CN103451844B - 一种经编机花梳用导纱板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种经编机花梳用导纱板及其镁合金型材成型工艺，经编机花梳用导纱板包括导纱板基体和设置于导纱板基体上的轨道，导纱板基体和轨道为一体式整体结构，导纱板基体非受力部位设有空腔，导纱板表面设有镍层或特氟龙层。采用轻质镁合金材质能降低重量，导纱板一体成型，无需二次加工轨道，避免了因二次加工所引起的导纱板的翘曲或变形，稳定性更好，通过喷涂特氟龙或化学镀镍的方式对导纱板进行表面处理，以进一步提高导纱板尤其是轨道的内侧表面硬度，进而延长导纱板的使用寿命，本发明在商用AZ80镁合金的基础上，严格控制部分合金元素含量，通过成型工艺的调整与配合，获得的新型经编机花梳用导纱板的镁合金型材尺寸稳定、精度高。

Description

一种经编机花梳用导纱板

技术领域

本发明涉及纺织机械技术领域，更具体涉及一种经编机花梳用导纱板。

背景技术

纺织工业是传统工业，随着经济发展对产品能耗的约束越来越严格以及对生产成本的降低幅度力度越来越高，我国的纺织工业已进入改造与升级阶段，且进展很快。高端自动化、智能化纺织装备是纺织工业发展趋势，大力提升纺机装备水平是促进纺织工业快速升级的有效手段之一。

为了减轻设备重量、降低能耗并提高生产效率，铝合金在纺织机械中得到广泛应用，使设备在减轻重量、耐用性等方面有了大幅度的改进。与镁合金相比，铝合金的密度较大，约为镁合金的1.5倍，在对设备的重量减轻方面优势不足，且镁合金的吸震性能良好，即使是在设备高速运转情况下亦可达到吸震降噪的作用，可提高设备的稳定性并减少能耗。

近年来，碳纤维增强塑料也在纺机型材中尝试应用。碳纤维增强塑料的密度虽然比镁合金低，但其成本高，且其目前仅限于一次成型而无法进行后续加工，使得零件在装配和使用过程中受到很大限制。

目前，最新型的经编机(如多梳贾卡花边机)均采用了全电脑控制，并配备了钢丝花梳式电子横移技术，可开发出更加完美精致的高档次蕾丝花边，该经编机上的花梳导纱板采用铝合金挤压型材制备而成，其较大的重量不利于花梳及花梳导纱针的高速运转。导纱板挤压成型后，通过机加工的方式在导纱板上开设轨道，由于轨道要求等距离分布于导纱板上，所以对二次加工精度要求较高，二次加工既浪费了原材料，又额外增加了加工费用，且二次加工可引起导纱板的变形，影响其长度方向的直线度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种经编机花梳用导纱板。

根据本发明的一个方面，提供了一种经编机花梳用导纱板，包括导纱板基体和设置于导纱板基体上的轨道，导纱板基体和轨道为一体式整体结构，导纱板的材质为AZ80镁合金，所述AZ80镁合金以重量百分比计，其组分为：Zn：0.2～0.3wt.％、Al：8.0～8.8wt.％、Mn≤0.2wt.％，其余部分含有Mg及不可避免的杂质，所述AZ80镁合金的型材的成型工艺的步骤如下：

①熔制原料：根据合金元素的重量百分比要求，熔制镁合金原料制成AZ80镁合金铸锭；

②均匀化处理：将步骤①熔制得到的AZ80镁合金铸锭去除表皮，放入电阻炉将AZ80镁合金铸锭加热至410～450℃保温12h均匀化处理后空冷至室温备用；

③挤压前处理：将步骤②均匀化处理后的AZ80镁合金铸锭AZ80镁合金铸锭加热至330～370℃保温2h，再加热至400～440℃保温2h后，降温至400～410℃保温2h，同时将挤压模具放入恒温模具加热炉加热至390～430℃后保温；

④挤压成型：将步骤③得到的挤压模具取出，装配至挤压机中，取出步骤③得到的AZ80镁合金铸锭，装填至挤压模具的挤压筒进行挤压成型，挤压成型得到经编机花梳用导纱板镁合金型材。

