CN103695732B

CN103695732B - 一种缝纫机连杆及其制备方法

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Publication number: CN103695732B
Application number: CN201310608499.XA
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: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2033-11-26
Also published as: CN103695732A

Abstract

本发明涉及一种缝纫机连杆及其制备方法，该连杆由针杆曲轴杆、针棒柱和针棒抱持部组成，材料为铝合金，其重量百分比成分为：Si：6.2-7.0%，Cu：1.0-2.5%，Fe：0.05-0.15%，Mg：0.3-0.4%，Mn：0.1-0.2%，Ni：0.1-0.5%，Zn：0.7-1.0%，Sc：0.01-0.025%，余量为Al及其不可避免的杂质。其制备方法包括：先将金属熔化、搅拌、除渣，然后进行冲压压铸得到针杆曲轴杆、针棒柱和针棒抱持部坯件，最后将坯件进行后处理并组装成缝纫机连杆。本发明制备的缝纫机连杆强度、硬度、塑性、韧性、耐磨性、伸长率、抗拉强度等性能较好，质量较高。

Description

一种缝纫机连杆及其制备方法

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连杆及其制备方法，属于机械技术领域。

背景技术

缝纫机零件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。缝纫机连杆由针杆曲轴杆、针棒柱和针棒抱持部组成，加工部位多，而且表面质量要求高，加工质量不好保证，生产中存在着很多难题。目前，我国缝纫机连杆质量相对较差，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，提高缝纫机连杆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，提供一种铝合金材料配伍合理、质量好的缝纫机连杆。

本发明的上述目的可通过下列技术方案来实现：一种缝纫机连杆，由针杆曲轴杆、针棒柱和针棒抱持部组成，针棒柱和针棒保持部平行设置且分别插接在针杆曲轴杆两端，所述针杆曲轴杆、针棒柱和针棒抱持部的材料为铝合金，所述铝合金由以下重量百分比的成分组成：Si：6.2-7.0%，Cu：1.0-2.5%，Fe：0.05-0.15%，Mg：0.3-0.4%，Mn：0.1-0.2%，Ni：0.1-0.5%，Zn：0.7-1.0%，Sc：0.01-0.025%，余量为Al及其不可避免的杂质。

本发明缝纫机连杆由针杆曲轴杆、针棒柱和针棒抱持部组成，针杆曲轴杆、针棒柱和针棒抱持部均选用铝合金为材料，通过调整铝合金中Si、Cu、Mg、Mn、Ni和Zn元素的含量，降低杂质元素Fe的含量，并加入稀土元素Sc，通过元素之间的合理复配制得质量较好的针杆曲轴杆、针棒柱和针棒抱持部，最后将针棒柱和针棒抱持部平行设置且分别插接在针杆曲轴杆两端组装成质量较好的缝纫机连杆。

Cu元素是提高铝合金抗拉强度、延伸性必不可少的元素。Cu和Al的晶格常数相差很大，但Cu能溶于Al，因此在铝合金中加入Cu元素后，Al的点阵发生很大的畸变，产生很显著的强化作用。随着Cu含量的提高，铝合金的强度急剧升高而延伸率剧烈下降。在铝合金中加入1.0%以上的Cu，可使效果更加明显。但是如果Cu添加量超过2.5%，不仅会导致铝合金延伸性下降，流动性变差，还会增加成本。因此，为确保铝合金具有良好的加工性和机械性能，将Cu含量控制在本发明范围内。

Mg和Si同时加入Al中形成铝镁硅系合金，在经过热处理以后以强化相Mg₂Si的状态析出，可提高铝合金的抗拉强度和硬度等机械性能。但是若Mg的含量少于0.3%，所述效果就会较小。相反地，若Mg含量过高，超过0.4%，其伸长率就会下降。因此，本发明将Mg含量控制在0.3-0.4%。

在铝合金中加入Zn元素，Zn元素可以和Mg元素产生共同作用，形成强化相Mg/Zn₂，能明显提高合金的流动性，增加热脆性、抗拉强度和屈服强度，降低耐蚀性。但是Zn元素对铝合金强度的提高是十分有限的，而且还会存在应力腐蚀开裂倾向。为了减弱Zn元素的有害作用，利用其有利作用，Zn元素的含量不能太高。因此，本发明根据铝合金中各元素之间的协同作用，将Zn元素的含量控制在0.7%-1.0%最佳。

Mn元素在铝合金中，部分溶入基体，可细化材料组织，提高再结晶温度，增强铝合金的耐热性。同时，还可以中和铝合金中Fe的有害作用。但是，Mn含量过高时，会在铸造时生成粗大的结晶物，降低延伸性。因此，将Mn含量控制在本发明范围内。

Fe是铝合金中常见的杂质元素，对铝合金性能有明显的影响。它主要以FeCl₃存在，在Si含量大于Fe含量时，形成β-FeSiAl₃(或Fe₂Si₂Al₉)相，Si和Fe比例不当时，将引起铝合金产生裂纹，而且Fe含量过高时会使铝合金产生脆性。因此，将Fe含量控制在本发明范围内。

