[发明专利]一种电动自行车轮圈用铝合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动自行车领域，特别涉及一种电动自行车轮圈用铝合金的制备方法。

背景技术

电动自行车由于速度较普通自行车快，使用起来比汽车灵活，适应道路范围更广，因此，已成为人们出行的一种重要的交通工具。目前，我国电动自行的拥有量很大，人们也对电动自行车的各项性能进行改进，其中比较重要改进涉及进一步降低能耗，提高单次充电的行驶里程。这些研究中较多的是涉及充电电池的改进。

而另一个重要的方面，可以从车体的材料出发，减轻车体重量也可以节约能源，从而提高单次充电的行驶里程。传统电动自行车的主体结构很少使用铝合金材料，但随着技术进步和加工工艺的不断演化成熟，铝合金作为一种替代材料逐渐被更多的厂家使用。就轮圈而言，现有技术有选用7XXX系合金的报道。

然而，由于7XXX材料由于固相线较低，所以挤压淬火温度低，为了后续的加工，在挤压过程中控制出口温度要低于淬火温度，否则会由于7XXX合金的高合金含量，材料将迅速的自然时效强化，必须在极短的时间，一般在1-2天内完成铝轮圈弯曲、冲孔压窝加工。一旦超过这个时间节点，就必须进行固溶热处理后才能继续加工。若不进行固溶热处理进行加工，在冲孔压窝加工过程中由于塑性不够会产生开裂现象，即使不出现开裂，也会由于塑性的降低导致表面产生橘皮现象，严重影响美观。若重新进行固溶将不可避免的出现成本上升、生产效率低下，同时由于固溶后挤压效应的消失会造成性能下降。

若挤压出口温度低于淬火点温度，使得材料不能充分淬火，就意味着要降低挤压棒材温度，导致挤压压力剧增，挤压速度急剧下降、效率降低，同时容易损坏挤压筒和挤压模具。且由于在挤压过程中没有获得最佳的淬火温度，使得其在其后续加工过程中必须进行固溶才能发挥合金性能。

综上所述，按现有的铝合金材料，不论采用何种工艺，都不可避免的面临生产效率低下，同时不能充分发挥材料性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种电动自行车轮圈用铝合金的制备方法。通过该方法制备的铝合金轮圈强度高、延伸率佳、焊接性能良好。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种电动自行车轮圈用铝合金的制备方法，所述铝合金按重量百分比由下列组分组成：Si 1.5～2.5；Cu 1.5～2.5；Mg 2.0～3.2；Zn 0.4～0.8；Ti 0.2～0.6；Zr 0.35～0.50；余量为铝和不可避免的杂质；所述的制备方法包括如下的步骤：

(1)熔炼：取铝硅中间合金、铝铜中间合金、铝锌中间合金、铝钛中间合金和铝锆中间合金，按前述组分比例配料装炉熔炼，温度为770～780℃，时间为4h～4.5h；然后向炉中按组分配比加入镁锭，并搅拌，继续熔炼，时间为20min，扒渣；

(2)精炼：将炉温调整至精炼温度710～715℃，加入常规精炼剂精炼20～25min，扒渣；

(3)浇铸：采用铝钛硼丝在线喂丝细化，浇注温度为680～690℃，浇铸速度为75～90mm/min，获得铸锭；

(4)均匀化处理：温度为430～450℃，保温时间为12～15h；

(5)挤压：将铝合金铸锭加热至420～430℃，挤压模具加热至380～400℃，涂抹挤压油，进行挤压。

本发明的有益效果为：

1)本发明针对电动自行车的特点精确设计和控制铝合金的成分，铝合金的各合金化元素协同作用，使得其具有很高的强度，良好的延伸率，低自然时效效应，焊接性能好。

2)针对所设计的合金成分，对常规熔炼浇注方法参数进行优化调整，从而保证了所设计合金性能的充分实现。本发明的铝合金挤压后，抗拉强度≥450MPa，屈服≥400MPa，延伸率≥8％；并且加工成型性能好，完全满足电动自行车的使用需要。

具体实施方式

实施例一

一种电动自行车轮圈用铝合金的制备方法，所述铝合金按重量百分比由下列组分组成：Si 1.5；Cu 2.5；Mg 2.0；Zn 0.8；Ti 0.2；Zr 0.50；余量为铝和不可避免的杂质；所述的制备方法包括如下的步骤：

(1)熔炼：取铝硅中间合金、铝铜中间合金、铝锌中间合金、铝钛中间合金和铝锆中间合金，按前述组分比例配料装炉熔炼，温度为770℃，时间为4.5h；然后向炉中按组分配比加入镁锭，并搅拌，继续熔炼，时间为20min，扒渣；

(2)精炼：将炉温调整至精炼温度710℃，加入常规精炼剂精炼25min，扒渣；