阅读说明：本技术 一种衣服撑用铸铁工件的制备方法 (Preparation method of cast iron workpiece for clothes support ) 是由 徐小培 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种衣服撑用铸铁工件的制备方法,属于生铁铸件技术领域,包括如下步骤：(1)改性填料的制备；(2)生铁的预处理；(3)废钢预处理；(4)成品制备。本发明提供了一种衣服撑用铸铁工件的制备方法,通过本发明方法制备的铸铁工件,抗拉伸性能、抗冲击韧性、抗锈性能都得到显著的改善,将其用于衣服撑的制作中,可有效的提升衣服撑的使用品质,延长衣服撑的使用寿命。(The invention discloses a preparation method of a cast iron workpiece for a clothes support, belonging to the technical field of cast iron castings and comprising the following steps: (1) preparing modified filler; (2) pretreating pig iron; (3) pretreating scrap steel; (4) and (5) preparing a finished product. The cast iron workpiece prepared by the method has obviously improved tensile resistance, impact toughness and rust resistance, and can effectively improve the service quality of the clothes support and prolong the service life of the clothes support when being used for manufacturing the clothes support.)

一种衣服撑用铸铁工件的制备方法

技术领域

本发明属于生铁铸件技术领域，具体涉及一种衣服撑用铸铁工件的制备方法。

背景技术

衣服撑是人们生活必备的生活用品，塑料的衣服撑虽然具有不锈的性能，但是由于长期暴晒，极易氧化粉化，甚至发生断裂，使用寿命极短。现今越来越多的人开始使用金属衣服撑，铁制的衣服撑是应用比较广泛的，然而现今的铁制衣服撑在使用的过程中容易生锈，并且在使用过程中，特别是用于大件衣物时，就很容易发生折断或者弯曲的现象，现今关于铁质的改善的研究报道比较少，其改善效果不显著，如申请号为201110051317.4公开了利用高分子涂布法对金属压铸件表面改质的方法，包含下列步骤：提供一金属压铸件基材表面；在该金属压铸件基材表面上覆上一高分子聚合物；以真空镀膜的方式，在该高分子聚合物上沉积金属薄膜；以及在该金属薄膜上覆上透明保护层以完成金属压铸件表面的改质，进而改善金属压铸件表面的质感以及金属色泽，虽然对金属压铸件表面性能有所改善，但是在使用过程中薄膜极可能发生开裂脱落的现象，另外，这种方式仅仅改善了铸件的表面性能，当将其进行进一步加工时，其改质效果就会大大削弱，甚至消失。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种衣服撑用铸铁工件的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种衣服撑用铸铁工件的制备方法，包括如下步骤：

（1）改性填料的制备：

a. 将空心玻璃微珠放入DBD冷等离子体处理设备中，进行冷等离子体处理，处理35~45min后，取出备用；

b. 将操作a中冷等离子体处理后的空心玻璃微珠浸入改性剂内，在浸泡的同时不断搅拌，以120~140rpm的转速搅拌处理30~40min后过滤烘干即可；

（2）生铁的预处理：

a. 将生铁放入微波环境中微波处理5~9min后，砂纸对表面进行打磨处理，打磨处理后去除碎屑备用；

b. 将操作a中处理后的生铁置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处理，辐照处理24~28min后，取出备用；

（3）废钢预处理：

a. 将废钢浸入油污清洗剂内，然后置于超声波环境中进行超声波清洗，清洗1~2h后，取出用无菌水冲洗后烘干备用；

b. 将操作a中清洗烘干后的废钢置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处理，辐照处理16~18min后，取出备用；

（4）成品制备：

a. 将步骤（2）预处理后的生铁和步骤（3）预处理后的废钢按照重量比为10~14:1~2混匀后投入搅拌罐内，边搅拌边匀速加入步骤（1）所得的改性填料，搅拌处理1~2h后，取出混合料备用；

b. 将操作a中所得的混合料加入到熔炉内进行熔化，待完全溶化后进行真空脱气处理，然后出炉浇铸成型即可。

进一步的，所述步骤（1）操作a中冷等离子体处理的功率为1800~2000W。

进一步的，所述步骤（1）操作b中改性剂中各成分及对应重量百分比为：白炭黑3~4%、碳酸钠7~9%、富里酸2~3%、乙二胺0.6~0.7%、无水乙醇2~3%，余量为去离子水。