在铝合金中添加适量的Ni元素能提高铝合金的强度和硬度，降低耐蚀性。Ni与Fe的作用相似，能减少铝合金对模具的熔蚀，而且Ni能中和Fe的有害影响。但Ni的来源缺乏，含量过高会增加生产成本，所以，根据各元素之间的协同作用将镍含量控制在本发明范围内。

稀土Sc是目前为止发现对铝合金最为有效的合金化元素。取微量稀土Sc能显著提高合金的强度、塑性及抗蚀性能。在铝合金中添加本发明范围内的微量Sc后，在铝合金中形成的Al₃Sc相，与母相Al共格，阻碍晶粒长大，使合金始终保持细晶状态。

作为优选，所述铝锌合金由以下重量百分比的成分组成：所述铝合金由以下重量百分比的成分组成：Si：6.4%，Cu：1.5%，Fe：0.05%，Mg：0.3%，Mn：0.1%，Ni：0.2%，Zn：0.7%，Sc：0.01%，余量为Al及其不可避免的杂质。

作为优选，所述铝合金由以下重量百分比的成分组成：所述铝合金由以下重量百分比的成分组成：Si：6.6%，Cu：1.8%，Fe：0.08%，Mg：0.35%，Mn：0.15%，Ni：0.3%，Zn：0.8%，Sc：0.015%，余量为Al及其不可避免的杂质。

作为优选，所述铝合金由以下重量百分比的成分组成：所述铝合金由以下重量百分比的成分组成：Si：6.8%，Cu：2.2%，Fe：0.12%，Mg：0.4%，Mn：0.2%，Ni：0.4%，Zn：0.9%，Sc：0.025%，余量为Al及其不可避免的杂质。

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

S1：按上述铝合金各组成成分的重量百分比先加入一半的铝锭，加热至铝锭完全熔化后加入硅、铜和剩余的铝锭，待硅和铜完全熔化后加入镍和锌，全部熔化后调整铝合金液温度至700-730℃时用钟罩压入镁片，镁完全熔化后，将熔炼后的铝合金液搅拌均匀，静置5-10min后进行扒渣；

S2：在铝合金液中压入钪，待钪完全熔化后再次将铝合金液进行除渣、除气精炼；

S3：将上述铝合金液进行冲压压铸，得到针杆曲轴杆坯件、针棒柱坯件和针棒抱持部坯件；

S4：将上述坯件进行处理后得到针杆曲轴杆、针棒柱和针棒抱持部，并将针棒柱和针棒抱持部平行设置且分别插接在针杆曲轴杆两端组装成最终产品缝纫机连杆。

本发明缝纫机连杆采用冲压压铸，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连杆质量稳定，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Al、Si、Cu，再加入Ni和Zn，最后加入Mg。使Al将Cu包容后熔炼，避免Cu被氧化，而后加入Mg，因为Mg的熔点较低，过早加入会导致Mg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650-700℃。熔化温度越高，铝合金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，影响铝合金表面质量。经过实验表明，将温度控制在本发明范围内得到铝合金性能最佳。

作为优选，所述步骤S2中冲压压力为85-90MPa。

作为优选，所述步骤S4中后处理为精加工、振动研磨和抛光。

本发明具有以下优点：

1.本发明缝纫机连杆材料配伍合理，强度、硬度、塑性、韧性、耐磨性、伸长率、抗拉强度等性能较好，质量较高。

2.本发明缝纫机连杆制备方法简单，工序少，生产效率高，易于实现机械化与自动化，且制备得到的缝纫机连杆质量稳定，成本低。

附图说明

图1为本发明缝纫机连杆结构示意图。

如图所示：1：针杆曲轴杆；2：针棒柱；3：针棒抱持部。

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：本发明缝纫机连杆由针杆曲轴杆1、针棒柱2和针棒抱持部3组成，针棒柱2和针棒保持部3平行设置且分别

插接在针杆曲轴杆1两端。

表1本发明实施例1-3缝纫机连杆的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先加入一半的铝锭，加热至660℃使铝锭完全熔化，然后加入硅、铜和剩余的铝锭，待硅和铜完全熔化后再加入镍和锌，全部熔化后调整铝合金液温度至700℃时用钟罩压入镁片，镁完全熔化后，将熔炼后的铝合金液搅拌均匀，静置5min后进行扒渣。之后在铝合金液中压入钪，待钪完全熔化后再次将铝合金液进行除渣、除气精炼。之后将处理后的铝合金液在压力为90MPa的条件下进行冲压压铸，得到针杆曲轴杆坯件、针棒柱坯件和针棒抱持部坯件。然后将针杆曲轴杆坯件、针棒柱坯件和针棒抱持部坯件进行精加工、振动研磨和抛光处理，得到针杆曲轴杆、针棒柱和针棒抱持部，最后将针棒柱和针棒抱持部平行设置且分别插接在针杆曲轴杆两端组装成最终产品缝纫机连杆。

