一种针棒台及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种针棒台及其制备方法，属于缝纫机【技术领域】。所述针棒台，包括针棒台本体，棒台本体上设有滑动座、固定座、底座及穿线槽，滑动座上设有第一滑动通孔，固定座上设有若干第一固定通孔，底座上设有第二滑动通孔和若干第二固定通孔，穿线槽与固定座安装在针棒台本体两对立侧面上；针棒台由如下组分(质量百分比)的铝合金制得：Si0.2-0.4％，Mg0.3-0.5％，Cu0.2-0.5％，Fe0.8-1.0％，Mn0.1-0.2％，Zn0.1-0.25％，Ti0.1-0.3％，Sc0.01-0.02％，余量为Al及不可避免杂质，并公开了其制备方法。本发明生产工艺简单易行，针棒台综合性能好，提高了工作效率。
【专利说明】一种针棒台及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于缝纫机【技术领域】，涉及一种针棒台及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 缝纫机是制作衣物不可或缺的机械设备，效率高的缝纫机可以大大降低衣物的成 本，为人们带来一定的实惠。
[0003] 针棒台是缝纫机最重要的部件之一，针棒台主要用于支持针棒上下移动，且使针 棒在移动过程中保持垂直状态而不会产生偏斜。为提升制作衣物的工作效率，在现有的缝 纫机上的针棒台上附加了多种装置来辅助针棒对衣物的加工，现有的针棒台的形体和结构 上过于单薄，连接辅助装置时存在较大的不便。
[0004] 在使用过程中，针棒需极为快速的上下移动，针棒与针棒台会产生碰撞，期间针棒 台也会产生机械震动，针棒台常会出现磨损、折断现象，使得使用者需要停机维修，不但增 加了困难，而且浪费了人力和物力。
[0005] 综上所述，为解决现有针棒台结构上的不足，需要设计一种结构简单、抗冲击力 强、耐磨、防腐性能好、工作效率高的针棒台。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构简单、抗冲击力 强、耐磨、防腐性能好、工作效率高的针棒台。
[0007] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种针棒台，包括呈长条状设置的 针棒台本体，所述针棒台本体上设有滑动座、固定座、底座以及穿线槽，所述滑动座上设有 第一滑动通孔，所述固定座上设有若干第一固定通孔，所述底座上设有与第一滑动通孔同 轴设置的第二滑动通孔以及与第一固定通孔等数量的第二固定通孔，每个第二固定通孔 与对应的第一固定通孔同轴设置，所述第二滑动通孔上设有加固圆环，穿线槽与固定座分 别安装在针棒台本体两对立侧面上，所述滑动座、固定座以及底座相互平行，其中所述针 棒台材料为铝合金，按重量百分比计算，所述铝合金包括以下组份=Si :0. 20-0. 40%，Mg : 0. 30-0. 50%, Cu ：0. 20-0. 50%, Fe ：0. 80-1. 00%, Mn ：0. 10-0. 20%, Zn ：0. 10-0. 25%, Ti ： 0. 10-0. 30%，Sc :0. 01-0. 02%，余量为Al及不可避免的杂质。
[0008] 本发明缝纫机上的针棒台采用配伍合理的铝合金材质制得，铝合金中组成元素是 影响铝合金导电性能的主要因素，其影响取决于元素的加入量和存在的形式。在铝合金中 的各种元素，除少量以单质存在外，都将进入铝的晶格或形成各种类化合物，影响铝合金的 相图、基本组织、凝固过程、工艺性能等。加之合金也会影响晶粒大小，增大晶界面积形成杂 质等，因而各化学元素对铝合金的各种性能可以通过最终形成的组织表现出来。
