CN105817600A - 液态金属眼镜中螺丝连接位置丝通螺纹压铸成型的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了液态金属眼镜中螺丝连接位置丝通螺纹压铸成型的方法，包括以下步骤：在模腔内，在液态金属眼镜上需要丝通螺纹的位置预先放置螺丝；压铸时，将液态金属射入模腔内成型制得液态金属眼镜，液态金属包裹螺丝形成丝通螺纹；将包含螺丝的液态金属眼镜，放入不低于85℃的化学药水中，浸泡至螺丝完全溶解，再用稀硝酸漂洗，再清洗烘干；即直接压铸成型的螺丝连接位置丝通螺纹，其中所采用的化学药水仅与铝或铝合金产生化学反应；对液态金属不产生溶解或腐蚀作用。本发明使液态金属眼镜可以通过直接压铸成型的方法，直接形成丝通螺纹不需要进行机加工，为液态金属在眼镜行业的应用提供了良好的技术基础。

Description

液态金属眼镜中螺丝连接位置丝通螺纹压铸成型的方法

技术领域

本发明涉及眼镜制造技术领域，具体是液态金属眼镜中螺丝连接位置丝通螺纹压铸成型的方法，特别适用于液态金属眼镜的眼镜脾和庄头螺丝连接铰链位置和眼镜前圈夹口锁螺丝位置的成型。

背景技术

液态金属可以压铸成型，具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐腐蚀性强等特点，非常适合于作为眼镜材料使用。

近年已有专利（申请号201410831659.1、申请号201410833220.2、申请号201410833227.4）中均有提出液态金属在眼镜行业的使用，但不能针对材料和眼镜的特点，提供有效的生产工艺方法。

常用丝通螺纹加工方法一为：产品成型后，再二次加工，钻孔攻牙；但由于液态金属高硬度的特征，产品进行攻牙难度高，丝锥损耗大，成本高。

常用丝通螺纹加工方法二为：在压铸时直接植入螺母，这种工艺简单，且成本较低；但这种工艺在眼镜上难实现，由于眼镜丝通位置的壁厚通常0.3~0.5mm，而螺母本身壁厚超过0.3mm，成型后不能将植入的螺母完全包裹在液态金属内，影响外观和强度。

发明内容

本发明的目的在于提供成本低、容易加工的液态金属眼镜中螺丝连接位置丝通螺纹压铸成型的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

液态金属眼镜中螺丝连接位置丝通螺纹压铸成型的方法，包括以下步骤：

1）在模腔内，在液态金属眼镜上需要丝通螺纹的位置预先放置螺丝；

2）压铸时，将液态金属射入模腔内成型制得液态金属眼镜，液态金属包裹螺丝形成丝通螺纹；

3）将包含螺丝的液态金属眼镜，放入不低于85℃的化学药水中，浸泡至螺丝完全溶解，再用稀硝酸漂洗，再清洗烘干；即直接压铸成型的螺丝连接位置丝通螺纹，其中所采用的化学药水仅与铝或铝合金产生化学反应；对液态金属不产生溶解或腐蚀作用。

作为本发明进一步的方案：螺丝的材料为铝或铝合金。

作为本发明进一步的方案：需要丝通螺纹的位置包括铰链与庄头和夹口。

作为本发明进一步的方案：化学药水包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾的强碱性溶液。

作为本发明进一步的方案：稀硝酸的浓度为5~15%v/v。

现行金属眼镜架螺纹实现的一种方式为预制的带丝通螺纹的不锈钢或钛等材质铰链或前圈夹口通过焊接方式与眼镜脾和眼镜前圈连接在一起。但液态金属由于空气中易氧化且熔点高等原因，焊接强度差，无法通过焊接与预制件连接。现行金属眼镜架螺纹实验另一方式为通过钻孔攻牙实现丝通螺纹。由于液态金属高硬度的特性，钻孔还能实现；但攻牙丝锥损耗大，速度慢，成本高。第一，植入螺丝，成型前在模腔内预先在需要丝通螺牙的位置预先植入相应尺寸的螺丝。

