一种钛合金自行车车架的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钛合金自行车车架的制备方法，属于自行车领域，其技术方案要点包括以下步骤：步骤1，按重量百分比组成称取以下原料：Al25％～30％，Mg3％～5％，Mn1％～2％，Zn1％～2％，Si0.4％～0.8％余量的Ti及不可避免的杂质，将原料投入高频熔炼炉中熔融处理，收集混合后的熔融状态下的混合液，备用；步骤2，取步骤1中留作备用的混合液挤压成型材，对其表面进行去皮处理，备用；步骤3，将步骤2中的型材分成两部分，对小部分型材性能进行检测，大部分型材投入熔炼炉熔炼。本发明专利技术具有能够对钛合金型材以及车架性能进行测试，得出性能更好的车架的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金自行车车架的制备方法
本专利技术涉及一种自行车车架，更具体地说它涉及一种钛合金自行车车架的制备方法。
技术介绍
目前，我国非机动车的拥有量非常大，如自行车、电动车、三轮车等，随着人们生活质量和经济水平的提高，以自行车作为代步工具的人也越来越多，尤其是在共享单车出现后，人们都会选择这种环保且健康的方式出行。自行车行业在迅速发展的同时，人们对自行车的要求越来越高，尤其是在减重方面。当前，制作自行车车架的材主要有钢材、碳纤维、铝合金、钛合金等，铝合金材质在加工过程中所需的温度较高，熔炼成本也较高，且在处理过程中对环境产生较大的污染。钛及钛合金管材因具有较轻的重量、较大的强度、较好的弹性以及良好的耐高温耐腐蚀性已被广泛的开发和利用，但是现有的钛合金制备方法大多注重如何制备处钛合金材料、但是在实际的制备过程中，钛合金制备得到车架整体强度问题却被人们所忽略，经常会出现钛合金材料整体性能良好，而车架整体性能较差的现象。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种钛合金自行车车架的制备方法，其优点在于对钛合金型材以及车架性能进行测试，得出性能更好的车架。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种钛合金自行车车架的制备方法，包括以下步骤：步骤1，按重量百分比组成称取以下原料：Al25％～30％，Mg3％～5％，Mn1％～2％，Zn1％～2％，Si0.4％～0.8％余量的Ti及不可避免的杂质，将原料投入高频熔炼炉中熔融处理，收集混合后的熔融状态下的混合液，备用；步骤2，取步骤1中留作备用的混合液挤压成型材，对其表面进行去皮处理，备用；步骤3，将步骤2中的型材分成两部分，对小部分型材性能进行检测，大部分型材投入熔炼炉熔炼；步骤4，对铸型模具进行预热，预热温度在450℃，然后将步骤3中熔炼的型材用预热后的铸型模具进行铸型，得到钛合金构件，备用；步骤5，将步骤4中的钛合金构件实施淬火处理，固溶处理在350℃以上下的温度范围进行，然后对钛合金构件进行淬火处理，从而使冷却速度在30℃/秒以上急冷处理，用打磨机进行平整打磨，使其表面平整光滑，收集钛合金构件，留作备用；步骤6，将步骤5中的钛合金构件进行焊接，得到钛合金车架，并对车架性能进行检测；步骤7，将型材性能测试与步骤6中的钛合金车架性能测试结果结合，分析是否能够达到自行车对性能的要求，如能够达到，则生产自行车，并进一步对其性能进行测试；步骤8，对其性能测试后，符合要求的，对其表面进行平整处理，涂抹保护层，由此得到钛合金自行车车架。通过采用上述技术方案，通过对一部分型材的性能进行测试，另一部分型材用于车架的制作，对所制作成的车架的性能进行测试，并将型材性能测试与车架性能测试结果结合，分析是否能够达到自行车对性能的要求，如能够达到，则可量产自行车车架，若车架整体性能较型材性能表现较差时，可根据实验判断步骤中需要改进的过程，然后选择一个最优的方式进行改进，从而可使车架的整体性能更好。本专利技术进一步设置为：步骤1中铸造时熔融温度在800℃～1000℃，熔炼时间15-25min。通过采用上述技术方案，满足原材料中各组分的熔点要求，使原材料中各成分熔炼混合更加彻底，制得的型材性能更加优越。本专利技术进一步设置为：步骤2中采用热挤压方法挤压成型，胚料外径控制在90mm，长度控制在300mm，挤压杆速度控制在2-3mm/s，温度控制在480℃。通过采用上述技术方案，使用热挤压方式制备胚料，成型更快，且成型效果更好。本专利技术进一步设置为：步骤3中熔炼炉熔炼保持温度在900-1000℃。通过采用上述技术方案，温度保持在900-1000℃时，由于构成型材的各类金属元素熔点均小于该范围，因此能够保证型材熔炼的更加彻底。本专利技术进一步设置为：步骤5中淬火处理分别选择使用喷雾、喷水和浸渍等的水冷方法。通过采用上述技术方案，喷雾、喷水和浸渍均为水冷方式中的一种，而水冷冷却效果更好，且冷却用水后期可回收利用，成本较低。本专利技术进一步设置为：步骤5中钛合金构件的焊接方式采用钨极氩弧焊方法，首先进行点焊，之后再进行全焊，全焊后进行焊缝处理。通过采用上述技术方案，氩气具有极好的保护作用，能有效的隔绝周围空气，它本身既不与金属起化学反应，也不溶于金属，使得焊接过程中的冶金反应简单易控制，因此获得较高质量的焊缝提供良好条件，钨极电弧非常稳定，即使在很小电流情况下（<10A）仍可稳定燃烧，特别适用于薄板材料焊接。本专利技术进一步设置为：步骤5全焊时采用二氧化碳和氩气混合气体保护焊。通过采用上述技术方案，二氧化碳和氩气混合气体保护焊焊接效率高、抗锈能力强、焊接变形小、冷裂倾向小、熔池可见性好、以及适用于全位置焊接等优点，从而使车架的焊接效果更好。本专利技术进一步设置为：步骤3中小部分型材的检测方式为采用韦氏硬度计测量钛合金材料强度。通过采用上述技术方案，韦氏硬度计体积小、重量轻、可单手操作，可快速、方便、无损地测试材料硬度，对操作技能要求不高，非常适于在生产现场对材料进行快速硬度检测。本专利技术进一步设置为：步骤6中车架性能检测采用水平力与垂直力可靠性测试方法，测试铝合金材料的可靠性。通过采用上述技术方案，采用水平力与垂直力可靠性测试方法，可判断出车车架是否达到在研发、设计、制造中预期的质量目标，从而对产品整体进行评估，以确定产品可靠性寿命。本专利技术进一步设置为：步骤6中可靠性测量温度在35℃以下进行。通过采用上述技术方案，25℃符合正常室外天气，不会对车架性能的测量造成影响，使车架性能的测量精度更高。综上所述，本专利技术具有以下优点：1、通过对一部分型材的性能进行测试，另一部分型材用于车架的制作，对所制作成的车架的性能进行测试，并将型材性能测试与车架性能测试结果结合，分析是否能够达到自行车对性能的要求，如能够达到，则可量产自行车车架，若车架整体性能较型材性能表现较差时，可根据实验判断步骤中需要改进的过程，然后选择一个最优的方式进行改进，从而可使车架的整体性能更好；2、采用钨极氩弧焊方法进行电焊，能够隔绝周围空气，使得焊接过程中的冶金反应简单易控制，为获得较高质量的焊缝提供良好条件；3、采用水平力与垂直力可靠性测试方法，可判断出车车架是否达到在研发、设计、制造中预期的质量目标，从而对产品整体进行评估，以确定产品可靠性寿命。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。一种钛合金自行车车架的制备方法，包括以下步骤：步骤1，按重量百分比组成称取以下原料：Al25％～30％，Mg3％～5％，Mn1％～2％，Zn1％～2％，Si0.4％～0.8％余量的Ti及不可避免的杂质，将原料投入高频熔炼炉中熔融处理，收集混合后的熔融状态下的混合液，备用；步骤2，取步骤1中留作备用的混合液挤压成型材，对其表面进行去皮处理，备用；步骤3，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛合金自行车车架的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1，按重量百分比组成称取以下原料：Al25％～30％，Mg3％～5％，Mn1％～2％，Zn1％～2％，Si0.4％～0.8％余量的Ti及不可避免的杂质，将原料投入高频熔炼炉中熔融处理，收集混合后的熔融状态下的混合液，备用；/n步骤2，取步骤1中留作备用的混合液挤压成型材，对其表面进行去皮处理，备用；/n步骤3，将步骤2中的型材分成两部分，对小部分型材性能进行检测，大部分型材投入熔炼炉熔炼；/n步骤4，对铸型模具进行预热，预热温度在450℃，然后将步骤3中熔炼的型材用预热后的铸型模具进行铸型，得到钛合金构件，备用；/n步骤5，将步骤4中的钛合金构件实施淬火处理，固溶处理在350℃以上下的温度范围进行，然后对钛合金构件进行淬火处理，从而使冷却速度在30℃/秒以上急冷处理，用打磨机进行平整打磨，使其表面平整光滑，收集钛合金构件，留作备用；/n步骤6，将步骤5中的钛合金构件进行焊接，得到钛合金车架，并对车架性能进行检测；/n步骤7，将型材性能测试与步骤6中的钛合金车架性能测试结果结合，分析是否能够达到自行车对性能的要求，如能够达到，则生产自行车，并进一步对其性能进行测试；/n步骤8，对其性能测试后，符合要求的，对其表面进行平整处理，涂抹保护层，由此得到钛合金自行车车架。/n...