[0009] 本发明针棒台铝合金中还含有0. 01-0. 02%的Sc, -方面Sc与Ti形成A13(Sc， Ti)复合粒子，初生的A13(Sc，Ti)复合粒子对合金晶粒具有极强的细化作用，次生A13(Sc， Ti)质点强烈地钉扎位错和亚晶界，有效地抑制合金的再结晶，该针棒台铝合金采用Sc与 Ti复合微合金化同时具有细晶强化、亚结构强化和直接析出强化作用。另一方面，Sc与Mn 复合微合金化在一定程度上消除了合金中的枝晶组织，也具有亚结构强化和直接析出强化 作用。
[0010] 而硅元素和镁元素的合理配伍使得铝合金具有热膨胀系数小、热传导性好、热裂 倾向小、流动性好等优点，使本发明的针棒台铝合金明显区别于其它铸造铝合金或变形铝 合金。此外硅元素的添加能解决铝铜合金和铝镁合金不能固溶强化的现象。而现有技术中 一般采用Si的含量控制在0. 4-0. 8%，采用该含量的硅元素虽然能在一定程度上改善抗拉 强度、硬度、切削性，但是含有Sc的本针棒台铝合金中，Si会与Sc形成化合物（Sc 2AlSi2)， 同时改变含Sc铝合金固溶体的分解特性，减小钪在铝合金中过饱和固溶体分解时的强化 效果，降低含钪铝合金半成品的再结晶温度，且硅元素含量过大，超过共晶成分，杂质又多 时，会出现游离硅的硬质点，使切削加工困难，对铸件坩埚的熔蚀作用严重。因此，针棒台铝 合金中Si被严格控制在0. 20-0. 40%。
[0011] 而镁元素是铝合金中的主要元素，与Si形成强化相MgSi2，现有技术中一般将Mg 含量控制在0.90-1.0%，采用该含量的镁元素虽然可以提高合金的耐蚀性，但过量的MgSi2 会使铸件变脆，影响铸造性能，影响铝合金强度和塑性，因此在本发明针棒台的铝合金中仅 加入0. 30-0. 50 %的镁，既保证铝合金优良的耐蚀性，又进一步提高合金的强度和屈服极 限。
[0012] 铁元素和钛元素作为过渡族元素，其在平衡条件下几乎不固溶于铝，且以高温稳 定高弹性模量弥散的金属间化合物存在，从强化基体和晶界，使得铝合金具有优良的高温 综合力学性能。本发明针棒台铝合金选取的铁、钛元素含量需要合理选取，虽然能明显提高 Zn的再结晶温度，减缓再结晶的过程，固溶于锌，但不能无限扩大其含量，因为铁元素含量 超过固溶限的Fe会生成渣滓，以FeAI 3结晶出来，使针棒台变脆，产生裂纹，机加工性能变 差。但在本发明针棒台铝合金中若铁元素含量低于〇. 70%则会出现不易脱模的现象，当铁 含量在0.65%以下时尤为强烈。当超过0.70%后，粘模现象便有所减轻，因此，本发明针棒 台铝合金中将Fe含量进一步优选，控制在0. 80-1. 00%。而钛元素需要与铁元素配合才能 达到增强铝合金高温性能的效果。
[0013] 铜元素与铝元素一样具有面心立方结构，铜的熔点为1084. 5°C。铜和铝的晶格常 数相差很大，但铜能溶于铝，因此加入铜元素后，使铝的点阵发生很大的畸变，产生很显著 的强化作用，显著提高合金的机械性能、切削性能，但是随着铜含量的提高，合金的防腐性 和塑性剧烈下降，热裂倾向增大。因此将铜元素的添加量控制在〇. 20-0. 50%。
[0014] 锰（Mn)是铝合金的重要元素，一方面能减少铁的有害影响，能使铝合金中由铁形 成的片状或针状组织变为细密的晶体组织，因此铁元素和锰元素的配比也是选取锰元素含 量的重要参考参数；另一方面添加锰元素可以细化材料组织，提高再结晶温度，增强铝合金 的耐热性。虽然锰与钪不起作用，不形成金属间化合物，但是过量的锰会降低Sc的溶解度 会减少金属间化合物的形成，一般铝合金中允许〇. 5%以下的锰存在，但是含钪的送布组件 铝合金中需要优将Mn的含量控制在0. 20-0. 40%，才能避免Mn对Sc的影响。