进一步的，所述步骤（2）操作a中微波处理时微波的功率为500~700W。

进一步的，所述步骤（2）操作b中电子束辐照处理的剂量为2.1~2.5×10⁵rad/s。

进一步的，所述步骤（3）操作a中超声波的频率为50~60kHz。

进一步的，所述步骤（3）操作b中电子束辐照处理的剂量为2.4~2.5×10⁴rad/s。

进一步的，所述步骤（4）操作a中搅拌时的转速为100~140rpm。

进一步的，所述步骤（4）操作a中改性填料的加入速度为1~2mg/s，改性填料的加入量为步骤（4）操作a中生铁加入量的2.3~3.3%。

进一步的，所述步骤（4）操作a中改性填料的加入速度为1~2mg/s，改性填料的加入量为步骤（4）操作b中熔化时熔炉内的温度控制为1500~1540℃。

本发明主要针对衣服撑用铸铁工件的使用特性以及现今铁质衣服撑存在的问题，研究开发了一种衣服撑用铸铁工件的制备方法，通过本发明方法制备的铸铁工件，抗拉伸性能、抗冲击韧性、抗锈性能都得到了显著的改善，将其用于衣服撑的制作中，可有效的提升衣服撑的使用品质，延长了衣服撑的使用寿命。在铸铁工件的制备中，添加了一种特制的改性填料，以空心玻璃微珠为基体，首先经过DBD冷等离子体处理，促使空心玻璃微珠表面活性低的硅羟基成为活性中心，进而引发单体在微珠表面进行聚合，然后将其投入改性剂中，在改性剂有效成分的辅助作用下，改性剂中的白炭黑有效的结合到空心玻璃微珠上，加强改善空心玻璃微珠的性能，进而改善生铁铸件的性能，同时增强空心玻璃微珠在铸铁工件基体中的附着性，并能加强生铁铸件的防锈性能；在成品制备之前对生铁以及废钢进行预处理，在微波环境中，生铁表面的碎屑活化脱落，然后经过打磨冲洗去除表面碎屑，经过电子束的辐照作用，在生铁表面形成微刻蚀，同样的对于废钢的预处理，首先利用油污清洗剂清洗废钢，在超声波辅助作用下去除废钢表面的污渍，然后利用电子束辐照作用在其表面形成微刻蚀。再将预处理后的生铁、废钢混匀后投入搅拌罐内，边搅拌变匀速缓慢加入改性填料，促使改性填料均匀分布在生铁和废钢的表面，然后进行熔化，真空脱气，出炉浇铸成型即可

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明提供了一种衣服撑用铸铁工件的制备方法，提高了生铁铸件的拉伸性能、抗冲击韧性以及抗锈性，进而改善增强了铁制衣服撑的使用性能，提升了衣服撑的品质，延长了衣服撑的使用寿命。

具体实施方式

实施例1

一种衣服撑用铸铁工件的制备方法，包括如下步骤：

（1）改性填料的制备：

a. 将空心玻璃微珠放入DBD冷等离子体处理设备中，进行冷等离子体处理，处理35min后，取出备用；

b. 将操作a中冷等离子体处理后的空心玻璃微珠浸入改性剂内，在浸泡的同时不断搅拌，以120rpm的转速搅拌处理30min后过滤烘干即可；

（2）生铁的预处理：

a. 将生铁放入微波环境中微波处理5min后，砂纸对表面进行打磨处理，打磨处理后去除碎屑备用；

b. 将操作a中处理后的生铁置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处理，辐照处理24min后，取出备用；

（3）废钢预处理：

a. 将废钢浸入油污清洗剂内，然后置于超声波环境中进行超声波清洗，清洗1h后，取出用无菌水冲洗后烘干备用；

b. 将操作a中清洗烘干后的废钢置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处理，辐照处理16min后，取出备用；

