中国自行车用铝合金及其成形技术的

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。液态模锻产品铝合金车架焊接新技术超声波焊接：接头性能比母材提高1.31倍等离子MIG焊：它是利用等离子弧和MIG弧在同一个焊枪中燃烧，以获得高的焊接质量和焊接效率的一种先进的焊接方法。铝合金件成形新技术特种压铸——真空压铸、高压压铸：复杂薄壁零件（整体车架）热处理强化合金的压铸件普通压铸件气孔多、强度低，不能热处理强化铝合金件成形新技术半固态成形：固液共存的铝合金加压成形收缩小偏析小余料少性能高：高压、快冷、晶粒细小突破固态塑性成形在材料、设备、形状方面的限制；克服液态成形缺陷多的问题半固态加工技术应用广泛半固态+轧制=半固态轧制半固态+锻造=半固态锻造半固态+压铸=半固态压铸半固态+挤压=半固态挤压广义半固