专利名称：镁合金泥板及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种非机动车的零件，特别涉及镁合金材料的非机动车泥板及用挤压方法生产该泥板的方法。
背景技术：
目前，我国非机动车(如自行车、电动自行车、三轮车等)的拥有量很大，以自行车来说，在我国自行车的拥有量约5亿辆，以自行车作为代步工具的人数在6亿左右。但是随着人们生活质量的提高和生活观念的转变，自行车在担当代步工具的同时，更成为了运动休闲活动的最佳工具。目前在美国有两千万人骑自行车健身；在欧洲，骑自行车“一日游”也成为最时髦的时尚运动方式之一。
在选择自行车泥板的材料方面，世界各国自行车制造厂都从高性能、轻量化着手。主要的材质有钢材、铝合金、碳纤维、钛合金等。其制作材质是朝着重量最轻、力学性能好、外形美观、价格便宜等方向发展。目前，自行车泥板主要采用铝合金材料。但铝合金加工需要的挤压温度高，熔炼成本也高，而且氧化处理对环境有污染。
镁合金是当代工业工程上使用最广泛的质量最轻、比强度和比刚度高的合金。镁合金目前的价格，按重量计已低于铝合金，而其比重是铝合金的三分之二。故按体积计算其价格已大大低于铝合金，且镁合金制品的银色高贵典雅，质感细腻，美观大方具有高级感。但由于镁合金工艺控制范围窄，尤其对热挤压要求的温度比较严格，塑性变形性能相对较差，不利于机械成型等原因，因此，用镁合金生产非机动车泥板存在很大的困难。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种具有较高的机械性能，重量轻，价格低的镁合金泥板及效率高、质量好的镁合金泥板的生产方法。
本发明通过下述技术方案实现一种镁合金泥板，其特征在于，由镁合金材料制成，所述镁合金材料的具体成分为按重量百分比含有3-6％Al，余量Mg及微量杂质的镁铝系列；或者为按重量百分比含有3-6％Al，0.5-1％Zn，余量Mg及微量杂质的镁铝锌系列；或者为按重量百分比含有3-6％Al，0.2-1％Mn，余量Mg及微量杂质的镁铝锰系列。
一种镁合金泥板的生产方法，其特征在于，包括下述步骤(1)选用权利要求1中所述的镁合金棒材，对其表面进行去皮处理，之后放入加热炉中加热到400℃，保温24小时进行均匀化退火处理；(2)均匀化退火处理后出炉，空冷至室温，再放入加热炉中加热到350-400℃，保温3小时；同时将挤压模具加热到340-380℃，挤压料筒加热到340-380℃；(3)将上述加热的镁合金棒材放入挤压机中挤压成型材，挤压速度为3-7m/min；(4)挤压得到的型材放入到加热炉中加热到180-200℃，保温1-2小时进行去应力退火，或者加热到200-220℃，保温12小时进行人工时效处理，之后出炉空冷到室温；(5)将生产泥板的型材经机械圈圆、泥板冲断、冲孔夹腰、表面处理、吊耳组装得到自行车泥板产品。
生产泥板的型材的表面处理方法为阳极氧化或喷涂透明漆处理方法。
加热采用电加热炉加热，并在加热过程中采用多段控温强制气体循环。
本发明具有下述技术效果1.本发明选择的镁系列合金经过热处理后，产品的强度和塑性等综合性能配合良好，可以获得各类非机动车(自行车、电动自行车、三轮车)泥板需要的力学性能，适用于生产泥板的需要。而且，生产出的泥板重量轻，比强度高(镁合金的强度与质量之比高)，具有一定的承载能力。弹性模量小，刚性好，抗震力强，长期使用不易变形。产品的色泽鲜艳美观，高贵典雅，质感细腻，美观大方具有高级感。而且镁是绿色环保有色金属，环保性能好，对环境无污染。
