專利名稱：鎂合金泥板及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非機(jī)動(dòng)車的零件，特別涉及鎂合金材料的非機(jī)動(dòng)車泥板及用擠壓方法生產(chǎn)該泥板的方法。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)非機(jī)動(dòng)車(如自行車、電動(dòng)自行車、三輪車等)的擁有量很大，以自行車來(lái)說(shuō)，在我國(guó)自行車的擁有量約5億輛，以自行車作為代步工具的人數(shù)在6億左右。但是隨著人們生活質(zhì)量的提高和生活觀念的轉(zhuǎn)變，自行車在擔(dān)當(dāng)代步工具的同時(shí)，更成為了運(yùn)動(dòng)休閑活動(dòng)的最佳工具。目前在美國(guó)有兩千萬(wàn)人騎自行車健身；在歐洲，騎自行車“一日游”也成為最時(shí)髦的時(shí)尚運(yùn)動(dòng)方式之一。
在選擇自行車泥板的材料方面，世界各國(guó)自行車制造廠都從高性能、輕量化著手。主要的材質(zhì)有鋼材、鋁合金、碳纖維、鈦合金等。其制作材質(zhì)是朝著重量最輕、力學(xué)性能好、外形美觀、價(jià)格便宜等方向發(fā)展。目前，自行車泥板主要采用鋁合金材料。但鋁合金加工需要的擠壓溫度高，熔煉成本也高，而且氧化處理對(duì)環(huán)境有污染。
鎂合金是當(dāng)代工業(yè)工程上使用最廣泛的質(zhì)量最輕、比強(qiáng)度和比剛度高的合金。鎂合金目前的價(jià)格，按重量計(jì)已低于鋁合金，而其比重是鋁合金的三分之二。故按體積計(jì)算其價(jià)格已大大低于鋁合金，且鎂合金制品的銀色高貴典雅，質(zhì)感細(xì)膩，美觀大方具有高級(jí)感。但由于鎂合金工藝控制范圍窄，尤其對(duì)熱擠壓要求的溫度比較嚴(yán)格，塑性變形性能相對(duì)較差，不利于機(jī)械成型等原因，因此，用鎂合金生產(chǎn)非機(jī)動(dòng)車泥板存在很大的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種具有較高的機(jī)械性能，重量輕，價(jià)格低的鎂合金泥板及效率高、質(zhì)量好的鎂合金泥板的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種鎂合金泥板，其特征在于，由鎂合金材料制成，所述鎂合金材料的具體成分為按重量百分比含有3-6％Al，余量Mg及微量雜質(zhì)的鎂鋁系列；或者為按重量百分比含有3-6％Al，0.5-1％Zn，余量Mg及微量雜質(zhì)的鎂鋁鋅系列；或者為按重量百分比含有3-6％Al，0.2-1％Mn，余量Mg及微量雜質(zhì)的鎂鋁錳系列。
一種鎂合金泥板的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括下述步驟(1)選用權(quán)利要求1中所述的鎂合金棒材，對(duì)其表面進(jìn)行去皮處理，之后放入加熱爐中加熱到400℃，保溫24小時(shí)進(jìn)行均勻化退火處理；(2)均勻化退火處理后出爐，空冷至室溫，再放入加熱爐中加熱到350-400℃，保溫3小時(shí)；同時(shí)將擠壓模具加熱到340-380℃，擠壓料筒加熱到340-380℃；(3)將上述加熱的鎂合金棒材放入擠壓機(jī)中擠壓成型材，擠壓速度為3-7m/min；(4)擠壓得到的型材放入到加熱爐中加熱到180-200℃，保溫1-2小時(shí)進(jìn)行去應(yīng)力退火，或者加熱到200-220℃，保溫12小時(shí)進(jìn)行人工時(shí)效處理，之后出爐空冷到室溫；(5)將生產(chǎn)泥板的型材經(jīng)機(jī)械圈圓、泥板沖斷、沖孔夾腰、表面處理、吊耳組裝得到自行車泥板產(chǎn)品。