为实现植入的螺丝能从液态金属眼镜产品中完全去除，螺丝的材料在某此性能方面必须与液态金属必须有明显的差异，并具有成本低、容易加工等特点。为解决上述问题，第二，采用铝螺丝或铝合金螺丝，与液态金属在化学性能、熔点、机械物理性能等方面均存在明显差异。且铝或铝合金材料成本低，容易加工。

由于液态金属为非晶结构，对温度敏感，通过高温熔解铝螺丝或铝合金螺丝的方法会严重影响液态金属的性能；由于压铸包紧力大，也不能通过机械方法直接卸除铝螺丝或铝合金螺丝；通过机加工钻孔攻牙方法，无法完全去除铝螺丝或铝合金螺丝，影响最终的装配。为解决上述问题，第三，利用化学药水浸泡将铝螺丝或铝合金螺丝溶解去除，不使用高温，利用铝或铝合金与液态金属化学性能的差异，通过化学反应在化学药水中将铝螺丝或铝合金螺丝完全溶解去除。可以达到完全去除的目的，而对液态金属产品没有任何伤害。

考虑到液态金属和铝或铝合金的在酸和碱溶液中均表现出明显差异，但由于铝为两性金属，在碱中会有强烈反应，而液态金属不会与碱反应，第四，所采用的化学药水仅与铝或铝合金产生化学反应，溶解；对液态金属不产生溶解或腐蚀作用；氢氧化钠或氢氧化钾等强碱性溶液与铝或铝合金会产生强烈的化学反应，完全溶解铝螺丝或铝合金螺丝而对液态金属不会有溶解或腐蚀等不良反应。且氢氧化钠或氢氧化钾等强碱作为常用的工业原料，成本较低；废水处理也相对简单。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在液态金属压铸成型眼镜时，通过在需要丝通螺牙的位置预先植入相应尺寸的铝螺丝，成型后，利用化学药水浸泡将铝螺丝溶解去除，得到所需的丝通螺牙。本发明使液态金属眼镜可以通过直接压铸成型的方法，直接形成丝通螺纹不需要进行机加工，为液态金属在眼镜行业的应用提供了良好的技术基础。

附图说明

图1是本发明实施例中液态金属眼镜结构示意图；

图中：1-眼镜腿、2-铰链、3-前圈、4-烟斗、5-中梁、6-片坑、7-庄头、8-前圈夹口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例中，眼镜包括眼镜腿1、铰链2、前圈3、烟斗4、中梁5、片坑6、庄头7与前圈夹口8，如图1所示。通过在模腔内，液态金属眼镜上需要丝通螺纹（如铰链与庄头）的位置预先放置铝螺丝或铝合金螺丝；压铸时，液态金属包裹铝螺丝或铝合金螺丝形成丝通螺纹；然后将包含铝螺丝或铝合金螺丝的液态金属眼镜，放入高温（推荐85℃以上）强碱性溶液中（推荐氢氧化钠或氢氧化钾），浸泡至铝螺丝或铝合金螺丝完全溶解，再用稀硝酸（5%v/v）漂洗，再清洗烘干；即可得到液态金属眼镜铰链2与前圈夹口8处的丝通螺纹。以下按顺序说明其考虑方法和研究结果。

1.解决液态金属眼镜铰链2与前圈夹口8处攻牙难，成本高的难题；

液态金属具有高硬度、高强度的特性，成型后再通过加机械加工钻孔攻牙的方式形成丝通螺纹，丝锥损耗大，效率低，成本高，且品质稳定性差。

通过在压铸时预先铰链2与前圈夹口8预先植入螺母的方式，由于眼镜在铰链与前圈夹口8的丝通位置的壁厚较薄（一般小于0.5毫米），难以对植入的螺母完全包裹，而且包裹后的强度难以保证，这种方式在液态金属眼镜上难以实现。

