤其涉及一种缝纫机水平传送轴及其加工方法。
技术介绍
缝纫机是用一根或多根缝纫线，在缝料上形成一种或多种线迹，使一层或多层缝料交织或缝合起来的机器。缝纫机能缝制棉、麻、丝、毛、人造纤维等织物和皮革、塑料、纸张等制品，缝出的线迹整齐美观、平整牢固，缝纫速度快、使用简便。现有的缝纫机的传动部分由机架、手摇器或电动机等部件构成，机架是机器的支柱，支承着台板和脚踏板，使用时操作者踩动脚踏板，通过曲柄带动皮带轮的旋转，又通过皮带带动鸡头旋转，手摇器或电动机多数直接装在机头上。在台板内安装有与机针配合的梭轴(即传送轴)，梭轴在台板内部轴向移动，达到送线的目的。在长期服役后，水平传送轴的主要损坏形式为疲劳断裂、过量磨损、变形等。因此，设计初期，水平传送轴的工作条件要求连动杆具有较高的强度、耐磨性和抗疲劳性能，又要求具有足够的钢性和韧性等。目前，传统的水平传送轴的加工工艺中其材料一般采用调质钢、铝合金等。其中，铝合金材料的密度低，强度接近或超过优质钢，塑性好，导热性和耐蚀性优良，且易于加工，是目前制备缝纫机配件的主要材料之一。经过长期发展，采用铝合金材料制备缝纫机零配件已经处于一种稳定的状态，在技术上已经难以突破。因此，在现有技术基础上，采用传统牌号的铝合金制备，难以获得一种综合性能得以突破的水平传送轴。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了耐磨性好、力学性能、耐腐蚀性能都较好的缝纫机水平传送轴。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种缝纫机水平传送轴，所述的缝纫机水平传送轴为表面具有纳米孔铝合金基体与陶瓷一体成型制得，所述铝合金基体由以下质量百分比成分组成：Mg：2.2-4.2％，Si：1.2-2.0％，Cr：0.35-0.80％，C：1.0-1.5％，Cu：0.12-0.18％，Mn：0.12-0.20％，Zn：0.15-0.25％，Ni：0.05-1.5％，B：0.02％-0.4％，Zr：0.05-0.10％，Sc：0.06-0.10％，余量为Al及不可避免的杂质。本专利技术利用在铝合金表面形成的纳米孔结构，有利于铝合金与陶瓷一体化结合，具有较高结合强度的金属陶瓷组件，与传统晶须、颗粒等增强铝合金材料相比，它们具有更高的机械强度和韧性，显示出了纳米孔结构的优势。而铝合金基体配伍合理，其中，C对铝合金耐磨材料的组织与性能影响很大，它既可以固溶于基体中起固溶强化作用，又是形成碳化物增强相的基本元素。形成的碳化物晶格常数最接近于铝固溶体的晶格常数，在铸锭凝固过程中，对α-Al基体具有极好的稳定细化形核能力，最大程度提高合金的组织分散度，实现最佳的变质效果。碳含量太高会增加材料脆性，太少则减少碳化物增强相的数量致使其耐磨性降低。Cr与C可形成弥散分布良好的Cr7C3、Cr23C6碳化物，Cr7C3和Cr23C6是提高基体硬度尤其是耐磨性的关键，在基体中可起弥散强化作用，可提高退火后的硬度，并改善韧性，提高耐冲击性和耐磨损性。本专利技术铝合金基体的主要合金元素是镁与硅，可以形成Mg2Si相，Mg2Si相固溶于铝中，是铝合金的强化相。另外，本专利技术采用的是压力熔渗复合技术，合金元素Si和Mg能破坏氧化铝膜，缩短浸渗过程的孕育期。而锰与铬用于中和铁的坏作用，当Mn与Cr的质量比为3-6时，Mn与Cr的协同作用更加好；微量的铜和锌用于提高铝合金基体的强度，当Cu与Zn的质量比为0.5-1时，Cu与Zn的协同作用更加好。本专利技术在铝合金中同时添加了B元素和Zr元素，B元素可以使合金中的部分Zr元素由固溶态转变为析出态，以细小的板片状第二相粒子的形态存在于晶粒内部和晶界处，减少晶格畸变，改善铝合金基体的有序性，从而改善铝合金的强度、抗腐蚀性等性能，当B与Zr的质量比为1-3时，效果更加。另外本专利技术还添加了微量的Sc，微量的Sc与合金中的Zr会在凝固过程中形成初生Al3(Sc,Zr)，可显著细化合金铸态晶粒，起到辅助细化晶粒与控制再结晶组织的作用。而均匀化时形成的次生Al3(Sc,Zr)粒子可以强烈钉扎位错和亚晶界，有效抑制变形组织的再结晶，显著提高合金的力学性能。作为优选，陶瓷与铝合金基体分别占水平传动轴总质量的5-15％和85-95％。作为优选，所述铝合金基体由以下质量百分比成分组成：Mg：2.5-3.5％，Si：1.5-1.8％，Cr：0.40-0.72％，C：1.2-1.5％，Cu：0.15-0.18％，Mn：0.15-0.18％，Zn：0.16-0.20％，Ni：0.2-1.2％，B：0.08-0.35％，Zr：0.06-0.08％，Sc：0.08-0.10％，余量为Al及不可避免的杂质，其中，Cr/Mn为3-4，Cu/Zn为0.5-1，B/Zr为1-3。在上述缝纫机水平传送轴中，所述的陶瓷为SiC/Si3N4复合陶瓷，所述的复合陶瓷包括以下质量百分比含量的组分：3.0-5.5％C，22-30％N，8-12％Fe，2.0-2.5％Y，余量为Si。