纺织用铝合金梭子的表面处理方法及耐磨的梭子

摘要

一种纺织用铝合金梭子的表面处理方法：采用高硅高铜铝合金压铸成铝合金梭子；配置溶液(3)置于不锈钢槽(4)内：

说明书

技术领域

本发明涉及纺织机械配件加工制造领域，特别涉及一种纺织用铝合金梭子的表面处理方法及这种方法制得的梭子。

背景技术

在现有技术中，大部分纺织用梭子材质为钢、尼龙、铝合金等，其中铝合金梭子普遍采用变形铝合金或型材加工而成，由于梭子形状不规则、结构复杂，加工成本很高，一般铝合金梭子采用硬质氧化处理，耐磨性差使用寿命短。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种加工成本低、耐磨性好、寿命高的纺织用铝合金梭子的表面处理方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种纺织用铝合金梭子的表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、采用高硅高铜铝合金压铸形成铝合金梭子；

步骤二、梭子表面清理，去污除油和毛刺；

步骤三、称量如下组分，并按配比配置溶液3，并置于不锈钢槽4以内：

溶剂：去离子水

步骤四、吊装零件：梭子2与正极导线1电连接，并吊装起来，使梭子完全浸泡于步骤三得到的溶液3液面以下；不锈钢槽4与负极导线5连接；且梭子与不锈钢槽体之间距离大于等于10mm；

步骤五、在梭子表面形成耐磨层：将步骤四的正极导线1电连接到双极性不对称脉冲电源的正极，将负极导线5电连接到双极性不对称脉冲电源的负极，使梭子2可在电源电压作用下通过电解液3与不锈钢槽4导通形成回路；控制溶液温度处于20-40℃，启动电源并采用恒流控制，保持正向电流密度处于0.5-25A/dm²，待正向电压升至300-380V时，产生火花放电现象,开始缓慢加载负向电流，使正负向电流密度之比处于1：1-1：2之间；正向电压升至420-560V时，断开电源，取出零件并清洗干净；所述梭子表面形成的耐磨层厚度为10-100um，显微硬度大于等于Hv1500，中性盐雾试验大于等于3000h不腐蚀。

所述步骤四中吊装铝合金梭子采用正极导线1直接吊起梭子。

所述步骤四中在不锈钢槽4的上方加装吊挂装置将铝合金梭子吊装起来。

所述电源为双极性不对称脉冲电源，优选频率200-800Hz，占空比50％。

本发明还提供一种纺织用铝合金梭子，其特征在于，采用上述任一项所述方法制得。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.梭子加工成本大幅降低。

本发明的采用高硅高铜铝合金压铸成型，压铸铝材料成本低，压铸成型的梭子尺寸精度高，一般相当于6-7级，甚至可达4级；表面光洁度好，一般相当于5-8级，尺寸精确，机械加工量大幅减少，一般不再进行机械加工而直接使用，或只需要局部加工，加工量很小，所以既提高了金属利用率，又减少了大量的加工设备和工时；因此，梭子制造成本大幅降低。

2.梭子耐磨性好，使用寿命高。

高硅高铜铝合金当中的硅元素可以改善合金的铸造性能，利于复杂零件的成型；增加含铜量，能提高合金的流动性，抗拉强度和硬度。高硅高铜铝合金的梭子如果采用现有技术中常规的硬质阳极氧化进行表面处理，由于硅难以被氧化，它以单质的形式镶嵌在阳极氧化膜内，对氧化膜的生成不利，造成氧化膜的不连续；同时，使硅组织容易偏析，导致表面出现“挂灰”现象。铜元素在铝合金中与铝形成的CuAl₂相在阳极氧化时溶解较快而产生电流聚集，容易使该部位的膜层过热而溶解，击穿烧伤零件，因此高铜铝合金阳极氧化处理一直是个难题。所以压铸铝无法用硬质阳极氧化获得良好的处理效果。本发明采用双极性不对称脉冲电源，梭子2在电源电压作用下通过电解液3与不锈钢槽4导通形成回路，处理过程中梭子基体金属表面产生火花放电现象，火花放电处温度会瞬间达到数千度，零件表层元素及氧化物在高温下迅速熔化，合金元素与水电解产生的氧发生剧烈反应共同形成熔融态的氧化物，在溶液的激冷下氧化物又迅速凝固在零件表面，在此过程中，合金中的硅与铜元素同样被氧化，生成SiO₂和CuO，这两种氧化物与Al₂O₃共同形成了耐磨层。该耐磨层是以α-Al₂O₃、、莫来石(3Al₂O₃-2SiO₂，Al₂O₃-SiO₂的稳定二元化合物)和少量γ-Al₂O₃、等晶态陶瓷相组成，因此其硬度(可达Hv1500以上)远远高于硬质氧化膜层(由非晶的Al₂O₃组成，硬度Hv300-500)的硬度。在上述金属表面原位生成致密的氧化物耐磨层，该耐磨层与基体材料结合强度高，具有优良的冲击韧性、疲劳强度和良好的耐磨性能，因此用本发明技术方案处理的压铸铝合金梭子耐磨性良好，其使用寿命远大于传统铝合金梭子的使用寿命。

