CN109128014A - 一种耐磨防腐运动用双杠及其成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐磨防腐运动用双杠，包括横杠、立柱及底座，立柱设置于横杠下用于支撑横杠，底座设置于立柱的底端用于固定立柱，其中，横杠、立柱和底座为相同材质，该材质按质量百分比计包括以下组分：Mg，Mn，Zn，C，Cu，Si，Cr，Ti，S，P，Fe，惰性填料，余量为Al及不可避免的杂质；本发明还设计一种耐磨防腐运动用双杠的成型工艺，该制备工艺简单易行，制备出的笔筒耐热性好，尺寸稳定性好，使用寿命长，成本低廉。

Description

一种耐磨防腐运动用双杠及其成型工艺
技术领域
本发明涉及一种运动用双杠，具体涉及一种耐磨防腐运动用双杠及其成型工艺。
背景技术
双杠是竞技体操项目之一，金属的架子支撑两条平行的木头、塑胶或合成金属制成的杠一套典型的双工动作包括在支撑位置、倒立位置和挂壁位置的转换，随着人们生活水平的不断提升，人们的健康意识也在逐渐提高，加强户外锻炼是人们目前所追求的，双杠普遍于人们生活已经学校的体育器材中，作为一种常见的方便的健身器材，可以锻炼臂力，又可以拉伸身体，受到人们的喜欢；
目前人们生活中或者学校中使用的双杠，由于长期设置于露天下，容易受到腐蚀，使用频繁容易磨损，大大降低其使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种耐磨防腐运动用双杠及其成型工艺，该制备工艺简单易行，制备出的笔筒耐热性好，尺寸稳定性好，使用寿命长，成本低廉。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种耐磨防腐运动用双杠，包括横杠、立柱及底座，立柱设置于横杠下用于支撑横杠，底座设置于立柱的底端用于固定立柱，其中，横杠、立柱和底座为相同材质，该材质按质量百分比计包括以下组分：
Mg：1.5-2.0%，Mn：0.45-0.65%，Zn：0.05-0.07%，C：0.08-0.10%，Cu：0.2-0.4%，Si：0.6-0.7%，Cr:0.070-0.075%，Ti：0.02-0.04%，S≤0.025%，P≤0.025%，Fe：0.9-1.0%，惰性填料：0.02-0.04%，余量为Al及不可避免的杂质；
惰性填料的组分质量百分比为：铈：11-14%，镨： 23-25%，钕：16-20%，镝：11-14%，镥：5-9%，其余为镧元素，以上各组分之和为100%；
横杠、立柱和底座的表面分别涂覆一层防护层，防护层由防护涂料涂覆在横杠、立柱和底座的表面形成，防护涂料按质量份数计包括以下组分：
有机硅改性环氧树脂：10-13份，锆英粉：7-9份，石英粉：6-8份,金刚石：1-3份，纤维素羟丙基甲基醚：10-13份，纳米氧化钙：9-13份，填料：7-9份，三氧化二锑：5-8份，成膜助剂：4-6份，增稠剂：3-5份；消泡剂：2-5份，流平剂：2-4份，固化剂：4-8份，偶联剂：4-8，胶联剂：3-5。
本发明进一步限定的技术方案为：
进一步的，前述耐磨防腐运动用双杠中，填料为石墨、二硫化钼以及滑石粉按质量比石墨：二硫化钼：滑石粉=3:2:1的比例混合；成膜助剂为十二醇酯和二丙二醇丁醚按照十二醇酯：二丙二醇丁醚=1:1的重量比例复合制成；增稠剂包括：硅藻土、钠基膨润土、聚氨酯、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺中的一种或者几种；消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂，流平剂为醋丁纤维素或聚丙烯醋酯中的一种，固化剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二氨基二苯基甲砜、异佛尔酮二胺或聚酰胺650中的一种或几种，偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚基三甲氧基硅烷中的一种或几种，交联剂为钛酸四正丁酯。
前述耐磨防腐运动用双杠中，金刚石为Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石，其制备方法如下：
