CN103695713B

CN103695713B - 一种缝纫机压布脚及其制备方法

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Publication number: CN103695713B
Application number: CN201310608131.3A
Authority: CN
Inventors: 冯光松
Original assignee: Ningbo Ruiming Machinery Co Ltd
Current assignee: Ningbo Ruiming Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2033-11-26
Also published as: CN103695713A

Abstract

本发明涉及一种缝纫机压布脚及其制备方法，该压布脚由锌合金制成，并在锌合金表面镀有金属镀层Ni，该锌合金由以下重量百分比的成分组成：Al：3.80-4.00%，Mg：0.03-0.04%，Cu：1.0-1.2%，Fe不大于0.02%，Pb不大于0.002%，Cd不大于0.002%，Sn不大于0.0008%，余量为Zn。其制备方法包括：将金属熔化成合金溶液，搅拌、扒渣，然后进行冲压压铸，得到缝纫机压布脚的压板和压杆，并进行精加工、振动研磨，然后在压板和压杆表面电镀金属Ni，最后将压板和压杆组装成缝纫机压布脚。本发明制备的缝纫机压布脚力学性能、耐磨性、耐腐蚀性较好，表面质量较高，使用寿命较长。

Description

一种缝纫机压布脚及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种缝纫机配件及其制备方法，尤其涉及一种缝纫机压布脚及其制备方法，属于机械技术领域。

背景技术

缝纫机主要由机头、机座、传动和压布脚四部分组成。其中，压布脚的作用是把布料压紧在送布牙上，以便缝纫时使布料移动。缝纫机压布脚的质量好坏直接影响服装缝制质量及整机的性能和使用寿命。压布脚表面质量要求高，加工质量不好保证，生产中存在着很多难题。目前，我国缝纫机压布脚质量与国外相比相差甚远，在国际市场上没有竞争力，售价很低。这不仅使缝纫机制造企业的经济效益受到很大影响，也影响我国整个服装行业的发展。因此，提高压布脚质量是各生产厂家的迫切要求。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的缺陷，提供一种力学性能、耐磨性、耐腐蚀性较好，表面质量较高的缝纫机压布脚。

本发明的上述目的可通过下列技术方案来实现：一种缝纫机压布脚，所述压布脚由锌合金制成，并在锌合金表面镀有金属镀层Ni，所述锌合金由以下重量百分比的成分组成：Al：3.80-4.00%，Mg：0.03-0.04%，Cu：1.0-1.2%，Fe不大于0.02%，Pb不大于0.002%，Cd不大于0.002%，Sn不大于0.0008%，余量为Zn。

本发明缝纫机压布脚选用锌合金材料制成，进一步精确Al、Mg、Cu在锌合金中的含量，改善合金的耐腐蚀性，削弱有害杂质的不良影响，抑制合金的晶间腐蚀，并进一步控制有害杂质Fe、Pb、Cd、Sn在锌合金中的含量，从而有效改善了锌合金的铸造性能、机械性能、耐磨性、耐腐蚀性等。此外，本发明在锌合金表面电镀一层金属Ni，以此进一步提高其耐腐蚀性能。

Al可以改善合金的铸造性能，增加合金的流动性，细化晶粒，引起固溶强化，提高机械性能。锌合金流动性在Al含量为5%时达到最大值，Al含量低于3.8%的锌合金流动性很差，在Al含量为3%时流动性降到最小值，不适应于压铸，而且抗拉强度低。冲击强度在Al含量为3.5%达到最大值，但Al含量超过4.5%时，冲击强度急剧下降，Al含量为6%时冲击强度降到最小值。可见，将Al含量控制在4.0%左右时，合金的流动性和机械性能可同时处于最佳状态。这是因为含Al4％的合金熔点为387℃，结晶温度范围为5℃，在压铸件快速冷却条件下，合金组织中的α相、β相和γ相出现一种亚稳定状态，具有细的晶粒组织，从而使合金具有最佳的抗拉强度，硬度和冲击韧性。这种合金生产的压铸件在室温时，因相变而引起的最终尺寸变化仅为0.12%，机械性能也无明显变化。此外，合金中Al含量过高，会加速其表面层氧化，造成镀层结合力下降。当合金中Al含量过低，又会影响零件的韧性，使用过程中易出现断裂。综上所述，本发明缝纫机压布脚材料锌合金中的Al含量控制在3.8-4.0%范圈内，缝纫机压布脚性能达到最佳。

