一种有利于提升减震自行车配件综合性能的强化处理工艺制造技术

本发明专利技术属于自行车零部件加工领域，特别涉及一种有利于提升减震自行车配件综合性能的强化处理工艺：对洁净的铝合金型材进行表面抛光、阳极氧化后，进行分段热处理，有效提高了型材本身及其表面氧化膜的硬度和致密性；再经过含苯磺酰肼的碱液处理，增加了铝合金型材与橡胶之间的结合牢度，为后续的钻孔加工及使用提供了有效保障。

An enhanced processing technology for improving the comprehensive performance of shock absorbing bicycle accessories

The invention belongs to the field of bicycle parts processing, and in particular relates to a strengthening treatment process which is beneficial to improving the comprehensive performance of shock absorber bicycle parts: after polishing and anodizing the surface of clean aluminium alloy profiles, sublevel heat treatment is carried out, which effectively improves the hardness and compactness of the profiles themselves and the oxide film on their surfaces. After alkali treatment with phenylsulfonyl hydrazide, the bonding fastness between aluminium alloy profile and rubber is increased, which provides an effective guarantee for subsequent drilling and use.

【技术实现步骤摘要】
一种有利于提升减震自行车配件综合性能的强化处理工艺
本专利技术属于自行车零部件加工领域，特别涉及一种有利于提升减震自行车配件综合性能的强化处理工艺。
技术介绍
现有技术中制作减震自行车配件的一种主要材料为铝合金，铝合金具有质轻的优点，不会明显增加自行车的重量，但是铝合金自身的强度还具有很大的提升空间。现有技术中对铝合金的强度提升主要依靠添加新型、高效的合金元素或一些热处理强化工艺，其中，添加合金元素往往会面对成本过高的问题，还涉及到元素与元素之间的相容性改善，相比之下，热处理强化更为简洁，可操作性更强。此外，橡胶也是很理想的减震弹性材料，因此可以将铝合金型材与橡胶复合作为减震自行车配件。但是橡胶与铝合金型材之间的粘合力未必理想，特别是基于安装要求，后续还要在机床上对复合型材攻钻螺纹孔，增加了橡胶从铝合金型材表面脱落的风险。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于：铝合金型材作为减震自行车配件时强度具有提升的空间，并且与减震材料橡胶复合后粘合力有待改善，为解决这一技术问题，本专利技术提供了一种有利于提升减震自行车配件综合性能的强化处理工艺，具体步骤为：(1)对洁净的铝合金型材进行表面抛光；(2)对步骤(1)处理后的铝合金型材进行阳极氧化，将步骤(1)处理后的铝合金型材浸入酸性电解液中，在外电流作用下，将铝合金型材作为阳极进行氧化，酸性电解液由硫酸按质量浓度8～15％溶于水得到，酸性电解液温度为25～30℃；外电流的电流密度为1～1.5A/dm2，氧化时间为20～30min，氧化结束后将铝合金型材从电解液中取出并烘干；(3)热处理将经过步骤(2)阳极氧化的铝合金型材于200～230℃预热1～2h，再于530～550℃高温处理15～20h，然后于120～135℃保温处理5～8h，最后冷却，具体操作中，将经过步骤(2)阳极氧化的铝合金型材置于时效热处理炉中，以5～10℃/分钟的速率将时效热处理炉的炉温升至200～230℃并保持1～2h，再以15～20℃/分钟的速率将炉温升至530～550℃并保持15～20h，打开炉门，待炉温自然降至120～135℃时关闭炉门，保温处理5～8h，最后将铝合金型材从炉中取出，以5℃的低温水水冷至常温(25℃)，在对铝合金型材进行高温处理前先进行预热一段时间，有利于抑制高温保温过程中的晶粒长大，而接下来的高温处理则有利于晶粒的均匀化，增加了铝合金型材的致密性，保温处理有利于提升最终强化相的体积分数，水冷的降温速率大于自然冷却，有利于提升型材的强度；(4)表面预处理处理液按重量份数计算包括以下成分，碱为氢氧化钠或氢氧化钾，将苯磺酰肼、碱、表面活性剂加入到去离子水中混合均匀得到处理液，苯磺酰肼虽然不溶于大多数溶剂，但是在无机碱的