（1）将三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水，在高速条件下搅拌30-50min得到透明的二氧化钛溶液；其中三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水质量比=1:3:8-10：2-5；
（2）将金刚石加入到上述步骤（1）溶液中，在65-70℃下烘干5-6小时，得到Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石；
（3）将异丙醇铝、硝酸和去离子水在80-85℃下搅拌回流10-14小时，然后静置24小时后，过滤得到Al2O3溶胶；
（4）将上述步骤（2）中得到的Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石加入到上述步骤（3）中，在70-75℃下干燥20-25小时，得到Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石；
（5）将上述步骤（4）中的Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石置于80℃烘箱中烘干，冷却后放入马弗炉内，先缓慢升至100℃保温30-40min，然后以5℃/min升温至800℃保温2-3小时，随炉冷却至室温，即得到Ti2O/Al2O3膜层包覆金刚石。
前述耐磨防腐运动用双杠中，有机硅改性环氧树脂包括以下按质量百分比计的成分：甲基三乙氧基硅烷：18-25%，去离子水：7-10%，二月桂酸二丁基锡：12-15%，余量为环氧树脂，以上各组分之和为100%；
有机硅改性环氧树脂采用“反滴加”的方式进行制备，具体操作如下：即先将甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、环氧树脂加入反应器中，再滴加去离子水，水量不足时，甲基三乙氧基硅烷水解受到抑制，硅醇充分溶于体系中，缩聚反应可较均匀地进行，无凝胶产生，形成有机硅改性环氧树脂。
本发明中釆用“反滴加”方式即先将甲基三乙氧基硅烷加入反应器中，再滴加去离子水相对于“正滴加”即先将水和催化剂加入反应器，再滴加甲基三乙氧基硅烷单体进行反应时，反应器内的水过量，溶剂很少，当二月桂酸二丁基锡浓度为万分之几时，甲基三乙氧基硅烷会迅速水解，若甲基三乙氧基硅烷水解程度大，而溶剂又不能及时有效溶解硅醇时，会迅速形成凝胶，采用“反滴加”方式使反应易于控制，抑制凝胶的形成，提高系统的稳定性。
本发明还设计一种磨防腐运动用双杠的成型工艺，具体包括以下步骤：
（1）根据横杠、立柱及底座的尺寸大小以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，在制作铸型前，先将造型材料中的型砂置于烘炉中进行烘干，烘干后在铸型表面涂覆一层脱模剂；
脱模剂采用滑石粉、水、硅油、植物油调配而成，按质量份数计具体为滑石粉：15-18份，水：10-15份，硅油：25-30份，植物油：50-55份，然后用喷枪将脱模剂喷涂在模具型腔表面上，厚度为0.03-0.05mm；
（2）将横杠、立柱及底座它们的原材料进行熔炼，熔炼时先将杠体及杠腿的原材料放置在炉口预热，然后加入预热好的原材料，在混合气体的保护下，升温至1100-1200℃进行熔化，待全部熔炼得到原材料液后，轻微搅拌，控制好成分；
（3）将冶炼后的原材料液注入步骤制备好的铸型中得到铸件，浇注时间为9-15min，浇注完毕后，待铸件随铸型冷却到室温时，取出铸件；
（4）对铸件表面进行脱脂、清洗，然后烘干，烘干后对铸件表面采用微弧氧化液进行微弧氧化处理，处理后继续清洗；
清洗时，用温度为40-50℃的温度清洗3-5次；烘干时，温度控制在100-120℃，时间为10-15min，微弧氧化液用Na 2SiO3、KF及KOH混配；
（5）将处理后的铸件进行淬火处理，淬火冷却速度190-200℃/s，淬火冷却时间6-13秒，将淬火后的铸件经过回火加热炉加热到490-510℃，保温5-7min，将回火后的铸件冷却到室温，冷却采用水冷与空冷结合，先采用水冷以3-5℃/s的冷却速率将铸件水冷至370-390℃，然后空冷至290-330℃，再采用水冷以1-2℃/s的冷却速率将铸件水冷至250-270℃，最后空冷至室温；
（6）将处理后的铸坯拉拔机上进行拉拔，焊接得半成品；
（7）对半成品进行表面喷砂清理、超声无损检测，检测合格的最终入库。
