一种铰链制造技术

本发明专利技术公开了一种铰链，属于金属材料技术领域。铰链的原料成分及百分含量为：Si：0.3‑0.5％、Mn：0.1‑0.3％、Ag：0.5‑0.7％、Cd：0.1‑0.3％、Al：0.2‑0.4％、Ti：0.05‑0.1％、余量为Mg和杂质。Mn在Mg中的固溶度小，Mn可以细化晶粒，提高合金的焊接性能。以Mn为主要合金化元素的Mg‑Mn系合金具有良好的耐蚀性能，也能与损害镁合金耐蚀性能的Fe形成高熔点化合物而沉淀出来，同时细化沉淀产物，进一步提高合金的耐蚀性能。而Si不固溶于Mg，可形成化合物Mg2Si，是有效的强化相。Si还能与合金中的其他合金元素形成稳定的硅化物，改善合金的蠕变性能。同时，通过火法除杂，以大幅降低可能含有的Fe与气体元素，达到镁的提纯效果，并在熔炼时分批次加入其他原料，以避免其他金属元素与氧等形成化合物。

A hinges

The invention discloses a hinge, which belongs to the technical field of metal materials. The components and content of the hinges are: Si:0.3 0.5%, Mn:0.1, Ag:0.5, Cd:0.1, Cd:0.1, 0.4%, Ti:0.05, 0.1%, Mg and impurities. The solid solubility of Mn in Mg is small. Mn can refine grain and improve the welding performance of alloy. The Mg Mn alloy with Mn as the main alloying element has good corrosion resistance. It can also form high melting point compound with the corrosion resistance of magnesium alloy and precipitate, refine the precipitate products and further improve the corrosion resistance of the alloy. Si is not solid soluble in Mg, and can form Mg2Si compound, which is an effective reinforcing phase. Si can also form stable silicides with other alloying elements in the alloy and improve the creep properties of the alloy. At the same time, the Fe and gas elements may be reduced by the fire method, and the purification effect of magnesium is achieved, and other materials are added in the batch at the time of melting to avoid the formation of other metal elements and oxygen.

