中國(guó)自行車用鋁合金及其成形技術(shù)的

中國(guó)自行車用鋁合金及其成形技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)北京交通大學(xué)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(tuán)中國(guó)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(gè)總公司，9個(gè)子公司，26個(gè)分廠，46條生產(chǎn)線，4500多員工，年產(chǎn)值達(dá)10億。產(chǎn)品：山地型、保健型、減震型、運(yùn)動(dòng)型自行車共14個(gè)系列、近千個(gè)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(tuán)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(dá)數(shù)百萬(wàn)套。金輪天大金輪集團(tuán)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(dá)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(qiáng)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(guó)擁有4億多輛，年產(chǎn)量8300萬(wàn)輛，電動(dòng)自行車2500萬(wàn)輛。僅杭州市公共自行車就達(dá)2.5萬(wàn)輛；武漢10萬(wàn)輛。全世界自行車擁有量約20億輛。歐洲國(guó)家人均自行車數(shù)量已經(jīng)超過中國(guó)。鋁合金是自行車的最佳材料質(zhì)輕防腐蝕價(jià)格適中自行車用鋁合金的現(xiàn)狀零件鋁合金主流牌號(hào)性能水平目前的問題車架管6061,6063強(qiáng)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(yàn)。花轂6061輪轂6061連桿LD30或6061鉤片6061前叉、曲柄、折疊合頁(yè)6系或7系鏈輪2014強(qiáng)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(qiáng)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(duì)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(qiáng)度達(dá)到345MPa的同時(shí)，延伸率可達(dá)10.7%添加微量鈧，抗拉強(qiáng)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(qiáng)度>500MPa，塑性10-12%，GW02：強(qiáng)度>450MPa，塑性10-12%GW03:強(qiáng)度>400MPa，塑性10-12%水平拉伸疲勞實(shí)驗(yàn)10萬(wàn)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(yè)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(rùn)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(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)距離的延伸。對(duì)溫度不均勻的適應(yīng)性提高。鋁合金件成形新技術(shù)液態(tài)模鍛——萬(wàn)能鍛造不受工件復(fù)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(jì)30-50年代：液態(tài)模鍛技術(shù)處于工藝探索期。軍工和國(guó)防領(lǐng)域60-70年代：世界范圍的液態(tài)模鍛技術(shù)應(yīng)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(yīng)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(gè)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(jìn)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(fù)雜薄壁零件（整體車架）熱處理強(qiáng)化合金的壓鑄件普通壓鑄件氣孔多、強(qiáng)度低，不能熱處理強(qiáng)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(xì)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(yīng)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