所述梭子表面形成的耐磨层厚度为10-100um；梭子表面耐磨层主要由晶态α-Al₂O₃、莫来石和少量γ-Al₂O₃组成，其显微硬度达到Hv1500以上，中性盐雾试验可达3000h以上不腐蚀，具有良好的耐磨和抗腐蚀性能。

3.梭子的耐腐蚀性提高

铝合金属于轻金属，耐氯离子腐蚀性差，使用中容易发生腐蚀，另外铝的标准电极电位低于钢，在与钢等异质金属连接，长期存放及使用过程中，发生电偶腐蚀，导致铝合金腐蚀加速。利用本发明提供的处理方法在铝合金梭子表面形成的耐磨层具有良好的绝缘性能，使得不同材料的连接部位处于电绝缘状态，有效防止了电偶腐蚀的发生，耐磨层本身致密性好、化学性质稳定，因此可使梭子耐腐蚀性能得到大幅提高，进一步延长了梭子的使用寿命。

4.本发明技术方案中所采用的电解液为碱性溶液，无重金属添加，有利于环保。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步地详细说明：

图1为本发明的铝合金梭子吊装示意图。

图2是本发明方法处理前的铝合金梭子图。

图3是本发明方法处理后的铝合金梭子图。

具体实施方式

本发明各实施例的参数及得到的结果如表一所示。

表一

实施例1

本实施例1的数据、参数如表一实施例1对应所示，实施例1的纺织用铝合金梭子的表面处理方法，方法包括如下步骤：

步骤一、采用牌号为ADC12的高硅高铜铝合金压铸形成铝合金梭子。

步骤二、梭子表面清理，去污除油和毛刺。

步骤三、配置溶液3。分别称取8kg>2SiO₃·5H₂O、1.5kg>4、10kg>2CO₃、2kg>3H₈O₃加入1000升去离子水中，置于不锈钢槽4以内，搅拌至溶质完全溶解。

步骤四、吊装零件。如图1所示，梭子2与正极导线1紧密电连接，并直接采用正极导线1直接吊起梭子，使梭子完全浸泡于步骤三得到的溶液3液面以下；不锈钢槽4与负极导线5紧密电连接；且梭子与不锈钢槽体之间距离为20mm；

步骤五、在梭子表面形成耐磨层：本实施例选用电源为非对称双极性脉冲电源，将步骤四的正极导线1另一端紧密地电连接到双极性不对称脉冲电源的正极，将负极导线5另一端紧密地电连接到双极性不对称脉冲电源的负极；

开启溶液冷却系统，控制溶液温度始终处于32-40℃，设置电源参数：频率200Hz，占空比50％；启动电源，梭子2在电源电压作用下通过电解液3与不锈钢槽4导通形成回路，采用恒流控制模式，保持正向电流密度处于8A/dm²。当正向电流通过时，其表面金属与水电解产生的氧发生反应，形成非晶氧化物，覆盖在金属表面，由于形成的金属氧化物不导电，零件表面电阻增大，恒流控制要保持电流不变，则电压就要不断升高，击穿已形成的氧化膜，促使反应继续进行，随着金属表面氧化层不断增厚，表面电阻不断增大，电压也相应不断提高，才能继续击穿氧化膜维持反应。当正向电压达到一定值(300V以上)，在击穿氧化膜的瞬间产生火花放电现象，本实施例中是正向电压升至345V时，梭子表面产生火花放电现象，然后开始加载负向电流，使负向电流密度达到8A/dm2,正负向电流密度之比为1:1，处于1：1-1：2之间；此后维持正负向电流密度不变，在此过程中梭子表面火花放电瞬间产生数千度高温，使梭子表面金属在高温下熔化并与电解所产生氧气发生剧烈反应形成熔融态陶瓷氧化物，随着电火花的不断产生、熄灭，梭子表面的耐磨氧化物层迅速冷却凝固，不断增厚，从而在零件表面形成高温烧结得到的α-Al₂O₃、莫来石和少量γ-Al₂O₃等晶体形态的氧化物耐磨层，当正向电压升至535V时，断开电源，取出梭子并清洗干净。

经检测，所述梭子表面形成的耐磨层厚度为50um左右，其显微硬度达到Hv1500以上，为Hv1860，中温盐雾试验可达3000h以上不腐蚀。

实施例2

本实施例2的数据、参数如表一实施例2对应所示，本实施例2的纺织用铝合金梭子的表面处理方法，其步骤与实施例1相同，所不同是表一中所述的数据参数，还有：

所述步骤四吊装梭子时，是在不锈钢槽4的上方加装吊挂装置将铝合金梭子吊装起来，不锈钢阴极外表面与梭子表面的距离为15mm，以避免与梭子表面接触而造成短路。

实施例3

本实施例3的数据、参数如表一实施例3对应所示，本实施例3的纺织用铝合金梭子的表面处理方法，其步骤与实施例1相同，所不同的是表一中所述的数据参数，还有：不锈钢阴极外表面与梭子表面的距离为20mm，以避免与梭子表面接触而造成短路。