本发明涉及一种车架材料，更具体地说它涉及一种自行车车架材料及其制备方法。
背景技术：
自行车是一种常见的代步工具，如何生产出安全、轻便、环保、价格合适的自行车车架一直是决定该行业发展的一个重要问题。用于制造自行车车架的材料主要有以下几种：铝合金、钛合金和碳纤维等，铝合金可制作重量轻的车架，但是其本身硬度较低，而碳纤维虽然整体较轻，抗冲击力也较好，但是碳纤维车架在使用过程中，受日光和环境的影响较大，不使用时需要避开阳光直射，且价格十分昂贵。
目前，市场上轻质自行车车架材料多选用铝合金制作，根据公布号为cn102392157b的一种电动自行车车架管用铝合金棒的制备方法，该方法通过在铝材料加入部分合金，用以增强铝合金的硬度，采用上述方法虽然达到了一定的硬度增强，但是对于车架的增强效果并不明显，车架的抗压能力并不好。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种自行车车架材料，其优点在于保证车架整体重量较轻的同时，具有良好的抗冲击能力。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种自行车车架材料，包括以下重量百分比配比的原料：al7％～10％，sic0.4％～0.8％，mn1％～2％，mo0.5％～0.8％，cr0.4％～0.8％，sn0.4％～0.8％，v0.2％～0.5％,余量的ti及不可避免的杂质，以上组分质量百分比之和为100％。
通过采用上述技术方案，在钛合金中加入上述材料，钛与al、mn、mo、cr、sn、v0生成填隙式化合物或金属间化合物，使钛合金整体坚韧而富有弹性，同时通过在钛合金中加入sic纤维，可增强钛合金材料整体的强度、刚性以及吸收冲击的能力，从而使制作的车架整体性能更优。
本发明进一步设置为：所述不可避免的杂质主要为氧、氮、碳和氢元素，氧占总量的0.15～0.2%以下，氮元素占总量的0.04～0.05%以下，氢含量控制在0.015%以下。
通过采用上述技术方案，将氢含量控制在0.015%以下，避免钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。
本发明的第二目的在于提供一种自行车车架材料的制备方法，其优点在于，制得的车架材料整体品质更高，使用更加耐久。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种自行车车架材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按质量百分比分别称取以下原料：al7％～10％，sic0.4％～0.8％，mn1％～2％，mo0.5％～0.8％，cr0.4％～0.8％，sn0.4％～0.8％，v0.2％～0.5％,余量的ti及不可避免的杂质，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，采用真空熔炼炉对步骤1中的混合原料进行熔炼，熔炼完成后，停止真空熔炼炉，随炉体冷却至50℃；
步骤3，反复重复步骤2，待最后一次熔炼后，打开真空熔炼炉；
步骤4，将步骤3熔炼的原料制成钛合金铸锭；冷却至室温后取出，并将钛合金铸锭使用热挤压方法挤压成管坯；
步骤5，使用超声波探伤仪对管坯进行探伤，探伤合格后对管坯进行酸洗，除去其表面杂质；
步骤6，将钛合金管坯放入真空热处理炉中加温至600℃～750℃，保温1小时，然后在炉内冷却至350°c～370℃，取出后冷却至室温，用二辊开坯机轧制得粗轧钛合金管；
步骤7，将粗轧钛合金管材继续放入真空热处理炉中加温至700°c-750°c，保温1小时，然后在炉内冷却至300℃～350℃，取出后冷却至室温，用三辊开坯机精轧得精轧钛合金管；
步骤8，将精轧钛合金管材再一次放入真空热处理炉中加温至350°c，保温1小时，去除其中的氢元素，取出后冷却至室温，校直即得成品车架型材。
通过采用上述技术方案，利用真空熔炼炉对原料进行反复的熔炼，使得到的原料品质更高，对管坯进行检测，及时的排查出不合格产品，配合对钛合金管坯进行粗轧、精轧以及退火处理，使制得的钛合金材料品质更高。
本发明进一步设置为：步骤2中真空熔炼炉的温度在950℃～1100℃。
通过采用上述技术方案，温度在950℃～1100℃之间时，使材料中的各个成分均能够充分混合。
本发明进一步设置为：步骤2中真空熔炼炉预先抽真空处理，且向真空熔炼炉内部充入高纯度氩气。
通过采用上述技术方案，高纯度氩气是惰性气体，化学性质稳定，是良好的保护性气体，用于对熔炼炉内部进行保护。
本发明进一步设置为：步骤2中熔炼完成后进行扒渣处理。
通过采用上述技术方案，经过对熔炼的原材进行扒渣处理，可去除原材料中的部分杂质，提高钛合金材料的品质。
本发明进一步设置为：步骤3中重复熔炼次数至少为三次。
通过采用上述技术方案，多次对原材料进行熔炼，每次熔炼后均进行扒渣处理，使原材料的品质更好。
本发明进一步设置为：步骤6中粗轧和步骤7中精轧时均使用润滑油对钛合金管坯表面及内孔进行润滑处理。
通过采用上述技术方案，通过对管坯的内外进行处理，降低轧辊与管坯之间的摩擦，减小摩擦对粗轧以及精轧的影响。
本发明进一步设置为：所述润滑油可为石蜡、轧制油、机油中的任意一种。