在合金中添加适量的Cu能增加合金的硬度和强度，改善合金的抗磨损性能和耐蚀性，削弱有害杂质的不良影响，抑制合金的晶间腐蚀。这主要是因为Cu的加入，提高了铝在β相中的固溶度，减少了Al沿晶界的扩散；Cu具有较高的电极电位，使β相与杂质之间的电化学性质差别减少；Cu还能抑制合金的共析分解，能使β相以颗粒状从α相析出，减慢腐蚀穿透速度，从而钝化α相。正是因为Cu的这些特殊作用，从而提高了合金的硬度，强度和冲击性能，且这些性能在一定范围内随Cu含量的增加而增加。在压铸件生产过程中，含Cu的合金压铸件能获得快速冷却，从而可抑制ε相的析出，生产出尺寸较为稳定的铸件。但是在室温时，ε相的析出缓慢、周期长，最终将会导致铸件形状的不稳定。提高温度可显著加速这种尺寸变化。因此，在使用含Cu压铸锌合金时，含Cu量最大不能超过1.25%。当含Cu量大于1.25%时，即使在室温时，压铸件组织中ε相仍将大量的析出，这会引起铸件尺寸的快速变化。所以，本发明缝纫机压布脚材料锌合金中的Cu含量控制在1.0-1.2%范圈内，缝纫机压布脚性能达到最佳。

Mg是压铸锌合金中另一个重要的合金元素。它在锌中的固溶度趋近于零。可与锌形成硬而脆的化合物，细化合金组织，抑制β相的转变，从而增加合金的强度，对合金的蠕变性能也有很大改善。Mg也是改善锌铝合金耐蚀性比较有效的元素之一，主要是Mg可抑制Pb引起的晶间腐蚀，可以明显削弱杂质的有害程度。但是过高的Mg，不仅会降低合金的流动性，而且还会引起热脆。因此，本发明缝纫机压布脚中Mg的加入量控制在0.03-0.04%范围内。

压铸锌合金中常见的杂质主要有Fe、Pb、Cd、Sn等。在锌合金的熔点时，Fe的固溶度仅约0.001%。纯锌具有极易与Fe化合的倾向，当Fe为0.018%时，Zn和Fe发生共晶反应，Fe可明显提高Zn的再结晶温度和硬度。而且，4%的Al的抑制作用，使锌合金中Zn与Fe的化合倾向大为减弱。Fe倾向于与Al化合形成金属间化台物FeAl₃，致使合金铸造性能变差，机械性能变坏。抗腐蚀性能降低，而且铸件产生硬斑，影响后加工和抛光。因此，本发明缝纫机压布脚将Fe含量控制在0.02%以下，最大程度减少对压布脚性能的影响。

Pb、Cd、Sn也是锌合金中的杂质元素，使锌合金的晶间腐蚀变成十分敏感，在室温、湿环境下加速了本身的晶间腐蚀，降低机械性能，并引起铸件尺寸变化。Pb在纯锌中几乎不溶解，而是作为独立相存在于晶界和树枝晶界面上，加速合金的晶间腐蚀，使铸件体积和尺寸发生变化。而锌合金中Cd含量超过一定限度时，会引起合金的热脆性，降低抗腐蚀性能。而且，Pb、Cd含量过高，压铸成型后的缝纫机压布脚在室温下存放一段时间后，表面会出现鼓泡。杂质元素中Sn则单独存在于晶界上，除产生晶间腐蚀外，还会导致热脆性，降低冲击强度，因此，Sn的存在比Pb和Cd更有害些。所以，本发明缝纫机压布脚进一步控制杂质元素Pb、Cd、Sn的含量，将Pb控制在0.002%以下，Cd控制0.002%以下，Sn控制在0.0008%以下，从而提高缝纫机压布脚的性能。

作为优选，所述锌合金由以下重量百分比的成分组成：Al：3.80%，Mg：0.03%，Cu：1.0%，Fe：0.02%，Pb：0.002%，Cd：0.002%，Sn：0.0008%，余量为Zn。

作为优选，所述锌合金由以下重量百分比的成分组成：Al：3.90%，Mg：0.035%，Cu：1.1%，Fe：0.01%，Pb：0.001%，Cd：0.001%，Sn：0.0006%，余量为Zn。

作为优选，所述锌合金由以下重量百分比的成分组成：Al：4.00%，Mg：0.04%，Cu：1.2%，Fe：0.005%，Pb：0.0005%，Cd：0.0005%，Sn：0.0003%，余量为Zn。

作为优选，所述锌合金表面金属镀层Ni的厚度为15-20μm。15-20μm厚的镀层金属Ni可以在锌合金表面形成一层良好的保护层，提高合金的耐腐蚀性、机械性能等。

本发明的另一个目的在于提供上述缝纫机压布脚的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

S1：在电炉中按上述锌合金各组成成分的重量百分比加入铝、锌、铜加热熔化，全部熔化后用钟罩压入镁，镁完全熔化后，搅拌合金溶液，静置5-10min后进行扒渣；

S2：将上述金属液进行冲压压铸，得到缝纫机压布脚的压板和压杆；

S3：将上述制得的压板和压杆进行精加工、振动研磨，并在压板和压杆表面电镀金属Ni；

S4：将上述处理后的压板和压杆组装成最终产品缝纫机压布脚。

本发明缝纫机压布脚采用冲压压铸，冲压压铸操作方便，工序少，可提高生产效率，且易于实现机械化与自动化；此方法制备的缝纫机压布脚质量稳定，成本低。而且本发明还合理设计合金材料中合金元素的添加时间，先加入铝、锌、铜，使铝将铜包容后熔炼，避免铜被氧化，而后加入镁，因为镁的熔点较低，过早加入会导致镁合金元素被氧化或烧损。

