CN107570962B - 一种用于生产自行车零件的铝合金型材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于生产自行车零件的铝合金型材及其制备方法，解决了在用铝合金型材加工生产自行车零件过程中，对铝合金型材进行多次冲压和弯曲后型材容易开裂，生产的零件上容易存在裂纹，影响了产品质量的问题，其技术方案要点是，由特定重量比的Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Ni、Ti、V、Zr和Al通过熔炼、精炼、浇铸、挤压和切割制成，达到了铝合金型材更适合用于加工零件，在多次冲压和弯曲后不容易开裂，使加工而成的零件质量更好的目的。

Description

一种用于生产自行车零件的铝合金型材及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种铝合金材料，更具体地说，它涉及一种用于生产自行车零件的铝合金型材及其制备方法。

背景技术

铝合金广泛应用于装饰、包装、建筑、运输、电子、航空、航天、兵器等各行各业，常用于生产加工各种零部件，用铝合金制造的产品具有质量小、成本低等优点。

目前，公告号为CN105714164A的中国专利公开了一种用于制作自行车车架的铝合金棒的制备，按以下重量百分比组成分别为：铜：0.3-0.5％、锌：0.5-1.2％、镁：3-5％、铁：0.02-0.03％、硅：2-5％、锰：0.5-1.0％、硼：0.02-0.03％，其余为铝及不可避免的杂质，所述杂质及其重量百分比分别为：0.001-0.012％的锶，0.002-0.005％的铋，0.05-0.07％的锡，0.1-0.5％的锆，杂质元素的总含量≤0.5。

使用这种成分配比的铝合金棒加工生产的自行车车架具有重量轻、价格低的特点，但是同样配比的铝合金型材在用于加工在制作自行车零件的过程中，由于零件的结构相对于自行车架而言有更多细小结构上加工要求，根据零件结构需要在多个部位进行多次冲压和弯曲铝合金型材，这种铝合金棒在多次冲压和弯曲后容易开裂，零件上裂纹的存在影响了产品的质量。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种用于生产自行车零件的铝合金型材，达到铝合金型材更适合用于加工零件，在多次冲压和弯曲后不容易开裂，使加工而成的零件质量更好的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于生产自行车零件的铝合金型材，其特征在于，所述铝合金按重量百分比由下列组分组成：Si 0.4～0.5；Fe 0.15～0.20；Cu 0.18～0.25；Mn小于0.005；Mg 0.85～0.90；Cr 0.010～0.030；Zn小于0.006；Ni小于0.02；Ti 0.025～0.04；V 0.04～0.06％；Zr 0.04～0.07％；余量为铝和不可避免的杂质。

通过采用上述技术方案，①在铝合金中，硅在与Mg形成Mg2Si后，过剩的硅将与铁、铝形成化合物，在铁的含量高于硅时，主要形成α相，显微组织分析表明，α相的结构为骨骼状，脆性较小，对减少合金裂纹的产生是有利的；但是过高的铁含量容易使合金中出现FeAl3化合物，FeAl3的存在使合金的塑形降低，当铁的重量百分比在0.15～0.20的范围内时，合金的脆性较小且塑性较好，有利于零件的加工；②锰在铝合金中形成MnAl6的弥散质点，组织再结晶的粗大化，提高铝合金的再结晶温度，有效的细化再结晶晶粒，提高合金的强度，并与铝合金中的不纯物铁形成Al3FeMn化合物，使铁的化合物形态从针状变为块状，能在一定程度上改善铝合金的韧性，溶解杂质铁，减少铁的有害作用；③磷在铝合金中形成AlP结晶，使合金中结晶出细小的初晶硅，有效的细化了硅的晶粒，提升了铝合金的延展性，使铝合金在加工过程中不容易开裂；④钒、钛、锆在铝合金中形成化合物，在熔铸过程中起到细化晶粒的作用，可以细化再结晶组织，提高再结晶温度，从而提升铝合金的延展性，使铝合金在加工过程中不容易开裂。

