新型高強(qiáng)度抗腐蝕剪草機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及剪草機(jī)領(lǐng)域，具體涉及的是新型高強(qiáng)度抗腐蝕剪草機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 相關(guān)技術(shù)中，剪草機(jī)等草坪維護(hù)設(shè)備具有四個(gè)輪子，或兩個(gè)前輪和一個(gè)后輥?zhàn)?。?是由于剪草機(jī)由于經(jīng)常在草地上使用，草坪上噴灑了大量的農(nóng)藥等有機(jī)試劑，而且長(zhǎng)期保 持濕潤(rùn)，因此剪草機(jī)的外殼，特別是接觸草坪部分，經(jīng)常被腐蝕，造成剪草機(jī)的報(bào)廢。
[0003] 鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機(jī)械 制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用，分為1000系列、2000系列、3000系列……9000系列。相 關(guān)技術(shù)中，6000系列鋁合金主要含有鎂和硅兩種元素，具有、低熔點(diǎn)、耐蝕性、耐熱、耐磨、容 易涂層和加工性好等優(yōu)點(diǎn)，但是，6000系列鋁合金很少具有鋼材強(qiáng)度和成型性，使得鋁合金 無(wú)法完全取代鋼材以減輕裝置設(shè)備的重量，減少能源消耗和污染物排放。而且隨著鋁合金 應(yīng)用的發(fā)展，人們希望鋁合金可應(yīng)用不同領(lǐng)域和環(huán)境，因此對(duì)鋁合金耐蝕性的要求越來(lái)越 高。雖然鋁合金在自然環(huán)境下其表面會(huì)生成一層氧化膜來(lái)抵御腐蝕，但是自然環(huán)境中鋁合 金表面生成的氧化膜厚約4nm，疏松多孔且結(jié)構(gòu)并不均勻，在惡劣的工作條件下腐蝕或從氧 化膜的孔洞，或從氧化膜的磨損處發(fā)生，導(dǎo)致金屬失效，無(wú)法滿足當(dāng)今工業(yè)發(fā)展的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供新型高強(qiáng)度抗腐蝕剪草機(jī)，解決鋁合金不具 有鋼材強(qiáng)度和成型性的技術(shù)問(wèn)題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是新型高強(qiáng)度抗腐蝕剪草機(jī)，包括 剪草機(jī)外殼，所述剪草機(jī)外殼按重量百分比包括MgO . 2 %，Si 2.0 %，Cu4.0 %，MnO . 2 %， Fe0.2%，Zr0.1%，Er0.1%，Cr0.01%，Ni0.01%，Ti0.1%，A1 余量。
[0006] 所述剪草機(jī)外殼為由以下步驟制成的外殼：
[0007] (1)于300°C下預(yù)熱熔煉中使用的加熱爐和純鋁1~2h; (2)預(yù)熱后的純鋁在減壓狀 態(tài)下熔煉溫度為750 °C的加熱爐中完全熔化后加入單晶硅顆粒，單晶硅顆粒熔化后加入鋁 銅中間合金、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鋯中間合金以 及少量稀土元素鉺，并保溫一段時(shí)間至中間合金完全熔化，充分?jǐn)嚢韬髮⒓訜釥t升溫，加入 鋁鈦中間合金至鋁鈦中間合金完全熔化，降溫至750°C，扒渣，加入純鎂，在真空的條件下保 溫30~40min;(4)加入Al-5Ti-B、Al-10Sr和RE三種金屬細(xì)化變質(zhì)劑，三者加入的重量百分 比比例為8:1:3; (5)加入精煉劑充分反應(yīng)，除氣、除渣，；（6)熔煉好的金屬液澆注到已經(jīng)預(yù) 熱至300°C左右的坩堝中在lOOMPa的條件下靜置2h，形成鑄錠；（7)所述鑄錠切割成合適尺 寸后于550°C的條件下進(jìn)行12小時(shí)的均勻化退火，爐冷至室溫；（8)所述鑄錠升溫至420°C后 保溫3小時(shí)，進(jìn)行五個(gè)道次的熱乳，每個(gè)道次熱乳完后在530°C保溫半小時(shí)；（9)熱乳后進(jìn)行 