中国自行车用铝合金及其成形技术的解析.ppt

中国自行车用铝合金及其成形技术的现状和发展趋势 北京交通大学 邢书明 教授 天津金轮天大有限公司 杨金山 总经理 天津金汇通自行车有限公司 侯景路 总经理 金轮自行车集团 中国自行车行业的龙头企业： 1987年成立， 5亿固定资产，下属 3 个总公司，9个子公司，26个分厂，46条生产线，4500多员工，年产值达 10 亿。 产品：山地型、保健型、减震型、运动型自行车共14个系列、近千个品种，年产各种自行车，出口为主。 网址：/ 金汇通自行车有限公司 金轮集团的车架生产企业 主要产品 6条生产焊接线 铝合金车架、钢车架、碳纤维车架、钛合金车架、镁合金车架 年产能达数百万套。 金轮天大 金轮集团的型材生产基地 产品——铝合金熔铸棒、挤压管材 铸棒：φ90～180×6000 管材：有4条挤压生产线，年产能达24000吨；2条高频焊管生产线。 高频焊管 挤压铝合金管材 自行车用铝合金的基本要求 轻质高强 工艺性能良好 熔铸 挤压 焊接 热处理 表面处理 疲劳性能好——安全性 自行车是铝合金的重要用户 自行车是绿色交通工具 、健身器材 中国拥有4亿多辆，年产量8300万辆，电动自行车2500万辆。 仅杭州市公共自行车就达2.5万辆；武汉10万辆。 全世界自行车拥有量约20亿辆。 欧洲国家人均自行车数量已经超过中国。 铝合金是自行车的最佳材料 质轻 防腐蚀 价格适中 自行车用铝合金的现状 零件 铝合金主流牌号 性能水平 目前的问题 车架管 6061, 6063 强度290-320MPa 塑性9~12% 综合性能低， 车架难以通过水平拉力疲劳试验。 花毂 6061 轮毂 6061 连杆 LD30或6061 钩片 6061 前叉、曲柄、折叠合页 6系或7系 链轮 2014 强度483MPa 塑性13% 热裂倾向大 车轴、垫片、棘轮、齿盘、轮盘 7系（7005,7075） 强度530-700MPa； 塑性6~8% 焊接性、耐腐蚀性差 自行车用铝合金的新发展 对现有合金改良 稀土改性6061和6063： 添加0.1-0.3%混合轻稀土，抗拉强度达到345MPa的同时，延伸率可达10.7% 添加微量钪，抗拉强度和延伸率大幅度提高 合金成分优化： Si，Mg，Mn，Cr多元合金化 微量元素变质 试用新合金——工艺性能是限制环节 6066：车架管，钩片等。 7005：车架管 7075：车架管 自行车用铝合金的新发展 研制新型专用合金（金轮系列） GW01：强度500MPa，塑性10-12%， GW02：强度450MPa，塑性10-12% GW03: 强度400MPa，塑性10-12% 水平拉伸疲劳实验10万次以上。 成形技术现状 零件 成形工艺 目前的问题 车架管 挤压管焊接MIG焊和TIG焊 热影响区性能差，是断裂的主要位置。 MIG焊的疲劳性能好于TIG焊 花毂 热模锻、冷锻 效率低、 材料利用率低 轮毂 连杆 钩片 前叉、曲柄、折叠合页 链轮 车轴、垫片、棘轮、齿盘、轮盘 铝合金成形新技术 有效摩擦挤压技术——提高成材率 挤压筒内壁的润滑剂、气体和料坯表面的污物等不易卷入内部； 锭坯接头处即使有氧化皮，也不会出现长距离的延伸。 对温度不均匀的适应性提高。 铝合金件成形新技术 液态模锻——万能锻造 不受工件复杂程度限制 不受材料塑性限制 不受工件大小限制 液态模锻——用铸造方法生产锻件 1937年：在前苏联首先问世。 20世纪30-50年代：液态模锻技术处于工艺探索期。军工和国防领域 60-70年代：世界范围的液态模锻技术应用开发最活跃的阶段。 80年代以后，世界范围内开始形成产业化应用。 液态模锻产品