【技术实现步骤摘要】
一种铰链
本专利技术涉及一种铰链，属于金属材料领域。
技术介绍
铰链又称合页，是用来连接两个固体并允许两者之间做相对转动的机械装置。铰链可由可移动的组件构成，或者由可折叠的材料构成。合页主要安装于门窗上，而铰链更多安装于橱柜上。而门窗或橱柜在日常生活生产中往往使用频率很高，作为传动作用的铰链则至关重要，其材质的组成决定了使用效果和使用寿命。普通的铰链通常由钢、铁、铝等制成。虽然钢、铝等材料的强度与硬度较为复合要求，但是两者的韧性稍显不足，其耐磨性与耐蚀性能也有所欠缺。针对传统镁合金硬度低，不耐磨等缺点，公开号106244936A公开了一种通过提高合金球中碳、铬、钼的含量来提高产品的强度、硬度和耐磨性。然而，单纯的添加某些元素并不能很好的解决镁合金的强度、硬度、韧性、耐腐蚀性的问题。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术提供高强度、高韧性、耐腐蚀、高硬度的镁合金铰链。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种铰链，所述的铰链由如下成分及其质量百分比组成：Si：0.3-0.5％、Mn：0.1-0.3％、Ag：0.5-0.7％、Cd：0.1-0.3％、Al：0.2-0.4％、Ti：0.05-0.1％、余量为Mg和杂质。Mn在Mg中的固溶度小，不与Mg形成化合物。Mn可以细化晶粒，提高合金的焊接性能。以Mn为主要合金化元素的Mg-Mn系合金具有良好的耐蚀性能。在镁合金中，往往加入少量的Mn，就能与损害镁合金耐蚀性能的Fe形成高熔点化合物而沉淀出来，同时细化沉淀产物，增大蠕变抗力，进一步提高合金的耐蚀性能。Al在Mg中的固溶度大，且随温度的变化固溶度变化明显，不仅可以产生固溶强化作用，还可以进行淬火、时效热处理，产生沉淀强化。Si不固溶于Mg，可形成化合物Mg2Si，是有效的强化相。Si还能与合金中的其他合金元素形成稳定的硅化物，改善合金的蠕变性能。作为优选，在铰链原料中，所述杂质包括H＜0.001％、Fe＜0.001％、N＜0.002％、O＜0.001％。这几种杂质尤其是Fe的存在对镁合金的耐蚀性能降低最为明显，同时也造成晶粒粗大，并伴有显微缩孔。本专利技术在合理选用材料配比的同时还提供了另一种技术方案：一种铰链的制备工艺，所述的方法包括如下步骤：(1)配料：按上述铰链的成分及其质量百分比称取原料，将镁直接熔炼成镁液1；(2)预除杂：将镁液1升温，从液体底部鼓吹惰性气体，静置后进行火法冶炼得镁液2；(3)熔炼：先向镁液2中加入锰、硅材料，熔融搅拌后再加入余下材料形成合金液，浇注后形成镁合金板；(4)冷热处理：先将镁合金板冷却至室温，机械轧制处理，然后退火处理，对镁合金板进行循环机械轧制处理、退火处理后再经机械切削加工得铰链半成品；(5)表面处理：对铰链半成品进行表面渗铜处理后钝化得铰链成品。传统的镁合金冶炼往往是将所有的金属、非金属原料一起加炉熔炼，容易造成原料中夹杂的杂质元素不能及时除尽，而通过另外添加除杂试剂势必会引入新的杂质元素。本专利技术的合金制备中预先对镁进行火法除杂，以大幅降低可能含有的Fe与气体元素，达到镁的提纯效果，并在熔炼时分批次加入其他原料，以避免其他金属元素与氧等形成化合物。具有高强度兼有高韧性、低脆性转变温度的镁合金是较理想的结构材料。要使材料获得这一综合性能，可以通过细化晶粒来完成。本专利技术通过冷轧制与热处理相结合的方式来达到镁合金的形变，大量压缩孪晶的形成，有利于在轧制及后续的退火过程中细化组织和弱化基面织构的强度，从而降低镁合金形变和力学性能的各向异性，提高其抗拉强度、屈服强度及断裂延伸率。而渗铜处理后再钝化对镁合金的硬度、产品的咬合破裂负载及耐磨性能均有大幅的提升。作为优选，在步骤(2)中，预除杂中所述惰性气体为氦气、氩气中的一种或两种。选择惰性气体作为鼓吹气体能有效防止其他杂质气体元素混入合金体系中，避免造成合金性能下降。作为优选，在步骤(2)中，预除杂中所述火法冶炼具体为：镁液1一侧设置有火焰喷嘴1-5个，向静置后的镁液1进行间歇火焰喷射。火焰喷射不仅能增加镁液的局部温度，以进一步除去体系中可能残存的气体元素，同时利用镁与铁的密度差异，用火焰将镁与铁进行分离，提高镁的纯度。进一步优选，火焰喷射前镁液1向未设火焰喷嘴的一侧倾斜，火焰喷射力为20-50N，火焰喷射的间歇时间为1-3s。设置倾斜有利于镁与铁进行分离，火焰喷射力的设置保证镁液移动的同时而铁液滞留，而间歇时间的设置有利于恢复铁与下表面的“粘滞”。作为优选，在步骤(4)中，冷热处理中所述机械轧制处理后镁板的体积变形缩小量为6-10％。镁合金形变主要以基面滑移和压缩孪生为主，大量压缩孪晶的形成有利于在轧制及后续的退火过程中细化组织和弱化基面织构的强度。作为优选，在步骤(4)中，冷热处理中所述退火处理的温度为300-400℃，保温5-15min，循环次数为3-5次。冷轧过程压缩孪晶的细化和退火过程再结晶细化交替进行，从而降低镁合金形变和力学性能的各向异性，提高其抗拉强度、屈服强度及断裂延伸率。作为优选，在步骤(5)中，表面处理中所述渗铜处理具体为：将Cu磨制成纳米铜粉，铺于产品表面，以高能氦离子轰击。渗铜处理能大幅度增加产品表面硬度，而氦离子轰击能大幅减少表面处理时间。作为优选，在步骤(5)中，表面处理中所述钝化具体为：将渗铜处理后的产品置于氨气氛围中，外加高电压，作用1-3h。钝化处理使得产品表面的Cu转化为氮化铜，避免铜产生铜锈，同时使得产品表面结构紧密、平滑。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：(1)镁合金中的添加元素很多本身就具备强烈的吸附杂质气体元素的性能。(2)对镁进行火法除杂，以大幅降低可能含有的Fe与气体元素，达到镁的提纯效果。(3)冷轧制与热处理相结合的方式来达到镁合金的形变，降低镁合金形变和力学性能的各向异性，提高其抗拉强度、屈服强度及断裂延伸率。(4)渗铜处理能大幅度增加产品表面硬度，而氦离子轰击能大幅减少表面处理时间。(5)钝化处理使得产品表面的Cu转化为氮化铜，避免铜产生铜锈，同时使得产品表面结构紧密、平滑。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。实施例1配料：按上述铰链的成分及其质量百分比称取原料，包括Si：0.4％、Mn：0.2％、Ag：0.6％、Cd：0.2％、Al：0.3％、Ti：0.8％、余量为Mg和杂质，其中杂质包括H＜0.001％、Fe＜0.001％、N＜0.002％、O＜0.001％。将镁直接熔炼成镁液1。预除杂：将镁液1升温，从液体底部鼓吹氦气，静置，在镁液一侧设置有火焰喷嘴3个，设置火焰喷射力为35N，每隔2s向镁液1进行火焰喷射得镁液2。熔炼：先向镁液2中加入锰、硅材料，熔融搅拌后再加入余下材料形成合金液，浇注后形成镁合金板。冷热处理：先将镁合金板冷却至室温，机械轧制处理，镁板的体积变形缩小量为8％，然后在350℃下退火处理，保温10min，对镁合金板进行循环机械轧制处理、退火处理4次后再经机械切削加工得铰链半成品。表面处理：将Cu磨制成纳米铜粉，铺于产品表面，以高能氦离子轰击，再将半成品置于氨气氛围中，外加高电压，作用2h得铰链成品。实施例2配料：按上述铰链的成分及其质量百分比称取原料，包括Si：0.3％、Mn本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铰链，其特征在于，所述的铰链由如下成分及其质量百分比组成：Si：0.3‑0.5％、Mn：0.1‑0.3％、Ag：0.5‑0.7％、Cd：0.1‑0.3％、Al：0.2‑0.4％、Ti：0.05‑0.1％、余量为Mg和杂质。