本发明的有益效果是：
石英粉呈弱酸性,耐火度高于1500℃,导热系数小,具有良好的高温绝热性能,石英粉混碾得当,可较好地适用合金钢的铸造,并能获得较好的经济效益；锆英粉即硅酸锆,密度为4.6-4.7g/cm3,耐火度高于1650℃,高温导热系数小,即蓄热能力大是其较显著的特点,这意味着以锆英粉为耐火骨料的涂层对高温成形熔体有较大的激冷能力,从而可以很好地降低高温熔体与模具之间的热传递,进而降低成形过程中模具所受的热损伤,提高模具的使用寿命；
本发明的组成中惰性填料，由于惰性填料中的稀土元素的金属原子半径比铁的原子半径大，很容易填补在其晶粒及缺陷中，并生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而使晶粒细化而提高钢的性能，同时，稀土元素易和氧、硫、铅等元素化合生成熔点高的化合物，可以起到净化的效果。
本发明成分中由于加入Cr,从而可以提高C和N元素的原子活性，使各原子形成的气团能与位错形成强烈的相互作用，钉扎位错，产生屈服平台；其中：Cr，增加钢的淬透性，显著提高强度、硬度和耐磨性，也增加了钢的耐蚀性和抗氧化能力；
采用二硫化钼、石墨、滑石粉作为填料，石墨材料由于特有的晶体结构使其易产生滑移，同时石墨干摩擦润滑剂具有吸附性，可以形成一层润滑膜（石墨晶体膜），起到减少摩擦磨损的作用，具有良好的散热性和导热性，由于碳的熔点很高，故不会产生碳和金属材料的咬焊现象；滑石粉作为填料，可起到骨架作用，降低制造成本同时提高涂料的漆膜硬度，增加产品形状的稳定，增加张力强度，剪切强度，绕曲强度，压力强度，降低变形，伸张率，热膨胀系数，白度高、粒度均匀分散性强等特点，使涂料的延展性以及可加工性等优良得到优化；
将石墨与二硫化钼混合在一起使用，石墨与二硫化钼具有良好的协同效应，两者以一定的比例混合使用能有效地提高涂料的耐磨性能，减小磨损失重及摩擦系数，同时在涂料中加入一定量的三氧化二锑，可有效增强涂料涂层的硬度，并提高涂层的耐磨性；
加入了成膜助剂，成膜助剂为十二醇酯和二丙二醇丁醚按照十二醇酯：二丙二醇丁醚=1:1的重量比例复合制成，加入成膜助剂使得漆膜在5°C以下也可以正常成膜，提高了本发明中涂料的耐候性；
本发明有机硅改性环氧树脂制备时采用去离子水，水的纯度所得涂料的性能有一定的影响，自来水中含有少许金属离子，会引起水解产物硅醇之间的缩聚反应，从而对产物涂料的性能产生不良影响，使用去离子水不会产生副作用影响涂料的性能。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种耐磨防腐运动用双杠，包括横杠、立柱及底座，立柱设置于横杠下用于支撑横杠，底座设置于立柱的底端用于固定立柱，其中，横杠、立柱和底座为相同材质，该材质按质量百分比计包括以下组分：
Mg：1.5%，Mn：0.45%，Zn：0.05%，C：0.08%，Cu：0.2%，Si：0.6%，Cr:0.070%，Ti：0.02%，S≤0.025%，P≤0.025%，Fe：0.9%，惰性填料：0.02%，余量为Al及不可避免的杂质；
惰性填料的组分质量百分比为：铈：11%，镨： 23%，钕：16%，镝：11%，镥：5%，其余为镧元素，以上各组分之和为100%；
横杠、立柱和底座的表面分别涂覆一层防护层，防护层由防护涂料涂覆在横杠、立柱和底座的表面形成，防护涂料按质量份数计包括以下组分：
有机硅改性环氧树脂：10份，锆英粉：7份，石英粉：6份,金刚石：1份，纤维素羟丙基甲基醚：10份，纳米氧化钙：9份，填料：7份，三氧化二锑：5份，成膜助剂：4份，增稠剂：3份；消泡剂：2份，流平剂：2份，固化剂：4份，偶联剂：4，胶联剂：3。
在本实施例中，填料为石墨、二硫化钼以及滑石粉按质量比石墨：二硫化钼：滑石粉=3:2:1的比例混合；成膜助剂为十二醇酯和二丙二醇丁醚按照十二醇酯：二丙二醇丁醚=1:1的重量比例复合制成；增稠剂包括：硅藻土；消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂，流平剂为醋丁纤维素，固化剂为乙二胺，偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，交联剂为钛酸四正丁酯。
上述金刚石为Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石，其制备方法如下：
