CN108866405A - 安全鞋用铝合金鞋头生产工艺 - Google Patents

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刘云飞
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    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/10—Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent
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    • A43B23/00—Uppers; Boot legs; Stiffeners; Other single parts of footwear
    • A43B23/08—Heel stiffeners; Toe stiffeners
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Abstract

本发明公开了一种安全鞋用铝合金鞋头生产工艺，包括以下步骤：（1）3D压铸模设计；（2）炉料配置及合金熔化；（3）压铸；（4）去除浇冒口、滤饼；（5）研磨整形；（6）完检；（7）包装入库。本发明采用压铸工艺，根据人体学原理，应用模具3D力学设计方法得到精确的鞋头压铸模，利用铝合金产品自身的特点，将各组分进行科学配比，使铝合金的性能达到最优，使得生产得到的安全鞋铝合金包头在抗压强度完全符合国际相关标准的同时，自重最轻，给穿戴者在得到安全保护的同时获得舒适的穿戴体验。

Description

安全鞋用铝合金鞋头生产工艺
技术领域
本发明涉及制鞋技术领域，具体涉及一种安全鞋用铝合金鞋头生产工艺。
背景技术
目前中国市场劳保鞋，鞋头部分设有高强度铝板冲压成型的铝包头；该铝包头造型与鞋头相似，铝包头底部设有向里折边，衬底位于该折边之上。鞋头可耐压5吨而不变形，安全可靠，但鞋重量一般较重，穿戴者使用舒适性不佳。
目前国内主要采用冲压工艺制造安全鞋鞋头，具体工艺为：铝板落料—冲床放入模具后，拉伸—整形—检验—包装—入库。由于要达到国际标准的抗压强度，生产者必须增加铝板厚度，导致安全鞋铝包头自身重量偏大，从而增加了安全鞋的总体重量，使得穿戴者行动不便，体力消耗快；需要多次成形，工序复杂，效率低；鞋头壁厚不能调整；机械性能上，抗压强度稍弱。而部分安全鞋鞋头制造商采用注塑方式，将外底和鞋面结合在一起，生产方法高效，安全鞋的总体重量较轻，但是这种方法生产的安全鞋容易脱胶、不环保、鞋头前部较大，影响鞋的整体美观。
发明内容
针对现有安全鞋鞋头生产工艺的不足，本发明提供一种重量轻、造型美观、穿着舒适、抗压强度强、工艺简单、一次成型、壁厚可调整、成本低的安全鞋用铝合金鞋头生产工艺。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种安全鞋用铝合金鞋头生产工艺，包括以下步骤：
（1）3D压铸模设计；
（2）炉料配置及合金熔化；
（3）压铸；
（4）去除浇冒口、滤饼；
（5）研磨整形；
（6）完检；
（7）包装入库。
一种安全鞋用铝合金材料，由按重量百分比计的以下组分组成：硅0.0857%~0.0949%、铁0.190%~0.210%、铜1.3775%~1.5475%、锰0.0594%~0.0656%、镁2.35%~2.59%、锌5.64%~6.22%、铬0.107%~0.319%、镍0.0045%~0.0049%、钛0.0291%~0.0321%、钙0.0011%~0.0014%、铅0.01197%~0.01323%、锡0.00095%~0.00105%、锑0.0035%~0.0048%、锶0.000095%~0.000105%、锆0.0090%~0.0095%、铝84.96%~93.9%。