生產(chǎn)泥板的型材的表面處理方法為陽(yáng)極氧化或噴涂透明漆處理方法。
加熱采用電加熱爐加熱，并在加熱過(guò)程中采用多段控溫強(qiáng)制氣體循環(huán)。
本發(fā)明具有下述技術(shù)效果1.本發(fā)明選擇的鎂系列合金經(jīng)過(guò)熱處理后，產(chǎn)品的強(qiáng)度和塑性等綜合性能配合良好，可以獲得各類非機(jī)動(dòng)車(自行車、電動(dòng)自行車、三輪車)泥板需要的力學(xué)性能，適用于生產(chǎn)泥板的需要。而且，生產(chǎn)出的泥板重量輕，比強(qiáng)度高(鎂合金的強(qiáng)度與質(zhì)量之比高)，具有一定的承載能力。彈性模量小，剛性好，抗震力強(qiáng)，長(zhǎng)期使用不易變形。產(chǎn)品的色澤鮮艷美觀，高貴典雅，質(zhì)感細(xì)膩，美觀大方具有高級(jí)感。而且鎂是綠色環(huán)保有色金屬，環(huán)保性能好，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
2.本發(fā)明的方法中對(duì)鎂錠表面進(jìn)行去皮處理，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。將均勻化退火處理、擠壓和時(shí)效處理有效結(jié)合起來(lái)，并通過(guò)對(duì)工藝條件的嚴(yán)格控制，使產(chǎn)品的綜合性能均勻一致，產(chǎn)品的合格率高。生產(chǎn)效率高，適合工業(yè)化生產(chǎn)，為用鎂系列合金大量生產(chǎn)泥板提供了可能。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明的非機(jī)動(dòng)車(自行車、電動(dòng)自行車、三輪車)泥板其結(jié)構(gòu)和形狀與原來(lái)的相同，特征在于泥板由鎂合金材料制成，所述鎂合金材料的具體成分為按重量百分比含有3-6％ Al，余量Mg及微量雜質(zhì)的鎂鋁系列，或者為按重量百分比含有3-6％ Al，0.5-1％ Zn，余量Mg及微量雜質(zhì)的鎂鋁鋅系列，或者為按重量百分比含有3-6％ Al，0.2-1％ Mn，余量Mg及微量雜質(zhì)的鎂鋁錳系列。其中微量雜質(zhì)總量小于0.5％。
本發(fā)明的鎂合金泥板的生產(chǎn)方法，包括下述步驟首先選用上述鎂合金材料的棒材，對(duì)其表面進(jìn)行去皮處理，防止由于棒材表面氧化對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生的影響。之后放入加熱爐中加熱到400℃，保溫24小時(shí)進(jìn)行均勻化退火處理，均勻化退火處理的目的是為了減少和消除晶內(nèi)偏析，改善鑄錠化學(xué)成分和組織上的不均勻性，以便提高其工藝塑性。
均勻化退火處理后出爐，空冷至室溫，再放入加熱爐中加熱到350-400℃，保溫3小時(shí)。同時(shí)將擠壓模具加熱到350-380℃，擠壓料筒加熱到350-380℃。將上述溫度為350-400℃的鎂合金棒材放入擠壓機(jī)中擠壓成型材，擠壓速度為3-7m/min。
將擠壓得到的型材放入到加熱爐中進(jìn)行去除應(yīng)力退火或人工時(shí)效處理。對(duì)于含鋁量小于6％的合金只進(jìn)行去除應(yīng)力退火，以便消除塑性變形時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，防止在隨后的機(jī)械圈圓、泥板沖斷、沖孔夾腰過(guò)程中產(chǎn)生裂紋、斷裂或使用中變形，對(duì)含鋁量6％的合金可以進(jìn)行時(shí)效處理，進(jìn)一步提高其力學(xué)性能，消除擠壓過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，防止泥板在使用過(guò)程中變形，并有利于后面的機(jī)械成型。其中去應(yīng)力退火的溫度為180-200℃，保溫時(shí)間為1-2小時(shí)，之后出爐空冷到室溫。時(shí)效處理的加熱溫度為200-220℃，保溫12小時(shí)，之后出爐空冷到室溫。