（1）将三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水，在高速条件下搅拌30min得到透明的二氧化钛溶液；其中三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水质量比=1:3:8：2；
（2）将金刚石加入到上述步骤（1）溶液中，在65℃下烘干5小时，得到Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石；
（3）将异丙醇铝、硝酸和去离子水在80℃下搅拌回流10小时，然后静置24小时后，过滤得到Al2O3溶胶；
（4）将上述步骤（2）中得到的Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石加入到上述步骤（3）中，在70℃下干燥20小时，得到Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石；
（5）将上述步骤（4）中的Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石置于80℃烘箱中烘干，冷却后放入马弗炉内，先缓慢升至100℃保温30min，然后以5℃/min升温至800℃保温2小时，随炉冷却至室温，即得到Ti2O/Al2O3膜层包覆金刚石。
上述有机硅改性环氧树脂包括以下按质量百分比计的成分：甲基三乙氧基硅烷：18%，去离子水：7%，二月桂酸二丁基锡：12%，余量为环氧树脂，以上各组分之和为100%；
有机硅改性环氧树脂采用“反滴加”的方式进行制备，具体操作如下：即先将甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、环氧树脂加入反应器中，再滴加去离子水，水量不足时，甲基三乙氧基硅烷水解受到抑制，硅醇充分溶于体系中，缩聚反应可较均匀地进行，无凝胶产生，形成有机硅改性环氧树脂。
上述磨防腐运动用双杠的成型工艺，具体包括以下步骤：
（1）根据横杠、立柱及底座的尺寸大小以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，在制作铸型前，先将造型材料中的型砂置于烘炉中进行烘干，烘干后在铸型表面涂覆一层脱模剂；
脱模剂采用滑石粉、水、硅油、植物油调配而成，按质量份数计具体为滑石粉：15份，水：10份，硅油：25份，植物油：50份，然后用喷枪将脱模剂喷涂在模具型腔表面上，厚度为0.03mm；
（2）将横杠、立柱及底座它们的原材料进行熔炼，熔炼时先将杠体及杠腿的原材料放置在炉口预热，然后加入预热好的原材料，在混合气体的保护下，升温至1100℃进行熔化，待全部熔炼得到原材料液后，轻微搅拌，控制好成分；
（3）将冶炼后的原材料液注入步骤制备好的铸型中得到铸件，浇注时间为9min，浇注完毕后，待铸件随铸型冷却到室温时，取出铸件；
（4）对铸件表面进行脱脂、清洗，然后烘干，烘干后对铸件表面采用微弧氧化液进行微弧氧化处理，处理后继续清洗；
清洗时，用温度为40℃的温度清洗3次；烘干时，温度控制在100℃，时间为10min，微弧氧化液用Na 2SiO3、KF及KOH混配；
（5）将处理后的铸件进行淬火处理，淬火冷却速度190℃/s，淬火冷却时间6-13秒，将淬火后的铸件经过回火加热炉加热到490℃，保温5min，将回火后的铸件冷却到室温，冷却采用水冷与空冷结合，先采用水冷以3℃/s的冷却速率将铸件水冷至370℃，然后空冷至290-330℃，再采用水冷以1℃/s的冷却速率将铸件水冷至250℃，最后空冷至室温；
（6）将处理后的铸坯拉拔机上进行拉拔，焊接得半成品；
（7）对半成品进行表面喷砂清理、超声无损检测，检测合格的最终入库。
实施例2
本实施例提供一种耐磨防腐运动用双杠，包括横杠、立柱及底座，立柱设置于横杠下用于支撑横杠，底座设置于立柱的底端用于固定立柱，其中，横杠、立柱和底座为相同材质，该材质按质量百分比计包括以下组分：
Mg：2.0%，Mn：0.65%，Zn：0.07%，C：0.10%，Cu：0.4%，Si：0.7%，Cr:0.075%，Ti：0.04%，S≤0.025%，P≤0.025%，Fe：1.0%，惰性填料：0.04%，余量为Al及不可避免的杂质；
惰性填料的组分质量百分比为：铈：14%，镨： 25%，钕：20%，镝：14%，镥：9%，其余为镧元素，以上各组分之和为100%；
