[发明专利]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

1.一种高强度、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以及挤压头Ⅰ与模具Ⅰ连接处均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经校直工装校准、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以及挤压头Ⅱ、穿孔针与模具Ⅱ连接处均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经校直工装校准、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对所述步骤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。