一种合页的制作方法

文档序号:16998208发布日期:2019-03-02 01:32阅读:235来源:国知局

本发明涉及一种合页,属于金属材料领域。



背景技术:

从古建筑到现代建筑,无论是富丽堂皇的星级宾馆或是大型别墅,还是普遍的居民建筑,都需要门、窗等进行修饰,不仅用于安全防护,也是一种建筑的美学。虽然“户枢”这一古代的发明仍保留在一些古建筑和关中农村居民建筑的一些旧式门窗上,不过,现今人们已经很难见到木质“户枢”了。现代建筑的门窗大多使用金属门轴合页取代古老的“户枢”。合页,又名合叶,正式名称为铰链。常组成两折式,是连接物体两个部分并能使之活动的部件。

因此,合页的性能很大程度上决定了不同物体之间的连接稳定性。目前,在常见的门、窗等系统中,采用钢制合页来连接,但是钢本身容易受到腐蚀,寿命较短,所以又会对钢合页表面进行电镀保护,而电镀又会造成环境污染,得不偿失,我们采用了铝合金材质制备合页,在保证强度的同时又能耐腐蚀。

铝合金是指以铝为基础,加入一定量的镁、硅等添加元素并控制杂质元素含量而组成的合金体系。铝合金兼具高强度、高硬度和重量轻的有点,适合用作结构材料。除了铝合金添加元素会影响性能外,铝合金的加工工艺同样会造成影响,而传统的合金采用熔炼成型后,机加工成成品。不仅在精度上有欠缺,而且强度不够。

针对传统合金硬度低,不耐磨等缺点,公开号104963578a专利公开了用于摩擦式定位合页的金属材料,其合页的金属材料包括最上层的锌铁合金、中间层的铜铁合金和最下层的不锈钢组合而成,提高了产品导电性、导热性、延展性和耐蚀性。然而,该专利合页的材质由不同成分拼接而成,容易受环境影响裂开。



技术实现要素:

针对上述存在的问题,本发明提供高强度、高硬度、耐腐蚀的合页。

为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种合页,所述的合页由如下质量百分比的原料制成:si:0.12-0.2%、mn:0.1-0.16%、ni:0.1-0.14%、mg:0.1-0.2%、席夫碱:0.3-0.9%、tc:0.02-0.06%、se:0.04-0.08%、余量为al和杂质。

本发明在合金材质中,特殊加入了锝、硒两种元素,且严格控制了两者的含量。硒作为一种非金属元素,其本身具有细化合金内部晶粒的效果,能增加合金的强度和力学性能。而且,锝本身虽然具有放射性,但是锝对增强合金的抗弯性有加强的提升,锝能与合金中的其他元素形成不同的多元相组成,进而形成互相交叠的多相桥接混合相,即在宏观上表现为高的抗弯性。同时,本发明还将硒制成粉,包覆在锝外表面,这极大的降低了放射性对工人的伤害,同时,也能缓解锝在加入到合金体系时的界面冲击,增强合金元素之间的融合程度。而更重要地,本发明特殊加入了席夫碱,含有—oh键芳香族的席夫碱,极易与金属形成络合物,从而阻止金属的腐蚀,即大大提升了合金的耐蚀性能,同时,由于席夫碱较强的络合性能,进一步增强了合金元素间的相容性,合金的致密程度也有所提升,具象在外为较高的强度和硬度。

作为优选,所述席夫碱包括单席夫碱、双席夫碱、多席夫碱中的一种或多种。

进一步优选,所述席夫碱为多席夫碱。

席夫碱是指含有亚胺或甲亚胺特性基团(—rc=n—)的一类有机化合物,本发明采用3个或3个以上的亚胺或甲亚胺基团的席夫碱(增加—oh的含量),合金在添加席夫碱后,合金的相结构基本没有发生变化(仅仅是形成了络合形态),即在不改变合金相组成的前提下,增强合金元素之间的联系。

作为优选,所述席夫碱为絮状粉,絮状粉的粒径为100-1000nm。将席夫碱絮状粉的粒径控制在亚微米级,可以提高材料的压制密度,并在合金成型时具有强化效果,提高合金的力学性能。

本发明在合理选用材料配比的同时还提供了另一种技术方案:

一种合页的制备方法,包括如下步骤:

(1)席夫碱配置:将含有多个氨基的芳香族有机物溶于无水乙醇并加入到容器中,水浴加热,再将对羟基苯乙醛溶于无水乙醇,缓慢滴加到容器中,反应形成淡黄色絮状物,过滤、洗涤、真空晾干得絮状粉;

(2)合金制备:按合页的原料进行称取,先将se制成粉并包覆在tc表面,将除席夫碱、tc、se外的所有材料混合熔融形成合金液,再加入se粉包覆的tc金属,搅拌均匀、冷却成合金锭,将合金锭破碎成合金粉,再与席夫碱絮状粉于研钵中混合研磨形成混合粉;

(3)成型:将混合粉直接压制成规格金属片,经机械加工、组合、拼装成合页。

本发明合金中加入的席夫碱,需要增强其与合金亲和性,所以采用现制现用的工艺,避免在较长时间的放置下,出现变质,进而影响性能。同时,在合金的制备过程中,将硒粉包覆的锝金属与合金液混合,降低锝金属与合金液界面的固液冲击,避免接触面在瞬间惰化,锝金属不能很好的熔入合金体系中,即使利用高温将其熔化,也会因为惰化效应而不能形成良好的多元相,不利于合金性能的提升,而在合金锭成型后还进行破碎制粉,是为了解决合金与席夫碱的相容性,且在物理研磨时,能形成预结合效果,形成初步的混合合金粉,有利于后续工艺的进行。

作为优选,步骤(1)中所述含有多个氨基的芳香族有机物包括苯胺、对苯二胺、1,3,5-三氨基苯中的一种或多种。选用芳香族的含氨基的有机物,其相对分子质量较大,在具体制备时,能准确控制称重,即能制备准确数量的席夫碱,进而控制席夫碱与合金之间的成分比例关系,当不在本发明加入的席夫碱的含量范围时,不仅不会增强合金性能,反而会破坏合金内相体系,严重危害合金的综合性能。

作为优选,步骤(1)所述水浴温度为55-65℃,水浴加热的时间为3.6-4.0h。

作为优选,步骤(2)所述合金锭在破碎前,还需在炉中翻转重熔4-6次。相较于传统的合金冶炼方式,本发明将合金锭进行翻转重熔多次,这不仅能尽可能的出去合金成分中的杂质元素,同时能减小合金的内部晶粒,对于合金的性能提升是显而易见的。

作为优选,步骤(3)所述压制采用热等静压工艺,控制温度为600-900℃,压力为50-250mpa。区别于常规的粉末冶金,本发明直接将制得的混合粉经热等静压一步完成,既不需要额外的粘合剂,同时,由于采用高温高压的参数,形成的金属片也极少存在表面缝隙,延长了使用寿命。

与现有技术相比,本发明具有如下优点:

(1)本发明硒作为一种非金属元素,具有细化合金内部晶粒的效果,能增加合金的强度和力学性能。

(2)本发明还将硒制成粉,包覆在锝外表面,这极大的降低了放射性对工人的伤害,并能缓解锝在加入到合金体系时的界面冲击,增强合金元素之间的融合程度。

(3)本发明特殊加入了席夫碱,含有—oh键芳香族的席夫碱,极易与金属形成络合物,从而阻止金属的腐蚀。

(4)本发明的席夫碱粉粒径控制为亚微米级,可以使得其与合金粉之间的连接率增大,拉伸断口形貌呈较多的韧窝组织,且金属片中的孔隙圆化。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例,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。

实施例1

配料:按合页的原料进行称取,si:0.16%、mn:0.13%、ni:0.12%、mg:0.15%、席夫碱:0.6%、tc:0.04%、se:0.06%、余量为al和杂质,其中席夫碱包括单席夫碱、双席夫碱、多席夫碱的混合物,席夫碱为絮状粉,絮状粉的粒径为550nm;

席夫碱配置:将苯胺、对苯二胺、1,3,5-三氨基苯共混物溶于无水乙醇并加入到容器中,60℃下水浴加热3.8h,再将对羟基苯乙醛溶于无水乙醇,缓慢滴加到容器中,反应形成淡黄色絮状物,过滤、洗涤、真空晾干得絮状粉;

合金制备:先将se制成粉并包覆在tc表面,将除席夫碱、tc、se外的所有材料混合熔融形成合金液,再加入se粉包覆的tc金属,搅拌均匀、冷却成合金锭,将合金锭在炉中翻转重熔5次,然后将合金锭破碎成合金粉,再与席夫碱絮状粉于研钵中混合研磨形成混合粉;