本发明进一步设置为：步骤(E)中，通过切割设备完成切割，所述切割设备包括输送架以及安装在所述输送架上的切割台，所述输送架上设置有沿所述输送架长度方向排列的转辊，所述转辊的转动轴线沿所述输送架的宽度方向延伸，所述切割台上相对设置有一对沿所述切割台高度方向延伸的限位杆以及驱动所述限位杆沿所述输送架宽度方向移动的驱动组件。

通过采用上述技术方案，在切割铝型材的过程中，为了提高切割效率，会同时切割多个铝型材，铝型材在沿输送架长度方向移动的过程中，容易沿转辊的长度方向发生移动，容易导致移动到切割台上型材相互之间不平行，容易导致切割后的铝型材的长度不同，若铝型材的长度过短，容易影响后续的加工过程中的分割，若铝型材过长，容易造成铝型材的浪费，增加切割废料的产生，驱动组件驱动限位杆移动后，对铝型材起到了限位的作用，在输送过程中，铝型材之间可以更好的保持相互平行的状态，切割后的铝型材长度更容易保持一致，便于后续加工的进行。

本发明进一步设置为：所述驱动组件包括支架，所述支架上转动连接有沿所述输送架宽度方向延伸的调节杆，所述调节杆上设置有反向的第一螺纹部和第二螺纹部，所述限位杆包括与所述第一螺纹部螺纹连接的第一限位杆以及与所述第二螺纹部螺纹连接的第二限位杆，所述支架上设置有用于限制所述第一限位杆和第二限位杆绕所述调节杆轴线方向转动的调节组件。

通过采用上述技术方案，调节杆上设置有第一螺纹部和第二螺纹部，第一限位杆和第二限位杆分别于第一螺纹部和第二螺纹部螺纹连接，通过转动调节杆即可实现第一限位杆和第二限位杆之间距离的调整，相对于分别调节第一限位杆和第二限位杆的位置而言，调节的过程更加方便和省力，调节组件的设置使第一限位杆和第二限位杆不容易绕调节杆转动，不容易因第一限位杆或第二限位杆绕调节杆转动而影响第一限位杆或第二限位杆的限位作用。

本发明进一步设置为：所述调节组件包括沿所述支架高度方向滑移连接在所述支架上的安装板，所述安装板上转动连接有沿所述安装板宽度方向延伸的转轴，所述转轴上转动连接有第一转动架和第二转动架，所述第一转动架远离所述安装板的一端转动连接在所述第一限位杆上，所述第二转动架远离所述安装板的一端转动连接在所述第二限位杆上。

通过采用上述技术方案，安装板沿支架高度方向滑移从而带动第一转动架和第二转动架沿支架高度方向移动而不绕调节杆转动，进而使第一限位杆和第二限位杆不容易绕调剂杆转动，不容易因第一限位杆或第二限位杆绕调节杆转动而影响第一限位杆或第二限位杆的限位作用，转轴的设置使第一限位杆和第二限位杆移动的过程更加同步，使第一限位杆和第二限位杆可以更好的配合以将铝合金型材限位于切割台中间，方便切割的进行。

本发明进一步设置为：所述第一限位杆上转动连接有与铝合金型材抵触的第一滚轮，所述第二限位杆上转动连接有与铝合金型材抵触的第二滚轮，所述第一滚轮和第二滚轮的转动轴线均沿所述第一限位杆的高度方向延伸。

通过采用上述技术方案，在铝合金型材移动的过程中，铝合金型材与第一限位杆、第二限位杆之间存在摩擦力，位于两侧的铝合金型材容易在摩擦力的作用下减慢移动速度，第一滚轮、第二滚轮的设置方便减小铝合金型材与第一限位杆、第二限位杆之间的摩擦力，使铝合金型材的移动过程更加同步，减少切割前对铝合金型材位置进行调整的操作，使切割过程更加方便和快捷。

本发明进一步设置为：所述支架上设置有沿所述支架高度方向延伸的固定杆，所述安装板上设置有与所述固定杆滑移配合的槽体。

通过采用上述技术方案，槽体与固定杆滑移配合使安装板沿支架的高度方向移动，安装板不容易沿调节杆的径向移动，从而使第一转动架和第二转动架不容易带动第一限位杆和第二限位杆沿调节板的径向移动，第二限位杆和第二限位杆可以更好的相互配合将对铝合金型材进行限位，不容易因第一限位杆和第二限位杆绕调节杆转动而影响第一限位杆和第二限位杆的限位作用。