三個(gè)道次的冷乳，鋁合金一端相對(duì)固定并連接超聲波振動(dòng)裝置，另一端進(jìn)入乳機(jī)中，激振頻 率為12kHz，鋁合金超聲振動(dòng)受壓延伸，冷乳后對(duì)合金在240°C下進(jìn)行2個(gè)小時(shí)的退火處理， 得到一定厚度的鋁合金板材；（10)對(duì)鋁合金板材在540°c下進(jìn)行半小時(shí)的固溶處理，然后水 淬；（11)鋁合金板材在180 °C下進(jìn)行5小時(shí)的人工時(shí)效；（12)將混合粉末C和V均勻涂抹于鋁 合金板材的表面，使用橫流連續(xù)波Cq激光器對(duì)鋁合金板材進(jìn)行激光處理改性，使得鋁合金 板材表面形成納米級(jí)壓痕的同時(shí)將混合粉末C和V熔融覆蓋于鋁合金板材的表面，處理過(guò)程 中使用氬氣進(jìn)行保護(hù)，其激光器工藝參數(shù)范圍為:激光功率1.7kw，掃描速率13mn/s，束斑直 徑均為4_。（ 13)配置鹽酸體積與去離子水體積比為2:1的鹽酸溶液，以乙醇為溶質(zhì)配置5mM 的十八烷基三氯硅烷溶液，將得到的鋁合金放入鹽酸溶液中處理2min，處理完后用大量去 離子水沖洗鋁合金表面以去除多余的鹽酸，隨后將樣品放置于十八烷基三氯硅烷溶液中浸 泡12h，制備的樣品在80°C下干燥30min; (14)沖壓塑型。
[0008] 本發(fā)明的有益效果：
[0009] 1、合理調(diào)整各個(gè)元素重量百分比的比例，使得剪草機(jī)外殼中形成保持最大時(shí)效強(qiáng) 化能力的Mg2Si相，增強(qiáng)剪草機(jī)外殼強(qiáng)度的同時(shí)增加其延伸率。加入適當(dāng)比例的Cu元素，降 低自然時(shí)效對(duì)材料性能的不利影響，形成更細(xì)小、更多的Mg2Si相(針狀β〃相），同時(shí)避免加 入Cu元素后降低剪草機(jī)外殼抗蝕性。加入微量Μη和Cr，會(huì)產(chǎn)生彌散相，抑制合金再結(jié)晶，提 高合金強(qiáng)度，增加合金抗晶間腐蝕能力，改善合金性能。適量的稀土元素加入剪草機(jī)外殼 中，可以減少或消除熔鑄過(guò)程中的氣體和有害雜質(zhì)、增加流動(dòng)性、細(xì)化晶粒、加速時(shí)效過(guò)程， 而且適量的稀土元素與其他元素相互配合能夠有效地改善合金的力學(xué)性能及腐蝕性能。 [0010] 2、減壓狀態(tài)下熔煉剪草機(jī)外殼可有效地降低熔煉溫度，節(jié)省資源。同時(shí)為了保持 加熱器內(nèi)的壓強(qiáng)，加熱器在排出氣體的同時(shí)需要灌入一定量的惰性氣體，惰性氣體首先直 接通入金屬熔液中，形成氣泡，帶動(dòng)金屬熔液中的雜質(zhì)向上移動(dòng)，與氣體共同排放，去除雜 質(zhì)，另外惰性氣體迫使熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的有害氣體隨之排放，防止氧氣等具有氧化性質(zhì)的 氣體進(jìn)入加熱器中氧化金屬熔液。
[0011] 3、三種細(xì)化變質(zhì)劑對(duì)剪草機(jī)外殼都有積極作用，但是單獨(dú)使用時(shí)存在一定的局限 性，如單獨(dú)加入Sr作變質(zhì)處理，合金吸氣傾向加劇，降低合金的致密性，易形成嚴(yán)重的柱狀 晶組織，導(dǎo)致力學(xué)性能反而下降，稀土容易氧化，變質(zhì)效果維持時(shí)間短等;而Al-5Ti-B細(xì)化 劑的抗衰減性能仍不能令人滿意，而且易受Zr原子的毒化而失去細(xì)化晶粒的能力，無(wú)法充 分發(fā)揮其各自的優(yōu)點(diǎn)。而將三者結(jié)合使用在克服其本身具有的缺陷的同時(shí)可充分發(fā)揮各自 的優(yōu)點(diǎn)。
[0012] 4、熔煉好的金屬液澆注到已經(jīng)預(yù)熱至300 °C左右的坩堝中在lOOMPa的條件下靜置 2h，可防止金屬液體凝固過(guò)程中形成疏松結(jié)構(gòu)的鑄錠，從而影響剪草機(jī)外殼的強(qiáng)度，同時(shí)在 高壓的條件下有利于形成致密結(jié)構(gòu)的鑄錠，增強(qiáng)剪草機(jī)外殼的強(qiáng)度。