成型:将混合粉采用热等静压工艺,控制温度为750℃,压力为150mpa,压制成规格金属片,经机械加工、组合、拼装成合页。

实施例2

配料:按合页的原料进行称取,si:0.12%、mn:0.1%、ni:0.1%、mg:0.1%、席夫碱:0.3%、tc:0.02%、se:0.04%、余量为al和杂质,其中席夫碱包括单席夫碱、双席夫碱的混合物,席夫碱为絮状粉,絮状粉的粒径为100nm;

席夫碱配置:将苯胺、对苯二胺、1,3,5-三氨基苯共混物溶于无水乙醇并加入到容器中,60℃下水浴加热3.8h,再将对羟基苯乙醛溶于无水乙醇,缓慢滴加到容器中,反应形成淡黄色絮状物,过滤、洗涤、真空晾干得絮状粉;

合金制备:先将se制成粉并包覆在tc表面,将除席夫碱、tc、se外的所有材料混合熔融形成合金液,再加入se粉包覆的tc金属,搅拌均匀、冷却成合金锭,将合金锭在炉中翻转重熔5次,然后将合金锭破碎成合金粉,再与席夫碱絮状粉于研钵中混合研磨形成混合粉;

成型:将混合粉采用热等静压工艺,控制温度为750℃,压力为150mpa,压制成规格金属片,经机械加工、组合、拼装成合页。

实施例3

配料:按合页的原料进行称取,si:0.2%、mn:0.16%、ni:0.14%、mg:0.2%、席夫碱:0.9%、tc:0.06%、se:0.08%、余量为al和杂质,其中席夫碱包括单席夫碱、多席夫碱的混合物,席夫碱为絮状粉,絮状粉的粒径为1000nm;

席夫碱配置:将苯胺、对苯二胺、1,3,5-三氨基苯共混物溶于无水乙醇并加入到容器中,60℃下水浴加热3.8h,再将对羟基苯乙醛溶于无水乙醇,缓慢滴加到容器中,反应形成淡黄色絮状物,过滤、洗涤、真空晾干得絮状粉;

合金制备:先将se制成粉并包覆在tc表面,将除席夫碱、tc、se外的所有材料混合熔融形成合金液,再加入se粉包覆的tc金属,搅拌均匀、冷却成合金锭,将合金锭在炉中翻转重熔5次,然后将合金锭破碎成合金粉,再与席夫碱絮状粉于研钵中混合研磨形成混合粉;

成型:将混合粉采用热等静压工艺,控制温度为750℃,压力为150mpa,压制成规格金属片,经机械加工、组合、拼装成合页。

实施例4

配料:按合页的原料进行称取,si:0.16%、mn:0.13%、ni:0.12%、mg:0.15%、席夫碱:0.6%、tc:0.04%、se:0.06%、余量为al和杂质,其中席夫碱包括单席夫碱、双席夫碱、多席夫碱的混合物,席夫碱为絮状粉,絮状粉的粒径为550nm;

席夫碱配置:将苯胺溶于无水乙醇并加入到容器中,55℃下水浴加热3.6h,再将对羟基苯乙醛溶于无水乙醇,缓慢滴加到容器中,反应形成淡黄色絮状物,过滤、洗涤、真空晾干得絮状粉;

合金制备:先将se制成粉并包覆在tc表面,将除席夫碱、tc、se外的所有材料混合熔融形成合金液,再加入se粉包覆的tc金属,搅拌均匀、冷却成合金锭,将合金锭在炉中翻转重熔5次,然后将合金锭破碎成合金粉,再与席夫碱絮状粉于研钵中混合研磨形成混合粉;

成型:将混合粉采用热等静压工艺,控制温度为750℃,压力为150mpa,压制成规格金属片,经机械加工、组合、拼装成合页。

实施例5

配料:按合页的原料进行称取,si:0.16%、mn:0.13%、ni:0.12%、mg:0.15%、席夫碱:0.6%、tc:0.04%、se:0.06%、余量为al和杂质,其中席夫碱包括单席夫碱、双席夫碱、多席夫碱的混合物,席夫碱为絮状粉,絮状粉的粒径为550nm;