环境下能较好地溶解，将经过步骤(3)处理的铝合金型材于处理液中浸泡30～60分钟，控制处理液的温度为60～70℃，取出并低温干燥；(5)橡胶涂覆a、胶料混炼将橡胶用开炼机塑炼后，向其中加入包含硫化剂、增塑剂在内的助剂进行混炼，助剂中还可以包括防老剂、促进剂、活性剂等，橡胶为三元乙丙橡胶，助剂采用本领域中的常用助剂，橡胶单独塑炼时压强设置为5～8MPa、温度为75～80℃、转速为50～55rpm，塑炼时间为2～4分钟；向其中加入助剂后将转速设定为35～40rpm，温度升高为95～100℃，同样在压强为5～8MPa条件下混炼2～5分钟，再排气充分；b、涂胶将步骤a中混炼后的胶料于有机溶剂中分散成胶浆，将胶浆均匀涂覆在经过步骤(4)预处理的铝合金型材表面，干燥后于硫化机上进行模压硫化，胶浆中，胶料与有机溶剂的质量比为1:4，硫化压力为4～8MPa，硫化温度为100～120℃，硫化时间为5～15分钟。本方案使用铝合金作为减震自行车配件的基础型材，具备质轻特点，通过对铝合金型材的阳极氧化，在铝合金型材表面形成一层氧化膜以达到表面防护的目的，而通过热处理环节，提高了铝合金型材及其表面氧化膜的硬度和致密性；在此基础上，采用含苯磺酰肼的碱性处理液对型材表面处理，大大增加了铝合金与橡胶之间的结合牢度，为后续的钻孔加工及使用提供了有效保障。具体实施方式实施例1一种减震自行车配件的表面强化处理工艺，步骤为：(1)对洁净的6061牌号的铝合金型材进行表面抛光；(2)将步骤(1)处理后的铝合金型材浸没到30℃、质量浓度10％的硫酸水溶液中(硫酸水溶液足量)，在外电流作用下，将该铝合金型材作为阳极进行氧化，外电流的电流密度为1.3A/dm2，氧化时间为28min，氧化结束后将铝合金型材从电解液中取出并于40℃下充分烘干，此时，对经过阳极氧化处理的铝合金型材表面使用HXD-1000TC硬度计测量，测得硬度为HV356.4，同时，测得上述经过阳极氧化处理的铝合金型材表面的耐腐蚀时间为273小时(盐雾由氯化钠和冰醋酸组成，pH值为2.5)；(3)热处理将经过步骤(2)阳极氧化的铝合金型材置于时效热处理炉中，以8℃/分钟的速率将时效热处理炉的炉温从室温(25℃)升至213℃并保持100分钟，再以16℃/分钟的速率将炉温升至530℃并保持18h，打开炉门，待炉温自然降至130℃时关闭炉门保温处理6h，最后将铝合金型材从炉中取出，以5℃的低温水水冷至常温(25℃)，采用同步骤(2)的试验操作，测得此时的铝合金型材表面硬度达到HV428.3，耐腐蚀时间达到346小时，可见通过该热处理，铝合金型材及其表面氧化膜的强度和致密性有了明显提高；(4)表面预处理处理液按重量份数计算包括以下成分，将上述苯磺酰肼、氢氧化钠、十二烷基苯磺酸钠加入到去离子水中混合均匀得到处理液，将经过步骤(3)处理的铝合金型材浸没于该处理液中(处理液足量)浸泡45分钟，期间控制处理液的温度为60℃，取出后于50℃下充分烘干；(5)橡胶涂覆a、胶料混炼将100重量份的三元乙丙橡胶(K4551A)先用开炼机塑炼，塑炼时压强为6MPa、温度为78～80℃、转速为55rpm，塑炼3分钟后，向胶体中加入15重量份的石蜡油、0.2重量份的硫磺、0.5重量份的二硫化四甲基秋兰姆、3.5重量份的邻苯二甲酸二丁酯、0.9重量份的N－苯基－β－萘胺，再将转速设定为40rpm、温度升高为97～98℃，同样在压强为6MPa条件下混炼4分钟，再排气充分，得到混炼胶，b、涂胶将步骤a中得到的混炼胶于甲苯中充分分散成胶浆，混炼胶与甲苯的重量比为1:4，将所得胶浆均匀涂覆在经过步骤(4)预处理的铝合金型材表面，控制涂覆层的厚度为2.5mm，于70℃下充分放置后，将该附有涂层的铝合金型材转移至硫化机上于7.5MPa的硫化压力、100℃的硫化温度下模压硫化热处理15分钟，自然冷却，对边角部位修剪后即得到用于减震自行车配件的结合有橡胶的铝合金型材。经检测，模压硫化橡胶涂层与铝合金型材之间的结合力为3.7MPa。对比实施例1未进行表面预处理，其余操作同实施例1：(1)表面抛光同实施例1；(2)阳极氧化同实施例1；(3)热处理同实施例1；(4)橡胶涂覆同实施例1。经检测，模压硫化橡胶涂层与铝合金型材之间的结合力仅为0.8MPa。这反映出本方案的预处理措施对橡胶与铝合金基材之间的结合牢度有很大的贡献。对比实施例2(1)未进行表面预处理，并将后续的橡胶基体替换为丁腈橡胶，其余本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有利于提升减震自行车配件综合性能的强化处理工艺，其特征在于：所述工艺的步骤为，(1)对洁净的铝合金型材进行表面抛光；(2)对步骤(1)处理后的铝合金型材进行阳极氧化，将步骤(1)处理后的铝合金型材浸入酸性电解液中，在外电流作用下，将铝合金型材作为阳极进行氧化；(3)热处理将经过步骤(2)阳极氧化的铝合金型材于200～230℃预热1～2h，再于530～550℃高温处理15～20h，然后于120～135℃保温处理5～8h，最后冷却；(4)表面预处理处理液按重量份数计算包括以下成分，