[0015] 单独添加锌元素对铝合金强度的提高十分有限，同时还存在应力腐蚀开裂倾向， 但是锌元素和镁元素能形成强化相Mg/Zn2,能明显提高合金的抗拉强度和屈服强度。但是 过量的Zn会降低防腐性，本发明选取的锌元素含量为0. 10-0. 25%。
[0016] 在上述的一种针棒台中，作为优选，所述的铝合金由以下重量百分比的成分组成： Si ：0. 30%, Mg ：0. 40%, Cu ：0. 50%, Fe ：0. 90%, Mn ：0. 15%, Zn ：0. 20%, Ti ：0. 20%, Sc ： 0. 015%，余量为Al及不可避免的杂质。
[0017] 在上述的一种针棒台中，作为优选，所述的铝合金由以下重量百分比的成分组成： Si ：0. 20%, Mg ：0. 50%, Cu ：0. 40%, Fe ：1, 00%, Mn ：0. 10%, Zn ：0. 25%, Ti ：0. 10%, Sc ： 0. 02%，余量为Al及不可避免的杂质。
[0018] 在上述的一种针棒台中，作为优选，所述的铝合金由以下重量百分比的成分组成： Si ：0. 40 %, Mg ：0. 30 %, Cu ：0. 20, Fe ：0. 80 %, Mn ：0. 20 %, Zn ：0. 10 %, Ti ：0. 30 %, Sc ： 0. 01%，余量为Al及不可避免的杂质。
[0019] 在上述的一种针棒台中，所述针棒台本体上还设有若干加固通孔。
[0020] 在上述的一种针棒台中，所述加固圆环的内径大小与第二滑动通孔的内径大小相 同。
[0021] 在上述的一种针棒台中，所述针棒台本体上设有若干加强筋。
[0022] 本发明的另一个目的在于提供一种上述针棒台的制备方法，所述的制备方法包括 如下步骤：
[0023] S1、按上述重量百分比的组成成分选择铝合金材料，将铝合金材料进行熔化，得铝 合金金属液；
[0024] S2、将铝合金金属液搅拌均匀，然后进行除气精炼、清渣处理；
[0025] S3、将上述处理后的铝合金金属液铸造成针棒台坯件；
[0026] S4、将针棒台坯件进行热处理即可得最终针棒台成品，热处理包括固溶处理和自 然时效处理，其中固溶处理温度为530-550°C，保温4-6h，时效处理时间为22-30h。
[0027] 在上述针棒台的制备方法中，通过除气工艺以消除合金铸造过程中吸气和晶粒粗 大的不良影响。同时本发明还通过添加氧化剂以达到清除残渣、减少铝合金气孔、改善铝合 金韧性和致密性的效果。优选地，本发明通过通入氮气旋转除气进行精炼。
[0028] 固溶处理能改善合金的塑性和韧性，而固溶处理后的时效处理能消除铸造件的内 应力、稳定组织和尺寸，改善机械性能。
[0029] 作为优选，步骤S4中，固溶处理温度为535-545°C，保温4-5h，时效处理时间为 24-26h。
[0030] 与现有技术相比，本发明针棒台的结构简单，采用第一滑动通孔、第二滑动通孔以 及加固圆环稳定了针棒在针棒台的移动，提高了工作效率；本发明针棒台选用配伍合理的 铝合金制成，通过各元素之间的协同作用，以及合理选择制备方法，显著提高针棒台的抗冲 击力、耐磨性能、防腐性能，进而提高针棒台的工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0031] 图1是本发明的俯视图。
[0032] 图2是本发明的仰视图。
[0033] 图3是本发明的侧视图。
[0034] 图中，10、针棒台本体；20、滑动座；21、第一滑动通孔；30、固定座；31、第一固定通 孔；40、底座；41、第二滑动通孔；412、加固圆环；50、穿线槽；60、加固通孔；70、加强筋。
