一种自行车车架材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自行车车架材料及其制备方法，属于自行车领域，其技术方案要点包括以下重量百分比配比的原料：Al7％～10％，SiC0.4％～0.8％，Mn1％～2％，Mo0.5％～0.8％，Cr0.4％～0.8％，Sn0.4％～0.8％，V0.2％～0.5％,余量的Ti及不可避免的杂质，以上组分质量百分比之和为100％。本发明专利技术具有保证车架整体重量较轻的同时，有良好的抗冲击能力的效果。

A bicycle frame material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种自行车车架材料及其制备方法
本专利技术涉及一种车架材料，更具体地说它涉及一种自行车车架材料及其制备方法。
技术介绍
自行车是一种常见的代步工具，如何生产出安全、轻便、环保、价格合适的自行车车架一直是决定该行业发展的一个重要问题。用于制造自行车车架的材料主要有以下几种：铝合金、钛合金和碳纤维等，铝合金可制作重量轻的车架，但是其本身硬度较低，而碳纤维虽然整体较轻，抗冲击力也较好，但是碳纤维车架在使用过程中，受日光和环境的影响较大，不使用时需要避开阳光直射，且价格十分昂贵。目前，市场上轻质自行车车架材料多选用铝合金制作，根据公布号为CN102392157B的一种电动自行车车架管用铝合金棒的制备方法，该方法通过在铝材料加入部分合金，用以增强铝合金的硬度，采用上述方法虽然达到了一定的硬度增强，但是对于车架的增强效果并不明显，车架的抗压能力并不好。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的第一目的在于提供一种自行车车架材料，其优点在于保证车架整体重量较轻的同时，具有良好的抗冲击能力。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种自行车车架材料，包括以下重量百分比配比的原料：Al7％～10％，SiC0.4％～0.8％，Mn1％～2％，Mo0.5％～0.8％，Cr0.4％～0.8％，Sn0.4％～0.8％，V0.2％～0.5％,余量的Ti及不可避免的杂质，以上组分质量百分比之和为100％。通过采用上述技术方案，在钛合金中加入上述材料，钛与Al、Mn、Mo、Cr、Sn、V0生成填隙式化合物或金属间化合物，使钛合金整体坚韧而富有弹性，同时通过在钛合金中加入SiC纤维，可增强钛合金材料整体的强度、刚性以及吸收冲击的能力，从而使制作的车架整体性能更优。本专利技术进一步设置为：所述不可避免的杂质主要为氧、氮、碳和氢元素，氧占总量的0.15～0.2%以下，氮元素占总量的0.04～0.05%以下，氢含量控制在0.015%以下。通过采用上述技术方案，将氢含量控制在0.015%以下，避免钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。本专利技术的第二目的在于提供一种自行车车架材料的制备方法，其优点在于，制得的车架材料整体品质更高，使用更加耐久。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种自行车车架材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1，按质量百分比分别称取以下原料：Al7％～10％，SiC0.4％～0.8％，Mn1％～2％，Mo0.5％～0.8％，Cr0.4％～0.8％，Sn0.4％～0.8％，V0.2％～0.5％,余量的Ti及不可避免的杂质，以上组分质量百分比之和为100％；步骤2，采用真空熔炼炉对步骤1中的混合原料进行熔炼，熔炼完成后，停止真空熔炼炉，随炉体冷却至50℃；步骤3，反复重复步骤2，待最后一次熔炼后，打开真空熔炼炉；步骤4，将步骤3熔炼的原料制成钛合金铸锭；冷却至室温后取出，并将钛合金铸锭使用热挤压方法挤压成管坯；步骤5，使用超声波探伤仪对管坯进行探伤，探伤合格后对管坯进行酸洗，除去其表面杂质；步骤6，将钛合金管坯放入真空热处理炉中加温至600℃～750℃，保温1小时，然后在炉内冷却至350°C～370℃，取出后冷却至室温，用二辊开坯机轧制得粗轧钛合金管；步骤7，将粗轧钛合金管材继续放入真空热处理炉中加温至700°C-750°C，保温1小时，然后在炉内冷却至300℃～350℃，取出后冷却至室温，用三辊开坯机精轧得精轧钛合金管；步骤8，将精轧钛合金管材再一次放入真空热处理炉中加温至350°C，保温1小时，去除其中的氢元素，取出后冷却至室温，校直即得成品车架型材。通过采用上述技术方案，利用真空熔炼炉对原料进行反复的熔炼，使得到的原料品质更高，对管坯进行检测，及时的排查出不合格产品，配合对钛合金管坯进行粗轧、精轧以及退火处理，使制得的钛合金材料品质更高。本专利技术进一步设置为：步骤2中真空熔炼炉的温度在950℃～1100℃。通过采用上述技术方案，温度在950℃～1100℃之间时，使材料中的各个成分均能够充分混合。本专利技术进一步设置为：步骤2中真空熔炼炉预先抽真空处理，且向真空熔炼炉内部充入高纯度氩气。通过采用上述技术方案，高纯度氩气是惰性气体，化学性质稳定，是良好的保护性气体，用于对熔炼炉内部进行保护。本专利技术进一步设置为：步骤2中熔炼完成后进行扒渣处理。通过采用上述技术方案，经过对熔炼的原材进行扒渣处理，可去除原材料中的部分杂质，提高钛合金材料的品质。本专利技术进一步设置为：步骤3中重复熔炼次数至少为三次。通过采用上述技术方案，多次对原材料进行熔炼，每次熔炼后均进行扒渣处理，使原材料的品质更好。本专利技术进一步设置为：步骤6中粗轧和步骤7中精轧时均使用润滑油对钛合金管坯表面及内孔进行润滑处理。通过采用上述技术方案，通过对管坯的内外进行处理，降低轧辊与管坯之间的摩擦，减小摩擦对粗轧以及精轧的影响。本专利技术进一步设置为：所述润滑油可为石蜡、轧制油、机油中的任意一种。通过采用上述技术方案，上述润滑油均为市场上流通较广的产品，成本较低，且使用方式简单。本专利技术进一步设置为：步骤8中冷却方式为空气冷却，冷却时间为4H。通过采用上述技术方案，空气冷却不消耗资源，节约能源，冷却时间设置为4H，使型材冷却更加彻底。综上所述，本专利技术具有以下优点：1、在钛合金中加入上述材料，钛与Al、Mn、Mo、Cr、Sn、V0生成填隙式化合物或金属间化合物，使钛合金整体坚韧而富有弹性；2、通过在钛合金中加入SiC纤维，可增强钛合金材料整体的强度、刚性以及吸收冲击的能力，从而使制作的车架整体性能更优；3、通过真空熔炼炉对原料进行反复的熔炼，使得到的原料品质更高，对管坯进行检测，及时的排查出不合格产品，配合对钛合金管坯进行粗轧、精轧以及退火处理，使制得的钛合金材料品质更高。具体实施方式以下是对本专利技术的技术方案作进一步详细说明。实施例1一种自行车车架材料，包括以下重量百分比配比的原料：Al7％，SiC0.4％，Mn1％，Mo0.5％，Cr0.5％，Sn0.5，V0.3％,余量的Ti及不可避免的杂质，以上组分质量百分比之和为100％。进一步的，不可避免的杂质主要为氧、氮、碳和氢元素，氧占总量的0.15～0.2%以下，氮元素占总量的0.04～0.05%以下，氢含量控制在0.015%以下，将氢含量控制在0.015%以下，避免钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。本实施例中：在钛合金中加入上述材料，钛与Al、Mn、Mo、Cr、Sn、V0生成填隙式化合物或金属间化合物，使钛合金整体坚韧而富有弹性，同时通过在钛合金中加入SiC纤维，可增强钛合金材料整体的强度、刚性以及吸收冲击的能力，从而使制作的车架整体性能更优。实施例2一种自行车车架材料的制备方法，包括以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自行车车架材料，其特征在于：包括以下重量百分比配比的原料：Al7％～10％，SiC0.4％～0.8％，Mn1％～2％，Mo0.5％～0.8％，Cr0.4％～0.8％，Sn0.4％～0.8％，V0.2％～0.5％,余量的Ti及不可避免的杂质，以上组分质量百分比之和为100％。/n

