專利名稱：用鎂合金型材制作自行車輪輞的方法
技術領域：
本發明是一種自行車輪輞的制作方法，特別是一種用鎂合金型材制作自行車輪輞的方法。
背景技術：
自行車輪輞是自行車的重要零部件，需要較高的力學性能，同時要求重量最輕、價格便宜、美觀大方。該零件原來主要由鋼材焊接，目前主要由鋁合金(6061、6063、7005)等型材生產，而且經過T5或T6處理后，進一步提高了力學性能。為了更進一步減輕車重，現在的方法是改用鎂合金替代鋁合金。經試驗驗證，鎂合金的綜合機械性能均已達到了使用要求，但其比重只有鋁合金的三分之二，按同體積材料計算，其成本已經低于鋁合金，且鎂合金制品高貴典雅，質感細膩，美觀大方，因此鎂合金材料在自行車的制造領域，在有著廣泛的應用前景。
目前鋁合金自行車輪輞的制作工藝比較成熟，但是，用現有生產鋁合金自行車車輪輞的方法來生產鎂合金產品卻得不到滿意的效果，所以，如何開發一種專門用于生產鎂合金自行車車輪輞的方法，是自行車生產領域的迫切需要。
發明內容
目前鎂合金自行車輪輞的制作還面臨著一些技術問題如工藝控制范圍窄，對熱擠壓要求的溫度比較嚴格；塑性變形性能相對較差，不利于機械成型；抗腐蝕性相對較差。本發明的目的是針對上述技術問題而提供一種用鎂合金型材制作自行車輪輞的方法，該方法能嚴格控制鎂合金擠壓溫度，能提高鎂合金塑性變形性能，能提高鎂合金的抗腐蝕性，使用該方法來生產自行車輪輞，其質量好，生產效率高，適合大批量生產，經濟效益顯著。
鎂合金自行車輪輞對材質有極高的要求，不同種類的自行車對車輪輞性能的要求也不同，根據使用的力學性能，要求采用不同系列成分的鎂合金制作自行車輪輞，具體系列成分如下
鎂鋁系列3-10％-Al，余量Mg及雜質。
鎂鋁鋅系列3-10％-Al，0.5-1％Zn，余量Mg。
鎂鋁錳系列3-10％-Al，0.2-1％Mn，余量Mg及雜質。
鎂鋅鋯系列0.5-1％Zn，0.1-1％Zr，余量Mg及雜質。
鎂稀土系列1-3％Re，余量Mg及雜質。
鎂合金的熱擠壓溫度為300℃-410℃，但對具體系列合金的要求范圍很窄，要求控制在其固相線和固熔度曲線之間的一個特定溫度范圍，該范圍是350℃～360℃。
鎂合金對熱擠壓速度比較敏感，尤其與擠壓溫度必須配合好，否則會影響產品的性能一致性和均勻性，一般擠壓速度保持為在3m-7m/min的狀態下，就能達到滿意的效果。
對鎂合金的加熱最好采用電爐，并要求強制循環氣體，以保證溫度的一致性和均勻性。
由于鎂合金表面易氧化，所以要對鎂錠表面進行去皮。
對成型后的鎂合金型材應進行時效處理，所述時效處理就是將擠壓后的鎂合金型材放入保持有一定溫度的熱處理爐內保溫一段時間，一般是在180℃-190℃范圍內保溫12小時，經過時效處理的鎂合金型材，其強度、硬度將有明顯的提高。
由于鎂合金制品制造工藝要求嚴格，而且控制范圍較窄，所以必須嚴格控制每一道工序，確保工藝參數的準確，保證產品的綜合性能一致均勻，有效的提高成品率。本發明所述的鎂合金自行車輪輞的制作方法，工藝簡單，操作方便，用本方法制作鎂合金自行車輪輞，高貴典雅，質感細膩，美觀大方。
鎂合金自行車輪輞的制作方法包括擠壓和成型兩個流程。
一.鎂合金型材擠壓工藝流程擠壓工藝流程包括鎂合金棒斷料、固熔化處理、鎂合金棒加熱、模具加熱、上模、入料、擠壓、中斷鋸切、移料、定尺鋸切、時效處理、檢驗、包裝入庫各項工序。
擠壓工藝參數鎂合金棒固熔化處理溫度400℃(300℃-410℃)；保溫24小時；鎂合金棒加熱溫度 370℃(365℃-375℃)；保溫2小時；鎂合金棒擠壓溫度 355℃(350℃～360℃)；擠壓料筒溫度 300℃(290℃-310℃)；