横杠、立柱和底座的表面分别涂覆一层防护层，防护层由防护涂料涂覆在横杠、立柱和底座的表面形成，防护涂料按质量份数计包括以下组分：
有机硅改性环氧树脂：13份，锆英粉：9份，石英粉：8份,金刚石：3份，纤维素羟丙基甲基醚：13份，纳米氧化钙：13份，填料：9份，三氧化二锑：8份，成膜助剂：6份，增稠剂：5份；消泡剂：5份，流平剂：4份，固化剂：8份，偶联剂：8，胶联剂：5。
在本实施例中，填料为石墨、二硫化钼以及滑石粉按质量比石墨：二硫化钼：滑石粉=3:2:1的比例混合；成膜助剂为十二醇酯和二丙二醇丁醚按照十二醇酯：二丙二醇丁醚=1:1的重量比例复合制成；增稠剂包括：钠基膨润土；消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂，流平剂为聚丙烯醋酯，固化剂为二乙烯三胺，偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，交联剂为钛酸四正丁酯。
上述金刚石为Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石，其制备方法如下：
（1）将三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水，在高速条件下搅拌50min得到透明的二氧化钛溶液；其中三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水质量比=1:3:10：5；
（2）将金刚石加入到上述步骤（1）溶液中，在70℃下烘干6小时，得到Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石；
（3）将异丙醇铝、硝酸和去离子水在85℃下搅拌回流14小时，然后静置24小时后，过滤得到Al2O3溶胶；
（4）将上述步骤（2）中得到的Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石加入到上述步骤（3）中，在75℃下干燥25小时，得到Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石；
（5）将上述步骤（4）中的Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石置于80℃烘箱中烘干，冷却后放入马弗炉内，先缓慢升至100℃保温40min，然后以5℃/min升温至800℃保温3小时，随炉冷却至室温，即得到Ti2O/Al2O3膜层包覆金刚石。
上述有机硅改性环氧树脂包括以下按质量百分比计的成分：甲基三乙氧基硅烷：25%，去离子水：10%，二月桂酸二丁基锡：15%，余量为环氧树脂，以上各组分之和为100%；
有机硅改性环氧树脂采用“反滴加”的方式进行制备，具体操作如下：即先将甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、环氧树脂加入反应器中，再滴加去离子水，水量不足时，甲基三乙氧基硅烷水解受到抑制，硅醇充分溶于体系中，缩聚反应可较均匀地进行，无凝胶产生，形成有机硅改性环氧树脂。
上述磨防腐运动用双杠的成型工艺，具体包括以下步骤：
（1）根据横杠、立柱及底座的尺寸大小以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，在制作铸型前，先将造型材料中的型砂置于烘炉中进行烘干，烘干后在铸型表面涂覆一层脱模剂；
脱模剂采用滑石粉、水、硅油、植物油调配而成，按质量份数计具体为滑石粉：18份，水：15份，硅油：30份，植物油：55份，然后用喷枪将脱模剂喷涂在模具型腔表面上，厚度为0.05mm；
（2）将横杠、立柱及底座它们的原材料进行熔炼，熔炼时先将杠体及杠腿的原材料放置在炉口预热，然后加入预热好的原材料，在混合气体的保护下，升温至1200℃进行熔化，待全部熔炼得到原材料液后，轻微搅拌，控制好成分；
（3）将冶炼后的原材料液注入步骤制备好的铸型中得到铸件，浇注时间为15min，浇注完毕后，待铸件随铸型冷却到室温时，取出铸件；
（4）对铸件表面进行脱脂、清洗，然后烘干，烘干后对铸件表面采用微弧氧化液进行微弧氧化处理，处理后继续清洗；
