一种缝纫机压布脚固定器及其制备方法

一种缝纫机压布脚固定器及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种缝纫机压布脚固定器及其制备方法，该压布脚固定器由锌合金制成，并在锌合金表面镀有金属镀层，该锌合金由以下重量百分比的成分组成：Al：3.80-4.00%，Mg：0.01-0.04%，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，得到压布脚固定器坯件，并进行精加工、振动研磨，然后在坯件表面依次电镀金属Cu、Ni和Cr，最后将坯件、按钮和定位件组装成缝纫机压布脚固定器，其力学性能、耐磨性、耐腐蚀性较好，表面质量较高，使用寿命较长。
【专利说明】一种缝纫机压布脚固定器及其制备方法
【技术领域】
[0001]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固定器及其制备方法，属于机械【技术领域】。
【背景技术】
[0002]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。缝纫机压布脚固定器属于异形零件，加工部位多，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，我国缝纫机压布脚固定器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，提高缝纫机压布脚固定器质量是各生产厂家的迫切要求。

【发明内容】

[0003]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固定器。
[0004]本发明的上述目的可通过下列技术方案来实现:一种缝纫机压布脚固定器，所述压布脚固定器由锌合金制成，并在锌合金表面镀有金属镀层，所述锌合金由以下重量百分比的成分组成:A1:3.80-4.00%,Mg:0.01-0.04%,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。
[0005]本发明缝细机压布脚固定器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金属镀层，以此进一步提高其耐腐蚀性能和力学性能。
[0006]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。锌合金的流动性在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，当Al含量为3%时，锌合金的流动性降到最小值，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A14%的合金熔点为387°C，结晶温度范围为5°C，在压铸件快速冷却条件下，合金组织中的α相、β相和Y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固定器材料锌合金中的Al含量控制在3.8-4.0%范圈内，缝纫机压布脚固定器性能达到最佳。
[0007]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固定器材料锌合金中的Cu含量控制在1.0-1.2%范圈内，缝纫机压布脚固定器性能达到最佳。 [0008]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固定器中Mg的加入量控制在
0.03-0.04% 范围内。
[0009]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固定器将Fe含量控制在0.02%以下，最大程度减少对压布脚固定器性能的影响。
[0010]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固定器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固定器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固定器的性能。
[0011]作为优选，所述锌合金由以下重量百分比的成分组成:A1:3.80%, Mg:0.01%, Cu:
1.2%, Fe:0.01%, Pb:0.001%, Cd:0.001%, Sn:0.0005%，余量为 Zn。
[0012]作为优选，所述锌合金由以下重量百分比的成分组成:A1:3.90%, Mg:0.02%, Cu:
1.1%，Fe:0.02%, Pb:0.002%, Cd:0.002%, Sn:0.0008%，余量为 Zn。
[0013]作为优选，所述锌合金由以下重量百分比的成分组成:A1:4.00%, Mg:0.04%, Cu:
1.0%, Fe:0.003%, Pb:0.0003%, Cd:0.0003%, Sn:0.0002%，余量为 Zn。[0014]作为优选，所述锌合金表面的金属镀层由Cu层、Ni层和Cr层组成，其中，所述Cu层镀在锌合金外表面，Ni层镀在Cu层外表面，Cr层镀在Ni层外表面。本发明缝纫机压布脚固定器先在锌合金表面镀一层Cu，Cu镀层紧密细致，与基体结合牢固，可以形成良好的保护层。然后再在Cu镀层上电镀一层防腐层Ni层，最后再电镀一层装饰层Cr层，而且，Cr层和Ni层可以起到防腐协效作用。此外，Cu层、Ni层和Cr层组合而成的金属镀层，可以有效提高缝纫机压布脚固定器的机械性能。
[0015]作为优选，所述锌合金表面金属镀层Cu的厚度为8-12 μ m,金属镀层Ni的厚度为8-10 μ m,金属镀层Cr的厚度为0.3-1 μ m。Cu镀层太薄，Cu与基体形成的扩散层有上浮等现象，明显影响镀层结合强度，还会使锌合金压铸件在酸性镀镍溶液中于电镀过程中使基体受到浸蚀作用，使锌杂质混入镀镍溶液，造成镀镍故障，而且还会使镍镀层上产生黑点或条纹，严重影响电镀质量。而且，本发明镀层Ni厚度控制在8-10 μ m,否则，压布脚固定器容易出现暴皮现象。
[0016]本发明的另一个目的在于提供上述缝纫机压布脚固定器的制备方法，所述制备方法包括以下步骤:
[0017]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、铜并加热熔化，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；
[0018]S2:将上述金属液进行冲压压铸，得到缝纫机压布脚固定器坯件；
[0019]S3:将上述坯件进行精加工、振动研磨，并在坯件表面依次电镀金属Cu、Ni和Cr ；
[0020]S4:将上述处理后的坯件、按钮和定位件组装成最终产品缝纫机压布脚固定器。
[0021]本发明缝纫机压布脚固定器采用冲压压铸，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固定器质量稳定，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。
[0022]作为优选，所述步骤SI中加热熔化温度为360_400°C。熔化温度越高，缝纫机压布脚固定器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，影响缝纫机压布脚固定器表面质量。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。
[0023]作为优选，所述步骤S2中冲压压力为85_90MPa。
[0024]本发明具有以下优点:
[0025]1.本发明缝纫机压布脚固定器强度、硬度、冲击性等力学性能较好，耐磨性好，使用寿命较长。
[0026]2.本发明缝纫机压布脚固定器表面质量好、生产效率高。
[0027]3.本发明缝纫机压布脚固定器表面依次镀有金属Cu、N1、Cr，形成良好的保护层，提高缝纫机压布脚固定器的防腐蚀性。
[0028]4.本发明缝纫机压 布脚固定器表面镀层有3层组成，有效提高缝纫机压布脚固定器的机械性能。
【专利附图】

