[发明专利]一种用于制造自行车车架的高强度铝合金材料及生产工艺

说明书

本发明公开了一种用于制造自行车车架的高强度铝合金材料，所述高强度铝合金材料中各成分的质量百分比为：Cu0.5‑1％、Mg：0.8‑1.6％；Si：4.2‑5.7％、Ni：0.12‑0.26％、Zr：0.05‑0.25％、Mn：0.05‑0.12％、Ti：0.2‑0.35％、F：0‑0.15％，其余为Al和不可避免的杂质，且杂质的质量百分比不超过0.5％；本发明所公开的高强度铝合金材料具有强度高、韧性好、耐疲劳和耐腐蚀的优点，使得使用其制造的自行车车架具有强度大、韧性好、耐疲劳和耐腐蚀的优点，从而提高了自行车的强度和稳定性，而且使得自行车更加耐用。

技术领域

本发明涉及自行车车架用高强度铝合金材料领域，具体为一种用于制造自行车车架的高强度铝合金材料及生产工艺。

背景技术

高强度铝合金材料因其密度低、强度高、成本低，是制造自行车车架的一种理想材料。铝合金材料的性能主要取决于内部组织、晶界组态及析出相的种类、尺寸、形态。制造自行车车架的铝合金材料的基础形态为铝合金圆管状。其生产时，主要有两种制造方式，一种是浇筑成型，一种是挤压成型。其中，挤压成型的铝合金管具有较小的质量缺陷和较高的机械强度，其优先级高于浇筑成型。在此基础上，如何结合铝合金材料的组分及铝合金圆管的制备方式，得到强度高、韧性好、抗疲劳性能好、抗腐蚀性能好的用于制造自行车车架的高强度铝合金材料，是一个十分值得研究的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于制造自行车车架的高强度铝合金材料及生产工艺，旨在对现有的用于制造自行车车架的高强度铝合金材料进行强度、韧性、抗疲劳性能以及抗腐蚀性能进行进一步的提升。

本发明是这样实现的：本发明公开了一种用于制造自行车车架的高强度铝合金材料，所述高强度铝合金材料中各成分的质量百分比为：Cu 0.5-1％、Mg：0.8-1.6％；Si：4.2-5.7％、 Ni：0.12-0.26％、Zr：0.05-0.25％、Mn：0.05-0.12％、Ti： 0.2-0.35％、F：0-0.15％，其余为Al和不可避免的杂质，且杂质的质量百分比不超过0.5％。

本发明同时公开了一种用于制造自行车车架的高强度铝合金材料的生产工艺，包括以下步骤：

S1、将铝锭入熔炉中进行熔炼，熔炼温度为770-810℃，搅拌金属熔液并除渣；加入Cu、Mg、Si，混合搅拌10-15分钟；加入Ni和Zr，混合搅拌10-15分钟；升温到830-880℃，加入Mn和Ti，混合搅拌10-15分钟；

S2、加入精炼剂，除杂精炼并进行除气，精炼除气结束后静置10-15min，之后进行扒渣处理；

S3、扒渣完成后，对铝合金熔体转置于静置炉中，静置炉中的初始温度为850℃，当铝合金熔体转置于静置炉中后，静置炉中的温度缓慢降温至740-750℃，静置50-60min；

S4、将静置后的铝合金熔体熔铸为铝合金铸锭；

S5、将铝合金铸锭进行双级均匀化处理消除铝合金铸锭中的晶粒偏析，其中双级均匀化制度为在470±5℃保温24h，在 480±5℃保温10h；

S6、将双级均匀化处理的铝合金铸锭置于挤压机模具中均匀挤压，得到尺寸及形位公差符合标准要求的铝合金管材，其中挤压筒的加热温度分为三个梯度，入料端挤压筒的加热温度为440-460℃，中间段挤压筒的加热温度为450-470℃，出料端挤压筒的加热温度为460-480℃，挤压机挤压速度为 1.0-2.0m/min；

S7、将挤压后的铝合金管材进行淬火处理；

S8、将淬火处理后的铝合金管材进行时效热处理；

S9、将时效热处理后的铝合金管材内壁进行抛光打磨，去除毛刺和拉痕。

进一步的，所述步骤S2中，所述精炼气体为氩气或者氩气与氯气的混合气体。