清洗时，用温度为50℃的温度清洗5次；烘干时，温度控制在120℃，时间为15min，微弧氧化液用Na 2SiO3、KF及KOH混配；
（5）将处理后的铸件进行淬火处理，淬火冷却速度200℃/s，淬火冷却时间13秒，将淬火后的铸件经过回火加热炉加热到510℃，保温7min，将回火后的铸件冷却到室温，冷却采用水冷与空冷结合，先采用水冷以5℃/s的冷却速率将铸件水冷至390℃，然后空冷至330℃，再采用水冷以2℃/s的冷却速率将铸件水冷至270℃，最后空冷至室温；
（6）将处理后的铸坯拉拔机上进行拉拔，焊接得半成品；
（7）对半成品进行表面喷砂清理、超声无损检测，检测合格的最终入库。
实施例3
本实施例提供一种耐磨防腐运动用双杠，包括横杠、立柱及底座，立柱设置于横杠下用于支撑横杠，底座设置于立柱的底端用于固定立柱，其中，横杠、立柱和底座为相同材质，该材质按质量百分比计包括以下组分：
Mg：1.8%，Mn：0.55%，Zn：0.06%，C：0.09%，Cu：0.25%，Si：0.65%，Cr:0.073%，Ti：0.03%，S≤0.025%，P≤0.025%，Fe：0.95%，惰性填料：0.03%，余量为Al及不可避免的杂质；
惰性填料的组分质量百分比为：铈：12%，镨： 24%，钕：18，镝：12%，镥：7%，其余为镧元素，以上各组分之和为100%；
横杠、立柱和底座的表面分别涂覆一层防护层，防护层由防护涂料涂覆在横杠、立柱和底座的表面形成，防护涂料按质量份数计包括以下组分：
有机硅改性环氧树脂：11份，锆英粉：8份，石英粉：7份,金刚石：2份，纤维素羟丙基甲基醚：12份，纳米氧化钙：11份，填料：8份，三氧化二锑：7份，成膜助剂：5份，增稠剂：4份；消泡剂：2份，流平剂：3份，固化剂：6份，偶联剂：6，胶联剂：4。
在本实施例中，填料为石墨、二硫化钼以及滑石粉按质量比石墨：二硫化钼：滑石粉=3:2:1的比例混合；成膜助剂为十二醇酯和二丙二醇丁醚按照十二醇酯：二丙二醇丁醚=1:1的重量比例复合制成；增稠剂包括聚氨酯；消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂，流平剂为聚丙烯醋酯，固化剂为三乙烯四胺，偶联剂为γ-缩水甘油醚基三甲氧基硅烷，交联剂为钛酸四正丁酯。
上述金刚石为Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石，其制备方法如下：
（1）将三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水，在高速条件下搅拌40min得到透明的二氧化钛溶液；其中三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水质量比=1:3:9：3；
（2）将金刚石加入到上述步骤（1）溶液中，在68℃下烘干5.5小时，得到Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石；
（3）将异丙醇铝、硝酸和去离子水在82℃下搅拌回流12小时，然后静置24小时后，过滤得到Al2O3溶胶；
（4）将上述步骤（2）中得到的Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石加入到上述步骤（3）中，在73℃下干燥22小时，得到Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石；
（5）将上述步骤（4）中的Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石置于80℃烘箱中烘干，冷却后放入马弗炉内，先缓慢升至100℃保温32min，然后以5℃/min升温至800℃保温2.5小时，随炉冷却至室温，即得到Ti2O/Al2O3膜层包覆金刚石。
上述有机硅改性环氧树脂包括以下按质量百分比计的成分：甲基三乙氧基硅烷：20%，去离子水：8%，二月桂酸二丁基锡：13%，余量为环氧树脂，以上各组分之和为100%；
有机硅改性环氧树脂采用“反滴加”的方式进行制备，具体操作如下：即先将甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、环氧树脂加入反应器中，再滴加去离子水，水量不足时，甲基三乙氧基硅烷水解受到抑制，硅醇充分溶于体系中，缩聚反应可较均匀地进行，无凝胶产生，形成有机硅改性环氧树脂。