席夫碱配置:将对苯二胺、1,3,5-三氨基苯共混物溶于无水乙醇并加入到容器中,65℃下水浴加热4.0h,再将对羟基苯乙醛溶于无水乙醇,缓慢滴加到容器中,反应形成淡黄色絮状物,过滤、洗涤、真空晾干得絮状粉;

合金制备:先将se制成粉并包覆在tc表面,将除席夫碱、tc、se外的所有材料混合熔融形成合金液,再加入se粉包覆的tc金属,搅拌均匀、冷却成合金锭,将合金锭在炉中翻转重熔5次,然后将合金锭破碎成合金粉,再与席夫碱絮状粉于研钵中混合研磨形成混合粉;

成型:将混合粉采用热等静压工艺,控制温度为750℃,压力为150mpa,压制成规格金属片,经机械加工、组合、拼装成合页。

实施例6

配料:按合页的原料进行称取,si:0.16%、mn:0.13%、ni:0.12%、mg:0.15%、席夫碱:0.6%、tc:0.04%、se:0.06%、余量为al和杂质,其中席夫碱包括单席夫碱、双席夫碱、多席夫碱的混合物,席夫碱为絮状粉,絮状粉的粒径为550nm;

席夫碱配置:将苯胺、对苯二胺、1,3,5-三氨基苯共混物溶于无水乙醇并加入到容器中,60℃下水浴加热3.8h,再将对羟基苯乙醛溶于无水乙醇,缓慢滴加到容器中,反应形成淡黄色絮状物,过滤、洗涤、真空晾干得絮状粉;

合金制备:先将se制成粉并包覆在tc表面,将除席夫碱、tc、se外的所有材料混合熔融形成合金液,再加入se粉包覆的tc金属,搅拌均匀、冷却成合金锭,将合金锭在炉中翻转重熔4次,然后将合金锭破碎成合金粉,再与席夫碱絮状粉于研钵中混合研磨形成混合粉;

成型:将混合粉采用热等静压工艺,控制温度为600℃,压力为50mpa,压制成规格金属片,经机械加工、组合、拼装成合页。

实施例7

配料:按合页的原料进行称取,si:0.16%、mn:0.13%、ni:0.12%、mg:0.15%、席夫碱:0.6%、tc:0.04%、se:0.06%、余量为al和杂质,其中席夫碱包括单席夫碱、双席夫碱、多席夫碱的混合物,席夫碱为絮状粉,絮状粉的粒径为550nm;

席夫碱配置:将苯胺、对苯二胺、1,3,5-三氨基苯共混物溶于无水乙醇并加入到容器中,60℃下水浴加热3.8h,再将对羟基苯乙醛溶于无水乙醇,缓慢滴加到容器中,反应形成淡黄色絮状物,过滤、洗涤、真空晾干得絮状粉;

合金制备:先将se制成粉并包覆在tc表面,将除席夫碱、tc、se外的所有材料混合熔融形成合金液,再加入se粉包覆的tc金属,搅拌均匀、冷却成合金锭,将合金锭在炉中翻转重熔6次,然后将合金锭破碎成合金粉,再与席夫碱絮状粉于研钵中混合研磨形成混合粉;

成型:将混合粉采用热等静压工艺,控制温度为900℃,压力为250mpa,压制成规格金属片,经机械加工、组合、拼装成合页。

实施例8

与实施例1的区别仅在于,实施例8合页原料中席夫碱的粒径为99nm。

实施例9

与实施例1的区别仅在于,实施例9合页原料中席夫碱的粒径为1001nm。

实施例10

与实施例1的区别仅在于,实施例10直接将se、tc与其他合金原料混合熔融。

实施例11

与实施例1的区别仅在于,实施例11合金锭翻转重熔3次。

实施例12

与实施例1的区别仅在于,实施例12合金锭翻转重熔7次。

实施例13

与实施例1的区别仅在于,实施例13席夫碱仅为单席夫碱。

对比例1

与实施例1的区别仅在于,对比例1合页成分中不含席夫碱。

对比例2

与实施例1的区别仅在于,对比例2合页成分中不含tc。

对比例3

与实施例1的区别仅在于,对比例3合页成分中不含se。

对比例4

与实施例1的区别仅在于,对比例4合金锭不进行翻转重熔处理。

将实施例1-13及对比例1-4的合页进行测试,测试其强度、韧性、耐腐蚀性和硬度,结果如表1所示:

表1:实施例1-13及对比例1-4中合页的性能

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。

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