中國自行車用鋁合金及其成形技術(shù)的

中國自行車用鋁合金及其成形技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢北京交通大學邢書明教授天津金輪天大有限公司楊金山總經(jīng)理天津金匯通自行車有限公司侯景路總經(jīng)理金輪自行車集團中國自行車行業(yè)的龍頭企業(yè)：1987年成立，5億固定資產(chǎn)，下屬3個總公司，9個子公司，26個分廠，46條生產(chǎn)線，4500多員工，年產(chǎn)值達10億。產(chǎn)品：山地型、保健型、減震型、運動型自行車共14個系列、近千個品種，年產(chǎn)各種自行車，出口為主。網(wǎng)址：/金匯通自行車有限公司金輪集團的車架生產(chǎn)企業(yè)主要產(chǎn)品6條生產(chǎn)焊接線鋁合金車架、鋼車架、碳纖維車架、鈦合金車架、鎂合金車架年產(chǎn)能達數(shù)百萬套。金輪天大金輪集團的型材生產(chǎn)基地產(chǎn)品——鋁合金熔鑄棒、擠壓管材鑄棒：φ90～180×6000管材：有4條擠壓生產(chǎn)線，年產(chǎn)能達24000噸；2條高頻焊管生產(chǎn)線。高頻焊管擠壓鋁合金管材自行車用鋁合金的基本要求輕質(zhì)高強工藝性能良好熔鑄擠壓焊接熱處理表面處理疲勞性能好——安全性自行車是鋁合金的重要用戶自行車是綠色交通工具、健身器材中國擁有4億多輛，年產(chǎn)量8300萬輛，電動自行車2500萬輛。僅杭州市公共自行車就達2.5萬輛；武漢10萬輛。全世界自行車擁有量約20億輛。歐洲國家人均自行車數(shù)量已經(jīng)超過中國。鋁合金是自行車的最佳材料質(zhì)輕防腐蝕價格適中自行車用鋁合金的現(xiàn)狀零件鋁合金主流牌號性能水平目前的問題車架管6061,6063強度290-320MPa塑性9~12%綜合性能低，車架難以通過水平拉力疲勞試驗。花轂6061輪轂6061連桿LD30或6061鉤片6061前叉、曲柄、折疊合頁6系或7系鏈輪2014強度483MPa塑性13%熱裂傾向大車軸、墊片、棘輪、齒盤、輪盤7系（7005,7075）強度530-700MPa；塑性6~8%焊接性、耐腐蝕性差自行車用鋁合金的新發(fā)展對現(xiàn)有合金改良稀土改性6061和6063：添加0.1-0.3%混合輕稀土，抗拉強度達到345MPa的同時，延伸率可達10.7%添加微量鈧，抗拉強度和延伸率大幅度提高合金成分優(yōu)化：Si，Mg，Mn，Cr多元合金化微量元素變質(zhì)試用新合金——工藝性能是限制環(huán)節(jié)6066：車架管，鉤片等。7005：車架管7075：車架管自行車用鋁合金的新發(fā)展研制新型專用合金（金輪系列）GW01：強度>500MPa，塑性10-12%，GW02：強度>450MPa，塑性10-12%GW03:強度>400MPa，塑性10-12%水平拉伸疲勞實驗10萬次以上。成形技術(shù)現(xiàn)狀零件成形工藝目前的問題車架管擠壓管焊接MIG焊和TIG焊熱影響區(qū)性能差，是斷裂的主要位置。MIG焊的疲勞性能好于TIG焊花轂

熱模鍛、冷鍛效率低、材料利用率低輪轂連桿鉤片前叉、曲柄、折疊合頁鏈輪車軸、墊片、棘輪、齒盤、輪盤鋁合金成形新技術(shù)有效摩擦擠壓技術(shù)——提高成材率擠壓筒內(nèi)壁的潤滑劑、氣體和料坯表面的污物等不易卷入內(nèi)部；錠坯接頭處即使有氧化皮，也不會出現(xiàn)長距離的延伸。對溫度不均勻的適應性提高。鋁合金件成形新技術(shù)液態(tài)模鍛——萬能鍛造不受工件復雜程度限制不受材料塑性限制不受工件大小限制液態(tài)模鍛——用鑄造方法生產(chǎn)鍛件1937年：在前蘇聯(lián)首先問世。20世紀30-50年代：液態(tài)模鍛技術(shù)處于工藝探索期。軍工和國防領(lǐng)域60-70年代：世界范圍的液態(tài)模鍛技術(shù)應用開發(fā)最活躍的階段。80年代以后，世界范圍內(nèi)開始形成產(chǎn)業(yè)化應用。液態(tài)模鍛產(chǎn)品鋁合金車架焊接新技術(shù)超聲波焊接：接頭性能比母材提高1.31倍等離子MIG焊：它是利用等離子弧和MIG弧在同一個焊槍中燃燒，以獲得高的焊接質(zhì)量和焊接效率的一種先進的焊接方法。鋁合金件成形新技術(shù)特種壓鑄——真空壓鑄、高壓壓鑄：復雜薄壁零件（整體車架）熱處理強化合金的壓鑄件普通壓鑄件氣孔多、強度低，不能熱處理強化鋁合金件成形新技術(shù)半固態(tài)成形：固液共存的鋁合金加壓成形收縮小偏析小余料少性能高：高壓、快冷、晶粒細小突破固態(tài)塑性成形在材料、設(shè)備、形狀方面的限制；克服液態(tài)成形缺陷多的問題半固態(tài)加工技術(shù)應用廣泛半固態(tài)+軋制=半固態(tài)軋制半固態(tài)+鍛造=半固態(tài)鍛造半固態(tài)+壓鑄=半固態(tài)壓鑄半固態(tài)+擠壓=半固態(tài)擠壓廣義半固