上述磨防腐运动用双杠的成型工艺，具体包括以下步骤：
（1）根据横杠、立柱及底座的尺寸大小以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，在制作铸型前，先将造型材料中的型砂置于烘炉中进行烘干，烘干后在铸型表面涂覆一层脱模剂；
脱模剂采用滑石粉、水、硅油、植物油调配而成，按质量份数计具体为滑石粉：17份，水：13份，硅油：28份，植物油：52份，然后用喷枪将脱模剂喷涂在模具型腔表面上，厚度为0.04mm；
（2）将横杠、立柱及底座它们的原材料进行熔炼，熔炼时先将杠体及杠腿的原材料放置在炉口预热，然后加入预热好的原材料，在混合气体的保护下，升温至1105℃进行熔化，待全部熔炼得到原材料液后，轻微搅拌，控制好成分；
（3）将冶炼后的原材料液注入步骤制备好的铸型中得到铸件，浇注时间为12min，浇注完毕后，待铸件随铸型冷却到室温时，取出铸件；
（4）对铸件表面进行脱脂、清洗，然后烘干，烘干后对铸件表面采用微弧氧化液进行微弧氧化处理，处理后继续清洗；
清洗时，用温度为45℃的温度清洗4次；烘干时，温度控制在110℃，时间为12min，微弧氧化液用Na 2SiO3、KF及KOH混配；
（5）将处理后的铸件进行淬火处理，淬火冷却速度195℃/s，淬火冷却时间9秒，将淬火后的铸件经过回火加热炉加热到500℃，保温6min，将回火后的铸件冷却到室温，冷却采用水冷与空冷结合，先采用水冷以4℃/s的冷却速率将铸件水冷至380℃，然后空冷至310℃，再采用水冷以1℃/s的冷却速率将铸件水冷至260℃，最后空冷至室温；
（6）将处理后的铸坯拉拔机上进行拉拔，焊接得半成品；
（7）对半成品进行表面喷砂清理、超声无损检测，检测合格的最终入库。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种耐磨防腐运动用双杠，其特征在于：包括横杠、立柱及底座，立柱设置于横杠下用于支撑横杠，底座设置于立柱的底端用于固定立柱，其中，横杠、立柱和底座为相同材质，该材质按质量百分比计包括以下组分：
Mg：1.5-2.0%，Mn：0.45-0.65%，Zn：0.05-0.07%，C：0.08-0.10%，Cu：0.2-0.4%，Si：0.6-0.7%，Cr:0.070-0.075%，Ti：0.02-0.04%，S≤0.025%，P≤0.025%，Fe：0.9-1.0%，惰性填料：0.02-0.04%，余量为Al及不可避免的杂质；
所述惰性填料的组分质量百分比为：铈：11-14%，镨： 23-25%，钕：16-20%，镝：11-14%，镥：5-9%，其余为镧元素，以上各组分之和为100%；
所述横杠、立柱和底座的表面分别涂覆一层防护层，所述防护层由防护涂料涂覆在横杠、立柱和底座的表面形成，所述防护涂料按质量份数计包括以下组分：
有机硅改性环氧树脂：10-13份，锆英粉：7-9份，石英粉：6-8份,金刚石：1-3份，纤维素羟丙基甲基醚：10-13份，纳米氧化钙：9-13份，填料：7-9份，三氧化二锑：5-8份，成膜助剂：4-6份，增稠剂：3-5份；消泡剂：2-5份，流平剂：2-4份，固化剂：4-8份，偶联剂：4-8，胶联剂：3-5。
2.根据权利要求1所述的耐磨防腐运动用双杠，其特征在于：所述的填料为石墨、二硫化钼以及滑石粉按质量比石墨：二硫化钼：滑石粉=3:2:1的比例混合；所述的成膜助剂为十二醇酯和二丙二醇丁醚按照十二醇酯：二丙二醇丁醚=1:1的重量比例复合制成；所述的增稠剂包括：硅藻土、钠基膨润土、聚氨酯、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺中的一种或者几种；所述的消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂，所述的流平剂为醋丁纤维素或聚丙烯醋酯中的一种，所述的固化剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二氨基二苯基甲砜、异佛尔酮二胺或聚酰胺650中的一种或几种，所述的偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚基三甲氧基硅烷中的一种或几种，所述的交联剂为钛酸四正丁酯。