【技术特征摘要】
1.一种钛合金自行车车架的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，按重量百分比组成称取以下原料：Al25％～30％，Mg3％～5％，Mn1％～2％，Zn1％～2％，Si0.4％～0.8％余量的Ti及不可避免的杂质，将原料投入高频熔炼炉中熔融处理，收集混合后的熔融状态下的混合液，备用；
步骤2，取步骤1中留作备用的混合液挤压成型材，对其表面进行去皮处理，备用；
步骤3，将步骤2中的型材分成两部分，对小部分型材性能进行检测，大部分型材投入熔炼炉熔炼；
步骤4，对铸型模具进行预热，预热温度在450℃，然后将步骤3中熔炼的型材用预热后的铸型模具进行铸型，得到钛合金构件，备用；
步骤5，将步骤4中的钛合金构件实施淬火处理，固溶处理在350℃以上下的温度范围进行，然后对钛合金构件进行淬火处理，从而使冷却速度在30℃/秒以上急冷处理，用打磨机进行平整打磨，使其表面平整光滑，收集钛合金构件，留作备用；
步骤6，将步骤5中的钛合金构件进行焊接，得到钛合金车架，并对车架性能进行检测；
步骤7，将型材性能测试与步骤6中的钛合金车架性能测试结果结合，分析是否能够达到自行车对性能的要求，如能够达到，则生产自行车，并进一步对其性能进行测试；
步骤8，对其性能测试后，符合要求的，对其表面进行平整处理，涂抹保护层，由此得到钛合金自行车车架。


2.根据权利要求1所述的一种钛合金自行车车架的制备方法，其特征在于：步骤1中铸造时熔融温度在800℃～1000℃，熔炼...

【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