熱處理后的泥板型材，再按照常規(guī)的泥板成型的方法進(jìn)行機(jī)械圈圓、泥板沖斷、沖孔夾腰、表面處理，再進(jìn)行吊耳組裝得到鎂合金泥板產(chǎn)品，包裝入庫(kù)。為了產(chǎn)品更美觀，在沖孔夾腰后進(jìn)行常規(guī)的壓凹、磨尖角、磨光加工等。表面處理的方法可以采用常用的陽(yáng)極氧化或噴涂透明漆處理方法進(jìn)行。
表面處理的工藝過(guò)程為堿洗----水洗----酸洗----水洗----陽(yáng)極氧化或噴涂透明漆。
在加熱時(shí)，最好采用電加熱爐加熱，并采用加熱爐多段控溫的方法強(qiáng)制氣體循環(huán)，在加熱過(guò)程中通過(guò)多段控制爐溫，以保證溫度的均勻性和一致性?？販囟螖?shù)越多，爐溫越均勻和穩(wěn)定。
實(shí)施例1將切斷好的重量百分比為6％Al的鎂鋁系列合金的棒材進(jìn)行表面去皮處理，之后放入電加熱爐中加熱到400℃，保溫24小時(shí)進(jìn)行均勻化退火處理。出爐空冷至室溫，再放入電加熱爐中加熱到355℃±5℃，保溫3小時(shí)。加熱時(shí)采用4段控制爐溫，強(qiáng)制氣體循環(huán)。同時(shí)將擠壓模具加熱到340℃±10℃，擠壓料筒加熱到340℃±10℃。將上述加熱的鎂合金棒材放入擠壓機(jī)中擠壓成泥板型材，擠壓速度為3-4m/min。擠壓過(guò)程中，不能加溫太高把鎂棒熔化造成燃燒，或溫度太低不能擠壓或把模具擠壞。擠壓后根據(jù)生產(chǎn)需要采用常規(guī)的方法進(jìn)行中斷鋸切、移料、矯直、定尺鋸切。
將上述泥板放入到時(shí)效爐中加熱進(jìn)行時(shí)效處理，加熱溫度為210℃±10℃，保溫12小時(shí)，之后出爐空冷到室溫。
生產(chǎn)泥板的型材，再經(jīng)機(jī)械圈圓、泥板沖斷、沖孔夾腰、壓凹、磨尖角、磨光、表面處理、吊耳組裝得到鎂合金泥板產(chǎn)品，之后包裝入庫(kù)。表面處理根據(jù)用戶要求可以采用陽(yáng)極氧化處理或噴涂透明漆。陽(yáng)極氧化處理的工藝是堿洗----水洗----酸洗----水洗----陽(yáng)極氧化處理。噴涂透明漆的工藝是堿洗----水洗----酸洗----水洗----噴涂透明漆。
該成分鎂合金泥板的抗拉強(qiáng)度可達(dá)300Mpa，延伸率可達(dá)16，布氏硬度可達(dá)到60。
實(shí)施例2生產(chǎn)重量百分比為3％Al的鎂鋁系列合金泥板，生產(chǎn)方法與實(shí)施例1相同，只是擠壓工藝為棒材加熱溫度為395℃±5℃，保溫3小時(shí)。同時(shí)將擠壓模具加熱到380℃±10℃，擠壓料筒加熱到380℃±10℃。擠壓速度為6-7m/min。
將上述泥板放入到時(shí)效爐中加熱進(jìn)行消除應(yīng)力退火，加熱溫度為190℃±10℃，保溫1-2小時(shí)，之后出爐空冷到室溫。
該成分鎂合金泥板的抗拉強(qiáng)度可達(dá)250Mpa，延伸率可達(dá)14，布氏硬度可達(dá)到45。
實(shí)施例3生產(chǎn)重量百分比為5％Al的鎂鋁系列合金泥板，生產(chǎn)方法與實(shí)施例1相同。擠壓工藝為棒材加熱溫度為370℃±5℃，保溫3小時(shí)。同時(shí)將擠壓模具加熱到360℃±10℃，擠壓料筒加熱到360℃±10℃。擠壓速度為4-5m/min。
將上述泥板放入到時(shí)效爐中加熱進(jìn)行消除應(yīng)力退火，加熱溫度為190℃±10℃，保溫1-2小時(shí)，之后出爐空冷到室溫。
該成分鎂合金泥板的抗拉強(qiáng)度可達(dá)280Mpa，延伸率可達(dá)15，布氏硬度可達(dá)到55。