2.本发明的方法中对镁锭表面进行去皮处理，提高了产品质量。将均匀化退火处理、挤压和时效处理有效结合起来，并通过对工艺条件的严格控制，使产品的综合性能均匀一致，产品的合格率高。生产效率高，适合工业化生产，为用镁系列合金大量生产泥板提供了可能。
具体实施例方式
以下结合具体实施例对本发明详细说明。
本发明的非机动车(自行车、电动自行车、三轮车)泥板其结构和形状与原来的相同，特征在于泥板由镁合金材料制成，所述镁合金材料的具体成分为按重量百分比含有3-6％ Al，余量Mg及微量杂质的镁铝系列，或者为按重量百分比含有3-6％ Al，0.5-1％ Zn，余量Mg及微量杂质的镁铝锌系列，或者为按重量百分比含有3-6％ Al，0.2-1％ Mn，余量Mg及微量杂质的镁铝锰系列。其中微量杂质总量小于0.5％。
本发明的镁合金泥板的生产方法，包括下述步骤首先选用上述镁合金材料的棒材，对其表面进行去皮处理，防止由于棒材表面氧化对产品质量产生的影响。之后放入加热炉中加热到400℃，保温24小时进行均匀化退火处理，均匀化退火处理的目的是为了减少和消除晶内偏析，改善铸锭化学成分和组织上的不均匀性，以便提高其工艺塑性。
均匀化退火处理后出炉，空冷至室温，再放入加热炉中加热到350-400℃，保温3小时。同时将挤压模具加热到350-380℃，挤压料筒加热到350-380℃。将上述温度为350-400℃的镁合金棒材放入挤压机中挤压成型材，挤压速度为3-7m/min。
将挤压得到的型材放入到加热炉中进行去除应力退火或人工时效处理。对于含铝量小于6％的合金只进行去除应力退火，以便消除塑性变形时产生的应力，防止在随后的机械圈圆、泥板冲断、冲孔夹腰过程中产生裂纹、断裂或使用中变形，对含铝量6％的合金可以进行时效处理，进一步提高其力学性能，消除挤压过程中产生的内应力，防止泥板在使用过程中变形，并有利于后面的机械成型。其中去应力退火的温度为180-200℃，保温时间为1-2小时，之后出炉空冷到室温。时效处理的加热温度为200-220℃，保温12小时，之后出炉空冷到室温。
热处理后的泥板型材，再按照常规的泥板成型的方法进行机械圈圆、泥板冲断、冲孔夹腰、表面处理，再进行吊耳组装得到镁合金泥板产品，包装入库。为了产品更美观，在冲孔夹腰后进行常规的压凹、磨尖角、磨光加工等。表面处理的方法可以采用常用的阳极氧化或喷涂透明漆处理方法进行。
表面处理的工艺过程为碱洗----水洗----酸洗----水洗----阳极氧化或喷涂透明漆。
在加热时，最好采用电加热炉加热，并采用加热炉多段控温的方法强制气体循环，在加热过程中通过多段控制炉温，以保证温度的均匀性和一致性。控温段数越多，炉温越均匀和稳定。
实施例1将切断好的重量百分比为6％Al的镁铝系列合金的棒材进行表面去皮处理，之后放入电加热炉中加热到400℃，保温24小时进行均匀化退火处理。出炉空冷至室温，再放入电加热炉中加热到355℃±5℃，保温3小时。加热时采用4段控制炉温，强制气体循环。同时将挤压模具加热到340℃±10℃，挤压料筒加热到340℃±10℃。将上述加热的镁合金棒材放入挤压机中挤压成泥板型材，挤压速度为3-4m/min。挤压过程中，不能加温太高把镁棒熔化造成燃烧，或温度太低不能挤压或把模具挤坏。挤压后根据生产需要采用常规的方法进行中断锯切、移料、矫直、定尺锯切。
将上述泥板放入到时效炉中加热进行时效处理，加热温度为210℃±10℃，保温12小时，之后出炉空冷到室温。