[0013] 5、剪草機(jī)外殼在一定振幅下超聲振動(dòng)受壓延伸，可減少乳制過(guò)程中受到的摩擦 力，從而降低摩擦力對(duì)剪草機(jī)外殼板材表面的影響，相對(duì)于靜態(tài)冷乳，超聲振動(dòng)冷乳的剪草 機(jī)外殼表面更加光滑，有利于進(jìn)行下一步驟的操作。
[0014] 6、將混合粉末C和V均勻涂抹于剪草機(jī)外殼板材的表面，使用橫流連續(xù)波Cq激光器 對(duì)剪草機(jī)外殼板材進(jìn)行激光處理改性，能有效地使剪草機(jī)外殼板材表面形成納米級(jí)壓痕的 同時(shí)將混合粉末C和V熔融覆蓋于剪草機(jī)外殼板材的表面，剪草機(jī)外殼板材表面形成納米級(jí) 的凹坑，增加剪草機(jī)外殼板材的表面積，提高摩擦力的同時(shí)使得下一步驟的十八烷基三氯 硅烷溶液更容易進(jìn)入剪草機(jī)外殼板材表面，在剪草機(jī)外殼表面形成多種形貌的微結(jié)構(gòu)，然 后在表面上自組裝具備防腐耐磨性能的硅烷膜，從而改變剪草機(jī)外殼板材的表面性質(zhì)，而 剪草機(jī)外殼板材表面形成的c-v覆膜可有效地提高剪草機(jī)外殼板材在高溫下的抗氧化性 能，改變剪草機(jī)外殼板材的表面性質(zhì)。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0016] 實(shí)施例一
[0017] 新型高強(qiáng)度抗腐蝕剪草機(jī)，包括剪草機(jī)外殼，所述剪草機(jī)外殼按重量百分比包括 Mg0.2% ,Si 2.0% ,Cu4.0% ,Mn0.2% ,FeO .2% ,ZrO. 1 % ,ErO. 1 % ,CrO .01 % ,NiO.01 % , Ti0.1%，Al 余量。
[0018] 所述剪草機(jī)外殼為由以下步驟制成的外殼：
[0019] (1)于300°C下預(yù)熱熔煉中使用的加熱爐和純鋁1~2h; (2)預(yù)熱后的純鋁在減壓狀 態(tài)下熔煉溫度為750 °C的加熱爐中完全熔化后加入單晶硅顆粒，單晶硅顆粒熔化后加入鋁 銅中間合金、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鋯中間合金以 及少量稀土元素鉺，并保溫一段時(shí)間至中間合金完全熔化，充分?jǐn)嚢韬髮⒓訜釥t升溫，加入 鋁鈦中間合金至鋁鈦中間合金完全熔化，降溫至750°C，扒渣，加入純鎂，在真空的條件下保 溫30~40min;(4)加入Al-5Ti-B、Al-10Sr和RE三種金屬細(xì)化變質(zhì)劑，三者加入的重量百分 比比例為8:1:3; (5)加入精煉劑充分反應(yīng)，除氣、除渣，；（6)熔煉好的金屬液澆注到已經(jīng)預(yù) 熱至300°C左右的坩堝中在lOOMPa的條件下靜置2h，形成鑄錠；（7)所述鑄錠切割成合適尺 寸后于550°C的條件下進(jìn)行12小時(shí)的均勻化退火，爐冷至室溫；（8)所述鑄錠升溫至420°C后 保溫3小時(shí)，進(jìn)行五個(gè)道次的熱乳，每個(gè)道次熱乳完后在530°C保溫半小時(shí)；（9)熱乳后進(jìn)行 三個(gè)道次的冷乳，鋁合金一端相對(duì)固定并連接超聲波振動(dòng)裝置，另一端進(jìn)入乳機(jī)中，激振頻 率為12kHz，鋁合金超聲振動(dòng)受壓延伸，冷乳后對(duì)合金在240°C下進(jìn)行2個(gè)小時(shí)的退火處理， 得到一定厚度的鋁合金板材；（10)對(duì)鋁合金板材在540°C下進(jìn)行半小時(shí)的固溶處理，然后水 淬；（11)鋁合金板材在180 °C下進(jìn)行5小時(shí)的人工時(shí)效；（12)將混合粉末C和V均勻涂抹于鋁 合金板材的表面，使用橫流連續(xù)波Cq激光器對(duì)鋁合金板材進(jìn)行激光處理改性，使得鋁合金 板材表面形成納米級(jí)壓痕的同時(shí)將混合粉末C和V熔融覆蓋于鋁合金板材的表面，處理過(guò)程 中使用氬氣進(jìn)行保護(hù)，其激光器工藝參