一種縫紉機腳踏板用模具的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明屬于模具技術領域，具體設及一種縫幼機腳踏板用模具。
【背景技術】
[0002] 縫幼機腳踏板是縫幼機上的重要配件，多由金屬制成，要求外觀表面處理須良好， 無裂縫、損壞、毛邊、生誘及其他缺點，通常采用模具壓鑄成型的方法制造成型。壓鑄的基本 工藝過程是:金屬液先低速或高速鑄造充型進模具的型腔內，模具有活動的型腔面，它隨著 金屬液的冷卻過程加壓鍛造，既消除毛巧的縮孔縮松缺陷，也使毛巧的內部組織達到鍛態(tài) 的破碎晶粒。毛巧的綜合機械性能得到顯著的提高。傳統(tǒng)的壓鑄模具在進行壓鑄時通常操 作比較復雜，對工人操作技能要求高，壓鑄效率低，壓鑄完成后不能一次性快速脫模，影響 工作效率。
[0003]因為合金鋼具有高強度、高初性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無磁性等特殊性 能，所W傳統(tǒng)的壓鑄模具一般使用合金鋼制成，但是合金鋼重量大，在使用過程中開模、合 模都需要較大的力，運給操作帶來了一定的難度和危險性。在實際生產中，為了降低成本， 一般使用較便宜的鋼材制作動模和靜模，在動模和靜模上挖空，嵌上由較好剛才制作的動 模忍和靜模忍。在壓鑄過程中，需要將熱態(tài)金屬注入壓鑄模具的模忍中，造成壓鑄模具的模 腔溫度高，壓鑄黑色金屬時模腔溫度可達l〇〇〇°CW上。運樣高的使用溫度一般的材料往往 難W承受。雖然承受高溫的主要是模忍，但是如果模忍外層的動模和靜模的散熱性不好，壓 鑄時的熱量無法散發(fā)出去，長此W往會對模忍造成損害，影響壓鑄質量。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術存在的上述問題，提出了一種使用方便、工作效率 高、使用壽命長的縫幼機腳踏板用模具。
[0005]本發(fā)明的目的可通過下列技術方案來實現(xiàn)：
[0006]動模和靜模均由=維編織碳纖維侶合金復合材料制成，由于侶合金和碳纖維的密 度均較小，制成的動模和靜模質量較輕，大大減輕了整個模具的質量，無需很大的動力即可 完成開模和合模的工作，減少了能量消耗，也方便了工人操作，同時較輕的質量也較少了危 險性。但是一般侶合金的硬度、強度、抗沖擊性和耐磨性均不足，因此，本發(fā)明使用=維編織 一種縫幼機腳踏板用模具，包括具有注液口的動模和與動模相對設置的靜模，所述動模的 兩側分別縱向設有動模頂桿，動模頂桿上連接有旋轉桿，旋轉桿的另一端開有孔I，靜模上 設有水平旋轉軸，旋轉桿的另一端通過孔I安裝在水平旋轉軸上，其中，所述動模和靜模由 =維編織碳纖維侶合金復合材料制成。
[0007]本發(fā)明在腳踏板壓鑄完成后，在外部驅動機構的驅動下，旋轉桿W水平旋轉軸為 中屯、旋轉，帶動動模頂桿先向左上方移動，當旋轉桿旋轉到水平位置時，動模頂桿開始向右 上方移動，隨著旋轉桿的繼續(xù)旋轉，動模頂桿繼續(xù)向右上方移動，直到旋轉桿旋轉到豎直方 向，從而完成動模和靜模的分離。根據(jù)需要，驅動機構進可帶動旋轉桿若繼續(xù)旋轉，動模頂 桿和動模也隨之旋轉，由最高點旋轉至整個模具的側面，停放在模具側面;若旋轉桿不繼續(xù) 旋轉，則將模具中的零件取出后，驅動機構驅動旋轉桿反向旋轉，帶動動模頂桿和動?；貜?原位，準備進行下一次誘注。
[000引本發(fā)明中縫幼機腳踏板的動模和靜模均由=維編織碳纖維侶合金復合材料制成， 由于侶合金和碳纖維的密度均較小，制成的動模和靜模質量較輕，大大減輕了整個模具的 質量，無需很大的動力即可完成開模和合模的工作，減少了能量消耗，也方便了工人操作， 同時較輕的質量也較少了操作時的危險性。但是一般侶合金的硬度、強度、抗沖擊性和耐磨 性均不足，因此，本發(fā)明使用=維編織碳纖維對侶合金進行增強。由于碳纖維具有較高的硬 度、強度、初性、抗沖擊性和耐疲勞性，抗拉強度和拉伸彈性模量甚至遠遠超過了合金鋼，所 W碳纖維的加入大大提高了復合材料承受外力作用的能力，在宏觀上顯示大幅提高了復合 材料的拉伸強度、彎曲強度等力學性能。將碳纖維通過=維編織的方法制成預制件后再與 侶合金制成復合材料，使復合材料具有優(yōu)異的整體受力性能，大大提高了使用該復合材料 制成的動模和靜模的機械性能和力學性能。而且，碳纖維還具有較強的抗化學腐蝕性，使得 模具能在惡劣的環(huán)境條件下長期使用，有利于延長模具的使用壽命。另外，碳纖維的高導熱 性和低熱膨脹性可使壓鑄過程中的熱量盡快散去，降低模具的受熱程度，從而減小模具的 熱疲勞傾向性，延長模具的使用壽命。