生产泥板的型材，再经机械圈圆、泥板冲断、冲孔夹腰、压凹、磨尖角、磨光、表面处理、吊耳组装得到镁合金泥板产品，之后包装入库。表面处理根据用户要求可以采用阳极氧化处理或喷涂透明漆。阳极氧化处理的工艺是碱洗----水洗----酸洗----水洗----阳极氧化处理。喷涂透明漆的工艺是碱洗----水洗----酸洗----水洗----喷涂透明漆。
该成分镁合金泥板的抗拉强度可达300Mpa，延伸率可达16，布氏硬度可达到60。
实施例2生产重量百分比为3％Al的镁铝系列合金泥板，生产方法与实施例1相同，只是挤压工艺为棒材加热温度为395℃±5℃，保温3小时。同时将挤压模具加热到380℃±10℃，挤压料筒加热到380℃±10℃。挤压速度为6-7m/min。
将上述泥板放入到时效炉中加热进行消除应力退火，加热温度为190℃±10℃，保温1-2小时，之后出炉空冷到室温。
该成分镁合金泥板的抗拉强度可达250Mpa，延伸率可达14，布氏硬度可达到45。
实施例3生产重量百分比为5％Al的镁铝系列合金泥板，生产方法与实施例1相同。挤压工艺为棒材加热温度为370℃±5℃，保温3小时。同时将挤压模具加热到360℃±10℃，挤压料筒加热到360℃±10℃。挤压速度为4-5m/min。
将上述泥板放入到时效炉中加热进行消除应力退火，加热温度为190℃±10℃，保温1-2小时，之后出炉空冷到室温。
该成分镁合金泥板的抗拉强度可达280Mpa，延伸率可达15，布氏硬度可达到55。
实施例4生产重量百分比为6％Al，0.5-1％Zn，余量Mg及微量杂质的镁铝锌系列泥板，生产方法和工艺条件与例1相同。由于元素Zn具有固溶强化和时效强化效果，所以其力学性能要高于铝镁系列。
该成分镁合金泥板的抗拉强度可达310Mpa，延伸率可达15，布氏硬度可达到65。
实施例5生产重量百分比为3％Al，0.5-1％Zn，余量Mg及微量杂质的镁铝锌系列泥板，生产方法和工艺条件与例2相同。
该成分镁合金泥板的抗拉强度可达260Mpa，延伸率可达13，布氏硬度可达到50。
实施例6生产重量百分比为5％Al，0.5-1％Zn，余量Mg及微量杂质的镁铝锌系列泥板，生产方法和工艺条件与例3相同。
该成分镁合金泥板的抗拉强度可达290Mpa，延伸率可达14，布氏硬度可达到60。
实施例7生产重量百分比为6％Al，0.2-1％Mn，余量Mg及微量杂质的镁铝锰系列。泥板，生产方法和工艺条件与例1相同。合金元素Mn对力学性能贡献不大，但是Mn可以具有细化晶粒的作用。
该成分镁合金泥板的抗拉强度和硬度与例1大致相同，但其塑性比例1高1％左右。
实施例8生产重量百分比为3％Al，0.2-1％Mn，余量Mg及微量杂质的镁铝锰系列。泥板，生产方法和工艺条件与例2相同。
该成分镁合金泥板的抗拉强度和硬度与例2大致相同，但其塑性比例2高1％左右。
实施例9生产重量百分比为5％Al，0.2-1％Mn，余量Mg及微量杂质的镁铝锰系列。泥板，生产方法和工艺条件与例3相同。
该成分镁合金泥板的抗拉强度和硬度与例3大致相同，但其塑性比例3高1％左右。
在生产过程中要注意以下问题挤压时料筒端面要经常擦油。认真观察镁棒温度，不能加温太高把镁棒熔化造成燃烧，或温度太低不能挤压或把模具挤坏。中断人员应对型材表面认真检查，不能有拉痕，划伤，气泡及扭拧，如发现以上情况应及时反映，调整牵引机速度保持出料平直，出料时不得把料跑到石墨条以外，锯切后移料前必须将装饰面朝上，移料时不允许翻转，不允许抽动，如必须抽动时，应与其它料有一定距离，轻轻抽动。
