铝系合金避震弹簧及其制造方法

文档序号:5740930阅读:305来源:国知局
专利名称:铝系合金避震弹簧及其制造方法
技术领域
本发明系关于 一种避震弹簧,尤指 一种使用铝系合金材料制成的避 震弹簧及其制造方法设计。
背景技术
一般应用于车轮工程领域的避震弹簧,大多系釆用弹簧钢之类的材 料透过成形为条状,以及再透过巻型加工手段制成一螺旋体,之后,藉 由热处理之加工程序,使该螺旋体成为一具有预定弹性的弹簧,该弹簧 应用于车轮工程领域提供必要的避震性能。
轻量化系车辆设计工程师于设计车辆组成构件时所努力的目标,前 述钢系避震弹簧在车轮工程领域,确可提供优异避震性能。基于轻量化 的目标,有人继而研发出使用铝系合金材料制成的避震弹簧。
所述之铝系合金材料制成之避震弹簧虽可透过的合金材料的选用以 及后续之热处理加工程序等,达到预定之緩冲避震性能,另可进一步透
过表面加工处理程序(如电镀、阳极氧化处理等),使该避震弹簧外 表面形成之一保护膜,用以提供耐腐蚀性能。惟目前一般应用于铝系合 金之表面加工处理手段所成形保护膜,与该铝系合金基体间的结合力不 佳,导致该保护膜之稳定性不足。对于应用于车轮工程之避震弹簧而言, 该成形于该避震弹簧外表面之保护层易被破坏,而降低该避震弹簧耐蚀 性。

发明内容
本发明之主要目的在于提供一种「铝系合金避震弹簧及其制造方法, 克服铝系合金避震弹簧耐蚀性不佳之缺点。
为达成前揭目的,本发明所设计之铝系合金避震弹簧系包括一螺旋 状之铝系合金弹簧本体,以及一利用电弧氧化手段成形于该铝系合金弹簧本体外表面成形有一氧化铝陶瓷层。
本发明所设计之铝系合金避震弹簧之制造方法主要系包括
使用铝系合金材料成形 一弹簧本体,其系以挤制手段令铝系合金材 料成形一棒材,再以巻型手段令该铝系合金棒材形成螺旋状弹簧本体;
对该弹簧本体施以热处理步骤;
对热处理后弹簧本体施以应力消除步骤;以及
以电弧氧化手段施加于该弹簧本体上,使其外表面成形一层与该弹 簧本体基体呈冶金结合之氧化铝陶瓷层。
本发明藉由述铝系合金避震弹簧及其制造方法设计,其特点在于 本发明除利用铝系合金材质达到轻量化外,更利用该铝系合金避震弹簧 外表面成形之氧化铝陶资层提供耐蚀性能,更重要的是,该氧化铝陶瓷 层系利用电弧氧化手段直接施加以该铝系合金避震弹簧上所生成,该氧 化铝陶覺层与该铝系合金管体基体间系形 成冶金结合,使彼此间具有极 佳之结合力强及附着性而不易剥落,使该铝系合金避震弹簧适于应用在 车轮工程领域中,而且,该电弧氧化系属低污染性之表面加工方式,且 操作筒易而容易,可依该避震弹簧设计或使用环境之需求而成形所须的 氧化铝陶瓷层厚度,实为一项极具产业利用价值之实用避震弹簧及其制 法设计。