（4）成品制备：

a. 将步骤（2）预处理后的生铁和步骤（3）预处理后的废钢按照重量比为10:1混匀后投入搅拌罐内，边搅拌边匀速加入步骤（1）所得的改性填料，搅拌处理1h后，取出混合料备用；

b. 将操作a中所得的混合料加入到熔炉内进行熔化，待完全溶化后进行真空脱气处理，然后出炉浇铸成型即可。

进一步的，所述步骤（1）操作a中冷等离子体处理的功率为1800W。

进一步的，所述步骤（1）操作b中改性剂中各成分及对应重量百分比为：白炭黑3%、碳酸钠7%、富里酸2%、乙二胺0.6%、无水乙醇2%，余量为去离子水。

进一步的，所述步骤（2）操作a中微波处理时微波的功率为500W。

进一步的，所述步骤（2）操作b中电子束辐照处理的剂量为2.1×10⁵rad/s。

进一步的，所述步骤（3）操作a中超声波的频率为50kHz。

进一步的，所述步骤（3）操作b中电子束辐照处理的剂量为2.4×10⁴rad/s。

进一步的，所述步骤（4）操作a中搅拌时的转速为100rpm。

进一步的，所述步骤（4）操作a中改性填料的加入速度为1mg/s，改性填料的加入量为步骤（4）操作a中生铁加入量的2.3%。

进一步的，所述步骤（4）操作a中改性填料的加入速度为1mg/s，改性填料的加入量为步骤（4）操作b中熔化时熔炉内的温度控制为1500℃。

实施例2

一种衣服撑用铸铁工件的制备方法，包括如下步骤：

（1）改性填料的制备：

a. 将空心玻璃微珠放入DBD冷等离子体处理设备中，进行冷等离子体处理，处理40min后，取出备用；

b. 将操作a中冷等离子体处理后的空心玻璃微珠浸入改性剂内，在浸泡的同时不断搅拌，以130rpm的转速搅拌处理35min后过滤烘干即可；

（2）生铁的预处理：

a. 将生铁放入微波环境中微波处理7min后，砂纸对表面进行打磨处理，打磨处理后去除碎屑备用；

b. 将操作a中处理后的生铁置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处理，辐照处理26min后，取出备用；

（3）废钢预处理：

a. 将废钢浸入油污清洗剂内，然后置于超声波环境中进行超声波清洗，清洗1.5h后，取出用无菌水冲洗后烘干备用；

b. 将操作a中清洗烘干后的废钢置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处理，辐照处理17min后，取出备用；

（4）成品制备：

a. 将步骤（2）预处理后的生铁和步骤（3）预处理后的废钢按照重量比为12:1.5混匀后投入搅拌罐内，边搅拌边匀速加入步骤（1）所得的改性填料，搅拌处理1.5h后，取出混合料备用；

b. 将操作a中所得的混合料加入到熔炉内进行熔化，待完全溶化后进行真空脱气处理，然后出炉浇铸成型即可。

进一步的，所述步骤（1）操作a中冷等离子体处理的功率为1900W。

进一步的，所述步骤（1）操作b中改性剂中各成分及对应重量百分比为：白炭黑3.5%、碳酸钠8%、富里酸2.5%、乙二胺0.65%、无水乙醇2.5%，余量为去离子水。

进一步的，所述步骤（2）操作a中微波处理时微波的功率为600W。

进一步的，所述步骤（2）操作b中电子束辐照处理的剂量为2.3×10⁵rad/s。

进一步的，所述步骤（3）操作a中超声波的频率为55kHz。

进一步的，所述步骤（3）操作b中电子束辐照处理的剂量为2.45×10⁴rad/s。

进一步的，所述步骤（4）操作a中搅拌时的转速为120rpm。

进一步的，所述步骤（4）操作a中改性填料的加入速度为1.5mg/s，改性填料的加入量为步骤（4）操作a中生铁加入量的2.8%。

进一步的，所述步骤（4）操作a中改性填料的加入速度为1.5mg/s，改性填料的加入量为步骤（4）操作b中熔化时熔炉内的温度控制为1520℃。

实施例3

一种衣服撑用铸铁工件的制备方法，包括如下步骤：

（1）改性填料的制备：

a. 将空心玻璃微珠放入DBD冷等离子体处理设备中，进行冷等离子体处理，处理45min后，取出备用；

b. 将操作a中冷等离子体处理后的空心玻璃微珠浸入改性剂内，在浸泡的同时不断搅拌，以140rpm的转速搅拌处理40min后过滤烘干即可；

（2）生铁的预处理：

a. 将生铁放入微波环境中微波处理9min后，砂纸对表面进行打磨处理，打磨处理后去除碎屑备用；

b. 将操作a中处理后的生铁置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处理，辐照处理28min后，取出备用；