进一步地，步骤（2）中合金为按重量百分比计的以下组分配比：硅0.0903%、铁0.200%、铜1.45%、锰0.0625%、镁2.47%、锌5.93%、铬0.213%、镍0.0047%、钛0.0306%、钙0.0012%、铅0.0126%、锡0.00100%、锑0.0046%、锶0.00010%、锆0.0091%、铝89.43%。
进一步地，步骤（3）压铸具体为：①压铸机调试；②压铸模安装；③涂料配置；④模具预热、涂料；⑤调整脱模计量及喷射位置；⑥合模；⑦浇筑压射；⑧保压；⑨开模，取出鞋头铸件；步骤（3）中还包括对压铸毛坯件进行抽检，检查铸件外观、切断检查内部气孔情况、尺寸。
进一步地，步骤（4）中去除浇冒口具体为使用立式带锯床锯除，产品不可缺肉。
进一步地，步骤（5）中研磨整形具体为：用锉刀、刮刀或冲斗去除飞边、毛刺。
进一步地，步骤（6）中完检为检查外观、内部气孔及尺寸。
鞋头压铸在生产过程中，有气孔的出现是产品中产件的缺陷，这主要与自身的材质和外界因素有关，为了减少气孔的产生，采取以下的预防措施：正确处理好炉料，在使用前将炉料进行吹沙，去除表面的锈迹、泥沙等污物，采用精确配比的合金原料，必要时将设备预热，将温度控制在350-450 ℃，保持的时间在3小时以上，严防带入水分或者油污等；在熔炼时要做到快速熔炼，缩短高温下的停留时间，必要时使用溶剂覆盖溶液表面，防止铝合金吸气。
本发明采用压铸工艺，根据人体学原理，应用模具3D力学设计方法得到精确的鞋头压铸模，利用铝合金产品自身的特点，将各组分进行科学配比，使铝合金的性能达到最优，使得生产得到的安全鞋铝合金包头在抗压强度完全符合国际相关标准的同时，自重最轻，给穿戴者在得到安全保护的同时获得舒适的穿戴体验。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
（1）本发明提供的安全鞋用铝合金鞋头生产工艺，采用高压铸造工艺生产安全鞋用铝合金鞋头，具有铸件尺寸精度高、表面粗糙度低、生产率高、金属利用率高、铸件强度和表面硬度高等优点，生产工艺简单，成品一次成型，节约了大量的生产成本；
（2）本发明生产得到的铝合金鞋头重量轻、造型美观、穿戴更舒适，鞋头壁厚可以根据受力部位不同而调整。
[0017]附图说明
图1为安全鞋用铝合金鞋头压铸工艺生产流程图。
图2为本发明生产得到的铝合金鞋头产品A。
图3为本发明生产得到的铝合金鞋头产品B。
图4为产品的光谱分析报告，其中样品1和样品2分别对应于产品A和产品B。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合说明书附图及具体实施例进行详细描述。
实施例1
一种安全鞋用铝合金鞋头生产工艺，包括以下步骤：
（1）3D压铸模设计：模具设计3D化，设计得到适合人体学的压铸模A；
（2）炉料配置及合金熔化：对金属组分原材料进行检测分析，确保达到日本JIS H5301/5302标准；在使用前将炉料进行吹沙，去除表面的锈迹、泥沙等污物，采用精确配比的合金原料，硅0.0903%、铁0.200%、铜1.45%、锰0.0625%、镁2.47%、锌5.93%、铬0.213%、镍0.0047%、钛0.0306%、钙0.0012%、铅0.0126%、锡0.00100%、锑0.0046%、锶0.00010%、锆0.0091%、铝89.43%，快速熔炼时使用溶剂覆盖熔液表面，控制含气量；
（3）压铸：①压铸机调试；②压铸模A安装；③涂料配置；④模具预热、涂料；⑤调整脱模计量及喷射位置；⑥合模；⑦浇筑压射；⑧保压；⑨开模，取出鞋头铸件；对压铸毛坯件进行抽检，检查铸件外观、切断检查内部气孔情况、尺寸；
（4）去除浇冒口、滤饼：使用立式带锯床锯除；
（5）研磨整形：用锉刀、刮刀或冲斗去除飞边、毛刺；
（6）完检：检查外观、内部气孔及尺寸合格即得产品A（图2所示）；
（7）包装入库：外包装箱上注明压铸单位、产品名称、生产日期，入库。
实施例2
一种安全鞋用铝合金鞋头生产工艺，包括以下步骤：
（1）3D压铸模设计：模具设计3D化，设计得到适合人体学的压铸模B；