實(shí)施例4生產(chǎn)重量百分比為6％Al，0.5-1％Zn，余量Mg及微量雜質(zhì)的鎂鋁鋅系列泥板，生產(chǎn)方法和工藝條件與例1相同。由于元素Zn具有固溶強(qiáng)化和時(shí)效強(qiáng)化效果，所以其力學(xué)性能要高于鋁鎂系列。
該成分鎂合金泥板的抗拉強(qiáng)度可達(dá)310Mpa，延伸率可達(dá)15，布氏硬度可達(dá)到65。
實(shí)施例5生產(chǎn)重量百分比為3％Al，0.5-1％Zn，余量Mg及微量雜質(zhì)的鎂鋁鋅系列泥板，生產(chǎn)方法和工藝條件與例2相同。
該成分鎂合金泥板的抗拉強(qiáng)度可達(dá)260Mpa，延伸率可達(dá)13，布氏硬度可達(dá)到50。
實(shí)施例6生產(chǎn)重量百分比為5％Al，0.5-1％Zn，余量Mg及微量雜質(zhì)的鎂鋁鋅系列泥板，生產(chǎn)方法和工藝條件與例3相同。
該成分鎂合金泥板的抗拉強(qiáng)度可達(dá)290Mpa，延伸率可達(dá)14，布氏硬度可達(dá)到60。
實(shí)施例7生產(chǎn)重量百分比為6％Al，0.2-1％Mn，余量Mg及微量雜質(zhì)的鎂鋁錳系列。泥板，生產(chǎn)方法和工藝條件與例1相同。合金元素Mn對(duì)力學(xué)性能貢獻(xiàn)不大，但是Mn可以具有細(xì)化晶粒的作用。
該成分鎂合金泥板的抗拉強(qiáng)度和硬度與例1大致相同，但其塑性比例1高1％左右。
實(shí)施例8生產(chǎn)重量百分比為3％Al，0.2-1％Mn，余量Mg及微量雜質(zhì)的鎂鋁錳系列。泥板，生產(chǎn)方法和工藝條件與例2相同。
該成分鎂合金泥板的抗拉強(qiáng)度和硬度與例2大致相同，但其塑性比例2高1％左右。
實(shí)施例9生產(chǎn)重量百分比為5％Al，0.2-1％Mn，余量Mg及微量雜質(zhì)的鎂鋁錳系列。泥板，生產(chǎn)方法和工藝條件與例3相同。
該成分鎂合金泥板的抗拉強(qiáng)度和硬度與例3大致相同，但其塑性比例3高1％左右。
在生產(chǎn)過(guò)程中要注意以下問(wèn)題擠壓時(shí)料筒端面要經(jīng)常擦油。認(rèn)真觀察鎂棒溫度，不能加溫太高把鎂棒熔化造成燃燒，或溫度太低不能擠壓或把模具擠壞。中斷人員應(yīng)對(duì)型材表面認(rèn)真檢查，不能有拉痕，劃傷，氣泡及扭擰，如發(fā)現(xiàn)以上情況應(yīng)及時(shí)反映，調(diào)整牽引機(jī)速度保持出料平直，出料時(shí)不得把料跑到石墨條以外，鋸切后移料前必須將裝飾面朝上，移料時(shí)不允許翻轉(zhuǎn)，不允許抽動(dòng)，如必須抽動(dòng)時(shí)，應(yīng)與其它料有一定距離，輕輕抽動(dòng)。
鋸切后，型材長(zhǎng)短應(yīng)該對(duì)齊，定尺鋸切時(shí)要首先檢查擋板定尺距離，型材必須頂住擋板，每5根料進(jìn)行一次，斷料端面不能有毛刺和堵眼現(xiàn)象。鋸斷尺寸不得小于基準(zhǔn)尺寸50MM。鋸切后自檢表面質(zhì)量、定尺長(zhǎng)度及鋸切質(zhì)量。
時(shí)效時(shí)首先檢查料的厚度，材料的牌號(hào)，不同料厚、不同牌號(hào)的產(chǎn)品不能同一爐時(shí)效，時(shí)效時(shí)間是指保溫時(shí)間不包括加溫時(shí)間時(shí)效時(shí)應(yīng)先開(kāi)風(fēng)機(jī)，再開(kāi)加熱管，然后檢查爐門不能漏風(fēng)。在時(shí)效過(guò)程中，每隔20分鐘觀察一次爐的運(yùn)行情況，并觀察自動(dòng)溫控儀的溫度顯示與玻璃管溫度是否一致。時(shí)效完畢時(shí)先關(guān)閉加熱管后關(guān)閉風(fēng)機(jī)，打開(kāi)爐門將料從爐內(nèi)拉出冷卻，出爐時(shí)應(yīng)把車間大門打開(kāi)，并做好時(shí)效記錄。當(dāng)料冷卻后要檢驗(yàn)料的硬度。