【技术特征摘要】
1.一种铰链，其特征在于，所述的铰链由如下成分及其质量百分比组成：Si：0.3-0.5％、Mn：0.1-0.3％、Ag：0.5-0.7％、Cd：0.1-0.3％、Al：0.2-0.4％、Ti：0.05-0.1％、余量为Mg和杂质。2.根据权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述杂质包括H＜0.001％、Fe＜0.001％、N＜0.002％、O＜0.001％。3.一种铰链的制备工艺，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：(1)配料：按权利要求1所述铰链的成分及其质量百分比称取原料，将镁直接熔炼成镁液1；(2)预除杂：将镁液1升温，从液体底部鼓吹惰性气体，静置后进行火法冶炼得镁液2；(3)熔炼：先向镁液2中加入锰、硅材料，熔融搅拌后再加入余下材料形成合金液，浇注后形成镁合金板；(4)冷热处理：先将镁合金板冷却至室温，机械轧制处理，然后退火处理，对镁合金板进行循环机械轧制处理、退火处理后再经机械切削加工得铰链半成品；(5)表面处理：对铰链半成品进行表面渗铜处理后钝化得铰链成品。4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思妤，李金龙，陈斌，干勐俊，林楠，
申请(专利权)人：宁波市鄞州隆茂冲压件厂，
类型：发明
国别省市：浙江,33