锯切后，型材长短应该对齐，定尺锯切时要首先检查挡板定尺距离，型材必须顶住挡板，每5根料进行一次，断料端面不能有毛刺和堵眼现象。锯断尺寸不得小于基准尺寸50MM。锯切后自检表面质量、定尺长度及锯切质量。
时效时首先检查料的厚度，材料的牌号，不同料厚、不同牌号的产品不能同一炉时效，时效时间是指保温时间不包括加温时间时效时应先开风机，再开加热管，然后检查炉门不能漏风。在时效过程中，每隔20分钟观察一次炉的运行情况，并观察自动温控仪的温度显示与玻璃管温度是否一致。时效完毕时先关闭加热管后关闭风机，打开炉门将料从炉内拉出冷却，出炉时应把车间大门打开，并做好时效记录。当料冷却后要检验料的硬度。
尽管参照实施例对所公开的涉及一种镁合金泥板及其生产方法进行了特别描述，以上描述的实施例是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，所有的变化和修改都在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种镁合金泥板，其特征在于，由镁合金材料制成，所述镁合金材料的具体成分为按重量百分比含有3-6％Al，余量Mg及微量杂质的镁铝系列；或者为按重量百分比含有3-6％Al，0.5-1％Zn，余量Mg及微量杂质的镁铝锌系列；或者为按重量百分比含有3-6％Al，0.2-1％Mn，余量Mg及微量杂质的镁铝锰系列。
2.一种镁合金泥板的生产方法，其特征在于，包括下述步骤(1)选用权利要求1中所述的镁合金棒材，对其表面进行去皮处理，之后放入加热炉中加热到400℃，保温24小时进行均匀化退火处理；(2)均匀化退火处理后出炉，空冷至室温，再放入加热炉中加热到350-400℃，保温3小时；同时将挤压模具加热到340-380℃，挤压料筒加热到340-380℃；(3)上述加热的镁合金棒材放入挤压机中挤压成型材，挤压速度为3-7m/min；(4)挤压得到的型材放入到加热炉中加热到180-200℃，保温1-2小时进行去应力退火，或者加热到200-220℃，保温12小时进行人工时效处理，之后出炉空冷到室温；(5)将生产泥板的型材经机械圈圆、泥板冲断、冲孔夹腰、表面处理、吊耳组装得到自行车泥板产品。
3.根据权利要求2所述的镁合金泥板的生产方法，其特征在于，生产泥板的型材的表面处理方法为阳极氧化或喷涂透明漆处理方法。
4.根据权利要求2所述的镁合金泥板的生产方法，其特征在于，加热采用电加热炉加热，并在加热过程中采用多段控温强制气体循环。
全文摘要
本发明公开了一种镁合金泥板及其生产方法，旨在提供一种具有较高的机械性能，重量轻，价格低的镁合金泥板及效率高、质量好的泥板的生产方法。该泥板由镁合金材料制成，其生产方法包括下述步骤将镁合金棒材去皮处理，之后放入加热炉中加热到400℃，保温24小时，之后空冷至室温，然后放入加热炉中加热到350－400℃，保温3小时；之后放入挤压机中挤压成型材。再进行去应力退火或人工时效处理。之后进行泥板的机械成型。本发明的镁系列合金经过热处理后，产品的强度和塑性等综合性能配合良好，可以获得各类非机动车泥板需要的力学性能，重量轻，比强度高，刚性好，抗震力强，长期使用不易变形。
文档编号B21C23/00GK1814836SQ20061001317
公开日2006年8月9日 申请日期2006年2月17日 优先权日2006年2月17日
发明者于克儒 申请人:于克儒