一种缝纫机脚踏板用模具的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于模具技术领域，具体设及一种缝幼机脚踏板用模具。
【背景技术】
[0002] 缝幼机脚踏板是缝幼机上的重要配件，多由金属制成，要求外观表面处理须良好， 无裂缝、损坏、毛边、生诱及其他缺点，通常采用模具压铸成型的方法制造成型。压铸的基本 工艺过程是:金属液先低速或高速铸造充型进模具的型腔内，模具有活动的型腔面，它随着 金属液的冷却过程加压锻造，既消除毛巧的缩孔缩松缺陷，也使毛巧的内部组织达到锻态 的破碎晶粒。毛巧的综合机械性能得到显著的提高。传统的压铸模具在进行压铸时通常操 作比较复杂，对工人操作技能要求高，压铸效率低，压铸完成后不能一次性快速脱模，影响 工作效率。
[0003]因为合金钢具有高强度、高初性、耐磨、耐腐蚀、耐低溫、耐高溫、无磁性等特殊性 能，所W传统的压铸模具一般使用合金钢制成，但是合金钢重量大，在使用过程中开模、合 模都需要较大的力，运给操作带来了一定的难度和危险性。在实际生产中，为了降低成本， 一般使用较便宜的钢材制作动模和静模，在动模和静模上挖空，嵌上由较好刚才制作的动 模忍和静模忍。在压铸过程中，需要将热态金属注入压铸模具的模忍中，造成压铸模具的模 腔溫度高，压铸黑色金属时模腔溫度可达l〇〇〇°CW上。运样高的使用溫度一般的材料往往 难W承受。虽然承受高溫的主要是模忍，但是如果模忍外层的动模和静模的散热性不好，压 铸时的热量无法散发出去，长此W往会对模忍造成损害，影响压铸质量。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种使用方便、工作效率 高、使用寿命长的缝幼机脚踏板用模具。
[0005]本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
[0006]动模和静模均由=维编织碳纤维侣合金复合材料制成，由于侣合金和碳纤维的密 度均较小，制成的动模和静模质量较轻，大大减轻了整个模具的质量，无需很大的动力即可 完成开模和合模的工作，减少了能量消耗，也方便了工人操作，同时较轻的质量也较少了危 险性。但是一般侣合金的硬度、强度、抗冲击性和耐磨性均不足，因此，本发明使用=维编织 一种缝幼机脚踏板用模具，包括具有注液口的动模和与动模相对设置的静模，所述动模的 两侧分别纵向设有动模顶杆，动模顶杆上连接有旋转杆，旋转杆的另一端开有孔I，静模上 设有水平旋转轴，旋转杆的另一端通过孔I安装在水平旋转轴上，其中，所述动模和静模由 =维编织碳纤维侣合金复合材料制成。
[0007]本发明在脚踏板压铸完成后，在外部驱动机构的驱动下，旋转杆W水平旋转轴为 中屯、旋转，带动动模顶杆先向左上方移动，当旋转杆旋转到水平位置时，动模顶杆开始向右 上方移动，随着旋转杆的继续旋转，动模顶杆继续向右上方移动，直到旋转杆旋转到竖直方 向，从而完成动模和静模的分离。根据需要，驱动机构进可带动旋转杆若继续旋转，动模顶 杆和动模也随之旋转，由最高点旋转至整个模具的侧面，停放在模具侧面;若旋转杆不继续 旋转，则将模具中的零件取出后，驱动机构驱动旋转杆反向旋转，带动动模顶杆和动模回复 原位，准备进行下一次诱注。
[000引本发明中缝幼机脚踏板的动模和静模均由=维编织碳纤维侣合金复合材料制成， 由于侣合金和碳纤维的密度均较小，制成的动模和静模质量较轻，大大减轻了整个模具的 质量，无需很大的动力即可完成开模和合模的工作，减少了能量消耗，也方便了工人操作， 同时较轻的质量也较少了操作时的危险性。但是一般侣合金的硬度、强度、抗冲击性和耐磨 性均不足，因此，本发明使用=维编织碳纤维对侣合金进行增强。由于碳纤维具有较高的硬 度、强度、初性、抗冲击性和耐疲劳性，抗拉强度和拉伸弹性模量甚至远远超过了合金钢，所 W碳纤维的加入大大提高了复合材料承受外力作用的能力，在宏观上显示大幅提高了复合 材料的拉伸强度、弯曲强度等力学性能。将碳纤维通过=维编织的方法制成预制件后再与 侣合金制成复合材料，使复合材料具有优异的整体受力性能，大大提高了使用该复合材料 制成的动模和静模的机械性能和力学性能。而且，碳纤维还具有较强的抗化学腐蚀性，使得 模具能在恶劣的环境条件下长期使用，有利于延长模具的使用寿命。另外，碳纤维的高导热 性和低热膨胀性可使压铸过程中的热量尽快散去，降低模具的受热程度，从而减小模具的 热疲劳倾向性，延长模具的使用寿命。