由此，导纱板为一体成型，无需二次加工轨道，有效避免了因二次加工所引起的导纱板的翘曲或变形，稳定性更好，有效延长寿命。传统工艺需要二次加工既浪费了原材料，又额外增加了加工费用。导纱板为轻质镁合金材质，与同类铝型材相比，其单件重量减少，不仅单件成本下降，且综合加工成本亦有一定幅度下降，将零件安装在机床上长期运行能耗会降低，其总的成本下降幅度将会更加明显，经济效益显而易见。

导纱板选用AZ80镁合金材质，AZ80镁合金的硬度高，能够满足导纱板的使用环境和性能要求，因AZ80镁合金中铝含量较高，AZ80镁合金在挤压成型过程中变形抗力较大，少量的锌可以增加铝在镁中的溶解度，提高铝的固溶强化，所以AZ80镁合金中锌含量严格按照Mg-Al-Zn系合金中锌含量的下限控制，能够改善AZ80镁合金的流动性。

由于，AZ80镁合金中铝的含量较高，在熔制AZ80镁合金铸锭凝固过程中形成的先共晶相Mg₁₇Al₁₂较多，较多的先共晶相Mg₁₇Al₁₂在挤压成型过程中阻碍了基体金属的流动，使得AZ80镁合金挤压变形抗力较大，往往易产生部分小尺寸处金属充不满现象，影响产品尺寸精度。因此，采用本发明所述的挤压成型工艺，先对AZ80镁合金铸锭进行温度较高、保温时间较长的均匀化处理，再对均匀化处理后的AZ80镁合金铸锭进行分段保温处理的挤压前处理，使大部分Mg₁₇Al₁₂相固溶于基体金属中，有效降低了挤压成型过程中的变形抗力，有利于提高挤压速率并保证挤压的连续生产。挤压前处理时挤压模具温度相对较高，能够更好的增加AZ80镁合金镁锭的流动性。此外，大部分Mg₁₇Al₁₂相固溶至基体金属后，能减少挤压过程中因Mg₁₇Al₁₂相破碎而引起的型材表面质量缺陷，如裂隙。

在一些实施方式中，步骤④挤压成型得到经编机花梳用导纱板镁合金型材直接利用经编机花梳用导纱板镁合金型材自身的余温进行矫直，矫直后的型材自然冷却至室温，矫直时，经编机花梳用导纱板镁合金型材的表面温度为185～215℃。由此，充分利用了型材挤压后的余温进行矫直，避免了传统工艺中回炉加温所产生的额外能耗。

在一些实施方式中，矫直后的经编机花梳用导纱板镁合金型材在室温状态下进行二次整形，并采用机械振动消除残余应力。由此，残余应力消除后不会出现变形、翘曲等现象。

在一些实施方式中，步骤④挤压成型过程中的挤压速率由初始阶段的2m/min逐渐增大到后期阶段的4m/min。由此，AZ80镁合金中铝含量较高，导致其变形抗力较大，难以实现快速挤压，从而导致挤压过程中挤压模具温度迅速下降，在本发明采用的成型工艺中，挤压速率采用逐渐提高的方式是可以避免挤压过程中挤压模具温度的快速下降而导致无法维持连续生产。

在一些实施方式中，步骤③中的挤压前处理工序中将镁合金铸锭加热至350℃保温2h，再缓慢加热至420℃保温2h后，降温至400～410℃保温2h，同时将挤压模具放入恒温模具加热炉加热至410℃后保温。由此，对挤压前处理工序中的温度进一步的限定，能够使大部分Mg₁₇Al₁₂相固溶于基体金属中，有效降低了挤压成型过程中的变形抗力。

在一些实施方式中，导纱板基体设有空腔。由此，在导纱板非受力部位采用空腔设计，能够进一步降低导纱板的重量，使机床运转速度提高。

在一些实施方式中，导纱板表面设有涂层，该涂层为镍层或特氟龙层。由此，能提高导纱板的硬度，尤其是轨道的内侧表面与钢丝或尼龙丝摩擦对硬度的要求较高，所以通过喷涂特氟龙或化学镀镍的方式进行表面处理，以达到进一步提高其硬度的目的，使导纱板更耐磨。

本发明的优点是：本发明所述的一种经编机花梳用导纱板采用镁合金材质能够降低重量，导纱板一体成型，无需二次加工轨道，有效避免了因二次加工所引起的导纱板的翘曲或变形，稳定性更好，尺寸稳定、精度高，有效延长寿命，在导纱板非受力部位采用空腔设计，能够进一步降低导纱板的重量，使机床运转速度提高，通过喷涂特氟龙或化学镀镍的方式对导纱板进行表面处理，以进一步提高导纱板尤其是轨道的内侧表面硬度，进而延长导纱板的使用寿命。