本发明进一步设置为：所述转辊上设置有与铝合金型材抵触以限制铝合金型材沿所述转辊长度方向移动的挡块，所述挡块上设置有螺纹孔以及与所述螺纹孔螺纹配合的紧固螺栓，所述紧固螺栓穿过所述螺纹孔的一端与所述转辊侧壁抵触以固定所述挡块。

通过采用上述技术方案，当铝合金型材在输送架上移动时，转辊与铝合金型材抵触，挡块对铝合金型材进行限位，使铝合金型材在输送过程中不容易沿转辊的长度方向移动，使铝合金型材可以更好的保持相互平行的状态，从而使铝合金型材移动到切割台上时可以保持相互水平的状态，使切割后的铝合金型材长度更统一，切割效果更好；挡块滑移连接在转辊上，方便根据铝合金型材的宽度调节挡块的位置，紧固螺栓的设置方便固定挡块，使挡块在转辊转动的过程中不容易自行移动，不容易因挡块自行移动而影响挡块对铝合金型材的限位作用。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.通过加入钒、钛、锆以及调节铁的含量，使钒、钛、锆在铝合金中形成化合物，在熔铸过程中起到细化晶粒的作用，可以细化再结晶组织，提高再结晶温度，从而提升铝合金的延展性，使铝合金在加工过程中不容易开裂，使铝合金型材更适合用于加工零件，在多次冲压和弯曲后不容易开裂，使加工而成的零件质量更好；

2.调节组件、限位杆、调节杆和挡块的设置使铝合金型材在移动的过程中不容易沿输送架的宽度方向移动，使铝合金型材在输送过程中不容易沿转辊的长度方向移动，使铝合金型材可以更好的保持相互平行的状态，从而使铝合金型材移动到切割台上时可以保持相互水平的状态，使切割后的铝合金型材长度更统一，切割效果更好。

附图说明

图1为本发明实施例1的整体结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本发明实施例1中转辊的结构示意图；

图4为本发明实施例1中驱动组件和调节杆的结构示意图。

附图标记：1、切割设备；2、输送架；21、转辊；22、挡块；221、紧固螺栓；222、第三螺纹孔；23、进料架；24、储料架；3、限位杆；31、第一限位杆；311、第一螺纹孔；32、第二限位杆；321、第二螺纹孔；4、驱动组件；41、支架；42、调节杆；421、第一螺纹部；422、第二螺纹部；423、手轮；43、固定杆；5、调节组件；51、安装板；511、槽体；512、安装座；52、第一转动架；521、第一滚轮；53、第二转动架；531、第二滚轮；54、转轴。6、切割台；61、切割口。

具体实施方式

一种用于生产自行车零件的铝合金型材，其制备方法包括以下步骤：

(A)熔炼：取铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝镁中间合金、铝锌中间合金、铝钛中间合金和铝锆中间合金，各组分的重量百分比如下：Si 0.4～0.5％；Fe 0.15～0.20％；Cu 0.18～0.25％；Mn小于0.005％；Mg 0.85～0.90％；Cr0.010～0.030％；Zn小于0.006％；Ni小于0.02％；Ti 0.025～0.04％；V 0.04～0.06％；Zr0.04～0.07％；余量为铝和不可避免的杂质，温度为730～750℃，时间为4h～4.5h；然后向炉中按组分配比加入镁锭，并搅拌，继续熔炼，时间为20min，扒渣；

