CN107775287A - 一种钛合金自行车车架的制备方法 - Google Patents

一种钛合金自行车车架的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钛合金自行车车架的制备方法，首先，将钛合金金属原料浇注成棒材，并对其表面进行去皮处理，再进行加热，之后将钛合金棒材放入挤压机中挤压成自行车车架管型材，再制成自行车车架毛坯，之后再进行组焊，最后将车架表面进行后处理，得到钛合金自行车车架。本发明选取钛合金材料制备出的自行车车架具有较高的稳定性、较强的抗震性且长期使用不易变形；本发明的方法生产效率高、工艺简单、生产成本低廉，易于工业化生产。

Description

一种钛合金自行车车架的制备方法
技术领域
本发明属于车架制备技术领域，具体涉及一种钛合金自行车车架的制备方法。
背景技术
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，但是现有的钛金属制备车架的工艺较为复杂、生产成本高昂且制备的车架性能较低，因此，设计一种钛合金车架的制备方法，具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种钛合金自行车车架的制备方法，该方法制备的自行车车架具有较高的机械性能。
本发明所采用的技术方案是，一种钛合金自行车车架的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，按质量百分比分别称取如下原料：Ti61％～70％，Al25％～30％，Mg3％～5％，Mn1％～2％，Zn1％～2％，以上组分质量百分比之和为100％，将以上原料浇注成棒材，并对其表面进行去皮处理；
步骤2，经步骤1后，将钛合金棒材放入加热炉内进行加热，；
步骤3，待步骤2中钛合金棒材冷却后，再将钛合金棒材放入加热炉内加热，同时，将挤压模具和挤压料筒均进行加热；
步骤4，经步骤3后，将钛合金棒材放入挤压机中挤压成自行车车架管型材；
步骤5，将步骤4中挤压的钛合金管型材制成自行车车架毛坯；
步骤6，将步骤5中的自行车车架毛坯进行组焊，首先进行点焊，之后再进行全焊，全焊时采用二氧化碳和氩气混合气体保护焊；
步骤7，经步骤6后，将焊接后焊缝进行处理，之后将车架表面进行后处理，得到钛合金自行车车架。
本发明的特点还在于，
步骤2中，加热温度为500℃～600℃，加热时间为10h～15h。
所述步骤3中，加热炉内加热温度为450℃～600℃，加热时间为2h～3h。
所述步骤3中，挤压模具和挤压料筒的加热温度为400℃～430℃。
所述步骤4中，挤压速度为1m/min～1.5m/min。
步骤6中，进行全焊时，焊接电流为220A～240A，焊接速度为200mm/min～280mm/min，二氧化碳和氩气混合气体流量为8L/min～10L/min。
本发明的有益效果是：
(1)本发明选取钛合金材料制备出的自行车车架具有较高的稳定性、较强的抗震性且长期使用不易变形；
(2)本发明的方法生产效率高、工艺简单、生产成本低廉，易于工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种钛合金自行车车架的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，按质量百分比分别称取如下原料：Ti61％～70％，Al25％～30％，Mg3％～5％，Mn1％～2％，Zn1％～2％，以上组分质量百分比之和为100％，将以上原料浇注成棒材，并对其表面进行去皮处理；
步骤2，经步骤1后，将钛合金棒材放入加热炉内进行加热，加热温度为500℃～600℃，加热时间为10h～15h；
步骤3，待步骤2中钛合金棒材冷却后，再将钛合金棒材放入加热炉内加热，加热温度为450℃～600℃，加热时间为2h～3h，同时，将挤压模具和挤压料筒均加热到400℃～430℃；
步骤4，经步骤3后，将钛合金棒材放入挤压机中挤压成自行车车架管型材，挤压速度为1m/min～1.5m/min；
步骤5，将步骤4中挤压的钛合金管型材制成自行车车架毛坯；
步骤6，将步骤5中的自行车车架毛坯进行组焊，首先进行点焊，之后再进行全焊，全焊时采用二氧化碳和氩气混合气体保护焊；
其中，焊接电流为220A～240A，焊接速度为200mm/min～280mm/min，二氧化碳和氩气混合气体流量为8L/min～10L/min；
步骤7，经步骤6后，将焊接后焊缝进行处理，之后再车架表面进行后处理，得到钛合金自行车车架。
实施例1
钛合金自行车车架的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，按质量百分比分别称取如下原料：Ti70％，Al25％，Mg3％，Mn1％，Zn1％，以上组分质量百分比之和为100％，将以上原料浇注成棒材，并对其表面进行去皮处理；
步骤2，经步骤1后，将钛合金棒材放入加热炉内进行加热，加热温度为500℃，加热时间为10h；
步骤3，待步骤2中钛合金棒材冷却后，再将钛合金棒材放入加热炉内加热，加热温度为450℃，加热时间为2h，同时，将挤压模具和挤压料筒均加热到400℃；
步骤4，经步骤3后，将钛合金棒材放入挤压机中挤压成自行车车架管型材，挤压速度为1m/min；
