CN105018787A - 一种可折叠自行车车架用的钛合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可折叠自行车车架用的钛合金，所述钛合金主体元素组成为：锆元素0.2~4.0%、镁元素0.5~1.2%、铁元素为2~3%、硅元素0.3~0.5%、锰元素0.2~0.5%、铝元素0.2~0.3%、余量为钛和不可避免的杂质。本发明还公开一种可折叠自行车车架用的钛合金的制备方法。通过选择镁锆合金，钛合金、铝硅合金进行熔炼，镁锆合金不仅具备很强的减震功能而且还有减噪能力，得到的钛合金强度和塑性等综合性能好、耐腐性能高，而且不易变形、承重能力强，减噪减震能力强，本发明的制备方法中除磷剂和脱硫剂进行除去钛合金中的杂质，使得钛合金作为可折叠自行车车架的质量更好，减噪减震性能更优。

Description

一种可折叠自行车车架用的钛合金及其制备方法
技术领域
本发明属于钛合金技术领域，特别涉及一种可折叠自行车车架用的钛合金及其制备方法。
背景技术
一般折叠车有车架折叠关节和立管折叠关节构成。通过车架折叠，将前后两轮对折在一起，可减少45%左右的长度。整车在折叠后可放入登机箱和折叠包内，以及汽车的后备箱。在折叠的过程中也不需要借助外来工具，可手动将车折叠展开。在折叠后通过座杆做为支撑点以使折叠后能立稳。折叠自行车携带、使用方便舒适。但是目前折叠自行车车架的合金材料综合性能有待加强。特别是对于减震减噪以及易折叠和耐腐蚀、承重能力强等都是亟需解决的问题。
发明内容
发明目的：针对现有技术的问题，本发明的第一个目的是提供了一种可折叠自行车车架用的钛合金。本发明的第二个目的是提供了一种可折叠自行车车架用的钛合金的制备方法。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可折叠自行车车架用的钛合金，所述钛合金主体元素组成为：锆元素0.2~4.0%、镁元素0.5~1.2%、铁元素为2~3%、硅元素0.3~0.5%、锰元素0.2~0.5%、铝元素0.2~0.3%、余量为钛和不可避免的杂质。
其中，上述杂质包括磷元素、硫元素、硒元素。
其中，上述磷元素≤0.1%、硫元素≤0.1%、硒元素≤0.1%。
其中，上述钛合金主体元素组成为：锆元素2.1%、镁元素0.8%、铁元素为2.5%、硅元素0.4%、锰元素0.35%、铝元素0.25%、余量为钛和不可避免的杂质。
上述的可折叠自行车车架用的钛合金的制备方法，包括以下步骤：
1）分别按重量百分比称取钛合金、铝硅合金、镁锆合金为原料，加入熔炼炉中加热850~900℃使得熔炼炉中的材料全部熔化，熔炼时间为6~8h，同时加入除磷剂和脱硫剂除去硫元素和磷元素；
 2）向熔炼炉中通入N2-Cl2混合气体，在温度为850~900℃的条件下精炼5~6min，得到熔液；
3）将铝合金晶粒细化剂置于结晶器上端的流槽中，将得到的熔液用过滤器过滤后通过流槽浇注，浇注的同时将铝合金晶粒细化剂以400~450mm/min的速度插入流槽中，使得铝合金晶粒细化剂中的元素均匀熔入熔液中；
4）在铸造温度为850~900℃、铸造速度为40~50mm/min的条件下铸造，得到可折叠自行车车架用的钛合金。
其中，上述步骤1）中的脱硫剂为石灰石和氟化钙组成，其比例为CaO:CaF2为5:3。
其中，上述步骤1）中除磷剂包括高锰酸钾24%，硫酸亚铁11%，三氯化铁22%，硫酸亚锰7%，聚丙烯酰胺2.5%，碳酸钙1.2%，聚合氯化铝11.8%，次氯酸钠10.2%，硅酸钠6%，活性氧化铝4.3%。
有益效果：本发明相对于现有技术，具有以下优点：本发明通过选择的镁锆合金，钛合金、铝硅合金进行熔炼，其中镁锆合金不仅具备很强的减震功能而且还有减噪能力，加入这些合金，使得得到的钛合金强度和塑性等综合性能好，使得其得到的钛合金作为折叠自行车架的耐腐性能高，而且不易变形、承重能力强，减噪减震能力强，本发明的制备方法中除磷剂和脱硫剂进行除去钛合金中的杂质，使得钛合金作为可折叠自行车车架的质量更好，减噪减震性能更优。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1
一种可折叠自行车车架用的钛合金，所述钛合金主体元素组成为：锆元素0.2~4.0%、镁元素0.5~1.2%、铁元素为2~3%、硅元素0.3~0.5%、锰元素0.2~0.5%、铝元素0.2~0.3%、余量为钛和不可避免的杂质。杂质包括磷元素、硫元素、硒元素。磷元素≤0.1%、硫元素≤0.1%、硒元素≤0.1%。
钛合金主体元素组成为：锆元素2.1%、镁元素0.8%、铁元素为2.5%、硅元素0.4%、锰元素0.35%、铝元素0.25%、余量为钛和不可避免的杂质。
可折叠自行车车架用的钛合金的制备方法，包括以下步骤：
1）分别按重量百分比称取钛合金、铝硅合金、镁锆合金为原料，加入熔炼炉中加热850~900℃使得熔炼炉中的材料全部熔化，熔炼时间为6~8h，同时加入除磷剂和脱硫剂除去硫元素和磷元素；
 2）向熔炼炉中通入N2-Cl2混合气体，在温度为850~900℃的条件下精炼5~6min，得到熔液；
3）将铝合金晶粒细化剂置于结晶器上端的流槽中，将得到的熔液用过滤器过滤后通过流槽浇注，浇注的同时将铝合金晶粒细化剂以400~450mm/min的速度插入流槽中，使得铝合金晶粒细化剂中的元素均匀熔入熔液中；
4）在铸造温度为850~900℃、铸造速度为40~50mm/min的条件下铸造，得到可折叠自行车车架用的钛合金。
步骤1）中的脱硫剂为石灰石和氟化钙组成，其比例为CaO:CaF2为5:3。
步骤1）中除磷剂包括高锰酸钾24%，硫酸亚铁11%，三氯化铁22%，硫酸亚锰7%，聚丙烯酰胺2.5%，碳酸钙1.2%，聚合氯化铝11.8%，次氯酸钠10.2%，硅酸钠6%，活性氧化铝4.3%。
 