SiC和Si3N4均具有优良的耐磨性和机械强度，以及良好的热导率和热稳定性，熔点高，化学性质稳定，并且Si3N4具有优良的抗热震性能。SiC/Si3N4复合陶瓷由于超细的SiC颗粒弥散在Si3N4晶界或晶内，由弥散粒子SiC承受应力，产生微裂纹，阻止位错运动或产生钉扎作用而增韧Si3N4，使SiC/Si3N4复合陶瓷具有优良的韧性。同时，由于SiC与Si3N4的热膨胀系数存在差异，分布于Si3N4晶粒内的SiC颗粒与Si3N4之间在烧结后存在残余应力，在材料受载时产生晶内破坏，造成穿晶断裂，从而提高材料强度。因此，SiC/Si3N4复合陶瓷具有良好的物化性能和高温性能，在高温下仍能保持较高断裂韧性和拉伸强度。并且，由于Fe的添加，降低了陶瓷层的显气孔率，增加了陶瓷的体积密度，从而增加了其强度、韧性和抗冲击能力。在上述质量百分比范围内，随着Fe质量的增加，陶瓷层的显气孔率逐渐增加，体积密度逐渐增大，并且具有较好的强度、韧性和抗冲击能力。Fe与铝合金基体中的Si具有较好的结合力，所以Fe的添加使得陶瓷层与铝合金基体具有较大的界面结合力。加入的Fe和Si3N4形成Fe-Si3N4相，适量的Fe由于氮气中微量氧的存在首先氧化成为FeO而起催化作用，加速了Si的氮化反应。但是过多的Fe会与Si生成Fe3Si、Fe5Si3及FeS，而Fe3Si、Fe5Si3及FeSi在氮气的存在下均不能完全氮化生成Fe-Si3N4，从而阻碍Si的氮化，导致陶瓷性能的下降。本专利技术的另一个目的在于提供一种上述缝纫机水平传送轴坯件的加工方法，所述的加工方法包括如下步骤：将上述铝合金加工成缝纫机水平传送轴坯件，经打磨抛光后作为阳极放入电解液中进行直流电化学腐蚀，得表面具有纳米孔的水平传送轴铝合金基体；将表面具有纳米孔的水平传送轴铝合金基体放入型腔中，使纳米孔表面朝向型腔；配制成分如上的陶瓷浆料，将陶瓷浆料注入型腔中，使陶瓷通过一体成型方式与水平传送轴铝合金基体的纳米孔表面紧密结合形成一体式结构，制得本专利技术缝纫机水平传送轴成品。作为优选，所述的电解液中含有盐酸、硫酸、磷酸、草酸和锡酸钠，盐酸的浓度为1.0-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缝纫机水平传送轴，其特征在于，所述的缝纫机水平传送轴为表面具有纳米孔铝合金基体与陶瓷一体成型制得，所述铝合金基体由以下质量百分比成分组成：Mg：2.2‑4.2％，Si：1.2‑2.0％，Cr：0.35‑0.80％，C：1.0‑1.5％，Cu：0.12‑0.18％，Mn：0.12‑0.20％，Zn：0.15‑0.25％，Ni：0.05‑1.5％，B：0.02％‑0.4％，Zr：0.05‑0.10％，Sc：0.06‑0.10％，余量为Al及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种缝纫机水平传送轴，其特征在于，所述的缝纫机水平传送轴为表面具有纳米孔铝合金基体与陶瓷一体成型制得，所述铝合金基体由以下质量百分比成分组成：Mg：2.2-4.2％，Si：1.2-2.0％，Cr：0.35-0.80％，C：1.0-1.5％，Cu：0.12-0.18％，Mn：0.12-0.20％，Zn：0.15-0.25％，Ni：0.05-1.5％，B：0.02％-0.4％，Zr：0.05-0.10％，Sc：0.06-0.10％，余量为Al及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的缝纫机水平传送轴，其特征在于，所述铝合金基体由以下质量百分比成分组成：Mg：2.5-3.5％，Si：1.5-1.8％，Cr：0.40-0.72％，C：1.2-1.5％，Cu：0.15-0.18％，Mn：0.15-0.18％，Zn：0.16-0.20％，Ni：0.2-1.2％，B：0.08-0.35％，Zr：0.06-0.08％，Sc：0.08-0.10％，余量为Al及不可避免的杂质，其中，Cr/Mn为3-4，Cu/Zn为0.5-1，B/Zr为1-3。3.根据权利要求1所述的缝纫机水平传送轴，其特征在于，所述的陶瓷为SiC/Si3N4复合陶瓷，所述的复合陶瓷包括以下质量百分比含量的组分：3.0-5.5％C，22-30％N，8-12％Fe，2.0-2.5％Y，余量为Si。4.一种缝纫机水平传送轴坯件的加工方法，其特征在于，所述的加工方法包括如下步骤：将如权利要求1中所述的铝合金加工成缝纫机水平传送轴坯件，经打磨抛光后作为阳极放入电解液中进行直流电化学腐蚀，得表面具有纳米孔的水平传送轴铝合金基体；将表面具有纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯光松，
申请(专利权)人：宁波瑞铭机械有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33