【具体实施方式】
[0035] 以下是本发明的具体实施例并结合附图，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。
[0036] 如图1至图3所示，本针棒台包括呈长条状设置的针棒台本体10,针棒台本体10 上设有滑动座20、固定座30、底座40以及穿线槽50,滑动座20上设有第一滑动通孔21，固 定座30上设有多个第一固定通孔31，底座40上设有与第一滑动通孔21同轴设置的第二滑 动通孔41以及与第一固定通孔31等数量的第二固定通孔（图中未标出），每个第二固定通 孔（图中未标出）与对应的第一固定通孔31同轴设置，第二滑动通孔41上设有加固圆环 412,穿线槽50与固定座30分别安装在针棒台本体10两对立侧面上，滑动座20、固定座30 以及底座40相互平行。
[0037] 针棒台运用第一滑动通孔21与第二滑动通孔41同时控制针棒的滑动，使针棒在 快速地移动过程中，能一直保持垂直的上下运动，避免产生偏斜，同时在第二滑动通孔41 上加设了加固圆环412,进一步保证了针棒的运动方向不会产生偏斜。
[0038] 固定座30上设有多个第一固定通孔31，底座40上也设有与每个第一固定通孔31 配合的第二固定通孔（图中未标出），针棒需快速地上下移动，插设在第一固定通孔31和第 二固定通孔（图中未标出）内的轴可起到稳固作用，提高了工作效率。
[0039] 针棒台本体10为长条状，而不是采用其他不规则形状，长条状的针棒台本体10结 构简单，且便于安装在缝纫机上，且能与其他零部件装配紧密，提高工作效率。
[0040] 滑动座20上可安装针棒，且滑动座20上的第一滑动通孔21和底座40上与第一 滑动通孔21同轴设置的第二滑动通孔41配合作用限制了针棒的运动方向，使得针棒的移 动智能进行轴向运动，避免因机械震动等原因，使得针棒不会脱离原始移动路径，提高了工 作效率。
[0041] 固定座30上可安装固定棒，固定座30上的多个第一固定通孔31和底座40上与 第一固定通孔31等数量的第二固定通孔（图中未标出），加强了底座40与固定座30之间 的强度，从而提高了滑动座20与底座40之间的强度，防止针棒在高速运动时，滑动座20出 现断裂等现象，提高了工作效率。
[0042] 第二滑动通孔41上设有加固圆环412,进一步确保了针棒台本体10的强度，防止 针棒高速运作时导致针棒台本体10失效，提高工作效率。
[0043] 优选地，针棒台本体10上还设有多个加固通孔60,针棒台上的针棒在第一滑动通 孔21和第二滑动通孔41之间快速上下移动，针棒台产生机械震动，通过加固通孔60和螺 丝将针棒台与缝纫机其他部件固定连接，加强了针棒台的抗折断能力，加强了针棒台的稳 固性，延长了针棒台的使用寿命，减少维修所消耗的时间和人力，提升工作效率。
[0044] 优选地，加固圆环412的内径大小与第二滑动通孔41的内径大小相同，能使套在 第二滑动通孔41与加固圆环412中的针棒无阻碍快速地上下移动，防止针棒折断，且能使 针棒上的丝线更加顺畅地移动，提升了工作效率。
[0045] 进一步优选地，针棒台本体10上设有多个加强筋70,进一步加强了针棒台本体10 的抗折断能力，针棒台上的针棒在第一滑动通孔21和第二滑动通孔41之间快速上下移动， 针棒台产生机械震动，提高了针棒台的抗折断能力，延长了针棒台的使用寿命，减少维修所 消耗的时间和人力，提升工作效率。
[0046] 优选地，本发明针棒台的材料为铝合金，按重量百分比计算，所述铝合金包括 以下组份：Si :0· 20-0. 40 %，Mg :0· 30-0. 50 %，Cu :0· 20-0. 50 %，Fe :0· 80-1. 00 %，Mn : 0· 10-0. 20%，Zn :0· 10-0. 25%，Ti :0· 10-0. 30%，Sc :0· 01-0. 02%，余量为 Al 及不可避免 的杂质。