3.根据权利要求1所述的耐磨防腐运动用双杠，其特征在于：所述的金刚石为Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石，其制备方法如下：
（1）将三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水，在高速条件下搅拌30-50min得到透明的二氧化钛溶液；其中所述的三乙醇胺、钛酸丁酯、无水乙醇和去离子水质量比=1:3:8-10：2-5；
（2）将金刚石加入到上述步骤（1）溶液中，在65-70℃下烘干5-6小时，得到Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石；
（3）将异丙醇铝、硝酸和去离子水在80-85℃下搅拌回流10-14小时，然后静置24小时后，过滤得到Al2O3溶胶；
（4）将上述步骤（2）中得到的Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石加入到上述步骤（3）中，在70-75℃下干燥20-25小时，得到Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石；
（5）将上述步骤（4）中的Ti2O/Al2O3凝胶包覆金刚石置于80℃烘箱中烘干，冷却后放入马弗炉内，先缓慢升至100℃保温30-40min，然后以5℃/min升温至800℃保温2-3小时，随炉冷却至室温，即得到Ti2O/Al2O3膜层包覆金刚石。
4.根据权利要求1所述的耐磨防腐运动用双杠，其特征在于：所述有机硅改性环氧树脂包括以下按质量百分比计的成分：甲基三乙氧基硅烷：18-25%，去离子水：7-10%，二月桂酸二丁基锡：12-15%，余量为环氧树脂，以上各组分之和为100%；
所述有机硅改性环氧树脂采用“反滴加”的方式进行制备，具体操作如下：即先将甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、环氧树脂加入反应器中，再滴加去离子水，水量不足时，甲基三乙氧基硅烷水解受到抑制，硅醇充分溶于体系中，缩聚反应可较均匀地进行，无凝胶产生，形成有机硅改性环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的磨防腐运动用双杠的成型工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
（1）根据横杠、立柱及底座的尺寸大小以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，在制作铸型前，先将造型材料中的型砂置于烘炉中进行烘干，烘干后在铸型表面涂覆一层脱模剂；
所述的脱模剂采用滑石粉、水、硅油、植物油调配而成，按质量份数计具体为滑石粉：15-18份，水：10-15份，硅油：25-30份，植物油：50-55份，然后用喷枪将脱模剂喷涂在模具型腔表面上，厚度为0.03-0.05mm；
（2）将横杠、立柱及底座它们的原材料进行熔炼，熔炼时先将杠体及杠腿的原材料放置在炉口预热，然后加入预热好的原材料，在混合气体的保护下，升温至1100-1200℃进行熔化，待全部熔炼得到原材料液后，轻微搅拌，控制好成分；
（3）将冶炼后的原材料液注入步骤制备好的铸型中得到铸件，浇注时间为9-15min，浇注完毕后，待铸件随铸型冷却到室温时，取出铸件；
（4）对铸件表面进行脱脂、清洗，然后烘干，烘干后对铸件表面采用微弧氧化液进行微弧氧化处理，处理后继续清洗；
清洗时，用温度为40-50℃的温度清洗3-5次；烘干时，温度控制在100-120℃，时间为10-15min，微弧氧化液用Na 2SiO3、KF及KOH混配；
（5）将处理后的铸件进行淬火处理，淬火冷却速度190-200℃/s，淬火冷却时间6-13秒，将淬火后的铸件经过回火加热炉加热到490-510℃，保温5-7min，将回火后的铸件冷却到室温，冷却采用水冷与空冷结合，先采用水冷以3-5℃/s的冷却速率将铸件水冷至370-390℃，然后空冷至290-330℃，再采用水冷以1-2℃/s的冷却速率将铸件水冷至250-270℃，最后空冷至室温；
（6）将处理后的铸坯拉拔机上进行拉拔，焊接得半成品；
（7）对半成品进行表面喷砂清理、超声无损检测，检测合格的最终入库。
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