(B)精炼：将炉温调整至精炼温度710～715℃，加入常规精炼剂精炼20～25min，扒渣；

(C)浇铸：采用铝钛硼丝在线喂丝细化，浇铸温度为720～730℃，浇铸速度为75～90mm/min，获得铸锭；

(D)挤压：将铝合金铸锭加热至490～500℃，挤压模具加热至480～490℃，进行挤压，得到铝合金型材；

(E)切割：将铝合金型材按一定长度切割成段。

如图1和图3所示，步骤(E)中的切割通过切割设备1完成，切割设备1包括输送架2和切割台6，输送架2上转动连接有沿输送架2宽度方向延伸的转辊21，转辊21沿输送架2的长度方向排列，每个转辊21上滑移连接有两个挡块22，挡块22的形状为圆环形，挡块22上开设有第三螺纹孔222，挡块22上还设置有与第三螺纹孔222螺纹连接的紧固螺栓221，紧固螺栓221穿过第三螺纹孔222的一端与转辊21侧壁抵触从而将挡块22固定在转辊21上。输送架2包括位于切割台6两侧的进料架23和储料架24，切割台6上开设有切割口61，切割台6内设置有沿切割台6高度方向升降的切割刀(未示出)。

如图1和图2所示，切割台6上安装有一对沿切割台6高度方向延伸的限位杆3，限位杆3包括第一限位杆和第二限位杆，切割台6上还设置有驱动第一限位杆和第二限位杆相互靠近或远离的驱动组件4。第一限位杆底部转动连接有第一滚轮521，第一滚轮521的转动轴线沿第一限位杆的长度方向延伸；第二限位杆底部转动连接有第二滚轮531，第二滚轮531的转动轴线沿第二限位杆的长度方向延伸。

驱动组件4包括支架41，参考图4，支架41上固定有沿支架41高度方向延伸的固定杆43，支架41上还转动连接有沿输送架2宽度方向延伸的调节杆42，调节杆42绕自身轴线方向转动，调节杆42的一端固定有手轮423，调节杆42包括第一螺纹部421和第二螺纹部422，第一螺纹部421上的螺纹与第二螺纹部422上的螺纹相反。第一限位杆上开设有第一螺纹孔311，第一螺纹孔311和第一螺纹部421螺纹配合；第二限位杆上开设有第二螺纹孔321，第二螺纹孔321与第二螺纹部422螺纹配合。

如图2和图4所示，支架41上安装有调节组件5，调节组件5包括安装板51、第一转动架52和第二转动架53。安装板51两侧开设有贯穿安装板51上下表面的槽体511，槽体511内壁和固定杆43侧壁抵触且槽体511和固定杆43滑移配合。安装板51底部固定有安装座512，安装座512上转动连接有沿安装板51宽度方向延伸的转54，转轴54上转动连接有第一转动架52和第二转动架53，第一转动架52远离转轴的一端与第一限位杆顶端转动连接，第二转动架53远离转轴的一端与第二限位杆的顶端转动连接。

切割过程中，转动手轮423，使第一限位杆31和第二限位杆32分别与铝型材两侧抵触，使铝型材在输送过程中不容易沿转辊的长度方向移动，使铝合金型材可以更好的保持相互平行的状态，从而使铝合金型材移动到切割台上时可以保持相互水平的状态，使切割后的铝合金型材长度更统一，切割效果更好。

实施例2：一种用于生产自行车零件的铝合金型材及其制备方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(A)中，各组分的重量百分比如下：Si 0.4～0.5；Fe 0.15～0.18；Cu 0.18～0.25；Mn小于0.005；Mg 0.85～0.90；Cr 0.010～0.015；Zn小于0.006；Ni小于0.02；Ti0.025～0.04；V 0.04～0.05％；Zr 0.04～0.07％；余量为铝和不可避免的杂质。

实施例3：一种用于生产自行车零件的铝合金型材及其制备方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(A)中，各组分的重量百分比如下：Si 0.4～0.5；Fe 0.17～0.20；Cu 0.18～0.25；Mn小于0.005；Mg 0.85～0.90；Cr 0.015～0.020；Zn小于0.006；Ni小于0.02；Ti0.025～0.04；V 0.05～0.06％；Zr 0.04～0.07％；余量为铝和不可避免的杂质。