由于导纱板截面不对称，且轨道分布于小尺寸端，轨道最薄处B仅为1.27mm,轨道长度C为2.8mm，因此导纱板的挤压难度较大，传统成型工艺挤压过程中AZ80镁合金铸锭的流动不均匀，易产生部分小尺寸处金属充不满现象，影响产品尺寸精度。采用本发明所述的成型工艺，严格控制均匀化处理和挤压前处理工艺中的加热温度和保温时间，能够增加AZ80镁合金铸锭的流动性和流动的均匀性。

附图说明

图1是本发明一种经编机花梳用导纱板的一实施方式的结构示意图；

图2是图1中A的放大图；

图3是本发明实施例提供的挤压成型后的AZ80镁合金型材的截面的显微组织的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明所述一实施方式的一种经编机花梳用导纱板包括导纱板基体2和设置于导纱板基体2上的轨道3，导纱板基体2和轨道3为一体式整体结构，导纱板1的材质为AZ80镁合金材质，AZ80镁合金材质的质量百分数配比为：0.2～0.3wt.％的锌、8.0～8.8wt.％的铝和不大于0.2wt.％的锰，其余为镁及不可避免的杂质。导纱板1为一体成型，无需二次加工轨道3，有效避免了因二次加工所引起的导纱板1的翘曲或变形，稳定性更好，有效延长寿命。导纱板1为轻质镁合金材质，与同类铝型材相比，其单件重量减少，不仅单件成本下降，且综合加工成本亦有一定幅度下降，将零件安装在机床上长期运行能耗会降低，其总的成本下降幅度将会更加明显，经济效益显而易见。

在导纱板1非受力部位采用空腔4设计，能够进一步降低导纱板1的重量，使机床运转速度提高。

导纱板1表面设有涂层，该涂层为镍层或特氟龙层，能提高导纱板1的硬度，尤其是轨道3的内侧表面与钢丝或尼龙丝摩擦对硬度的要求较高，所以通过喷涂特氟龙或化学镀镍的方式进行表面处理，以达到进一步提高其硬度的目的，使导纱板1更耐磨。

在本实施例中对产品进行取样测试：

导纱板1的使用环境决定了导纱板1的材质硬度要高，所以导纱板1选用AZ80镁合金材质，其质量百分数配比为：0.2～0.3wt.％的锌、8.0～8.8wt.％的铝和不大于0.2wt.％的锰，其余为镁及不可避免的杂质。AZ80镁合金中铝含量较高，AZ80镁合金在挤压成型过程中变形抗力较大，少量的锌可以增加铝在镁中的溶解度，提高铝的固溶强化，所以AZ80镁合金中锌含量严格按照Mg-Al–Zn系合金中锌含量的下限控制，能够改善AZ80镁合金的流动性。

经编机花梳用导纱板的镁合金型材成型工艺的步骤如下：

步骤1：根据挤压型材供货时的尺寸要求，充分考虑矫直夹头、切割余量等因素，计算出所需镁锭的尺寸及重量，做到合理下料，根据合金元素的重量百分比要求，熔制镁合金原料制成AZ80镁合金铸锭，以重量百分比计配比为：0.2～0.3wt.％的锌、8.0～8.8wt.％的铝和不大于0.2wt.％的锰，其余为镁及不可避免的杂质。

步骤2：将AZ80镁合金铸锭去除表皮，放入电阻炉将AZ80镁合金铸锭加热至430℃保温12h均匀化处理后空冷至室温备用。

步骤3：将均匀化处理后的AZ80镁合金铸锭重新装炉加热至350℃保温2h，再缓慢升温至420℃保温2h后，再降温至400～410℃保温2h，同时将挤压经编机花梳用导纱板的镁合金型材的专用模具放入恒温模具加热炉加热至410℃后保温待用。

步骤4：将保温后的模具取出，装配至挤压机，迅速取出步骤3得到的AZ80镁合金铸锭并装填至挤压模具的挤压筒进行热挤压成型，挤压成型过程中的挤压速率由初始阶段的2m/min逐渐增大到后期阶段的4m/min，待挤出的镁合金型材表面温度降至200℃，利用型材自身的余温对挤压型材进行拉伸矫直，矫直后的型材自然冷却至室温。将型材在室温状态下进行二次整形，并采用机械振动法消除残余应力。对型材性能和尺寸进行检测，合格型材根据供货尺寸要求进行切取合适长度的导纱板1。