步骤5，将步骤4中挤压的钛合金管型材制成自行车车架毛坯；
步骤6，将步骤5中的自行车车架毛坯进行组焊，首先进行点焊，之后再进行全焊，全焊时采用二氧化碳和氩气混合气体保护焊；
其中，焊接电流为220A，焊接速度为200mm/min，二氧化碳和氩气混合气体流量为8L/min；
步骤7，经步骤6后，将焊接后焊缝进行处理，之后再车架表面进行后处理，得到钛合金自行车车架。
实施例2
钛合金自行车车架的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，按质量百分比分别称取如下原料：Ti69％，Al25％，Mg3.5％，Mn1.5％，Zn1％，以上组分质量百分比之和为100％，将以上原料浇注成棒材，并对其表面进行去皮处理；
步骤2，经步骤1后，将钛合金棒材放入加热炉内进行加热，加热温度为535℃，加热时间为12h；
步骤3，待步骤2中钛合金棒材冷却后，再将钛合金棒材放入加热炉内加热，加热温度为470℃，加热时间为3h，同时，将挤压模具和挤压料筒均加热到430℃；
步骤4，经步骤3后，将钛合金棒材放入挤压机中挤压成自行车车架管型材，挤压速度为1.1m/min；
步骤5，将步骤4中挤压的钛合金管型材制成自行车车架毛坯；
步骤6，将步骤5中的自行车车架毛坯进行组焊，首先进行点焊，之后再进行全焊，全焊时采用二氧化碳和氩气混合气体保护焊；
其中，焊接电流为221A，焊接速度为215mm/min，二氧化碳和氩气混合气体流量为8L/min；
步骤7，经步骤6后，将焊接后焊缝进行处理，之后再车架表面进行后处理，得到钛合金自行车车架。
实施例3
钛合金自行车车架的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，按质量百分比分别称取如下原料：Ti67％，Al26％，Mg4％，Mn1.5％，Zn1.5％，以上组分质量百分比之和为100％，将以上原料浇注成棒材，并对其表面进行去皮处理；
步骤2，经步骤1后，将钛合金棒材放入加热炉内进行加热，加热温度为500℃～600℃，加热时间为10h～15h；
步骤3，待步骤2中钛合金棒材冷却后，再将钛合金棒材放入加热炉内加热，加热温度为480℃，加热时间为2.5h，同时，将挤压模具和挤压料筒均加热到414℃；
步骤4，经步骤3后，将钛合金棒材放入挤压机中挤压成自行车车架管型材，挤压速度为1.5m/min；
步骤5，将步骤4中挤压的钛合金管型材制成自行车车架毛坯；
步骤6，将步骤5中的自行车车架毛坯进行组焊，首先进行点焊，之后再进行全焊，全焊时采用二氧化碳和氩气混合气体保护焊；
其中，焊接电流为225A，焊接速度为230mm/min，二氧化碳和氩气混合气体流量为8L/min；
步骤7，经步骤6后，将焊接后焊缝进行处理，之后再车架表面进行后处理，得到钛合金自行车车架。
实施例4
钛合金自行车车架的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，按质量百分比分别称取如下原料：Ti65％，Al28％，Mg3％，Mn2％，Zn2％，以上组分质量百分比之和为100％，将以上原料浇注成棒材，并对其表面进行去皮处理；
步骤2，经步骤1后，将钛合金棒材放入加热炉内进行加热，加热温度为585℃，加热时间为13h；
步骤3，待步骤2中钛合金棒材冷却后，再将钛合金棒材放入加热炉内加热，加热温度为520℃，加热时间为2.6h，同时，将挤压模具和挤压料筒均加热到420℃；
步骤4，经步骤3后，将钛合金棒材放入挤压机中挤压成自行车车架管型材，挤压速度为1.3m/min；
步骤5，将步骤4中挤压的钛合金管型材制成自行车车架毛坯；
步骤6，将步骤5中的自行车车架毛坯进行组焊，首先进行点焊，之后再进行全焊，全焊时采用二氧化碳和氩气混合气体保护焊；
其中，焊接电流为230A，焊接速度为265mm/min，二氧化碳和氩气混合气体流量为10L/min；
步骤7，经步骤6后，将焊接后焊缝进行处理，之后再车架表面进行后处理，得到钛合金自行车车架。
实施例5
钛合金自行车车架的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，按质量百分比分别称取如下原料：Ti61％，Al30％，Mg5％，Mn2％，Zn2％，以上组分质量百分比之和为100％，将以上原料浇注成棒材，并对其表面进行去皮处理；
步骤2，经步骤1后，将钛合金棒材放入加热炉内进行加热，加热温度为600℃，加热时间为15h；
步骤3，待步骤2中钛合金棒材冷却后，再将钛合金棒材放入加热炉内加热，加热温度为600℃，加热时间3h，同时，将挤压模具和挤压料筒均加热到430℃；
步骤4，经步骤3后，将钛合金棒材放入挤压机中挤压成自行车车架管型材，挤压速度为1.5m/min；
步骤5，将步骤4中挤压的钛合金管型材制成自行车车架毛坯；
步骤6，将步骤5中的自行车车架毛坯进行组焊，首先进行点焊，之后再进行全焊，全焊时采用二氧化碳和氩气混合气体保护焊；
其中，焊接电流为220A，焊接速度为280mm/min，二氧化碳和氩气混合气体流量为10L/min；
步骤7，经步骤6后，将焊接后焊缝进行处理，之后再车架表面进行后处理，得到钛合金自行车车架。

