一种高强度、低密度的轻质自行车车架的制备方法

摘要

本发明涉及一种高强度、低密度的轻质自行车车架的制备方法，该方法包括以下步骤：⑴制备镁合金铸锭；⑵镁合金铸锭进行机加工后退火；⑶正向挤压准备；⑷对步骤⑶所得的镁合金铸锭进行挤压，得到型材并进行牵引；⑸反向挤压准备；⑹对步骤⑸所得的镁合金铸锭进行挤压，得到型材并进行牵引；⑺对步骤⑷及步骤⑹所得的型材切割；⑻将步骤⑺所得的产品进行机加工后淬水，并进行时效处理后使其自然冷却至室温，得到管材；⑼对步骤⑻所得的管材处理、保温；⑽将步骤⑼所得的管材经焊接、热处理、冷却后加工，即得自行车车架产品。本发明工艺简单、易于实施，所得产品最大限度地解决了自行车车架强度与重量兼容的问题。

主权项

一种高强度、低密度的轻质自行车车架的制备方法，包括以下步骤：⑴制备镁合金铸锭：分别将镁锭940~980kg、铝锭3~7kg、锌锭15~21kg、Al‑20Ti中间合金8~12kg、Mg‑50Nd中间合金3.0~4.2kg、Mg‑50Y中间合金6.5~7.5kg、Mg‑50Ce中间合金1.0~1.4kg预热至100~180℃，然后将所述镁锭、所述铝锭、所述锌锭置于CO₂和Ar混合气体保护的熔炉中熔化；熔化后在650~760℃保温25~45分钟，再升温至760~840℃，此时加入所述Al‑20Ti中间合金、所述Mg‑50Nd中间合金、所述Mg‑50Y中间合金、所述Mg‑50Ce中间合金，待所述Al‑20Ti中间合金、所述Mg‑50Nd中间合金、所述Mg‑50Y中间合金、所述Mg‑50Ce中间合金熔化后将镁液升温至770~860℃保温30~50分钟；再降温至650~800℃，静置10~20分钟后采用预先加热至150~300℃的钢制模具进行浇铸，即得镁合金铸锭；⑵将所述镁合金铸锭自然冷却至室温后进行机加工，再运用常规方法除去表面油污，经无水酒精清洗之后放入电阻炉Ⅰ中进行退火，随炉加热至300℃~380℃并保温30~35小时，然后随炉冷却；⑶正向挤压准备：将所述步骤⑵所得的镁合金铸锭放入电阻炉Ⅱ中，其加热目标温度为300~500℃，加热方式为空炉到温后一次性放入铸锭，铸锭实测到400~450℃后保温1~3小时；同时将模具Ⅰ放入电阻炉Ⅲ中，其加热目标温度为400~500℃，加热方式为冷炉放模，模具Ⅰ实测到300~350℃后保温1~3小时；同时将挤压筒Ⅰ加热至200~300℃；⑷实测温度达到要求之后对1500t压机的挤压筒Ⅰ、挤压头Ⅰ、挤压头Ⅰ与模具Ⅰ连接处用润滑剂进行润滑后放入所述模具Ⅰ和所述步骤⑶所得的镁合金铸锭进行挤压，在速度改为恒速度之后型材出了校直工装、打开靠近牵引机Ⅰ的四组风机Ⅰ进行风冷冷却，型材出模具Ⅰ衬100~200mm后用牵引机Ⅰ开始牵引；⑸反向挤压准备：将所述步骤⑵所得的镁合金铸锭放入电阻炉Ⅳ中，其加热目标温度为300~500℃，加热方式为空炉到温后一次性放入铸锭，铸锭实测到400~450℃后保温1~3小时；同时将模具Ⅱ放入电阻炉Ⅴ中，其加热目标温度为400~500℃，加热方式为冷炉放模，模具Ⅱ实测到300~350℃后保温1~3小时；将穿孔针加热到400~500℃，穿孔针实测到温后300~350℃保温1~3小时；同时将挤压筒Ⅱ加热至200~300℃；⑹实测温度达到要求之后对1500t压机的挤压筒Ⅱ、挤压头Ⅱ、挤压头Ⅱ、穿孔针与模具Ⅱ连接处用润滑剂进行润滑后放入所述模具Ⅱ和所述步骤⑸所得的镁合金铸锭进行挤压，在速度改为恒速度之后型材出了校直工装、打开靠近牵引机Ⅱ的四组风机Ⅱ进行风冷冷却，型材出模具Ⅱ衬100~200mm后用牵引机Ⅱ开始牵引；⑺所述步骤⑷及所述步骤⑹所得的型材均进行切割，型材从头部300~500mm处锯掉，尾部从一、二段型材挤压接合处前100mm处锯掉；⑻将所述步骤⑺所得的产品进行机加工，然后运用常规方法除去表面油污，经无水酒精清洗后放入电阻炉Ⅵ中加热至340℃~400℃，并保温2~5小时，再加热至400~460℃，保温4~10小时，淬水，得到固溶强化处理后的镁合金；将所述固溶强化处理后的镁合金在温度为170~190℃的条件下进行时效处理，20~40小时后使其自然冷却至室温，得到管材；⑼对所述步骤⑻所得的管材采用常规方法去除表面油污，再用无水酒精清洗之后放于冷炉中随炉加热至200~300℃，检测达到目标温度后保温1~3小时；⑽将所述步骤⑼所得的管材在焊接电流为85~100A的条件下采用氩弧焊进行焊接；焊接结束后在温度为170~190℃的条件下进行热处理，3~5小时后自然冷却至室温，并按常规方法进行加工，即得自行车车架产品。