本發明屬于車輛材料領域，具體涉及一種新能源客車鋁合金車體龍骨架材料的生產方法。

背景技術：

世界汽車制造商協會(OICA)統計，2010年世界汽車生產總體穩定，共生產汽車7760.9萬車，相比于2009年增長25.8%，超出2008年產量10%，目前全球汽車保有量已從2009年的9.8億輛躍升至2010年的10.15億輛，同比增長3.6%。據預計，到2050年的這一數字將升至25億輛。隨著汽車產量和保有量的急劇增加，世界汽車工業面臨著越來越嚴峻的三大問題，能源、環保和安全，而其中又以能源和環保問題最為突出，作為現代文明標志之一的汽車一刻也離不開石油。據統計，一輛汽車年平均消耗石油約五噸，汽車尾氣對大氣環境、人類健康造成了嚴重的危害，即采用現代設計方法和有效的手段對汽車產品進行優化設計，或使用新型材料和制造技術在確保汽車綜合性指標的前提下，盡可能降低汽車產品自身重量，以達到減重、降耗、環保、安全的綜合目標。

目前普通的客車的承力件及連接件采用的是鋼鐵材料的龍骨架，使得汽車的自身重量較重，對能源消耗較高，目前客車車體輕量化工作比較落后，從降耗和環保的方面考慮，需要改進客車車體部分結構的材質，或替換或采用輕質材料。

解決輕量化問題有兩種方式，一種是完全彩新結構、新材料，開發新型車體等；另一種方式是在現有客車的基礎上采用一部分新材料，改變部分結構來達到輕量化的目的。

車體輕量化的原則是，車體輕量化以車體強度、剛度、車內噪聲、平穩性指標等滿足相關標準為原則；在現有客車主體結構下進行，不至于給現有的生產工藝帶來太大的不便。以結構優化為主，兼顧采用新材料，而且還要考慮到該材料的推廣及應用價值。

現有的車體車量化工作如材料的選擇或工藝的改變往往會給車體帶來剛度不足或者是平衡性差等缺點，引起輕體振動惡化、車內噪聲大、乘坐舒適度下降等問題。

因此，需要在改進的同時，也要考慮到從以上幾個方面的原則，選擇適宜的材料及設定合適的工藝，生產出輕量化的車體龍骨架材料，有效解決大量生產、交貨問題，生產的產品滿足用戶使用要求，有利于加工和使用的問題。

技術實現要素：

為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種便于推廣應用的以鋁合金為主料的輕量材料，該材料有承力方面，完全能代替鋼鐵承擔連接作用，而且采用新材料后的車體，減輕車體自身重量，可以解決大量生產、交貨問題，生產的產品滿足用戶使用要求，有利于加工和使用。

新能源客車鋁合金車體龍骨架材料的生產方法，包括下述的步驟： （1）選擇鋁合金材料，之后進行熔煉、鑄造，得鋁合金鑄錠；

（2）擠壓鋁合金鑄錠，擠壓后所得的鋁合金方管，在線淬火，在515-530℃達到完全淬火，達到型材完全固溶的狀態；并控制表面粗晶層，提高焊接拉伸及焊接彎曲性能；

（3）對步驟（2）中的鋁合金方管張力拉伸、時效、時效后取低倍、力學性能試樣、焊接、切試樣、打磨焊道，取試樣檢驗，合格品為車體龍骨架材料。

優選的，步驟（1）中選擇的鋁合金材料為6061合金。

更優選的，新能源客車鋁合金車體龍骨架材料的生產方法，鋁合金鑄錠中元素的質量百分比Si為0.4%～0.8%，Fe為≤0.70%，Cu為0.15%～0.4%，Mn為≤0.15%，Mg為0.80%～1.2%，Cr為0.04%～0.35%， Zn為≤0.25%，Ti為≤0.15%，單個雜質≤0.05%，合計雜質≤0.15%，其余為Al。