对切取后的导纱板1通过喷涂特氟龙或化学镀镍的方式对导纱板1进行表面处理，以达到进一步提高其硬度的目的，使导纱板更耐磨。

采用本发明所述的挤压成型工艺，先对AZ80镁合金铸锭进行温度较高、保温时间较长的均匀化处理，再对均匀化处理后的AZ80镁合金铸锭进行分段保温处理的挤压前处理，使大部分Mg₁₇Al₁₂相固溶于基体金属中，有效降低了挤压成型过程中的变形抗力，有利于提高挤压速率并保证挤压的连续生产。挤压前处理时挤压模具温度相对较高，能够更好的增加AZ80镁合金镁锭的流动性。此外，大部分Mg₁₇Al₁₂相固溶至基体金属后，能减少挤压过程中因Mg₁₇Al₁₂相破碎而引起的型材表面质量缺陷，如裂隙。

如图3所示，采用本发明所述的挤压成型工艺制造的导纱板获得晶粒均匀分布的显微组织，平均晶粒尺寸为22μm，晶粒分布均匀有利于产品质量和性能稳定性的提高，而细小的晶粒尺寸有利于挤压型材良好的综合力学性能的获得。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的前提下，还可以做出其它变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种经编机花梳用导纱板，包括导纱板基体(2)和设置于导纱板基体(2)上的轨道(3)，其特征在于，所述导纱板基体(2)和所述轨道(3)为一体式整体结构，所述导纱板(1)的材质为AZ80镁合金，所述AZ80镁合金以重量百分比计，其组分为：Zn：0.2～0.3wt.％、Al：8.0～8.8wt.％、Mn≤0.2wt.％，其余部分含有Mg及不可避免的杂质，所述AZ80镁合金的型材的成型工艺的步骤如下：

①熔制原料：根据合金元素的重量百分比要求，熔制镁合金原料制成AZ80镁合金铸锭；

②均匀化处理：将步骤①熔制得到的AZ80镁合金铸锭去除表皮，放入电阻炉加热至410～450℃保温12h进行均匀化处理，均匀化处理后随炉冷却至室温；

③挤压前处理：将步骤②均匀化处理后的AZ80镁合金铸锭加热至330～370℃保温2h，再加热至400～440℃保温2h后，降温至400～410℃保温2h，同时将挤压模具放入恒温模具加热炉加热至390～430℃后保温；

④挤压成型：将步骤③得到的挤压模具取出，装配至挤压机中，取出步骤③得到的AZ80镁合金铸锭，装填至挤压模具的挤压筒进行挤压成型，挤压成型得到经编机花梳用导纱板镁合金型材。

2.根据权利要求1所述的一种经编机花梳用导纱板，其特征在于，所述步骤④挤压成型得到经编机花梳用导纱板镁合金型材直接利用经编机花梳用导纱板镁合金型材自身的余温进行矫直，矫直后的型材自然冷却至室温，矫直时，所述经编机花梳用导纱板镁合金型材的表面温度为185～215℃。

3.根据权利要求2所述的一种经编机花梳用导纱板，其特征在于，所述矫直后的经编机花梳用导纱板镁合金型材在室温状态下进行二次整形，并采用机械振动消除残余应力。

4.根据权利要求1所述的一种经编机花梳用导纱板，其特征在于，所述步骤④挤压成型过程中的挤压速率由初始阶段的2m/min逐渐增大到后期阶段的4m/min。

5.根据权利要求1所述的一种经编机花梳用导纱板，其特征在于，所述步骤③中的挤压前处理工序中将镁合金铸锭加热至350℃保温2h，再缓慢加热至420℃保温2h后，降温至400～410℃保温2h，同时将挤压模具放入恒温模具加热炉加热至410℃后保温。

6.根据权利要求1所述的一种经编机花梳用导纱板，其特征在于，所述导纱板基体(2)设有空腔(4)。

7.根据权利要求6所述的一种经编机花梳用导纱板，其特征在于，所述导纱板(1)表面设有涂层。

8.根据权利要求7所述的一种经编机花梳用导纱板，其特征在于，所述涂层为镍层或特氟龙层。