鎂合金棒擠壓速度 5m/min(3m-7m/min)；模具加熱溫度 355℃(350℃～360℃)；時效處理溫度 185℃(180℃-190℃)；保溫12小時；二.鎂合金輪輞成型工藝流程成型工藝流程包括圈圓、切斷、抹膠、裝銷、插接、校正檢驗、磨光、沖或鉆條孔、沖氣門孔、打字各項工序。
圈圓就是通過成型機將型材由條料卷制成圓圈形，一根型材可卷成構成有三個圓圈的螺旋形；切斷就是通過切斷機將圈好圓的螺旋形鎂材切成三個獨立的輪輞；抹膠就是在鎂輪輞截面的兩個銷孔內抹膠；裝銷就是在鎂輪輞截面的兩個銷孔內裝入相應規格的銷釘；插接就是通過插接機將裝好銷的輪輞用鋼帶壓力把接口連接成整體成品；校正主要是校正因型材截面幾何尺寸變形而造成的接口不平整或錯口；檢驗主要是檢驗鎂合金圈的橢圓度及高低邊見地程；磨光指的是通過磨光機用拋光輪拋去輪輞毛坯表面的雜渣和滑痕，以獲得光滑表面；沖條孔就是在輪輞上打出條幅的安裝孔；沖條孔就是在輪輞上打出條幅的安裝孔；沖氣門孔就是在輪輞上打出氣門嘴的安裝孔；打字就是在鎂合金圈上打出關于型號等方面的字樣。
圖1是本發明擠壓流程2是本發明成型流程圖具體實施方式
鎂合金輪輞的生產過程包括擠壓和成型兩個流程，這兩個流程的具體實施方式
如下一.如圖1所示，鎂型材擠壓流程包括擠壓工藝流程包括鎂合金棒斷料、固熔化處理、鎂合金棒加熱、模具加熱、上模、入料、擠壓、中斷鋸切、移料-、定尺鋸切、時效處理、檢驗、包裝入庫各項工序。
將切斷好的鎂合金棒放入加熱爐加熱到固熔化處理溫度(400℃)，保溫24小時后，空冷降到室溫；然后再加熱到370℃，經保溫2小時，進入擠壓工序；在擠壓前要對模具進行預熱，其預熱的溫度為355℃，該溫度即為擠壓溫度；擠壓要求保持一定的擠壓速度，對鎂合金棒的擠壓速度保持在5m/MIN為宜；被擠壓出的型材落入擠壓料筒，擠壓料筒溫度應當保持在300℃的狀態下為宜；對成型后的鎂合金型材應進行時效處理，時效處理的溫度為185℃，時效處理的保溫時間為12小時。
在擠壓過程中，擠壓時料筒端面要經常擦油，認真觀察鎂合金棒溫度，不能加溫太高而把鎂棒熔化造成燃燒，溫度也不能太低而把模具擠壞。被擠壓的型材不能有拉痕、劃傷及扭擰，不能有氣泡，調整牽引速度保持出料平直；鎂合金型材在擠壓到規定長度時要鋸切成較短的型材，鋸切后移料前必須將裝飾面朝上，移料時不允許翻轉，不允許抽動，如必須抽動時，應與其它料有一定距離，輕輕抽動。鋸切后，型材長短應該對齊，型材端面不能有毛刺和堵眼現象。在進行時效處理時，要檢查的鎂合金型材的厚度材料的牌號，不同的型號的鎂合金型材不能同一爐時效處理，時效處理時應先開風機，再開加熱管，熱處理爐的爐門不能漏風，在時效過程中，每隔20分鐘觀察一次熱處理爐的運行情況，并觀察自動溫控儀的溫度顯示與玻璃管溫度是否一致，時效完畢時先關閉加熱管后關閉風機，打開爐門將型材從爐內拉出冷卻，出爐時應把車間大門打開，并做好時效記錄，當料冷卻后要檢驗型材的硬度。
二.如圖2所示，鎂合金輪輞成型流程包括圈圓、切斷、抹膠、裝銷、插接、校正檢驗、磨光、沖或鉆條孔、沖氣門孔、打字各項工序。
1.圈圓圈圓前先確認所用型材(規格長度)與滾模是否和生產的產品吻合，然后根據鎂合金圈要求成型外徑的不同，調節上輥的高度，調到所需的高度位置后鎖緊固定螺栓；為消除螺紋間隙，應從大于標準外徑調起，滾輪逐漸下調，直到圈出鎂合金圈，所圈出的鎂合金圈以大于標準圈外徑0.8-1.2MM，而以大于標準圈外徑1MM為最佳。
2.切斷切斷前先檢查外圓模具正確無誤，然后將鎂圈放入外圓模做逆時陣旋轉，使下側料頭頂到定位端，并使鎂圈的上側和內側貼合良好，然后進行切斷，切斷后要檢查接口是否平直，嚴密。
3.抹膠抹膠時必須把膠抹在鎂合金圈截面的兩個銷孔內，不能過多，以防表面處理時膠液進入銷孔影響產品質量。
4.裝銷裝銷時要注意所選的銷釘規格，裝銷前應測量銷孔直徑，一般銷釘直徑比銷孔的直徑要大0.05～0.1MM。