[0009] 作為優(yōu)選，所述S維編織碳纖維侶合金復合材料包括體積百分比含量為15-25% 的=維編織碳纖維和體積百分比含量為75-85%的侶合金。
[0010] =維編織碳纖維在侶合金基體中含量過少，起不到較好的增強作用，含量過多，外 觀變差，表面浮纖較嚴重，綜合性能難W得到有效提高，因此將=維編織碳纖維的含量限制 在上述范圍內。
[0011] 作為優(yōu)選，所述=維編織碳纖維的表面涂覆有一層Si化涂層，Si〇2涂層的厚度為 0.5-2.0 皿。
[0012] 由于碳纖維和侶合金的模量相差很大，在復合材料的制備過程中，金屬液對碳纖 維的潤濕性很差，碳纖維與侶合金的界面是W機械結合為主的物理結合，界面既無擴散也 無化學反應。運種界面結合較弱，其橫向剪切強度較小，限制了材料強度的提高。因此本發(fā) 明在碳纖維的表面涂覆一層Si化涂層W增加二者的浸潤性，Si02在與侶合金烙成的金屬液 接觸時，在碳纖維表面與金屬液中的還原性金屬發(fā)生反應生成Si,Si與侶合金中Al的浸潤 性大大優(yōu)于Al與碳纖維的浸潤性，大大提高了金屬液對碳纖維的浸潤和界面的穩(wěn)定性。
[0013] 作為優(yōu)選，在碳纖維的表面涂覆Si化涂層的方法為：用30-45%的硝酸粗化碳纖維 表面，然后將纖維編織體浸潰于配置好的Si化溶膠中，真空浸潰1-化，取出干燥、燒結，燒結 溫度為600-650°C，燒結時間1-化。硝酸處理碳纖維表面，W官能團的形式固定了大量的氧， 并使碳纖維表面顯著起坑，增加了表面粗糖度，使Si化更好的結合在碳纖維表面。
[0014] 作為優(yōu)選，在碳纖維的表面涂覆Si化涂層之前先用乙醇或二氯甲燒超聲波輔助處 理20-30min除膠。未處理的碳纖維表面具有一層膠類物質，影響涂層處理和與金屬液的結 合，因此在進行涂層處理前最好將其除去。
[0015] 作為優(yōu)選，所述=維編織碳纖維為碳纖維通過=維五向混編制成的預制件，編織 角20-35度。碳纖維具有優(yōu)良的可編織性，編織角為20-35度的預制件的穩(wěn)定性好，制成的復 合材料整體性能較優(yōu)良。
[0016] 作為優(yōu)選，所述侶合金包括W下百分比質量的組分，8-13 %Si，3.0-5.0 %化，0.8-1.2%Mg，0.4-0.5%Ni，0.3-0.5%ai，0.15-0.25%Mn，0.3-0.5%Ti，0.08-0.12%C，0.3-0.5%Bi,0.1-0.3%化，余量為Al及不可避免的雜質。
[0017]上述組分的侶合金具有優(yōu)異的強度、硬度、伸長率和耐磨性等力學性能和機械性 能，與=維編織碳纖維復合后，更能發(fā)揮復合材料的整體性能。本侶合金中含有的Cu、Mg能 和Al形成S(AlsCuMg)和目(AlsCu)強化相，Mg和Si可形成MgsSi強化相，Mg和化形成Mg&i2強化 相，從而增強侶合金的強度，提高強度和區(qū)服極限，可明顯增加侶合金的抗拉強度和屈服強 度，提高流動性?；虵e形成耐熱相AlsFeNi。另外Mn對Mg起補充強化作用，同時降低熱裂傾 向，本侶合金還含有0.3-0.5%的Ti和0.08-0.12%的C，Ti能與Al形成TiAb相，與C形成TiC 相，侶合金結晶時TiAls相和TiC相成為結晶時的非自發(fā)核屯、，細化合金的晶粒組織，同時使 合金凝固時形成結晶骨架的時間延遲，降低有效的結晶溫度，減輕裂紋和縮松傾向，提高合 金的熱處理效果和力學性能。本侶合金還含有0.3-0.5%的Bi元素，Bi為低烙點金屬，有利 于晶核顆粒與侶液間界面張力的降低和臨界晶核半徑的減小，從而生成更多晶核，Bi元素 會阻礙液相的成分過冷，降低共晶組織的生長速度，細化晶核。Bi和AKSi形成Al-Si-Bi多 元合金，具有偏晶轉變特點。Bi在侶液中的溶解性低，具有自潤滑性，能W高彌散游離態(tài)分 布于侶合金基體中而提高侶合金的耐磨性。另外，Bi能在凝固過程中膨脹，有利于補縮。
[0018]作為優(yōu)選，所述=維編織碳纖維侶合金復合材料的制備過程為，將=維編織碳纖 維固定，誘入上述侶合金烙煉而成的金屬液得=維編織碳纖維侶合金復合材料半成品，將 半成品進行保壓，然后取出進行熱處理即得=維編織碳纖維侶合金復合材料。
[0019]由于=維編織碳纖維的柔軟性，很難形成穩(wěn)固的支架，因此在誘入金屬液時，需要 先將=維編織碳纖維固定，然后再誘入金屬液，誘入的速度應不緩不急，使金屬液充分填充 到碳纖維骨架中。
[0020] 作為