[发明专利]镁合金、镁合金型材的制备方法及镁合金车圈的制备方法

说明书

本发明公开一种镁合金、镁合金型材的制备方法及镁合金车圈的制备方法，其中，该镁合金按重量百分数计包括下述组分：Zn 5.5～6.0％、Zr 0.3～0.6％、富钇混合稀土0.5～2.0％，余量为Mg。本发明的镁合金型材的制备方法是以该镁合金为原料制备的，制备步骤为：先根据该镁合金的组分配方制备镁合金棒料，然后将该镁合金棒料与自行车车圈型材模具共同加热至300～400℃，将镁合金棒料取出放入挤压机中300～380℃下挤压得到符合自行车车圈的力学性能的镁合金型材。本发明还提供了以该镁合金型材为原料制备镁合金车圈的方法，该方法对车圈接口的连接方法进行改进，摒弃了以往直接装销、插接的连接方式，采用钻孔、焊接的方式连接，大大提高了车圈结合部位的强度，轮圈受压变形较小。

技术领域

本发明涉及一种镁合金、镁合金型材的制备方法以及镁合金车圈的制备方法，属于自行车车圈制备领域。

背景技术

自行车传统使用钢材或者铝型材制造车圈。镁合金是最轻的金属结构材料，其密度为1.78～1.82g/cm³，是铝合金密度的2/3，钢铁材料密度的1/4；而且具有比强度和比模量高、阻尼减震性能好、资源丰富、易于回收循环使用等优点，在航天航空、汽车、轨道交通等运输行业得到广泛应用，并得到运动器材、自行车行业的青睐，一些企业尝试用镁合金设计制造自行车车架及车圈等零部件。

然而，常规标准镁合金材料力学性能特别是屈服强度较低，采用镁合金车圈型材在弯曲成型后连接部位接合强度不够，轮圈受压变形超标，不能满足自行车车圈使用要求。

发明内容

发明目的：针对现有的镁合金材料力学性能差、不能满足自行车车圈使用要求的问题，本发明的第一目的在于提供一种镁合金，第二目的在于提供一种用作自行车车圈的镁合金型材的制备方法，该镁合金型材以本发明提供的镁合金为原料；本发明的第三目的在于提供一种以该镁合金型材为原料制备镁合金车圈的方法。

技术方案：本发明所述的一种镁合金，其特征在于，按重量百分数计包括下述组分：Zn 5.5～6.0％、Zr 0.3～0.6％、富钇混合稀土0.5～2.0％，余量为Mg。

其中，富钇混合稀土由Y和其他稀土元素组成，Y的含量为25～30wt％。优选的，富钇混合稀土按重量百分数计包括下述稀土：Y 25～30％、Nd 15～20％、Gd 12～16％、Dy 10～15％和余量的其他稀土。更优选的，富钇混合稀土由如下重量百分数的原料组成：Y 25～30％、Nd 15～20％、Gd 12～16％、Dy 10～15％、La 8～12％、Ce 6～10％、Pr 3～6％、Ho 2～5％和Er 1～3％。

本发明所述的一种用作自行车车圈的镁合金型材的制备方法，包括下述步骤：

1)根据上述镁合金组分配方制备镁合金棒料；

2)将镁合金棒料和自行车车圈型材模具放入电加热炉中加热至300～400℃，然后将镁合金棒料取出、放入事先预热至300～380℃的挤压机中进行车圈型材挤压生产，得到符合车圈力学性能的镁合金型材。

具体的，步骤1)中，镁合金棒料的制备方法包括下述步骤：

(1)配料：根据镁合金棒料组分配方和熔炼重量配料，其中，Zr以Mg-5Zr中间合金形式加入，富钇混合稀土以Mg-10Re稀土中间合金形式加入；Re为富钇混合稀土的简称，为英文rare earth的缩写；

(2)熔炼：将配制好的镁锭放入加热炉中，镁锭上表面覆盖一层镁合金熔炼覆盖剂，加热炉料至700～730℃，待镁锭全部熔化后，加入锌锭、Mg-5Zr中间合金和Mg-10Re稀土中间合金料块，搅拌、得到成分均匀的镁合金熔液；静置，清除熔池表面的熔炼覆盖剂，升温至730～750℃，加入镁合金精炼剂，充分搅拌、精炼后静置、降温至680～700℃准备浇铸；