专利名称：镁合金及加工镁合金轮椅扶手圈的装置和方法
技术领域：
本发明属于镁合金材料及其应用领域。
背景技术：
目前制造康复轮椅车的主要材料有钢/铝合金、钛合金、碳纤维等。而镁合金是目前世界实际应用中比重最轻的金属结构材料，它的主要优点有首先我国镁资源丰富，出ロ量居世界第一位；其特性比強度高、比刚性强、吸震性强、阻尼性优于其他金属、长期使用不易变形、可回收再利用，被世界公认为二十一世纪“绿色工程材料”，也是我国十二五期间重点鼓励跨领域发展的新型材料，用镁合金制作的轮椅车要比用钢、铝合金轻，其比重是铝的2/3，钢的1/4。国内外现有典型的变形镁合金有AZ31，AZ61,和ZK60等牌号，它们在温室下具备 一定的抗拉强度，但塑性变形能力不高，除了与基体镁是六方结构滑移系少有关外，主要是由于在变形过程中，常规晶体強化相与基体的界面处容易产生应力集中，引发裂纹的萌生，从而导致材料的过早失效。为降低稀土镁合金的成本，
申请人:经过3年时间数百次实验，终于研制出镁合金轮椅达到了国家制定的新标准GB/T13800-2009，属国内首例。为镁合金材料在康复辅具中的应用奠定了良好的基础。
发明内容
为了打造全镁轻量化轮椅车架使整车重量更轻，将镁材料充分地运用到每个结构件中，本发明提供镁合金及加工镁合金轮椅扶手圈的装置和方法。本发明的技术方案是
ー种镁合金，按质量百分比的合金含量为A16. O % ；Znl. O % ；MnO. 3 % ;稀土元素
3.0% ；CaO. 8 % ;其余为 Mg。本发明所述的稀土元素采用长春中科希美镁业有限责任公司生产的稀土元素。—种加工镁合金轮椅扶手圈的装置，包括支架、动カ装置，其特征是支架通过中心定轴设置齿盘、固定槽轮，齿盘、固定槽轮同轴，齿盘设置在固定槽轮的下方，齿盘上设置压紧轮和导向轮；动カ装置包括一台调速电机，调速电机的转轴上设置主动齿轮；主动齿轮与齿盘啮合。所述固定槽轮的轮缘上设置管件夹紧件；
所述压紧轮与槽轮靠紫。所述导向轮设置在压紧轮前端80mm处。所述管件夹紧件设置在距离旋转起始位置10毫米处固定槽轮的轮缘上。所述固定槽轮即是圆轮上设置凹槽。所述固定槽轮的直径与手扶圈直径相符。
所述主动齿轮与齿盘的转数比是1:4。ー种加工镁合金轮椅扶手圈的方法，将镁合金管置于固定槽轮的凹槽内，可调压紧辅助轮与固定槽轮抱紧管件，同时旋转调速电机，镁合金管在固定槽轮上旋转起始位置前端10毫米处，通过管件夹紧件使变形应力得到了缓冲，匀速旋转360度即可成型。本发明的镁合金材料与目前应用最广泛的商用变形镁合金AZ31相比，变形能力明显高于AZ31，同时抗拉強度高于AZ31。高稳定性的第二相增强的高塑性变形镁合金典型力学性能室温抗拉强度和屈服强度分别为320Mpa-360Mpa、260Mpa-290Mpa，全面超越AZ31 的 220Mpa、160Mpa。本发明的镁合金的力学性能实验拉伸试样的形状均采用哑铃状。拉伸速率拉伸试验在Instron 1121材料试验机上进行,拉伸速度为I. Omm/min,室温拉伸平行測量3次，求平均值。挤压型材的力学性能屈服强度288MPa，抗拉强度361MPa，伸长率19. 2% ；
挤压管材的力学性能屈服強度236MPa，抗拉强度324MPa，伸长率16. 1% ；
焊接管材的力学性能屈服強度213MPa，抗拉强度315MPa，伸长率14. 5%。挤压变形后的合金晶粒细小、均匀，晶粒尺寸在2微米以下，并有非常细小的颗粒状弥散相析出，晶粒强化效果明显，同时也提高了合金的变形能力。从合金断ロ扫描图片上可以看出，合金的断裂方式为韧性断裂，特征为微ロ聚集型，体现出合金的高塑性。镁合金轮椅手扶圈具有下述优点
I.传导散热性能优于铝合金和塑料，使用者在运动中手感舒适。2.重量比招轻30%,弹性模量小,质感细腻。3.代替塑料手扶圈原料，其重量相同，可回收再利用。4.比強度高，比刚性强，长期使用不易变形。