[0047] 表1 :实施例1-3中所述针棒台的组成成分及其质量百分比
【权利要求】
1. 一种针棒台，包括呈长条状设置的针棒台本体，其特征在于，所述针棒台本体上设 有滑动座、固定座、底座以及穿线槽，所述滑动座上设有第一滑动通孔，所述固定座上设有 若干第一固定通孔，所述底座上设有与第一滑动通孔同轴设置的第二滑动通孔以及与第一 固定通孔等数量的第二固定通孔，每个第二固定通孔与对应的第一固定通孔同轴设置，所 述第二滑动通孔上设有加固圆环，穿线槽与固定座分别安装在针棒台本体两对立侧面上， 所述滑动座、固定座以及底座相互平行，其中所述针棒台材料为铝合金，按重量百分比计 算，所述铝合金包括以下组份：Si :0? 20-0. 40%，Mg :0? 30-0. 50%，Cu :0? 20-0. 50%，Fe : 0? 80-1. 00%，Mn :0? 10-0. 20%，Zn :0? 10-0. 25%，Ti :0? 10-0. 30%，Sc :0? 01-0. 02%，余量 为Al及不可避免的杂质。
2. 根据权利要求1所述的针棒台，其特征在于，所述的铝合金由以下重量百分比的 成分组成：Si :0? 30%，Mg :0? 40%，Cu :0? 50%，Fe :0? 90%，Mn :0? 15%，Zn :0? 20%，Ti : 0. 20%，Sc :0. 015%，余量为Al及不可避免的杂质。
3. 根据权利要求1所述的针棒台，其特征在于，所述的铝合金由以下重量百分比的 成分组成：Si :0? 20%，Mg :0? 50%，Cu :0? 40%，Fe :1. 00%，Mn :0? 10%，Zn :0? 25%，Ti : 0. 10%，Sc :0. 02%，余量为Al及不可避免的杂质。
4. 根据权利要求1所述的针棒台，其特征在于，所述的铝合金由以下重量百分比的成 分组成：Si :0? 40%，Mg :0? 30%，Cu :0? 20，Fe :0? 80%，Mn :0? 20%，Zn :0? 10%，Ti :0? 30%， Sc :0. 01 %,余量为Al及不可避免的杂质。
5. 根据权利要求1所述的针棒台，其特征在于，所述针棒台本体上还设有若干加固通 孔。
6. 根据权利要求5所述的针棒台，其特征在于，所述加固圆环的内径大小与第二滑动 通孔的内径大小相同。
7. 根据权利要求6所述的针棒台，其特征在于，所述针棒台本体上设有若干加强筋。
8. -种如权利要求1所述针棒台的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下 步骤： 51、 按权利要求1中所述针棒台铝合金的组成成分及其重量百分比选择铝合金材料， 将铝合金材料进行熔化，得铝合金金属液； 52、 将铝合金金属液搅拌均匀，然后进行除气精炼、清渣处理； 53、 将上述处理后的铝合金金属液铸造成针棒台坯件； 54、 将针棒台坯件进行热处理即可得最终针棒台成品，热处理包括固溶处理和自然时 效处理，其中固溶处理温度为530-550°C，保温4-6h，时效处理时间为22-30h。
9. 根据权利要求8所述针棒台的制备方法，其特征在于，步骤S4中，固溶处理温度为 535-545°C，保温4-5h，时效处理时间为24-26h。
【文档编号】C22C21/00GK104313803SQ201410452255
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】冯光松 申请人:宁波瑞铭机械有限公司