[0009] 作为优选，所述S维编织碳纤维侣合金复合材料包括体积百分比含量为15-25% 的=维编织碳纤维和体积百分比含量为75-85%的侣合金。
[0010] =维编织碳纤维在侣合金基体中含量过少，起不到较好的增强作用，含量过多，外 观变差，表面浮纤较严重，综合性能难W得到有效提高，因此将=维编织碳纤维的含量限制 在上述范围内。
[0011] 作为优选，所述=维编织碳纤维的表面涂覆有一层Si化涂层，Si〇2涂层的厚度为 0.5-2.0 皿。
[0012] 由于碳纤维和侣合金的模量相差很大，在复合材料的制备过程中，金属液对碳纤 维的润湿性很差，碳纤维与侣合金的界面是W机械结合为主的物理结合，界面既无扩散也 无化学反应。运种界面结合较弱，其横向剪切强度较小，限制了材料强度的提高。因此本发 明在碳纤维的表面涂覆一层Si化涂层W增加二者的浸润性，Si02在与侣合金烙成的金属液 接触时，在碳纤维表面与金属液中的还原性金属发生反应生成Si,Si与侣合金中Al的浸润 性大大优于Al与碳纤维的浸润性，大大提高了金属液对碳纤维的浸润和界面的稳定性。
[0013] 作为优选，在碳纤维的表面涂覆Si化涂层的方法为：用30-45%的硝酸粗化碳纤维 表面，然后将纤维编织体浸溃于配置好的Si化溶胶中，真空浸溃1-化，取出干燥、烧结，烧结 溫度为600-650°C，烧结时间1-化。硝酸处理碳纤维表面，W官能团的形式固定了大量的氧， 并使碳纤维表面显著起坑，增加了表面粗糖度，使Si化更好的结合在碳纤维表面。
[0014] 作为优选，在碳纤维的表面涂覆Si化涂层之前先用乙醇或二氯甲烧超声波辅助处 理20-30min除胶。未处理的碳纤维表面具有一层胶类物质，影响涂层处理和与金属液的结 合，因此在进行涂层处理前最好将其除去。
[0015] 作为优选，所述=维编织碳纤维为碳纤维通过=维五向混编制成的预制件，编织 角20-35度。碳纤维具有优良的可编织性，编织角为20-35度的预制件的稳定性好，制成的复 合材料整体性能较优良。
[0016] 作为优选，所述侣合金包括W下百分比质量的组分，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，余量为Al及不可避免的杂质。
[0017]上述组分的侣合金具有优异的强度、硬度、伸长率和耐磨性等力学性能和机械性 能，与=维编织碳纤维复合后，更能发挥复合材料的整体性能。本侣合金中含有的Cu、Mg能 和Al形成S(AlsCuMg)和目(AlsCu)强化相，Mg和Si可形成MgsSi强化相，Mg和化形成Mg&i2强化 相，从而增强侣合金的强度，提高强度和区服极限，可明显增加侣合金的抗拉强度和屈服强 度，提高流动性。化和Fe形成耐热相AlsFeNi。另外Mn对Mg起补充强化作用，同时降低热裂倾 向，本侣合金还含有0.3-0.5%的Ti和0.08-0.12%的C，Ti能与Al形成TiAb相，与C形成TiC 相，侣合金结晶时TiAls相和TiC相成为结晶时的非自发核屯、，细化合金的晶粒组织，同时使 合金凝固时形成结晶骨架的时间延迟，降低有效的结晶溫度，减轻裂纹和缩松倾向，提高合 金的热处理效果和力学性能。本侣合金还含有0.3-0.5%的Bi元素，Bi为低烙点金属，有利 于晶核颗粒与侣液间界面张力的降低和临界晶核半径的减小，从而生成更多晶核，Bi元素 会阻碍液相的成分过冷，降低共晶组织的生长速度，细化晶核。Bi和AKSi形成Al-Si-Bi多 元合金，具有偏晶转变特点。Bi在侣液中的溶解性低，具有自润滑性，能W高弥散游离态分 布于侣合金基体中而提高侣合金的耐磨性。另外，Bi能在凝固过程中膨胀，有利于补缩。
[0018]作为优选，所述=维编织碳纤维侣合金复合材料的制备过程为，将=维编织碳纤 维固定，诱入上述侣合金烙炼而成的金属液得=维编织碳纤维侣合金复合材料半成品，将 半成品进行保压，然后取出进行热处理即得=维编织碳纤维侣合金复合材料。
[0019]由于=维编织碳纤维的柔软性，很难形成稳固的支架，因此在诱入金属液时，需要 先将=维编织碳纤维固定，然后再诱入金属液，诱入的速度应不缓不急，使金属液充分填充 到碳纤维骨架中。
[0020] 作为