（3）废钢预处理：

a. 将废钢浸入油污清洗剂内，然后置于超声波环境中进行超声波清洗，清洗2h后，取出用无菌水冲洗后烘干备用；

b. 将操作a中清洗烘干后的废钢置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处理，辐照处理18min后，取出备用；

（4）成品制备：

a. 将步骤（2）预处理后的生铁和步骤（3）预处理后的废钢按照重量比为14: 2混匀后投入搅拌罐内，边搅拌边匀速加入步骤（1）所得的改性填料，搅拌处理2h后，取出混合料备用；

b. 将操作a中所得的混合料加入到熔炉内进行熔化，待完全溶化后进行真空脱气处理，然后出炉浇铸成型即可。

进一步的，所述步骤（1）操作a中冷等离子体处理的功率为2000W。

进一步的，所述步骤（1）操作b中改性剂中各成分及对应重量百分比为：白炭黑4%、碳酸钠9%、富里酸3%、乙二胺0.7%、无水乙醇3%，余量为去离子水。

进一步的，所述步骤（2）操作a中微波处理时微波的功率为700W。

进一步的，所述步骤（2）操作b中电子束辐照处理的剂量为2.5×10⁵rad/s。

进一步的，所述步骤（3）操作a中超声波的频率为60kHz。

进一步的，所述步骤（3）操作b中电子束辐照处理的剂量为2.5×10⁴rad/s。

进一步的，所述步骤（4）操作a中搅拌时的转速为140rpm。

进一步的，所述步骤（4）操作a中改性填料的加入速度为2mg/s，改性填料的加入量为步骤（4）操作a中生铁加入量的3.3%。

进一步的，所述步骤（4）操作a中改性填料的加入速度为2mg/s，改性填料的加入量为步骤（4）操作b中熔化时熔炉内的温度控制为1540℃。

对比实施例1

一种衣服撑用铸铁工件的制备方法，包括如下步骤：

（1）生铁的预处理：

a. 将生铁放入微波环境中微波处理7min后，砂纸对表面进行打磨处理，打磨处理后去除碎屑备用；

b. 将操作a中处理后的生铁置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处理，辐照处理26min后，取出备用；

（2）废钢预处理：

a. 将废钢浸入油污清洗剂内，然后置于超声波环境中进行超声波清洗，清洗1.5h后，取出用无菌水冲洗后烘干备用；

b. 将操作a中清洗烘干后的废钢置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处理，辐照处理17min后，取出备用；

（3）成品制备：

a. 将步骤（2）预处理后的生铁和步骤（3）预处理后的废钢按照重量比为12:1.5混匀后投入搅拌罐内，边搅拌边匀速加入空心玻璃微珠，搅拌处理1.5h后，取出混合料备用；

b. 将操作a中所得的混合料加入到熔炉内进行熔化，待完全溶化后进行真空脱气处理，然后出炉浇铸成型即可。

本对比实施例1中所有操作步骤的技术参数均同实施例2。

对比实施例2

一种衣服撑用铸铁工件的制备方法，包括如下步骤：

（1）生铁的预处理：

a. 将生铁放入微波环境中微波处理7min后，砂纸对表面进行打磨处理，打磨处理后去除碎屑备用；

b. 将操作a中处理后的生铁置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处理，辐照处理26min后，取出备用；

（2）废钢预处理：

a. 将废钢浸入油污清洗剂内，然后置于超声波环境中进行超声波清洗，清洗1.5h后，取出用无菌水冲洗后烘干备用；

b. 将操作a中清洗烘干后的废钢置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处理，辐照处理17min后，取出备用；