图1为本发明铝系合金避震弹簧之一较佳实施例立体示意图。
图2为第一图所示铝系合金避震弹簧较佳实施例之断面示意图。
图3为本发明铝系合金避震弹簧之制造流程图。
图4为本发明铝系合金避震弹簧之一较佳实施例之制造流程示意图。
主要组件符号说明
(1 )弹簧本体 (10)棒材
(2)氧化铝陶覺层
具体实施方式
如图l 、图2所示,系揭示本发明铝系合金避震弹簧之一较佳实施
例,该避震弹簧之构造主要系包括一螺旋状之铝系合金弹簧本体(1),
所述铝系合金可选自世界通用之美国铝合金协会制定之AA规格7系列中 之一种铝合金材料,所述7系列铝合金材料之组成成份主要系包括铜 (Cu)1.2 2.6%(重量百分比)、镁(Mg)2.0 3.0%(重量百分比)、锌 (Zn)5.0 8.5。/o(重量百分比),以及铝(A1)(其余重量百分比);如图2 所示, 所述之铝系合金弹簧本体(1)外表面成形有一氧化铝陶瓷层(2), 所述氧化铝陶瓷层(2 )之厚度依该铝系合金弹簧(1 )线径、外径、 耐蚀性需求的高低以及使用的环境等因素而设定。
为制造前述之铝系合金避震弹簧,如图3 、图4所示,本发明所设 计的铝系合金避震弹簧制造方法,其步骤主要系包括
使用铝系合金材料成形一弹簧本体(1 ),其系以挤制手段令铝系 合金材料成形一棒材(10),再以巻型手段令该铝系合金棒材(10) 进一步形成为螺旋状弹簧本体(1 ),所述铝系合金材料系选用美国铝 合金协会制定之AA规格7系列中之一种铝合金材料;
对该弹簧本体(1 )施以热处理,其中系先施以高温淬火,再施以 低温热处理,使该螺旋体达成预定的硬度及弹性,所述高温淬火,系令 该弹簧本体(1 )加热至400 500。C之高温后,再令其快速冷却;所述低 温热处理可为单段式或多段低温人工时效热处理,其中,所述多段低温 人工时效热处理,可为先对该弹簧本体(1 )施以100~150°C,加热时间 5~20小时之第一级热处理步骤,接续施以150 200°C,力口热时间5 20小 时之第二级热处理步骤,再令该弹簧本体(1 )冷却;
对热处理后弹簧本体(1)施以应力消除步骤,所述之应力消除步 骤可选用热处理加工方式或机械力加工方式等,用以消除该弹簧本体 (1 )内在残留的内应力,避免该弹簧本体(1 )在使用过程中,因外 部施加的应力导致内应力超出其弹性限,而因应力释放导致材料变形或 材料破裂等情事;以及
于该热处理后之铝系合金弹簧本体(1)外表面成形一层氧化铝陶 瓷层(2 ),所述之氧化铝陶瓷层(2 )系利用电弧氧化手段施加于该 铝系合金弹簧本体(1 )外表面,使该铝系合金弹簧本体(1 )在电弧作用下的放电火花烧结,于该铝系合金弹簧本体(1 )表面生成以cc-Al203 及-八1203为主要成分并与该弹簧本体(1 )基体形成冶金结合的氧化铝陶 瓷层(2 )。
本发明所设计之铝系合金弹簧系利用电弧氧化手段施加于该铝系合 金弹簧本体(1 )外表面,使该铝系合金弹簧本体(1 )外表面在电弧 作用下的放电火花烧结生成一氧化铝陶瓷层(2 ),前述之氧化铝陶瓷 层(2 )可透过电弧氧化的工作参数设定而控制其厚度,并以一次或区 分多次进行而达到预定的厚度,所述之氧化铝陶瓷层系 一具有良好耐蚀 性之成分,可为该铝系合金弹簧增加其表面耐蚀性能,而且该氧化铝陶 瓷层(2 )系与该铝系合金管体(1 )基体形成冶金结合,彼此间之结 合力强、附着性佳,而具有不易剥落之优点。
因此,本发明藉由前述铝系合金避震弹簧之设计,使其可应用于车 轮工程之避震系统中,提供所需的避震弹性,并能利用铝系合金材质达 到轻量化,以及利用该铝系合金避震弹簧外表面成形之氧化铝陶瓷层提 供避震弹簧优异的耐蚀性能。更重要的是,本发明系令该铝系合金弹簧 本体(1)外表面在电弧作用下的放电火花烧结生成一氧化铝陶瓷层 (2 ),让该氧化铝陶瓷层(2 )与该铝系合金管体(1 )基体间形成 冶金结合,使彼此间具有不易剥落之优点,让该铝系合金避震弹簧在车 轮工程领域中应用时,可以提供一项更具产业利用价值之实用避震弹簧。
权利要求
1.一种铝系合金避震弹簧,系包括一螺旋状之铝系合金弹簧本体,以及一利用电弧氧化手段成形于该铝系合金弹簧本体外表面成形有一氧化铝陶瓷层。
2. 如申请专利范围第1项所述之铝系合金避震弹簧,其中,所述 铝系合金可选自世界通用之美国铝合金协会制定之AA规格7系列中之一 种铝合金材料。
3. —种铝系合金避震弹簧制造方法,主要系包括使用铝系合金材料成形 一弹簧本体,其系以挤制手段令铝系合金材料成形一棒材,再以巻型手段令该铝系合金棒材形成螺旋状弹簧本体; 对该弹簧本体施以热处理步骤;对热处理后弹簧本体施以应力消除步骤;以及 以电弧氧化手段施加于该弹簧本体上,使其外表面成形一层与该弹 簧本体基体呈冶金结合之氧化铝陶资层。
4. 如申请专利范围第3项所述之铝系合金避震弹簧制造方法,其 中,所述铝系合金材料系选用美国铝合金协会制定之AA规格7系列中之 一种铝合金材料。
5 如申请专利范围第3或4项所述之铝系合金避震弹簧制造方法, 其中,对该弹簧本体施以热处理步骤系先施以高温淬火,再施以低温热 处理。
6. 如申请专利范围第5项所述之铝系合金避震弹簧制造方法,其 中,所述之高温淬火,系令该弹簧本体(1 )加热至400 50(TC之高温后, 再令其快速冷却。
7. 如申请专利范围第5项所述之铝系合金避震弹簧制造方法,其 中,所述低温热处理为单段式低温人工时效热处理。
8. 如申请专利范围第5项所述之铝系合金避震弹簧制造方法,其 中,所述低温热处理为多段式低温人工时效热处理。
9. 如申请专利范围第8项所述之铝系合金避震弹簧制造方法,其 中,所述多^:低温人工时效热处理系先对该弹簧本体施以100 150°C,加热时间5 20小时之第 一级热处理步骤,接续施以150 200。C ,加热时间 5~20小时之第二级热处理步骤,再令该弹簧本体冷却。
全文摘要
本发明系一种铝系合金避震弹簧及其制造方法,其主要系于一铝系合金材料制成的弹簧本体外表面利用电弧氧化手段生成一氧化铝陶瓷层,使该避震弹簧具有优异的耐蚀性能,且所述之氧化铝陶瓷层系与该铝系合金弹簧本体之基体间呈冶金结合状态,而具有不易剥落之优点。
文档编号F16F1/04GK101608678SQ20091016079
公开日2009年12月23日 申请日期2009年7月15日 优先权日2009年7月15日
发明者陈志成 申请人:环麒钢铝合金股份有限公司
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