盡管參照實(shí)施例對(duì)所公開(kāi)的涉及一種鎂合金泥板及其生產(chǎn)方法進(jìn)行了特別描述，以上描述的實(shí)施例是說(shuō)明性的而不是限制性的，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，所有的變化和修改都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金泥板，其特征在于，由鎂合金材料制成，所述鎂合金材料的具體成分為按重量百分比含有3-6％Al，余量Mg及微量雜質(zhì)的鎂鋁系列；或者為按重量百分比含有3-6％Al，0.5-1％Zn，余量Mg及微量雜質(zhì)的鎂鋁鋅系列；或者為按重量百分比含有3-6％Al，0.2-1％Mn，余量Mg及微量雜質(zhì)的鎂鋁錳系列。
2.一種鎂合金泥板的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括下述步驟(1)選用權(quán)利要求1中所述的鎂合金棒材，對(duì)其表面進(jìn)行去皮處理，之后放入加熱爐中加熱到400℃，保溫24小時(shí)進(jìn)行均勻化退火處理；(2)均勻化退火處理后出爐，空冷至室溫，再放入加熱爐中加熱到350-400℃，保溫3小時(shí)；同時(shí)將擠壓模具加熱到340-380℃，擠壓料筒加熱到340-380℃；(3)上述加熱的鎂合金棒材放入擠壓機(jī)中擠壓成型材，擠壓速度為3-7m/min；(4)擠壓得到的型材放入到加熱爐中加熱到180-200℃，保溫1-2小時(shí)進(jìn)行去應(yīng)力退火，或者加熱到200-220℃，保溫12小時(shí)進(jìn)行人工時(shí)效處理，之后出爐空冷到室溫；(5)將生產(chǎn)泥板的型材經(jīng)機(jī)械圈圓、泥板沖斷、沖孔夾腰、表面處理、吊耳組裝得到自行車泥板產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎂合金泥板的生產(chǎn)方法，其特征在于，生產(chǎn)泥板的型材的表面處理方法為陽(yáng)極氧化或噴涂透明漆處理方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎂合金泥板的生產(chǎn)方法，其特征在于，加熱采用電加熱爐加熱，并在加熱過(guò)程中采用多段控溫強(qiáng)制氣體循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鎂合金泥板及其生產(chǎn)方法，旨在提供一種具有較高的機(jī)械性能，重量輕，價(jià)格低的鎂合金泥板及效率高、質(zhì)量好的泥板的生產(chǎn)方法。該泥板由鎂合金材料制成，其生產(chǎn)方法包括下述步驟將鎂合金棒材去皮處理，之后放入加熱爐中加熱到400℃，保溫24小時(shí)，之后空冷至室溫，然后放入加熱爐中加熱到350－400℃，保溫3小時(shí)；之后放入擠壓機(jī)中擠壓成型材。再進(jìn)行去應(yīng)力退火或人工時(shí)效處理。之后進(jìn)行泥板的機(jī)械成型。本發(fā)明的鎂系列合金經(jīng)過(guò)熱處理后，產(chǎn)品的強(qiáng)度和塑性等綜合性能配合良好，可以獲得各類非機(jī)動(dòng)車泥板需要的力學(xué)性能，重量輕，比強(qiáng)度高，剛性好，抗震力強(qiáng)，長(zhǎng)期使用不易變形。
文檔編號(hào)B21C23/00GK1814836SQ20061001317
公開(kāi)日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2006年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者于克儒 申請(qǐng)人:于克儒