【技术特征摘要】
1.一种自行车车架材料，其特征在于：包括以下重量百分比配比的原料：Al7％～10％，SiC0.4％～0.8％，Mn1％～2％，Mo0.5％～0.8％，Cr0.4％～0.8％，Sn0.4％～0.8％，V0.2％～0.5％,余量的Ti及不可避免的杂质，以上组分质量百分比之和为100％。


2.根据权利要求1所述的一种自行车车架材料，其特征在于：所述不可避免的杂质主要为氧、氮、碳和氢元素，氧占总量的0.15～0.2%以下，氮元素占总量的0.04～0.05%以下，氢含量控制在0.015%以下。


3.一种自行车车架材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，按质量百分比分别称取以下原料：Al7％～10％，SiC0.4％～0.8％，Mn1％～2％，Mo0.5％～0.8％，Cr0.4％～0.8％，Sn0.4％～0.8％，V0.2％～0.5％,余量的Ti及不可避免的杂质，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2，采用真空熔炼炉对步骤1中的混合原料进行熔炼，熔炼完成后，停止真空熔炼炉，随炉体冷却至50℃；
步骤3，反复重复步骤2，待最后一次熔炼后，打开真空熔炼炉；
步骤4，将步骤3熔炼的原料制成钛合金铸锭；冷却至室温后取出，并将钛合金铸锭使用热挤压方法挤压成管坯；
步骤5，使用超声波探伤仪对管坯进行探伤，探伤合格后对管坯进行酸洗，除去其表面杂质；
步骤6，将钛合金管坯放入真空热处理炉中加温至600℃～750℃，保温1小时，然后在炉内冷却至350°C～370℃，取...

【专利技术属性】
技术研发人员：高仕敬，高温晶，梁俊龙，
申请(专利权)人：威特力钛合金科技厦门有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35