上述的步驟（1）中，熔煉時，液體扒渣、除氣；鑄造時過濾。

優選的，步驟（2）中，擠壓鋁合金方管并在線淬火，在515-530℃達到完全淬火，使型材完全固溶，并控制表面粗晶層，控制方法具體為：熔鑄質量控制晶粒度一級，疏松一級，鑄錠低倍無偏析、無裂紋、無氧化膜、夾雜缺陷；擠壓質量控制淬火速度在60秒之內達到完全冷卻。

所述的步驟（2）中，擠壓系數大于30，變形程度大于90%；鋁合金方管張力拉伸時，拉伸率在0.8-1.5%；鋁合金方管時效過程中，時效溫度為175-190℃，保溫8-14小時。

步驟（3）中鋁合金方管取低倍、力學性能試樣、焊接試樣，焊接采用TIG法。

步驟（3）中，切試樣，試樣寬度20mm長度300mm；焊接點在試樣中間，打磨焊道時，焊道與母材高度相同或最大高出母材0.5mm。

步驟（3）中，取試樣檢驗具體是進行焊接拉伸試驗、焊接彎曲試驗、母材拉伸試驗、彎曲試驗試驗。

上述的鑄造后所得鑄錠的規格為26MN鑄錠為Φ228mm×6000mm及36MN鑄錠為Φ308mm×6000mm；在擠壓之前，對鑄錠切頭、切尾、切定尺、車皮，定尺尺寸：單孔膜Φ224mm×600mm及雙孔模Φ302mm×550mm。

本發明的有益效果在于，采用本發明的方法生產所得到的客車車體龍骨架材料，和采用鋼鐵材料相比，顯著的減輕了車體的重量，節約了能耗，但是在對車體的承受力方面，卻達到了和鋼鐵材料相同的效果，而且對于車體的平衡以及剛度、強度等指標方面，并沒有弱化，兼顧了采用新材料和其指標性能這兩個方面。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作更進一步的說明，以便本領域的技術人員更了解本發明，但并不因此限制本發明。

實施例1

一、詳細了解用戶使用要求及后續檢驗情況，用戶在使用過程中將骨架型材進行彎曲、焊接、并在承受震動、重力的環境下使用，出廠檢驗主要檢測焊接拉伸、焊接彎曲、母材拉伸、母材彎曲；

二、選擇鋁合金材料，材料選擇6061合金，6061合金是六系合金中強度較高且可進行分流模擠壓的合金，利于骨架型材的設計；

三、進行圖紙設計、模具設計，設計時模具工作帶寬度3-4mm；

四、選擇擠壓機，擠壓時應保證充分變形，選擇26MN及36MN擠壓機擠壓，擠壓系數在30以上，變形程度達到90%以上；

五、鑄造鋁合金鑄錠，鋁合金鑄錠中元素的質量百分比Si為0.4%～0.8%，Fe為≤0.70%，Cu為0.15%～0.4%，Mn為≤0.15%，Mg為0.80%～1.2%，Cr為0.04%～0.35%， Zn為≤0.25%，Ti為≤0.15%，單個雜質≤0.05%，合計雜質≤0.15%，其余為Al；熔煉6061鋁合金圓鑄錠時計算配料、液體扒渣、除氣，鑄造時過濾；

六、鑄錠規格26MN鑄錠為Φ228mm×6000mm及36MN鑄錠為Φ308mm×6000mm；

七、鑄錠切頭、切尾、切定尺、車皮，定尺尺寸：Φ224mm×600mm（單孔膜）及Φ302mm×550mm（雙孔模）；

八、擠壓鋁合金方管并在線淬火，在515-530℃達到完全淬火，達到型材完全固溶的效果，并控制表面粗晶層，提高焊接拉伸及焊接彎曲性能；

九、鋁合金方管張力拉伸，拉伸率在0.8-1.5%；

十、鋁合金方管時效，時效工藝175-190℃，保溫8-14小時；

十一、鋁合金方管取低倍、力學性能試樣、焊接試樣；

十二、鋁合金方管焊接，采用TIG方法焊接；

十三、鋁合金方管焊接后切試樣，試樣寬度20mm長度300mm，焊接點在中間，打磨焊道，焊道與母材高度相同或最大高出母材0.5mm，進行焊接拉伸試驗、焊接彎曲試驗、母材拉伸試驗、彎曲試驗試驗；