实施例2
一种可折叠自行车车架用的钛合金，所述钛合金主体元素组成为：锆元素0.2%、镁元素0.5%、铁元素为2%、硅元素0.3%、锰元素0.2%、铝元素0.2%、余量为钛和不可避免的杂质。杂质包括磷元素、硫元素、硒元素。磷元素0.1%、硫元素0.1%、硒元素0.1%。
可折叠自行车车架用的钛合金的制备方法，包括以下步骤：
1）分别按重量百分比称取钛合金、铝硅合金、镁锆合金为原料，加入熔炼炉中加热850℃使得熔炼炉中的材料全部熔化，熔炼时间为8h，同时加入除磷剂和脱硫剂除去硫元素和磷元素；
 2）向熔炼炉中通入N2-Cl2混合气体，在温度为850℃的条件下精炼6min，得到熔液；
3）将铝合金晶粒细化剂置于结晶器上端的流槽中，将得到的熔液用过滤器过滤后通过流槽浇注，浇注的同时将铝合金晶粒细化剂以400mm/min的速度插入流槽中，使得铝合金晶粒细化剂中的元素均匀熔入熔液中；
4）在铸造温度为850℃、铸造速度为40mm/min的条件下铸造，得到可折叠自行车车架用的钛合金。
步骤1）中的脱硫剂为石灰石和氟化钙组成，其比例为CaO:CaF2为5:3。
步骤1）中除磷剂包括高锰酸钾24%，硫酸亚铁11%，三氯化铁22%，硫酸亚锰7%，聚丙烯酰胺2.5%，碳酸钙1.2%，聚合氯化铝11.8%，次氯酸钠10.2%，硅酸钠6%，活性氧化铝4.3%。
 