【技术特征摘要】
1.一种有利于提升减震自行车配件综合性能的强化处理工艺，其特征在于：所述工艺的步骤为，(1)对洁净的铝合金型材进行表面抛光；(2)对步骤(1)处理后的铝合金型材进行阳极氧化，将步骤(1)处理后的铝合金型材浸入酸性电解液中，在外电流作用下，将铝合金型材作为阳极进行氧化；(3)热处理将经过步骤(2)阳极氧化的铝合金型材于200～230℃预热1～2h，再于530～550℃高温处理15～20h，然后于120～135℃保温处理5～8h，最后冷却；(4)表面预处理处理液按重量份数计算包括以下成分，将经过步骤(3)处理的铝合金型材于处理液中浸泡后，取出并低温干燥；(5)橡胶涂覆将橡胶以胶浆形式涂覆在经过步骤(4)预处理的铝合金型材表面，干燥并进行模压硫化。2.如权利要求1所述的有利于提升减震自行车配件综合性能的强化处理工艺，其特征在于：步骤(2)中，酸性电解液由硫酸按质量浓度8～15％溶于水得到，酸性电解液温度为25～30℃；外电流的电流密度为1～1.5A/dm2，氧化时间为20～30min。3.如权利要求1所述的有利于提升减震自行车配件综合性能的强化处理工艺，其特征在于：步骤(3)热处理的具体操作为，将经过步骤(2)阳极氧化的铝合金型...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹中明，鲍洪，李发军，陶启乾，赵虎，段道兵，
申请(专利权)人：上海凤凰自行车江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32