專利名稱：一種電動自行車輪圈用鋁合金的制備方法
技術領域：
本發明涉及電動自行車領域，特別涉及一種電動自行車輪圈用鋁合金的制備方法。
背景技術：
電動自行車由于速度較普通自行車快，使用起來比汽車靈活，適應道路范圍更廣， 因此，已成為人們出行的一種重要的交通工具。目前，我國電動自行的擁有量很大，人們也對電動自行車的各項性能進行改進，其中比較重要改進涉及進一步降低能耗，提高單次充電的行駛里程。這些研究中較多的是涉及充電電池的改進。而另一個重要的方面，可以從車體的材料出發，減輕車體重量也可以節約能源，從而提高單次充電的行駛里程。傳統電動自行車的主體結構很少使用鋁合金材料，但隨著技術進步和加工工藝的不斷演化成熟，鋁合金作為一種替代材料逐漸被更多的廠家使用。就輪圈而言，現有技術有選用7XXX系合金的報道。然而，由于7XXX材料由于固相線較低，所以擠壓淬火溫度低，為了后續的加工，在擠壓過程中控制出口溫度要低于淬火溫度，否則會由于7XXX合金的高合金含量，材料將迅速的自然時效強化，必須在極短的時間，一般在1-2天內完成鋁輪圈彎曲、沖孔壓窩加工。 一旦超過這個時間節點，就必須進行固溶熱處理后才能繼續加工。若不進行固溶熱處理進行加工，在沖孔壓窩加工過程中由于塑性不夠會產生開裂現象，即使不出現開裂，也會由于塑性的降低導致表面產生橘皮現象，嚴重影響美觀。若重新進行固溶將不可避免的出現成本上升、生產效率低下，同時由于固溶后擠壓效應的消失會造成性能下降。若擠壓出口溫度低于淬火點溫度，使得材料不能充分淬火，就意味著要降低擠壓棒材溫度，導致擠壓壓力劇增，擠壓速度急劇下降、效率降低，同時容易損壞擠壓筒和擠壓模具。且由于在擠壓過程中沒有獲得最佳的淬火溫度，使得其在其后續加工過程中必須進行固溶才能發揮合金性能。綜上所述，按現有的鋁合金材料，不論采用何種工藝，都不可避免的面臨生產效率低下，同時不能充分發揮材料性能。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種電動自行車輪圈用鋁合金的制備方法。通過該方法制備的鋁合金輪圈強度高、延伸率佳、焊接性能良好。為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下一種電動自行車輪圈用鋁合金的制備方法，所述鋁合金按重量百分比由下列組分組成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 ；余量為鋁和不可避免的雜質；所述的制備方法包括如下的步驟(1)熔煉取鋁硅中間合金、鋁銅中間合金、鋁鋅中間合金、鋁鈦中間合金和鋁鋯中間合金，按前述組分比例配料裝爐熔煉，溫度為770 780°C，時間為4h 4. 5h ；然后向爐中按組分配比加入鎂錠，并攪拌，繼續熔煉，時間為20min，扒渣；(2)精煉將爐溫調整至精煉溫度710 715°C，加入常規精煉劑精煉20 25min， 扒渣；(3)澆鑄采用鋁鈦硼絲在線喂絲細化，澆注溫度為680 690°C，澆鑄速度為 75 90mm/min，獲得鑄錠；(4)均勻化處理溫度為430 450°C，保溫時間為12 15h ；(5)擠壓將鋁合金鑄錠加熱至420 430°C，擠壓模具加熱至380 400°C，涂抹擠壓油，進行擠壓。本發明的有益效果為1)本發明針對電動自行車的特點精確設計和控制鋁合金的成分，鋁合金的各合金化元素協同作用，使得其具有很高的強度，良好的延伸率，低自然時效效應，焊接性能好。2)針對所設計的合金成分，對常規熔煉澆注方法參數進行優化調整，從而保證了所設計合金性能的充分實現。本發明的鋁合金擠壓后，抗拉強度彡450MPa，屈服彡400MPa, 延伸率> 8% ；并且加工成型性能好，完全滿足電動自行車的使用需要。
具體實施例方式實施例一一種電動自行車輪圈用鋁合金的制備方法，所述鋁合金按重量百分比由下列組分組成Si 1. 5 ；Cu 2. 5 ；Mg 2. 0 ；Zn 0. 8 ；Ti 0. 2 ；Zr 0. 50 ；余量為鋁和不可避免的雜質；所述的制備方法包括如下的步驟(1)熔煉取鋁硅中間合金、鋁銅中間合金、鋁鋅中間合金、鋁鈦中間合金和鋁鋯中間合金，按前述組分比例配料裝爐熔煉，溫度為770°C，時間為4. 5h ；然后向爐中按組分配比加入鎂錠，并攪拌，繼續熔煉，時間為20min，扒渣；(2)精煉將爐溫調整至精煉溫度710°C，加入常規精煉劑精煉25min，扒渣；(3)澆鑄采用鋁鈦硼絲在線喂絲細化，澆注溫度為680°C，澆鑄速度為90mm/min，