【附图说明】[0029]图1为本发明缝纫机压布脚固定器结构示意图。
[0030]如图所示:1:压布脚固定器坯件；2:按钮；3:定位件。
【具体实施方式】
[0031]以下是本发明的具体实施例，并结合【专利附图】

【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。
[0032]如图1所示，本发明缝纫机压布脚固定器由压布脚固定器坯件1、按钮2和定位件3组成。其中，压布脚固定器坯件I由锌合金压铸成型制得，并在锌合金表面电镀有金属镀层。金属镀层由Cu层、Ni层和Cr层组成,其中，Cu层镀在锌合金外表面，Ni层镀在Cu层外表面，Cr层镀在Ni层外表面。金属镀层中Cu层、Ni层和Cr层均由现有技术中普通电镀方法电镀而成。
[0033]表1本发明实施例1-3缝纫机压布脚固定器各组成成分及其质量百分比
[0034]
【权利要求】
1.一种缝纫机压布脚固定器，其特征在于，所述压布脚固定器由锌合金制成，并在锌合金表面镀有金属镀层，所述锌合金由以下重量百分比的成分组成:A1:3.80-4.00%, Mg:0.01-0.04%, 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。
2.根据权利要求1所述的一种缝纫机压布脚固定器，其特征在于，所述锌合金由以下重量百分比的成分组成:A1:3.80%, Mg:0.01%, Cu:1.2%, Fe:0.01%, Pb:0.001%, Cd:0.001%, Sn:0.0005%，余量为 Zn。
3.根据权利要求1所述的一种缝纫机压布脚固定器，其特征在于，所述锌合金由以下重量百分比的成分组成:A1:3.90%, Mg:0.02%, Cu:1.1%，Fe:0.02%, Pb:0.002%, Cd:0.002%, Sn:0.0008%，余量为 Zn。
4.根据权利要求1所述的一种缝纫机压布脚固定器，其特征在于，所述锌合金由以下重量百分比的成分组成:A1:4.00%, Mg:0.04%, Cu:1.0%, Fe:0.003%, Pb:0.0003%, Cd:0.0003%, Sn:0.0002%，余量为 Zn。
5.根据权利要求1所述的一种缝纫机压布脚固定器，其特征在于，所述锌合金表面的金属镀层由Cu层、Ni层和Cr层组成,其中，所述Cu层镀在锌合金外表面，Ni层镀在Cu层外表面，Cr层镀在Ni层外表面。
6.根据权利要求1或5所述的一种缝纫机压布脚固定器，其特征在于，所述锌合金表面金属镀层Cu的厚度为8-12 μ m,金属镀层Ni的厚度为8-10 μ m,金属镀层Cr的厚度为 0.3-1 μ m。
7.—种缝纫机压布脚固定器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤: 51:在电炉中按权利要求1所述锌合金各组成成分的重量百分比加入铝、锌、铜并加热熔化，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； 52:将上述金属液进行冲压压铸，得到缝纫机压布脚固定器坯件； 53:将上述坯件进行精加工、振动研磨，并在坯件表面依次电镀金属Cu、Ni和Cr ； 54:将上述处理后的坯件、按钮和定位件组装成最终产品缝纫机压布脚固定器。
8.根据权利要求7所述的一种缝纫机压布脚固定器的制备方法，其特征在于，步骤SI中所述的加热熔化温度为360-400°C。
9.根据权利要求7所述的一种缝纫机压布脚固定器的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的冲压压力为85-90MPa。
【文档编号】C22C1/02GK103667791SQ201310615664
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】冯光松 申请人:宁波瑞铭机械有限公司