实施例4：一种用于生产自行车零件的铝合金型材及其制备方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(A)中，各组分的重量百分比如下：Si 0.4～0.5；Fe 0.15～0.20；Cu 0.18～0.25；Mn小于0.005；Mg 0.85～0.90；Cr 0.020～0.030；Zn小于0.006；Ni小于0.02；Ti0.025～0.04；V 0.04～0.06％；Zr 0.04～0.07％；余量为铝和不可避免的杂质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于生产自行车零件的铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述铝合金按重量百分比由下列组分组成：Si 0.4～0.5％；Fe 0.15～0.20％；Cu0.18～0.25％；Mn小于0.005％；Mg 0.85～0.90％；Cr 0.010～0.030％；Zn小于0.006％；Ni小于0.02％；Ti 0.025～0.04％；V 0.04～0.06％；Zr 0.04～0.07％；余量为铝和不可避免的杂质；

包括以下步骤：

(A)熔炼：取铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝镁中间合金、铝锌中间合金、铝钛中间合金和铝锆中间合金，按前述组分比例配料装炉熔炼，温度为730～750℃，时间为4h～4.5h；然后向炉中按组分配比加入镁锭，并搅拌，继续熔炼，时间为20min，扒渣；

(B)精炼：将炉温调整至精炼温度710～715℃，加入常规精炼剂精炼20～25min，扒渣；

(C)浇铸：采用铝钛硼丝在线喂丝细化，浇铸温度为720～730℃，浇铸速度为75～90mm/min，获得铸锭；

(D)挤压：将铝合金铸锭加热至490～500℃，挤压模具加热至480～490℃，进行挤压，得到铝合金型材；

(E)切割：将铝合金型材按一定长度切割成段；

步骤(E)中，通过切割设备(1)完成切割，所述切割设备(1)包括输送架(2)以及安装在所述输送架(2)上的切割台(6)，所述输送架(2)上设置有沿所述输送架(2)长度方向排列的转辊(21)，所述转辊(21)的转动轴线沿所述输送架(2)的宽度方向延伸，所述切割台(6)上相对设置有一对沿所述切割台(6)高度方向延伸的限位杆(3)以及驱动所述限位杆(3)沿所述输送架(2)宽度方向移动的驱动组件(4)；

所述驱动组件(4)包括支架(41)，所述支架(41)上转动连接有沿所述输送架(2)宽度方向延伸的调节杆(42)，所述调节杆(42)上设置有反向的第一螺纹部(421)和第二螺纹部(422)，所述限位杆(3)包括与所述第一螺纹部(421)螺纹连接的第一限位杆(31)以及与所述第二螺纹部(422)螺纹连接的第二限位杆(32)，所述支架(41)上设置有用于限制所述第一限位杆(31)和第二限位杆(32)绕所述调节杆(42)轴线方向转动的调节组件(5)；

所述支架(41)上设置有沿所述支架(41)高度方向延伸的固定杆(43)，安装板(51)上设置有与所述固定杆(43)滑移配合的槽体(511)。

2.根据权利要求1所述的一种用于生产自行车零件的铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述调节组件(5)包括沿所述支架(41)高度方向滑移连接在所述支架(41)上的安装板(51)，所述安装板(51)上转动连接有沿所述安装板(51)宽度方向延伸的转轴(54)，所述转轴(54)上转动连接有第一转动架(52)和第二转动架(53)，所述第一转动架(52)远离所述安装板(51)的一端转动连接在所述第一限位杆(31)上，所述第二转动架(53)远离所述安装板(51)的一端转动连接在所述第二限位杆(32)上。

3.根据权利要求2所述的一种用于生产自行车零件的铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述第一限位杆(31)上转动连接有与铝合金型材抵触的第一滚轮(521)，所述第二限位杆(32)上转动连接有与铝合金型材抵触的第二滚轮(531)，所述第一滚轮(521)和第二滚轮(531)的转动轴线均沿所述第一限位杆(31)的高度方向延伸。

4.根据权利要求3所述的一种用于生产自行车零件的铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述转辊(21)上设置有与铝合金型材抵触以限制铝合金型材沿所述转辊(21)长度方向移动的挡块(22)，所述挡块(22)上设置有螺纹孔(222)以及与所述螺纹孔(222)螺纹配合的紧固螺栓(221)，所述紧固螺栓(221)穿过所述螺纹孔(222)的一端与所述转辊(21)侧壁抵触以固定所述挡块(22)。