（3）成品制备：

a. 将步骤（2）预处理后的生铁和步骤（3）预处理后的废钢按照重量比为12:1.5混匀得混合料备用；

b. 将操作a中所得的混合料加入到熔炉内进行熔化，待完全溶化后进行真空脱气处理，然后出炉浇铸成型即可。

本对比实施例2中所有操作步骤的技术参数均同实施例2。

对比实施例3

一种衣服撑用铸铁工件的制备方法，包括如下步骤：

（1）改性填料的制备：

a. 将空心玻璃微珠放入DBD冷等离子体处理设备中，进行冷等离子体处理，处理40min后，取出备用；

b. 将操作a中冷等离子体处理后的空心玻璃微珠浸入改性剂内，在浸泡的同时不断搅拌，以130rpm的转速搅拌处理35min后过滤烘干即可；

（2）废钢预处理：

a. 将废钢浸入油污清洗剂内，然后置于超声波环境中进行超声波清洗，清洗1.5h后，取出用无菌水冲洗后烘干备用；

b. 将操作a中清洗烘干后的废钢置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处理，辐照处理17min后，取出备用；

（3）成品制备：

a. 将生铁和步骤（2）预处理后的废钢按照重量比为12:1.5混匀后投入搅拌罐内，边搅拌边匀速加入步骤（1）所得的改性填料，搅拌处理1.5h后，取出混合料备用；

b. 将操作a中所得的混合料加入到熔炉内进行熔化，待完全溶化后进行真空脱气处理，然后出炉浇铸成型即可。

本对比实施例3中所有操作步骤的技术参数均同实施例2。

对比实施例4

一种衣服撑用铸铁工件的制备方法，包括如下步骤：

（1）改性填料的制备：

a. 将空心玻璃微珠放入DBD冷等离子体处理设备中，进行冷等离子体处理，处理40min后，取出备用；

b. 将操作a中冷等离子体处理后的空心玻璃微珠浸入改性剂内，在浸泡的同时不断搅拌，以130rpm的转速搅拌处理35min后过滤烘干即可；

（2）生铁的预处理：

a. 将生铁放入微波环境中微波处理7min后，砂纸对表面进行打磨处理，打磨处理后去除碎屑备用；

b. 将操作a中处理后的生铁置于GJ-1.5型高频高压大功率电子加速器上进行电子束辐照处理，辐照处理26min后，取出备用；

（3）成品制备：

a. 将步骤（2）预处理后的生铁和废钢按照重量比为12:1.5混匀后投入搅拌罐内，边搅拌边匀速加入步骤（1）所得的改性填料，搅拌处理1.5h后，取出混合料备用；

b. 将操作a中所得的混合料加入到熔炉内进行熔化，待完全溶化后进行真空脱气处理，然后出炉浇铸成型即可。

本对比实施例4中所有操作步骤的技术参数均同实施例2。

对比实施例5

一种衣服撑用铸铁工件的制备方法，包括如下步骤：

（1）改性填料的制备：

a. 将空心玻璃微珠放入DBD冷等离子体处理设备中，进行冷等离子体处理，处理40min后，取出备用；

b. 将操作a中冷等离子体处理后的空心玻璃微珠浸入改性剂内，在浸泡的同时不断搅拌，以130rpm的转速搅拌处理35min后过滤烘干即可；

（2）成品制备：

a. 将生铁和废钢按照重量比为12:1.5混匀后投入搅拌罐内，边搅拌边匀速加入步骤（1）所得的改性填料，搅拌处理1.5h后，取出混合料备用；

b. 将操作a中所得的混合料加入到熔炉内进行熔化，待完全溶化后进行真空脱气处理，然后出炉浇铸成型即可。

本对比实施例5中所有操作步骤的技术参数均同实施例2。

对照组

申请号为：201610510622.8公开的生铁铸件的制备方法。

为了对比本发明效果，分别用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4、对比实施例5的方法对应制备铸铁工件，同时用对照组的方法制备生铁铸件，然后分别参照GB/T228-2002规定的方法测试拉伸强度和伸长率；参照GB/T229-2007规定的方法测试抗冲击韧性，具体试验对比数据如下表1所示：

表1

由上表1可以看出，通过本发明方法制备的铸铁工件，相较于对照组中的生铁铸件，其拉伸强度、伸长率以及抗冲击性都有显著的提升，将其用于制备衣服撑，可延长衣服撑的使用品质和使用寿命。