獲得鑄錠；(4)均勻化處理溫度為430°C，保溫時間為15h ；(5)擠壓將鋁合金鑄錠加熱至420°C，擠壓模具加熱至400°C，涂抹擠壓油，進行擠壓。實施例二一種電動自行車輪圈用鋁合金的制備方法，所述鋁合金按重量百分比由下列組分組成Si 2. 5 ；Cu 1. 5 ；Mg 3. 2 ；Zn 0. 4 ；Ti 0. 6 ；Zr 0. 35 ；余量為鋁和不可避免的雜質；所述的制備方法包括如下的步驟(1)熔煉取鋁硅中間合金、鋁銅中間合金、鋁鋅中間合金、鋁鈦中間合金和鋁鋯中間合金，按前述組分比例配料裝爐熔煉，溫度為780°C，時間為4h ；然后向爐中按組分配比加入鎂錠，并攪拌，繼續熔煉，時間為20min，扒渣；(2)精煉將爐溫調整至精煉溫度715°C，加入常規精煉劑精煉20min，扒渣；(3)澆鑄采用鋁鈦硼絲在線喂絲細化，澆注溫度為690°C，澆鑄速度為75mm/min，
獲得鑄錠；
(4)均勻化處理溫度為450°C，保溫時間為12h ；(5)擠壓將鋁合金鑄錠加熱至430°C，擠壓模具加熱至380°C，涂抹擠壓油，進行擠壓。實施例三一種電動自行車輪圈用鋁合金的制備方法，所述鋁合金按重量百分比由下列組分組成Si 2. 0 ；Cu 2. 0 ；Mg 2. 6 ；Zn 0. 6 ；Ti 0. 4 ；Zr 0. 42 ；余量為鋁和不可避免的雜質；所述的制備方法包括如下的步驟(1)熔煉取鋁硅中間合金、鋁銅中間合金、鋁鋅中間合金、鋁鈦中間合金和鋁鋯中間合金，按前述組分比例配料裝爐熔煉，溫度為775°C，時間為4. 5h ；然后向爐中按組分配比加入鎂錠，并攪拌，繼續熔煉，時間為20min，扒渣；(2)精煉將爐溫調整至精煉溫度712°C，加入常規精煉劑精煉22min，扒渣；(3)澆鑄采用鋁鈦硼絲在線喂絲細化，澆注溫度為685°C，澆鑄速度為85mm/min，
獲得鑄錠；(4)均勻化處理溫度為440°C，保溫時間為13. 5h ；(5)擠壓將鋁合金鑄錠加熱至425°C，擠壓模具加熱至390°C，涂抹擠壓油，進行擠壓。申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程， 但本發明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進， 對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
權利要求
1. 一種電動自行車輪圈用鋁合金的制備方法，其特征在于，所述鋁合金按重量百分比由下列組分組成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 ；余量為鋁和不可避免的雜質；所述的制備方法包括如下的步驟(1)熔煉取鋁硅中間合金、鋁銅中間合金、鋁鋅中間合金、鋁鈦中間合金和鋁鋯中間合金，按前述組分比例配料裝爐熔煉，溫度為770 780°C，時間為4h 4. 5h ；然后向爐中按組分配比加入鎂錠，并攪拌，繼續熔煉，時間為20min，扒渣；(2)精煉將爐溫調整至精煉溫度710 715°C，加入常規精煉劑精煉20 25min，扒渣；(3)澆鑄采用鋁鈦硼絲在線喂絲細化，澆注溫度為680 690°C，澆鑄速度為75 90mm/min，獲得鑄錠；(4)均勻化處理溫度為430 450°C，保溫時間為12 15h；(5)擠壓將鋁合金鑄錠加熱至420 430°C，擠壓模具加熱至380 400°C，涂抹擠壓油，進行擠壓。
全文摘要
本發明公開了一種電動自行車輪圈用鋁合金的制備方法，所述鋁合金按重量百分比由下列組分組成Si1.5～2.5；Cu1.5～2.5；Mg2.0～3.2；Zn0.4～0.8；Ti0.2～0.6；Zr0.35～0.50；余量為鋁和不可避免的雜質；所述的制備方法包括熔煉、精煉、澆鑄、均勻化處理、擠壓步驟。本發明制備方法獲得的鋁合金的各合金化元素協同作用，使得其具有很高的強度，良好的延伸率，低自然時效效應，焊接性能好。本發明的鋁合金擠壓后，抗拉強度≥450MPa，屈服≥400MPa，延伸率≥8％；并且加工成型性能好，完全滿足電動自行車的使用需要。
文檔編號C22F1/057GK102424926SQ20111036680
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者張潔 申請人:張潔