[發(fā)明專利]一種抗沖擊防開裂的壘球棒及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710769476.5
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107760939A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周良正
• 申請（專利權(quán)）人: 天長市良文運(yùn)動器材有限公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/03;C22F1/053;A63B59/51
• 代理公司: 合肥市長遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙)34119
• 代理人: 楊霞,翟攀攀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗沖擊防開裂的壘球棒及其制備方法。

背景技術(shù)

壘球是一項(xiàng)集競技性、觀賞性和娛樂性為一體的高品位、高層次的運(yùn)動項(xiàng)目。壘球運(yùn)動的誕生完全是處于一種需要，由于惡劣的天氣和擁擠的城市影響，棒球運(yùn)動轉(zhuǎn)移到室內(nèi)，就形成了壘球運(yùn)動。壘球誕生于19世紀(jì)80年代的美國芝加哥，這項(xiàng)運(yùn)動很快發(fā)展起來，并逐漸又轉(zhuǎn)移到室外，現(xiàn)在全世界有2000萬人進(jìn)行這項(xiàng)體育運(yùn)動。

目前，壘球運(yùn)動所使用的球棒常見的有木質(zhì)球棒、鋁質(zhì)球棒和復(fù)合材料球棒。其中，鋁質(zhì)棒球棒一般為中空結(jié)構(gòu)，相比于木質(zhì)棒球棒而言，其重量較輕，且其平衡點(diǎn)也較理想，因此擊球性能較佳，同時，鋁質(zhì)球棒更為經(jīng)久耐用，因此這種球棒占市場份額超過70％。目前普通鋁合金的強(qiáng)度一般為400MPa左右，部分鋁合金的強(qiáng)度雖有所提高，但總體來說，現(xiàn)有的鋁合金材料制成的球棒往往強(qiáng)度和硬度較低，不能承受劇烈擊球時球?qū)Π舻臎_擊力，另外，現(xiàn)有的鋁合金材料制成的球棒韌性較差，受到球的劇烈沖擊不能迅速恢復(fù)原狀，往往會發(fā)生脆裂，長期使用后會產(chǎn)生裂紋或變形，且給人體造成振動沖擊，使人感到不適，降低運(yùn)動的質(zhì)量，此外，相較于木質(zhì)球棒，其生產(chǎn)成本較高。因此，如何通過優(yōu)化鋁合金生產(chǎn)工藝，得到一種綜合性能好的鋁合金壘球棒，滿足球棒重量輕、彈性好、擊球遠(yuǎn)、成本低的要求是目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種抗沖擊防開裂的壘球棒及其制備方法，滿足球棒質(zhì)輕、沖擊韌性好、擊球遠(yuǎn)的要求，避免了長期使用沖擊韌性低易開裂、變形的問題。

本發(fā)明提出的一種抗沖擊防開裂的壘球棒，其組成成分按重量百分比包括： Si 0.07-0.14％、Fe 0.05-0.1％、Cu 0.06-0.08％、Mn 0.35-0.45％、Mg 0.3-0.4％、 Cr 0.25-0.32％、Zn 2.2-3.4％、Ti 0.02-0.04％、Zr 0.01-0.03％、Sc 0.05-0.08％、Nb 0.04-0.06％、Y 0.06-0.12％，余量為Al；其中，滿足“4.5≤Sc/Zr+Y/Nb≤9.5”的關(guān)系式。

優(yōu)選地，滿足“3.5≤100Sc×Zn/Mg+Mg/Y≤6.5”的關(guān)系式。

優(yōu)選地，其組成成分按重量百分比包括：Si 0.10-0.12％、Fe 0.08-0.1％、Cu 0.07-0.08％、Mn 0.38-0.41％、Mg 0.32-0.36％、Cr 0.28-0.30％、Zn 2.6-3.0％、Ti 0.03-0.04％、Zr 0.01-0.02％、Sc 0.06-0.07％、Nb 0.05-0.06％、Y 0.08-0.10％，余量為Al。

優(yōu)選地，其組成成分按重量百分比包括：Si 0.11％、Fe 0.09％、Cu 0.07％、Mn 0.40％、Mg 0.35％、Cr 0.29％、Zn 2.8％、Ti 0.03％、Zr 0.02％、Sc 0.07％、 Nb 0.05％、Y 0.10％，余量為Al。

本發(fā)明還提出了上述抗沖擊防開裂的球棒的制備方法，步驟如下：

S1、熔煉：按組成成分進(jìn)行配料，將邊角廢鋁料和金屬硅鋪裝到電爐底部，再依次鋪裝鋁鐵中間合金、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁錠、鋁鋯中間合金、鋁鈧中間合金、鋁錠、鋁鈮中間合金、鋁釔中間合金、鈦劑、銅板、鎂塊、鋅錠，以170℃/h的平均速率升溫至680-690℃進(jìn)行熔融，當(dāng)熔至半固態(tài)時，再以140℃/h的平均速率升溫至730-740℃，待爐料全部融化化開后，攪拌熔體并扒渣，精煉扒渣，降溫至690-700℃，靜置保溫20-30min，澆注到金屬型模具中，待合金熔體凝固后開模，并將鑄件空冷至室溫；其中，原料熔融的過程在惰性氣體氛圍中進(jìn)行；

S2、固熔：將步驟S1中的鑄件置于保溫爐中，以100℃/h的平均速度升溫至480℃，保溫1h，再以80℃/h的速度勻速升溫至490℃，保溫1-2h，將鑄件從保溫爐中轉(zhuǎn)移到淬火爐中，水冷至室溫，其中從保溫爐中將鑄件轉(zhuǎn)移至淬火爐中的時間小于10s；

S3、時效：將步驟S2中的鑄件放入保溫爐中，升溫至180-190℃，保溫5-7 h，出爐空冷至室溫；

S4、回火：將步驟S3中的鑄件置于保溫爐中，加熱至260-280℃，保溫2h，升溫至290-300℃，保溫2-4h，隨爐冷卻至室溫。

優(yōu)選地，所述步驟S1中，以170℃/h的平均速率升溫至680-690℃，隨溫度的升高，升溫速度增大，且溫度和時間呈正切函數(shù)關(guān)系。