作为优选，所述步骤S1中加热熔化温度为360-400℃。熔化温度越高，缝纫机压布脚结晶粗大导致力学性能降低，且消耗大量能源，增加成本；但是熔化温度过低时，合金流动性差，不利于成型，影响缝纫机压布脚表面质量。经过实验表明，将温度控制在本发明范围内得到的缝纫机压压布脚性能最佳。

作为优选，所述步骤S2中冲压压力为85-90MPa。

本发明具有以下优点：

1.本发明缝纫机压布脚强度、硬度、冲击性等力学性能较好，耐磨性好，使用寿命较长。

2.本发明缝纫机压布脚表面质量好、生产效率高。

3.本发明缝纫机压布脚表面镀有一层金属Ni，形成良好的保护层，提高压布脚的防腐蚀性。

附图说明

图1为本发明缝纫机压布脚结构示意图。

如图所示：1：压板；2：压杆。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图说明对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本发明缝纫机压布脚由压板1和压杆2组成，压板1和压杆2通过锌合金压铸成型制成，并在锌合金表面电镀金属镀层Ni，金属镀层Ni由现有技术中普通电镀方法电镀而成。

表1本发明实施例1-3缝纫机压布脚组成成分及其质量百分比

实施例1：

根据表1中实施例1各组成成分及其质量百分比在电炉中加入铝、锌、铜并加热到360℃使其熔化，全部熔化后用钟罩压入镁，镁完全熔化后，搅拌合金溶液，静置10min后进行扒渣。之后将金属液在压力为90MPa的条件下进行冲压压铸，得到缝纫机压布脚的压板和压杆，然后将压板和压杆进行精加工、振动研磨，并在压板和压杆表面电镀一层厚度为15μm的金属Ni。最后将处理后的压板和压杆组装成最终产品缝纫机压布脚。

实施例2：

根据表1中实施例2各组成成分及其质量百分比在电炉中加入铝、锌、铜并加热到380℃使其熔化，全部熔化后用钟罩压入镁，镁完全熔化后，搅拌合金溶液，静置5min后进行扒渣。之后将金属液在压力为85MPa的条件下进行冲压压铸，得到缝纫机压布脚的压板和压杆，然后将压板和压杆进行精加工、振动研磨，并在压板和压杆表面电镀一层厚度为20μm的金属Ni。最后将处理后的压板和压杆组装成最终产品缝纫机压布脚。

实施例3：

根据表1中实施例3各组成成分及其质量百分比在电炉中加入铝、锌、铜并加热到400℃使其熔化，全部熔化后用钟罩压入镁，镁完全熔化后，搅拌合金溶液，静置8min后进行扒渣。之后将金属液在压力为88MPa的条件下进行冲压压铸，得到缝纫机压布脚的压板和压杆，然后将压板和压杆进行精加工、振动研磨，并在压板和压杆表面电镀一层厚度为18μm的金属Ni。最后将处理后的压板和压杆组装成最终产品缝纫机压布脚。

对比例：

从市场上购买的普通的缝纫机压布脚。

将从市场上购买的普通缝纫机压布脚与本发明实施例1-3制备得到的缝纫机压布脚进行比较，比较结果如表2所示。

表2对比例与实施例1-3缝纫机压布脚比较结果

从表2可以得到，本发明制备得到的缝头机压布脚力学性能、耐磨性、耐腐蚀性、表面质量、稳定性更好，更适合缝纫机使用，而且生产效率高，易于实现工业化。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims

1.一种缝纫机压布脚，其特征在于，所述压布脚由压板和压杆组成，压板和压杆通过锌合金压铸成型制成，并在锌合金表面电镀金属镀层Ni，所述锌合金由以下重量百分比的成分组成：Al：3.80-3.90％，Mg：0.03-0.035％，Cu：1.0-1.1％，Fe不大于0.02％，Pb不大于0.002％，Cd不大于0.002％，Sn不大于0.0008％，余量为Zn；其中，所述锌合金表面金属镀层Ni的厚度为15-20μm；

该缝纫机压布脚的制备方法包括以下步骤：

S1：在电炉中按上述锌合金各组成成分的重量百分比加入铝、锌、铜加热熔化，温度为360-400℃，全部熔化后用钟罩压入镁，镁完全熔化后，搅拌合金溶液，静置5-10min后进行扒渣；

S2：将上述金属液进行冲压压铸，冲压压力为85-90MPa，得到缝纫机压布脚的压板和压杆；

2.根据权利要求1所述的一种缝纫机压布脚，其特征在于，所述锌合金由以下重量百分比的成分组成：Al：3.80％，Mg：0.03％，Cu：1.0％，Fe：0.02％，Pb：0.002％，Cd：0.002％，Sn：0.0008％，余量为Zn。

3.根据权利要求1所述的一种缝纫机压布脚，其特征在于，所述锌合金由以下重量百分比的成分组成：Al：3.90％，Mg：0.035％，Cu：1.1％，Fe：0.01％，Pb：0.001％，Cd：0.001％，Sn：0.0006％，余量为Zn。