一种用于制造自行车架的铝合金材料及其生产工艺的制作方法

文档序号:10483980阅读:1154来源:国知局
一种用于制造自行车架的铝合金材料及其生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于制造自行车架的铝合金材料及其生产工艺,其包括:先将小部分铝边角废料放入炉内垫底,再按上述组份放入Si、Fe、Cu、Mn、Cr和V;点火加温熔炼,该过程中须停火并加入废料,重复该步骤,直至所需废料全部入炉,铝液此时温度要求控制在950℃以下;先向炉内加入打渣剂,再从炉内向外扒渣,并将铝液表面可见的杂质全部扒出炉外;用预制的铁笼装镁后插入铝液里,直至镁完全熔解;精炼、炉前化验、二次扒渣、静置、浇铸成型。利用本发明能够提高自行车车架的力学强度、机械性能以及降低自行车车架的重量。
【专利说明】
一种用于制造自行车架的铝合金材料及其生产工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及合金材料,尤其涉及一种用于制造自行车架的铝合金材料及其生产工 〇
【背景技术】
[0002] 铝合金是工业中应用最广泛的一类金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、 船舶及化学工业中已大量应用,随着工业经济的飞速发展,对铝合金的需求日益增多,使铝 合金材质的研究也随之深入,而且铝合金是应用最多的合金。特别是在自行车行业,对自行 车架的质量和强度要求不断提高,采用铝合金锻造材料生产的自行车架开始受到重视,现 有技术中,自行车架一般是使用铝合金材料通过压力铸造而成,这种材质的铝合金,没有进 行再次加工,且金属结构没有得到改善,存在机械性能较低等诸多问题。

【发明内容】

[0003] 本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的不足,提供一种用于制造自行车 架的铝合金材料及其生产工艺,利用该铝合金材料来提高自行车车架的力学强度、机械性 能以及降低自行车车架的重量。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案。
[0005] -种用于制造自行车架的铝合金材料,按重量百分比计,该铝合金材料包括如下 *M:Si0.89%~0.9%,Fe0.134%~0.139%,Cu0.66%~0.68%,Mn0.013%,Mgl.26%~ 1.30%,Cr0.118%,V0.091%~0.092%,余量为A1。
[0006] 优选地,按重量百分比计,所述铝合金材料还包括如下物质:Ni0.0 12 %~ 0.013%,Zn0.051%,Ti0.027%~0.028%,Ag〈0.0001%,B〈0.0002%,Be0.0003%,Bi〈 0.001%,Ca0.0004%,Co0.001%,Cd〈0.0002%,Na〈0.0001%,Pb0.0012%~0.0013%, Sn0.0047%~0.0051%,Sr〈0.0001%,Zr0.0007%~0.0008%。
[0007] -种用于制造自行车架的铝合金材料生产工艺,利用该工艺生产的铝合金包括如 下重量百分比的物质:310.89%~0.9%,卩60.134%~0.139%,(:110.66%~0.68%, 1111〇.013%,]\%1.26%~1.30%,00.118%,¥0.091%~0.092%,余量为41;所述生产工艺 包括如下步骤:步骤S1,装料:先将小部分铝边角废料放入炉内垫底,再按上述组份放入Si、 Fe、Cu、Mn、Cr和V;步骤S2,熔炼:点火加温熔炼,该过程中须停火并加入废料,重复该步骤 S2,直至所需废料全部入炉,铝液此时温度要求控制在950°C以下;步骤S3,扒渣:先向炉内 加入打渣剂,再从炉内向外扒渣,并将铝液表面可见的杂质全部扒出炉外;步骤S4,加镁:用 预制的铁笼装镁后插入铝液里,直至镁完全熔解;步骤S5,精炼:把精炼剂放入精炼桶,再将 精炼剂和氮气一起充入铝液内,同时加入钛硼细化剂;步骤S6,炉前化验:取铝液样本进行 化验;步骤S7,二次扒渣:从炉内向外扒渣,直至铝液表面无渣,之后测量温度,当温度条件 符合750°C~780°C时放入覆盖剂;步骤S8,静置;步骤S9,浇铸成型。
[0008] 优选地,按重量百分比计,所述铝合金材料还包括如下物质:Ni0.0 12 %~ 0.013%,Zn0.051%,Ti0.027%~0.028%,Ag〈0.0001%,B〈0.0002%,Be0.0003%,Bi〈 0.001%,Ca0.00 04%,C〇0.001%,Cd〈0.0002%,Na〈0.0001%,Pb0.00 12% ~Ο .0013%, Sn0.0047%~0.0051%,Sr〈0.0001%,Zr0.0007%~0.0008%。
[0009] 优选地,所述步骤S5中,精炼充入氮气的时间为15min。
[0010] 优选地,所述步骤S8中,静置时间为20min~30min。