本发明将预制螺丝，在成型前预先固定模具内眼镜铰链2与前圈夹口8对应位置（如图1中），压铸成型时，液态金属将其螺纹位包裹，形成对应所需要的丝通螺纹。

2.解决预制螺丝难以从液态金属眼镜中难以去除问题；

预制螺丝被包裹在铰链2和前圈夹口8位置，由于包裹力作用，使用机械物理方法，难以取出；利用液态金属熔点高特点，通过高温熔融去除，高温又将影响液态金属的性能。

本发明充分考虑不同金属与液态金属之间性能差异，发现铝及铝合金成本低、且容易加工，而且在耐酸碱腐蚀等方面与液态金属有强烈的差异，因此优选铝或铝合金作为植入螺母的材料。

3.解决铝螺丝或铝合金螺丝去除时，对液态金属眼镜结构、外观、性能影响问题；

虽然铝及与铝合金与液态金属在酸碱腐蚀方面有强烈差异，一般气相反应或固相反应，会有残渣等留在螺纹内，难处理；另外，气相或固相化学反应为放热反应，如果散热不良，局部高温会导致液态金属眼镜变形，或性能下降。

针对上述问题，本发明采用化学溶剂浸泡的方法，通过化学反应溶解铝螺丝，化学反应发生在水溶液中，产生可溶解在水中的物质，不会产螺纹孔内沉积；另外，放热反应产生的热量被溶液带走，没有高温的影响。

4.解决化学溶液浸泡去除铝螺丝或铝合金螺丝过程中，对液态金属眼镜外观、结构、性能等方面的影响。

多种酸碱溶液，均能够去除铝螺丝或铝合金螺丝，但盐酸、氢氟酸等对液态金属会有腐蚀作用，不适应用作去除用铝螺丝或铝合金螺丝的溶液；硫酸、磷酸等常温与铝或铝合金反应速度慢，影响生产效率，而升高温度会对液态金属产生腐蚀。

本发明通过对材料化学性能进行分析，确定铝作为两性金属，既能与酸反应又能与碱反应，而液态金属在碱溶液中不会发生腐蚀与溶解等反应，所以优先氢氧化钠饱和溶液在85℃以上的高温下浸泡溶解铝螺丝或铝合金螺丝。生产效率高，对液态金属眼镜外观、结构、性能均不会有不良影响。

铝螺丝或铝合金螺丝通过高温氢氧化钠溶液浸泡去除后，表面产生的挂灰通过稀硝酸溶解去除。再漂洗去残留溶液，烘干。在液态金属眼镜的铰链2与前圈夹口8的螺丝位置即得到需要的丝通螺纹。

正如上述所说，利用本实施方式，可以使用液态金属压铸成型出铰链2与前圈夹口8位置带丝通螺纹的眼镜产品，并能够实现高效率、高质量的批量生产。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.液态金属眼镜中螺丝连接位置丝通螺纹压铸成型的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在模腔内，在液态金属眼镜上需要丝通螺纹的位置预先放置螺丝；

2）压铸时，将液态金属射入模腔内成型制得液态金属眼镜，液态金属包裹螺丝形成丝通螺纹；

3）将包含螺丝的液态金属眼镜，放入不低于85℃的化学药水中，浸泡至螺丝完全溶解，再用稀硝酸漂洗，再清洗烘干；即直接压铸成型的螺丝连接位置丝通螺纹，其中所采用的化学药水仅与铝或铝合金产生化学反应；对液态金属不产生溶解或腐蚀作用。

2.根据权利要求1所述的液态金属眼镜中螺丝连接位置丝通螺纹压铸成型的方法，其特征在于，螺丝的材料为铝或铝合金。

3.根据权利要求1所述的液态金属眼镜中螺丝连接位置丝通螺纹压铸成型的方法，其特征在于，需要丝通螺纹的位置包括铰链与庄头和夹口。

4.根据权利要求1所述的液态金属眼镜中螺丝连接位置丝通螺纹压铸成型的方法，其特征在于，化学药水包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾的强碱性溶液。

5.根据权利要求1所述的液态金属眼镜中螺丝连接位置丝通螺纹压铸成型的方法，其特征在于，稀硝酸的浓度为5~15%v/v。