实施例3
一种可折叠自行车车架用的钛合金，所述钛合金主体元素组成为：锆元素4.0%、镁元素1.2%、铁元素为3%、硅元素0.5%、锰元素0.5%、铝元素0.3%、余量为钛和不可避免的杂质。杂质包括磷元素、硫元素、硒元素。磷元素0.03%、硫元素0.02%、硒元素0.01%。
可折叠自行车车架用的钛合金的制备方法，包括以下步骤：
1）分别按重量百分比称取钛合金、铝硅合金、镁锆合金为原料，加入熔炼炉中加热900℃使得熔炼炉中的材料全部熔化，熔炼时间为6h，同时加入除磷剂和脱硫剂除去硫元素和磷元素；
 2）向熔炼炉中通入N2-Cl2混合气体，在温度为900℃的条件下精炼5min，得到熔液；
3）将铝合金晶粒细化剂置于结晶器上端的流槽中，将得到的熔液用过滤器过滤后通过流槽浇注，浇注的同时将铝合金晶粒细化剂以450mm/min的速度插入流槽中，使得铝合金晶粒细化剂中的元素均匀熔入熔液中；
4）在铸造温度为900℃、铸造速度为50mm/min的条件下铸造，得到可折叠自行车车架用的钛合金。
步骤1）中的脱硫剂为石灰石和氟化钙组成，其比例为CaO:CaF2为5:3。
步骤1）中除磷剂包括高锰酸钾24%，硫酸亚铁11%，三氯化铁22%，硫酸亚锰7%，聚丙烯酰胺2.5%，碳酸钙1.2%，聚合氯化铝11.8%，次氯酸钠10.2%，硅酸钠6%，活性氧化铝4.3%。
 
实验例：
分别按照实施例1~3制备的可折叠自行车车架用的钛合金与市面上的普通钛合金在测试温度为1000~1200℃下进行耐热性能的测试： 硬度、强度、减噪能力、减震能力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可折叠自行车车架用的钛合金，其特征在于，所述钛合金主体元素组成为：锆元素0.2~4.0%、镁元素0.5~1.2%、铁元素为2~3%、硅元素0.3~0.5%、锰元素0.2~0.5%、铝元素0.2~0.3%、余量为钛和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种可折叠自行车车架用的钛合金，其特征在于，所述杂质包括磷元素、硫元素、硒元素。
3.根据权利要求1所述的一种可折叠自行车车架用的钛合金，其特征在于，所述磷元素≤0.1%、硫元素≤0.1%、硒元素≤0.1%。
4.根据权利要求1所述的一种可折叠自行车车架用的钛合金，其特征在于，所述钛合金主体元素组成为：锆元素2.1%、镁元素0.8%、铁元素为2.5%、硅元素0.4%、锰元素0.35%、铝元素0.25%、余量为钛和不可避免的杂质。
5.权利要求1～4任一项所述的可折叠自行车车架用的钛合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）分别按重量百分比称取钛合金、铝硅合金、镁锆合金为原料，加入熔炼炉中加热850~900℃使得熔炼炉中的材料全部熔化，熔炼时间为6~8h，同时加入除磷剂和脱硫剂除去硫元素和磷元素；
 2）向熔炼炉中通入N2-Cl2混合气体，在温度为850~900℃的条件下精炼5~6min，得到熔液；
3）将铝合金晶粒细化剂置于结晶器上端的流槽中，将得到的熔液用过滤器过滤后通过流槽浇注，浇注的同时将铝合金晶粒细化剂以400~450mm/min的速度插入流槽中，使得铝合金晶粒细化剂中的元素均匀熔入熔液中；
4）在铸造温度为850~900℃、铸造速度为40~50mm/min的条件下铸造，得到可折叠自行车车架用的钛合金。
6.根据权利要求5所述的可折叠自行车车架用的钛合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中的脱硫剂为石灰石和氟化钙组成，其比例为CaO:CaF2为5:3。
7.根据权利要求5所述的可折叠自行车车架用的钛合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中除磷剂包括高锰酸钾24%，硫酸亚铁11%，三氯化铁22%，硫酸亚锰7%，聚丙烯酰胺2.5%，碳酸钙1.2%，聚合氯化铝11.8%，次氯酸钠10.2%，硅酸钠6%，活性氧化铝4.3%。
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