[发明专利]一种缝纫机牙叉用的金属材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种缝纫机牙叉用的金属材料及其制备方法，属于合金材料领域。所述金属材料的成分及其质量百分比为：C：0.12～0.30％，Cr：8～15％，Si：0.17～0.62％，B：0.13～0.28％，Mg：0.88～2.3％，V：0.1～2.0％，Ti：0.2～3.0％，Nb：0.3～2.8％，K：0.66～3.5％，W：1.8～4.3％，Hf：0.7～2.8％，Os：1.2～3.5％，余量为Al。按成分配比称取原料，将称量好的原料加热至700～750℃融化，浇铸得铸坯，将铸坯进行固溶处理，随后降至‑80～‑120℃，保持温度，施加纵向磁场处理，得缝纫机牙叉用的金属材料。

技术领域

本发明涉及一种缝纫机牙叉用的金属材料及其制备方法，属于合金材料领域。

背景技术

缝纫机工作原理：将缝制物置于缝纫机的针板上面，放下压步脚压住缝制物，接着踩下脚踏开关，启动缝纫机，利用送布齿之往复运动，配合作业员之合作，将缝制物依照既定方向推送，其间再由车针将线轴携带的上线与梭心携带的底线相连锁，使缝制物定型。缝纫机牙叉是缝纫机送布料机构中的核心部件，工作时，装在缝纫机送布料机构中的送布凸轮会驱使缝纫机牙叉前后拨动，而缝纫机牙叉则带动送布轴和牙架，促使牙齿前后往复运动，从而实现不断地向前送布料。

缝纫机牙叉主要由铝合金材料组成，铝合金具有质量轻、强韧性好、耐腐蚀以及特有的金属光泽等特性，被越来越多的机械零部件所采用。缝纫机牙叉拨动送布牙前后高速运动，长此以往，牙叉不断受到磨损，缩短牙叉的使用寿命，牙叉出现缺口，不能准确地拨动送布牙，且在运转时发出杂音，影响牙叉的使用效果。因此提供一种耐磨性能好、力学性能优的牙叉尤为重要。

发明内容

针对现有技术存在耐磨性能差的缺点，本发明提供一种耐磨性好、力学性能优异的缝纫机牙叉用的金属材料及其制造方法，有效提高牙叉的使用寿命。

本发明的上述目的可通过下列技术方案来实现：一种缝纫机牙叉用的金属材料，所述金属材料的成分及其质量百分比为：C：0.12～0.30％，Cr：8～15％，Si：0.17～0.62％，B：0.13～0.28％，Mg：0.88～2.3％，V：0.1～2.0％，Ti：0.2～3.0％，Nb：0.3～2.8％，K：0.66～3.5％，W：1.8～4.3％，Hf：0.7～2.8％，Os：1.2～3.5％，余量为Al。

K可以强化碳化物硬质相的晶界，提高材料的强韧性。且K是促进奥氏体组织生成的元素，它的存在能消除金属中粗大长柱状初生(Cr,Fe)₇C₃以及组织内其它碳化物，并使共晶(Cr,Fe)₇C₃硬质相由网状分布的长柱状、针状，变为孤立分布的块状、短柱状，使硬质相弥散分布。Hf和Os的硼化物属于高硬质相，其存在能够有效提高组织的强度，且Hf具有很强的吸氢性，能起到净化铝成分的作用。

缝纫机牙叉用的金属材料组分中Ti、V和Nb为微合金化元素，可以通过细化晶粒、沉淀强化来提高钢的强度，三种元素的添加量＜5.5％。

成分内的各元素形成的相互作用，使得缝纫机牙叉用的金属材料的硬度增加的同时，其韧性、抗裂性也得到显著提高，改变目前材料硬度增加而韧性差、不能承受强烈冲击或者韧性增加，而硬度下降的缺陷。

本发明的另一个目的，可通过下列技术方案实现：一种缝纫机牙叉用的金属材料的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：按成分配比称取原料，将称量好的原料加热至700～750℃融化，浇铸得铸坯，将铸坯进行固溶处理，随后降至-80～-120℃，保持温度，施加纵向磁场处理，得缝纫机牙叉用的金属材料。

固溶处理，将碳化物、硼化物以及难熔元素溶解，均匀分散于组织，为后期的晶粒细化作好基础。随后在低温条件下对合金进行纵向磁场处理，低温条件极大地保留了固溶处理后的过饱和固溶体组织，凝固的组织在低温磁场作用下，晶粒逐渐细化，从而获得更精细的晶粒组织，且晶粒组织均匀取向，最终使合金的综合性能得到大幅度提高。