（2）炉料配置及合金熔化：对金属组分原材料进行检测分析，确保达到日本JIS H5301/5302标准；在使用前将炉料进行吹沙，去除表面的锈迹、泥沙等污物，采用精确配比的合金原料，硅0.0903%、铁0.200%、铜1.45%、锰0.0625%、镁2.47%、锌5.93%、铬0.213%、镍0.0047%、钛0.0306%、钙0.0012%、铅0.0126%、锡0.00100%、锑0.0046%、锶0.00010%、锆0.0091%、铝89.43%，快速熔炼时使用溶剂覆盖熔液表面，控制含气量；
（3）压铸：①压铸机调试；②压铸模A安装；③涂料配置；④模具预热、涂料；⑤调整脱模计量及喷射位置；⑥合模；⑦浇筑压射；⑧保压；⑨开模，取出鞋头铸件；对压铸毛坯件进行抽检，检查铸件外观、切断检查内部气孔情况、尺寸；
（4）去除浇冒口、滤饼：使用立式带锯床锯除；
（5）研磨整形：用锉刀、刮刀或冲斗去除飞边、毛刺；
（6）完检：检查外观、内部气孔及尺寸合格即得产品B（图3所示）；
（7）包装入库：外包装箱上注明压铸单位、产品名称、生产日期，入库。
分别对所得产品A和产品B进行光谱分析（图4所示），各组分含量与设定值相比，偏差在5%以内，表明工艺控制精确，产品质量稳定；分别对所得产品A和产品B进行抗压强度冲击试验，均没有出现裂纹，变形处在标准设定的限制范围以内；安全性能及物理性能测试结果符合国际标准（美国标准ANSI-Z41-1991、澳洲标准AS/NZS 2210.1:1994、中国标准G.B.4014-83、日本标准J1S-T-8015:1983）。
综上，本发明提供的安全鞋用铝合金鞋头生产工艺，生产工艺简单、成本低，所生产的铝合金鞋头抗压强度强、重量轻、气孔率低、造型美观、穿戴更舒适。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种安全鞋用铝合金鞋头生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）3D压铸模设计；
（2）炉料配置及合金熔化；
（3）压铸；
（4）去除浇冒口、滤饼；
（5）研磨整形；
（6）完检；
（7）包装入库。
2.一种根据权利要求1所述安全鞋用铝合金鞋头所用的合金材料，其特征在于，由按重量百分比计的以下组分组成：硅0.0857%~0.0949%、铁0.190%~0.210%、铜1.3775%~1.5475%、锰0.0594%~0.0656%、镁2.35%~2.59%、锌5.64%~6.22%、铬0.107%~0.319%、镍0.0045%~0.0049%、钛0.0291%~0.0321%、钙0.0011%~0.0014%、铅0.01197%~0.01323%、锡0.00095%~0.00105%、锑0.0035%~0.0048%、锶0.000095%~0.000105%、锆0.0090%~0.0095%、铝84.96%~93.9%。
3.根据权利要求2所述安全鞋用铝合金鞋头所用的合金材料，其特征在于，由按重量百分比计的以下组分组成：硅0.0903%、铁0.200%、铜1.45%、锰0.0625%、镁2.47%、锌5.93%、铬0.213%、镍0.0047%、钛0.0306%、钙0.0012%、铅0.0126%、锡0.00100%、锑0.0046%、锶0.00010%、锆0.0091%、铝89.43%。
4.根据权利要求1所述的安全鞋用铝合金鞋头生产工艺，其特征在于，步骤（3）压铸具体为：①压铸机调试；②压铸模安装；③涂料配置；④模具预热、涂料；⑤调整脱模计量及喷射位置；⑥合模；⑦浇筑压射；⑧保压；⑨开模，取出鞋头铸件。
5.根据权利要求1所述的安全鞋用铝合金鞋头生产工艺，其特征在于，步骤（3）中还包括对压铸毛坯件进行抽检，检查铸件外观、切断检查内部气孔情况、尺寸。
6.根据权利要求1所述的安全鞋用铝合金鞋头生产工艺，其特征在于，步骤（4）中去除浇冒口具体为使用立式带锯床锯除。
7.根据权利要求1所述的安全鞋用铝合金鞋头生产工艺，其特征在于，步骤（5）中研磨整形具体为：用锉刀、刮刀或冲斗去除飞边、毛刺。
8.根据权利要求1所述的安全鞋用铝合金鞋头生产工艺，其特征在于，步骤（6）中完检为检查铝合金鞋头的外观、内部气孔及尺寸。
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