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先加入一半的铝锭，加热至680℃使铝锭完全熔化，然后加入硅、铜和剩余的铝锭，待硅和铜完全熔化后再加入镍和锌，全部熔化后调整铝合金液温度至710℃时用钟罩压入镁片，镁完全熔化后，将熔炼后的铝合金液搅拌均匀，静置8min后进行扒渣。之后在铝合金液中压入钪，待钪完全熔化后再次将铝合金液进行除渣、除气精炼。之后将处理后的铝合金液在压力为88MPa的条件下进行冲压压铸，得到针杆曲轴杆坯件、针棒柱坯件和针棒抱持部坯件。然后将针杆曲轴杆坯件、针棒柱坯件和针棒抱持部坯件进行精加工、振动研磨和抛光处理，得到针杆曲轴杆、针棒柱和针棒抱持部，最后将针棒柱和针棒抱持部平行设置且分别插接在针杆曲轴杆两端组装成最终产品缝纫机连杆。

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先加入一半的铝锭，加热至700℃使铝锭完全熔化，然后加入硅、铜和剩余的铝锭，待硅和铜完全熔化后再加入镍和锌，全部熔化后调整铝合金液温度至720℃时用钟罩压入镁片，镁完全熔化后，将熔炼后的铝合金液搅拌均匀，静置10min后进行扒渣。之后在铝合金液中压入钪，待钪完全熔化后再次将铝合金液进行除渣、除气精炼。之后将处理后的铝合金液在压力为86MPa的条件下进行冲压压铸，得到针杆曲轴杆坯件、针棒柱坯件和针棒抱持部坯件。然后将针杆曲轴杆坯件、针棒柱坯件和针棒抱持部坯件进行精加工、振动研磨和抛光处理，得到针杆曲轴杆、针棒柱和针棒抱持部，最后将针棒柱和针棒抱持部平行设置且分别插接在针杆曲轴杆两端组装成最终产品缝纫机连杆。

对比例：

从市场上购买的普通的缝纫机连杆。

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

表2对比例与实施例1-3缝纫机连杆比较结果

从表2可以得到，本发明制备得到的缝纫机连杆性能优于市场上购买的普通缝纫机连杆的性能，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

1.一种缝纫机连杆，由针杆曲轴杆(1)、针棒柱(2)和针棒抱持部(3)组成，针棒柱(2)和针棒抱持部(3)平行设置且分别插接在针杆曲轴杆(1)两端，其特征在于，所述针杆曲轴杆(1)、针棒柱(2)和针棒抱持部(3)的材料为铝合金，所述铝合金由以下重量百分比的成分组成：Si：6.2-7.0％，Cu：1.0-2.5％，Fe：0.05-0.15％，Mg：0.3-0.4％，Mn：0.1-0.2％，Ni：0.1-0.5％，Zn：0.7-1.0％，Sc：0.01-0.025％，余量为Al及其不可避免的杂质；

该缝纫机连杆的制备方法包括以下步骤：

S3：将上述铝合金液进行冲压压铸，得到针杆曲轴杆(1)坯件、针棒柱(2)坯件和针棒抱持部(3)坯件；

S4：将上述坯件进行处理后得到针杆曲轴杆(1)、针棒柱(2)和针棒抱持部(3)，并将针棒柱(2)和针棒抱持部(3)平行设置且分别插接在针杆曲轴杆(1)两端组装成最终产品缝纫机连杆。

2.根据权利要求1所述的一种缝纫机连杆，其特征在于，所述铝合金由以下重量百分比的成分组成：Si：6.4％，Cu：1.5％，Fe：0.05％，Mg：0.3％，Mn：0.1％，Ni：0.2％，Zn：0.7％，Sc：0.01％，余量为Al及其不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的一种缝纫机连杆，其特征在于，所述铝合金由以下重量百分比的成分组成：Si：6.6％，Cu：1.8％，Fe：0.08％，Mg：0.35％，Mn：0.15％，Ni：0.3％，Zn：0.8％，Sc：0.015％，余量为Al及其不可避免的杂质。

4.根据权利要求1所述的一种缝纫机连杆，其特征在于，所述铝合金由以下重量百分比的成分组成：Si：6.8％，Cu：2.2％，Fe：0.12％，Mg：0.4％，Mn：0.2％，Ni：0.4％，Zn：0.9％，Sc：0.025％，余量为Al及其不可避免的杂质。

5.一种缝纫机连杆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

S1：按权利要求1所述铝合金各组成成分的重量百分比先加入一半的铝锭，加热至铝锭完全熔化后加入硅、铜和剩余的铝锭，待硅和铜完全熔化后加入镍和锌，全部熔化后调整铝合金液温度至700-730℃时用钟罩压入镁片，镁完全熔化后，将熔炼后的铝合金液搅拌均匀，静置5-10min后进行扒渣；

6.根据权利要求5所述的一种缝纫机连杆的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中加热熔化温度为650-700℃。

7.根据权利要求5所述的一种缝纫机连杆的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中冲压压力为85-90MPa。

8.根据权利要求5所述的一种缝纫机连杆的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中后处理为精加工、振动研磨和抛光。