通过采用上述技术方案，上述润滑油均为市场上流通较广的产品，成本较低，且使用方式简单。
本发明进一步设置为：步骤8中冷却方式为空气冷却，冷却时间为4h。
通过采用上述技术方案，空气冷却不消耗资源，节约能源，冷却时间设置为4h，使型材冷却更加彻底。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、在钛合金中加入上述材料，钛与al、mn、mo、cr、sn、v0生成填隙式化合物或金属间化合物，使钛合金整体坚韧而富有弹性；
2、通过在钛合金中加入sic纤维，可增强钛合金材料整体的强度、刚性以及吸收冲击的能力，从而使制作的车架整体性能更优；
3、通过真空熔炼炉对原料进行反复的熔炼，使得到的原料品质更高，对管坯进行检测，及时的排查出不合格产品，配合对钛合金管坯进行粗轧、精轧以及退火处理，使制得的钛合金材料品质更高。
具体实施方式
以下是对本发明的技术方案作进一步详细说明。
实施例1
一种自行车车架材料，包括以下重量百分比配比的原料：al7％，sic0.4％，mn1％，mo0.5％，cr0.5％，sn0.5，v0.3％,余量的ti及不可避免的杂质，以上组分质量百分比之和为100％。
进一步的，不可避免的杂质主要为氧、氮、碳和氢元素，氧占总量的0.15～0.2%以下，氮元素占总量的0.04～0.05%以下，氢含量控制在0.015%以下，将氢含量控制在0.015%以下，避免钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。
本实施例中：在钛合金中加入上述材料，钛与al、mn、mo、cr、sn、v0生成填隙式化合物或金属间化合物，使钛合金整体坚韧而富有弹性，同时通过在钛合金中加入sic纤维，可增强钛合金材料整体的强度、刚性以及吸收冲击的能力，从而使制作的车架整体性能更优。
实施例2
一种自行车车架材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按质量百分比分别称取以下原料：al7％，sic0.4％，mn1％，mo0.5％，cr0.5％，sn0.5，v0.3％,余量的ti及不可避免的杂质，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，采用真空熔炼炉对步骤1中的混合原料进行熔炼，熔炼完成后，停止真空熔炼炉，随炉体冷却至50℃；
步骤3，反复重复步骤2，待最后一次熔炼后，打开真空熔炼炉；
步骤4，将步骤3熔炼的原料制成钛合金铸锭；冷却至室温后取出，并将钛合金铸锭使用热挤压方法挤压成管坯；
步骤5，使用超声波探伤仪对管坯进行探伤，探伤合格后对管坯进行酸洗，除去其表面杂质；
步骤6，将钛合金管坯放入真空热处理炉中加温至600℃～750℃，保温1小时，然后在炉内冷却至350°c～370℃，取出后冷却至室温，用二辊开坯机轧制得粗轧钛合金管；
步骤7，将粗轧钛合金管材继续放入真空热处理炉中加温至700°c-750°c，保温1小时，然后在炉内冷却至300℃～350℃，取出后冷却至室温，用三辊开坯机精轧得精轧钛合金管；
步骤8，将精轧钛合金管材再一次放入真空热处理炉中加温至350°c，保温1小时，去除其中的氢元素，取出后冷却至室温，校直即得成品车架型材。
进一步的，步骤2中真空熔炼炉的温度在950℃～1100℃，温度在950℃～1100℃之间时，使材料中的各个成分均能够充分混合，步骤2中真空熔炼炉预先抽真空处理，且向真空熔炼炉内部充入高纯度氩气，高纯度氩气是惰性气体，化学性质稳定，是良好的保护性气体，用于对熔炼炉内部进行保护。
再进一步的，步骤2中熔炼完成后进行扒渣处理，经过对熔炼的原材进行扒渣处理，可去除原材料中的部分杂质，提高钛合金材料的品质，骤3中重复熔炼次数至少为三次，多次对原材料进行熔炼，每次熔炼后均进行扒渣处理，使原材料的品质更好。
再进一步的，步骤6中粗轧和步骤7中精轧时均使用润滑油对钛合金管坯表面及内孔进行润滑处理，通过对管坯的内外进行处理，降低轧辊与管坯之间的摩擦，减小摩擦对粗轧以及精轧的影响，润滑油可为石蜡、轧制油、机油中的任意一种，上述润滑油均为市场上流通较广的产品，成本较低，且使用方式简单。
再进一步的，步骤8中冷却方式为空气冷却，冷却时间为4h，空气冷却不消耗资源，节约能源，冷却时间设置为4h，使型材冷却更加彻底。
实施例2a-实施例2c
以下为实施例2a-实施例2c，其制备方法与实施例2相同，仅存在sic组分含量的调整（单位wt%）。
通过实施例1-实施例4制得若干钛合金型材，并将部分钛合金型材支撑车架，每组实施例抽取10个自行车车架为一组进行以下测试：
强度测试：采用拉伸法测量车架的弹性模量；
拉伸强度测试：采用cb/t3457-1992液压拉伸器对型材的拉伸强度进行检测；
抗疲劳测试：进行欧盟标准化委员会公布的自行车安全标准规定的脚蹬力疲劳实验10万次以上不破坏,即为合格。
测试结果如下表：
由上表可得出，逐渐增大sic纤维的含量的条件下，型材的杨氏弹性模量（硬度）以及拉伸强度（抗冲击力）显著增强，可有效提高钛合金型材的性能，而制成的车架抗疲劳能力更强。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。