十四、鋁合金方管包裝。

相比鋼鐵骨架的重量，使用鋁合金后車體重量可以減輕二分之一到三分之二，鋁合金具有較好的剛度，可以吸收撞擊能量，減輕撞擊瞬間的沖擊傷害，研究表明，車體重量所消耗的能源占70%，車體重量減少10%，能源消耗降低8%。

實施例2

本實施方式與具體實施方式1不同的是，與用戶一起優化擠壓工藝方案，確保擠壓工藝能保證力學性能并控制粗晶環的長大，其他步驟及參數與具體實施方式一中第一條相同。

實施例3

本實施方式與具體實施方式1不同的是，毛料均質，均質后鑄錠低倍晶粒度一級、疏松一級，其他步驟及參數與具體實施方式1中第二條相同。

實施例4

本實施方式與具體實施方式1不同的是，模具設計時保證36MN雙孔模擠壓流速基本一致，其他步驟及參數與具體實施方式1中第三條相同。

實施例5

本實施方式與具體實施方式1不同的是，擠壓系數在30-35之間，其他步驟及參數與具體實施方式一中第四條相同。

實施例6

新能源客車鋁合金車體龍骨架材料的生產方法，包括下述的步驟： （1）選擇鋁合金材料中的6061合金，之后進行熔煉、鑄造，得鋁合金鑄錠；

熔煉時，液體扒渣、除氣；鑄造時過濾；

鋁合金鑄錠中元素的質量百分比Si為0.4%～0.8%，Fe為≤0.70%，Cu為0.15%～0.4%，Mn為≤0.15%，Mg為0.80%～1.2%，Cr為0.04%～0.35%， Zn為≤0.25%，Ti為≤0.15%，單個雜質≤0.05%，合計雜質≤0.15%，其余為Al；

（2）擠壓鋁合金鑄錠，擠壓后所得的鋁合金方管，在線淬火，在515-530℃達到完全淬火，達到型材完全固溶的狀態；并控制表面粗晶層，提高焊接拉伸及焊接彎曲性能；控制方法具體為：熔鑄質量控制晶粒度一級，疏松一級，鑄錠低倍無偏析、無裂紋、無氧化膜、夾雜缺陷；擠壓質量控制淬火速度在60秒之內達到完全冷卻。

擠壓系數大于30，變形程度大于90%；鋁合金方管張力拉伸時，拉伸率在0.8-1.5%；鋁合金方管時效過程中，時效溫度為175-190℃，保溫8-14小時。

（3）對步驟（2）中的鋁合金方管張力拉伸、時效、時效后取低倍、力學性能試樣、焊接、切試樣、打磨焊道，取試樣檢驗，合格品為車體龍骨架材料。

上述的鋁合金方管取低倍、力學性能試樣、焊接試樣，焊接采用TIG法；

切試樣，試樣寬度20mm長度300mm；焊接點在試樣中間，打磨焊道時，焊道與母材高度相同或最大高出母材0.5mm。

取試樣檢驗具體是進行焊接拉伸試驗、焊接彎曲試驗、母材拉伸試驗、彎曲試驗試驗。

上述的鑄造后所得鑄錠的規格為26MN鑄錠為Φ228mm×6000mm及36MN鑄錠為Φ308mm×6000mm；在擠壓之前，對鑄錠切頭、切尾、切定尺、車皮，定尺尺寸：單孔膜Φ224mm×600mm及雙孔模Φ302mm×550mm。

本技術方案在滿足標準要求下，提高勞動生產率，節約成本，滿足用戶訂貨需求。