[0011] 优选地,还包括均质步骤,所述均质步骤的温度为555°C~565°C,保温时间7H~ 9H〇
[0012] 优选地,还包括挤压步骤,所述挤压步骤的温度为520°C,挤速为1.2mm/min以下。
[0013] 优选地,还包括抽管加工步骤,所述抽管加工步骤用于调节管壁厚度变化,得到薄 壁或不等壁的管料,以减少铝合金重量。
[0014] 本发明公开的用于制造自行车架的铝合金材料,通过各组成元素的合理配比,结 合特定的制备流程,使得成型后的铝合金不仅质量超轻,而且具有较高的受力强度、机械性 能以及理想的应变特性,适用于制造自行车车架,由此可见,本发明在自行车原料技术领域 取得了突出的进步,适合在本领域内推广应用,并具有较好的市场前景。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合实施例对本发明作更加详细的描述。
[0016] 本发明公开了一种用于制造自行车架的铝合金材料,按重量百分比计,该铝合金 材料包括如下物质:
[0017] Si0.89%~0.9%,Fe0.134%~0.139%,Cu0.66%~0.68%,Mn0.013%, Mgl.26%~1.30%,Cr0.118%,Ni0.012%~0.013%,Zn0.051%,Ti0.027%~0.028%,Ag <0.0001% ,B<0.0002% ,Be0.0003% ,Bi<0.001 % ,CaO.0004% ,C〇0.001 % ,Cd<0.0002% , Na〈0.0001%,Pb0.0012%~0.0013%,Sn0.0047%~0.0051%,Sr〈0.0001%,V0.091%~ 0.092%,Zr0.00 07% ~0.0008 %,Cd〈0.0001%,余量为Al。
[0018] 关于各组分配比的优选实施例如下:
[0019]
[0020] 基于上述铝合金材料,本发明还公开了一种用于制造自行车架的铝合金材料生产 工艺,利用该工艺生产的铝合金包括如下重量百分比的物质:
[0021] Si0.89% ~0.9%,FeO. 134% ~0· 139%,Cu0.66% ~0.68%,Μη0·013%, Mgl.26%~1.30%,Cr0.118%,Ni0.012%~0.013%,Zn0.051%,Ti0.027%~0.028%,Ag <0.0001% ,Β<0.0002% ,Be0.0003% ,Bi<0.001% ,Ca0.0004% ,C〇0.001 % ,Cd<0.0002% , Na〈0.0001%,Pb0.0012%~0.0013%,Sn0.0047%~0.0051%,Sr〈0.0001%,V0.091%~ 0.092%,Zr0.00 07% ~0.0008 %,Cd〈0.0001%,余量为Al;
[0022] 所述生产工艺包括如下步骤:
[0023] 步骤SI,装料:先将小部分铝边角废料放入炉内垫底,再按上述组份放入Si、Fe、 〇1、]?11、0、附、211、11、厶8、8、86、81、〇&、(:〇、〇(1、恥、?13、511、5广¥、21和〇(1 ;
[0024] 步骤S2,熔炼:点火加温熔炼,该过程中须停火并加入废料,重复该步骤S2,直至所 需废料全部入炉,铝液此时温度要求控制在950 °C以下;
[0025] 步骤S3,扒渣:先向炉内加入打渣剂,再从炉内向外扒渣,并将铝液表面可见的杂 质全部扒出炉外;
[0026]步骤S4,加镁:用预制的铁笼装镁后插入铝液里,直至镁完全熔解;
[0027] 步骤S5,精炼:把精炼剂放入精炼桶,再将精炼剂和氮气一起充入铝液内,同时加 入钛硼细化剂,该步骤中,精炼充入氮气的时间为15min;
[0028] 步骤S6,炉前化验:取铝液样本进行化验;
[0029] 步骤S7,二次扒渣:从炉内向外扒渣,直至铝液表面无渣,之后测量温度,当温度条 件符合750°C~780°C时放入覆盖剂;
[0030] 步骤S8,静置,该步骤中,静置时间为20min~30min;
[0031] 步骤S9,浇铸成型。
[0032]进一步地,还包括均质步骤,所述均质步骤的温度为555°C~565°C,保温时间7H~ 9H〇
[0033] 进一步地,还包括挤压步骤,所述挤压步骤的温度为520 °C,挤速为1.2mm/min以 下。
[0034] 此外,还包括抽管加工步骤,所述抽管加工步骤用于调节管壁厚度变化,得到薄壁 或不等壁的管料,以减少铝合金重量。
[0035]最后焊接车架:将通过加工后的管料焊接成车架,并经过T4、T6热处理,使车架达 到力学性能,从而得到强度高、重量轻的超轻新型自行车车架。
[0036] 对上述工艺生产的铝合金进行如下测试:
[0037] 首先,试验条件为:试验批号2016003024002;试验日期2016年3月24日上午11:35: 18;实验温度20°C ;试验速度10.00mm/min;试验机型号为拉力试验机;试验标准为JIS;试件 名称AL X6管料35*2 · 0T;标点距离160 · 000mm;试件外-内径:35 · 0000-31 · 0000mm;试件面 积:207.3451平方毫米;总能量:1733551^€.臟 ;杨氏系数:7183.2621〇^。试验结论为:
[0038]
[0039]
[0040] 经上述试验可以看出,利用本发明生产工艺制造的铝合金,通过各组成元素的合 理配比,结合特定的制备流程,使得成型后的铝合金不仅质量超轻,而且具有较高的受力强 度、机械性能以及理想的应变特性,适用于制造自行车车架,由此可见,本发明在自行车原 料技术领域取得了突出的进步,适合在本领域内推广应用,并具有较好的市场前景。
[0041] 以上所述只是本发明较佳的实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的技术范 围内所做的修改、等同替换或者改进等,均应包含在本发明所保护的范围内。
【主权项】
1. 一种用于制造自行车架的铝合金材料,其特征在于,按重量百分比计,该铝合金材料 包括如下物质: Si0.89%~0.9%,Fe0.134%~0.139%,Cu0.66%~0.68%,Mn0.013%,Mgl.26%~ 1.30%,Cr0.118%,V0.091%~0.092%,余量为A1。2. 如权利要求1所述的用于制造自行车架的铝合金材料,其特征在于,按重量百分比 计,所述铝合金材料还包括如下物质:Ni0.012%~0.013%,Zn0.051%,Ti0.027%~ 0.028% ,Ag<0.0001 % ,B<0.0002%,BeO.0003% ,Bi<0.001 % ,CaO.0004% ,C〇0.001 % ,Cd< 0.0002%,Na〈0.0001%,Pb0.00 12% ~0.0013 %,Sn0.00 47% ~0.0051 %,Sr〈0.0001%, Zr0.00 07% ~0.0008 %。3. -种用于制造自行车架的铝合金材料生产工艺,其特征在于,利用该工艺生产的铝 合金包括如下重量百分比的物质: Si0.89%~0.9%,Fe0.134%~0.139%,Cu0.66%~0.68%,Mn0.013%,Mgl.26%~ 1.30%,Cr0.118%,V0.091%~0.092%,余量为A1; 所述生产工艺包括如下步骤: 步骤S1,装料:先将小部分铝边角废料放入炉内垫底,再按上述组份放入Si、Fe、Cu、Mn、 Cr 和V; 步骤S2,熔炼:点火加温熔炼,该过程中须停火并加入废料,重复该步骤S2,直至所需废 料全部入炉,铝液此时温度要求控制在950 °C以下; 步骤S3,扒渣:先向炉内加入打渣剂,再从炉内向外扒渣,并将铝液表面可见的杂质全 部扒出炉外; 步骤S4,加镁:用预制的铁笼装镁后插入铝液里,直至镁完全熔解; 步骤S5,精炼:把精炼剂放入精炼桶,再将精炼剂和氮气一起充入铝液内,同时加入钛 硼细化剂; 步骤S6,炉前化验:取铝液样本进行化验; 步骤S7,二次扒渣:从炉内向外扒渣,直至铝液表面无渣,之后测量温度,当温度条件符 合750°C~780°C时放入覆盖剂; 步骤S8,静置; 步骤S9,浇铸成型。4. 如权利要求3所述的用于制造自行车架的铝合金材料生产工艺,其特征在于,按重量 百分比计,所述铝合金材料还包括如下物质:附0.012%~0.013%,2110.051%,110.027% ~0.028%,Ag〈0.0001%,B〈0.0002%,Be0.0003%,Bi〈0.001%,Ca0.0004%,C〇0.001%, Cd〈0.0002%,Na〈0.0001 %,Pb0.00 12% ~0.0013 %,Sn0.00 47% ~0.0051 %,Sr〈 0.0001%,ZrO.0007%~0.0008%。5. 如权利要求3所述的用于制造自行车架的铝合金材料生产工艺,其特征在于,所述步 骤S5中,精炼充入氮气的时间为15min。6. 如权利要求3所述的用于制造自行车架的铝合金材料生产工艺,其特征在于,所述步 骤S8中,静置时间为20min~30min。7. 如权利要求3所述的用于制造自行车架的铝合金材料生产工艺,其特征在于,还包括 均质步骤,所述均质步骤的温度为555°C~565°C,保温时间7H~9H。8. 如权利要求7所述的用于制造自行车架的铝合金材料生产工艺,其特征在于,还包括 挤压步骤,所述挤压步骤的温度为520°C,挤速为1.2mm/min以下。9. 如权利要求8所述的用于制造自行车架的铝合金材料生产工艺,其特征在于,还包括 抽管加工步骤,所述抽管加工步骤用于调节管壁厚度变化,得到薄壁或不等壁的管料,以减 少铝合金重量。
【文档编号】C22F1/047GK105838940SQ201610261859
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】廖克艳, 谭伟龙
【申请人】深圳市喜德盛自行车有限公司
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