5.插接插接時先檢查鋼帶長度與鋼帶模是否與鎂圈規格相符，具體操作時是將鎂合金圈放入鋼帶模內，調整活動塊高度和調整塊的前后位置，以保證插接時的中心高和活動塊能順利地托住鎂圈和鋼帶，同時注意壓緊模是否已保證插接時的中心高，插接完成后，要檢查接口是否平直、嚴密及錯口情況。
6.校正檢驗校正檢驗后應保證接口兩邊平行，無凸凹現象，鎂合金圈的橢圓度及高低邊見地程要符合標準精度。
7.磨光磨光前先檢查輪輞截面形狀要與中拋輪型式一致，檢查無誤后，將鎂圈放到兩承托輪上，調節活動托輪位置，使鎂圈中心高度與兩側拋掄高度一致，調節壓緊輪使鎂圈在垂直平面穩定后即可進行磨光，在生產過程中應經常檢查磨光質量。
8.沖條孔沖條孔時應先檢查模具是否與鎂合金圈型號規格相符合，沖孔時注意先在鎂合金圈接口兩邊沖出一對條孔，沖完后檢查孔的質量，不得有起鼓現象，孔距必須符合規定。
9.沖氣門孔沖氣門孔時先檢查模具狀況是否良好，與鎂合金圈型號規格是否一致，沖后檢查孔的質量，不得有毛刺，孔位置必須在鎂合金圈正中，兩條孔中間。
10.打字打字時先檢查模具是否與鎂圈型號規格一致，打字時要檢查字體是否清晰、完整位置必須位于兩條孔中間，方向與鎂圈中線平行，不得不歪斜。
權利要求
1.一種用鎂合金型材制作自行車輪輞的方法，其特征在于所述鎂合金自行車輪輞的制作方法包括擠壓和成型兩個流程擠壓工藝流程包括鎂合金棒斷料、固熔化處理、鎂合金棒加熱、模具加熱、上模、入料、擠壓、中斷鋸切、移料-、定尺鋸切、時效處理、檢驗、包裝入庫各項工序；成型工藝流程包括圈圓、切斷、抹膠、裝銷、插接、校正檢驗、磨光、沖或鉆條孔、沖氣門孔、打字各項工序。
2.根據權利要求1所述的鎂合金型材制作自行車輪輞的方法，其特征在于所述鎂合金型材擠壓工藝流程中的擠壓工藝參數為鎂合金棒固熔化處理溫度300℃-410℃；保溫24小時；鎂合金棒加熱溫度365℃-375℃；保溫2小時；鎂合金棒擠壓溫度350℃～360℃；擠壓料筒溫度290℃-310℃；鎂合金棒擠壓速度3m-7m/min；模具加熱溫度350℃～360℃時效處理溫度180℃-190℃；保溫12小時。
3.根據權利要求2所述的鎂合金型材制作自行車輪輞的方法，其特征在于所述鎂合金型材擠壓工藝流程中的擠壓工藝參數為鎂合金棒固熔化處理溫度400℃；保溫24小時；鎂合金棒加熱溫度370℃；保溫2小時；鎂合金棒擠壓溫度355℃；擠壓料筒溫度300℃；鎂合金棒擠壓速度5m/min；模具加熱溫度355℃；時效處理溫度185℃；保溫12小時。
4.根據權利要求1所述的鎂合金型材制作自行車輪輞的方法，其特征在于所述鎂合金自行車輪輞的制作方法要求采用不同系列成分的鎂合金制作自行車輪輞，具體系列成分如下鎂鋁系列3-10％-Al，余量Mg；鎂鋁鋅系列3-10％-Al，0.5-1％Zn；鎂鋁錳系列3-10％-Al，0.2-1％Mn，余量Mg；鎂鋅鋯系列0.5-1％Zn，0.1-1％Zr，余量Mg；鎂稀土系列1-3％Re，余量Mg。
全文摘要
本發明是一種自行車輪輞的制作方法，特別是一種用鎂合金型材制作自行車輪輞的方法。所述鎂合金自行車輪輞的制作方法包括擠壓和成型兩個流程擠壓工藝流程包括鎂合金棒斷料、固熔化處理、鎂合金棒加熱、模具加熱、上模、入料、擠壓、中斷鋸切、移料－、定尺鋸切、時效處理各項工序；成型工藝流程包括圈圓、切斷、抹膠、裝銷、插接、校正檢驗、磨光、沖或鉆條孔、沖氣門孔各項工序。本發明所述的鎂合金自行車輪輞的制作方法，工藝簡單，操作方便，用本方法制作鎂合金自行車輪輞，高貴典雅，質感細膩，美觀大方。
文檔編號B21C31/00GK1736656SQ20051009844
公開日2006年2月22日 申請日期2005年9月8日 優先權日2005年9月8日
發明者于克儒 申請人:于克儒