图I是本发明中加工镁合金轮椅扶手圈的装置的结构图。图2是图I的俯视图。图中，I、固定槽轮，2、齿盘，3、主动齿轮，4、压紧轮，5、导向轮，6、支架，7、中心定轴，8、主动轴,9、电机，10、镁合金管。
具体实施例方式图I、图2所示，本发明的加工镁合金轮椅扶手圈的装置包括支架6，其特征是支架6上设置的固定槽轮1，固定槽轮I通过键槽与中心定轴7紧固。固定槽轮I的下方设置ー个齿盘2，齿盘2用轴承与中心定轴连接。主动齿轮3与齿盘2按转数比1:4咬合，主动轴8下方设置一台调速电机9，调速电机9按需求调节齿盘2的转速。在齿盘2通过定轴安装可调压紧轮4，压紧轮4与槽轮I靠紧。在压紧轮4前端80_处设置ー个导向轮5，在固定槽轮I的轮缘上且距离旋转起始位置10毫米处，设置管件夹紧件。—种加工镁合金轮椅扶手圈的方法，将按质量百分比合金含量为A16. O % ；Znl.O % ；MnO. 3 % ;稀土元素3. 0% ;CaO. 8 %;其余为Mg的镁合金管置于固定槽轮的凹槽内，可调压紧辅助轮与固定槽轮抱紧管件，同时旋转调速电机，镁合金管在固定槽轮上旋转起始位置前端10毫米处，通过管件夹紧件使变形应力得到了缓冲，匀速旋转360度即可成型。本发明的稀土元素外购长春中科希美镁业有限责任公司生产的稀土元素产品。注解稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素,稀有金属，是元素周期表IIIB族中钪、钇、镧系17种元素的总称，常用 R或RE表示。
权利要求
1.ー种镁合金，其特征是按质量百分比的合金含量为Al是6. O %;Znil.O % ；Mn是O. 3 % ;稀土元素是3. 0% ；CaO. 8 % ;其余为Mg。
2.—种加工镁合金轮椅扶手圈的装置，包括支架、动カ装置，其特征是支架通过中心定轴设置齿盘、固定槽轮，齿盘、固定槽轮同轴，齿盘设置在固定槽轮的下方，齿盘上设置压紧轮和导向轮；动力装置包括一台调速电机，调速电机的转轴上设置主动齿轮；主动齿轮与齿盘啮合。
3.根据权利要求2所述的ー种加工镁合金轮椅扶手圈的装置，其特征是所述固定槽轮的轮缘上设置管件夹紧件。
4.根据权利要求2所述的ー种加工镁合金轮椅扶手圈的装置，其特征是所述压紧轮与槽轮靠紫。
5.根据权利要求2所述的ー种加工镁合金轮椅扶手圈的装置，其特征是所述导向轮设置在压紧轮前端80mm处。
6.根据权利要求2所述的ー种加工镁合金轮椅扶手圈的装置，其特征是所述管件夹紧件设置在距离旋转起始位置10毫米处固定槽轮的轮缘上。
7.根据权利要求2所述的ー种加工镁合金轮椅扶手圈的装置，其特征是所述固定槽轮的直径与手扶圈直径相符。
8.根据权利要求2所述的ー种加工镁合金轮椅扶手圈的装置，其特征是所述主动齿轮与齿盘的转数比是1:4。
9.ー种加工镁合金轮椅扶手圈的方法，将权利要求I所述的镁合金管置于固定槽轮的凹槽内，可调压紧辅助轮与固定槽轮抱紧管件，同时旋转调速电机，镁合金管在固定槽轮上旋转起始位置前端10毫米处，通过管件夹紧件使变形应力得到了缓冲，匀速旋转360度即可成型。
全文摘要
一种镁合金，含量为: Al6.0%；Zn1.0%；Mn0.3%；稀土元素3.0%；Ca0.8%；其余为Mg。属于镁合金材料及其应用领域，加工镁合金轮椅扶手圈的装置，包括支架、动力装置，其特征是支架通过中心定轴设置齿盘、固定槽轮，齿盘、固定槽轮同轴，齿盘设置在固定槽轮的下方，齿盘上设置压紧轮和导向轮；动力装置包括一台调速电机，调速电机的转轴上设置主动齿轮；主动齿轮与齿盘啮合。本发明的镁合金与目前的镁合金AZ31相比，变形能力明显高于AZ31，抗拉强度高于AZ31。高稳定性的第二相增强的高塑性变形镁合金典型力学性能室温抗拉强度和屈服强度分别为320Mpa-360Mpa、260Mpa-290Mpa。
文档编号B21D7/08GK102864352SQ20121032303
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者李志国, 王枫, 周贵平, 赵志龙 申请人:古交市银河镁业有限公司