Claims (6)

1.一种钛合金自行车车架的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1，按质量百分比分别称取如下原料：Ti61％～70％，Al25％～30％，Mg3％～5％，Mn1％～2％，Zn1％～2％，以上组分质量百分比之和为100％，将以上原料浇注成棒材，并对其表面进行去皮处理；
步骤2，经步骤1后，将钛合金棒材放入加热炉内进行加热，；
步骤3，待步骤2中钛合金棒材冷却后，再将钛合金棒材放入加热炉内加热，同时，将挤压模具和挤压料筒均进行加热；
步骤4，经步骤3后，将钛合金棒材放入挤压机中挤压成自行车车架管型材；
步骤5，将步骤4中挤压的钛合金管型材制成自行车车架毛坯；
步骤6，将步骤5中的自行车车架毛坯进行组焊，首先进行点焊，之后再进行全焊，全焊时采用二氧化碳和氩气混合气体保护焊；
步骤7，经步骤6后，将焊接后焊缝进行处理，之后将车架表面进行后处理，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，所述步骤2中，加热温度为500℃～600℃，加热时间为10h～15h。
3.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，所述步骤3中，加热炉内加热温度为450℃～600℃，加热时间为2h～3h。
4.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，所述步骤3中，挤压模具和挤压料筒的加热温度为400℃～430℃。
5.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，所述步骤4中，挤压速度为1m/min～1.5m/min。
6.根据权利要求2所述的一种钛合金自行车车架的制备方法，其特征在于，所述步骤6中，进行全焊时，焊接电流为220A～240A，焊接速度为200mm/min～280mm/min，二氧化碳和氩气混合气体流量为8L/min～10L/min。
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