專利名稱：含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成型領(lǐng)域型材中的實(shí)心或中空擠型材，特別是涉及一種含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其主要是利用最佳的成份比，其中鋁含量約為93％，鈧含量為0.01-0.19％，其余為無可避免的不純物及依不同組件的需求而增加不同的合金或元素成份，形成一種高強(qiáng)度及高塑性的材質(zhì)結(jié)構(gòu)，而可達(dá)到一種較佳的材料塑性及冶金性能。其與現(xiàn)有的鋁合金相比較，不管是在抗拉強(qiáng)度、降伏強(qiáng)度及硬度HRB上，均可提高相當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能，而成為一種相當(dāng)具有實(shí)用性及進(jìn)步性的新設(shè)計(jì)，特別適用于制造運(yùn)動器材、自行車零組件等，而具有產(chǎn)業(yè)界廣泛應(yīng)用的價(jià)值。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有習(xí)知的運(yùn)動器材、自行車的零組件，其主要的材質(zhì)可分為最早期的鋼鐵材質(zhì)，其中如早期的低碳鋼、中碳鋼及后來利用鉻鉬鋼的合金鋼材質(zhì)，即為早期業(yè)界所使用的車架或零組件的材質(zhì)，而后因?yàn)榭剂康阶孕熊嚨闹亓考皬?qiáng)度，各種合金材質(zhì)或其它復(fù)合材料也不斷的被使用于自行車或運(yùn)動器材上，其中最為大眾所知悉的材料是如鋁合金、鈦合金、碳纖維復(fù)合材料等。
而其中的鈦合金，因?yàn)槠渚哂休p量化及耐用的特點(diǎn)，因此曾為業(yè)界所廣泛追求，然而畢竟其加工成本高，且技術(shù)屬于較高層級，因此除了少數(shù)的五通管或五爪零組件會采用此結(jié)構(gòu)之外，并無法真正的大量使用于自行車的其它零組件上；另外，碳纖維復(fù)合材料，則是另一種新材料的使用，其同樣具有抗氧化、美觀…等優(yōu)點(diǎn)，然而其亦是因?yàn)榧庸こ杀靖?，且材料昂貴，因此仍無法適合發(fā)展低價(jià)大眾化的運(yùn)動器材。
因此，鋁合金材質(zhì)便被大量的使用于各種運(yùn)動器材及自行車界，其中鋁合金材質(zhì)的特點(diǎn)包括有高鋼性、輕巧…等特點(diǎn)，然而尋找更適合的合金材質(zhì)一直仍是業(yè)界所不斷努力的目標(biāo)，而其中以鎂合金而言，即為當(dāng)前所使用最新的材質(zhì)，另外再如鈧鋁合金(Scadium)，其再與各種型號的鋁合金搭配后，可生成令人更加滿意的結(jié)構(gòu)性能，其中如與7000系列鋁合金結(jié)合后，可以大幅改善其長久存在的焊接熱裂性的問題，并能夠有效的提升其焊接強(qiáng)度。
因而，將鈧鋁合金使用于自行車的車架，可以同時(shí)擁有著鋁合金所代表的輕量化，及鋼材所代表的舒適彈性，因此除了鎂合金外，鈧鋁合金亦為當(dāng)前業(yè)界所積極追求的新興材質(zhì)，然而追加最佳化的成份比及制程的改良，而擁有一種強(qiáng)度與加工性均可兼顧的新合金，即成為本發(fā)明的改良目的。
其中，與本發(fā)明相關(guān)的先前現(xiàn)有技術(shù)，請參閱美國專利號第5620652專利，其所揭示的結(jié)構(gòu)是利用60.0％至99.0％的鋁，并配合至少0.02至10.0％的鈧，所合成的鈧鋁合金，如此而令其不管是在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及焊接強(qiáng)度上均能達(dá)到更理想的狀態(tài)，然而上述的成份組合，卻在流動性上顯然有所不足，因此，對于實(shí)心或空心擠型材，顯得不具有可實(shí)施性，因此追求最佳化的成份比，仍為業(yè)界所努力改良的目標(biāo)。
為了解決現(xiàn)有的鈧鋁合金型材的缺陷，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決的道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。
有鑒于上述現(xiàn)有的鈧鋁合金型材存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及其專業(yè)知識，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，能夠改進(jìn)一般市面上現(xiàn)有常規(guī)的鈧鋁合金型材結(jié)構(gòu)，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的鈧鋁合金型材存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，所要解決的主要技術(shù)問題是使其利用新型結(jié)構(gòu)的鈧鋁合金制成一種新型結(jié)構(gòu)的實(shí)心或中空擠型材，令其在使用上可達(dá)到更佳的可塑性，并同時(shí)具有鈧鋁合金特有的焊接強(qiáng)度，從而使其更加適于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其主要包括有鋁含量約為93％，鈧含量為0.01-0.19％，鋅含量約為6％，其余為無可避免的不純物，該無可避免的不純物其含量為0.81-0.99％。
本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其主要包括有鋁含量約為93％，鈧含量為0.01-0.19％，鋅含量約為6％，其余為另添加的合金或元素，該添加的合金或元素其含量為0.81-0.99％。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其中所述的另添加的合金或元素包括有鎂、錳、硅、銅、鎳合金。
前述的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其中所述的另添加的合金或元素包括有用以增加耐蝕性的鎂、錳、硅元素，而可增加強(qiáng)度。
前述的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其中所述的另添加的合金或元素包括有用以配合強(qiáng)度大的機(jī)械件而添加的銅，并經(jīng)過熱處理加工，而可增加強(qiáng)度，用于重量輕、強(qiáng)度大的機(jī)械配件。
前述的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其中所述的另添加的合金或元素包括有用以增加耐熱性而添加的銅、鎳合金。
前述的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其中所述的另添加的合金或元素包括有用以增加耐熱性的硅合金，用于制造需耐高溫的組件。
前述的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其中所述的另添加的合金或元素包括有用以增加流動性而可添加的鋅，再制成實(shí)心或中空的擠型材，其中的成份比是約為6％。
前述的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其中所述的另添加的合金或元素包括有微量的鈧元素，搭配其它的元素，其強(qiáng)度高于常用鋁擠型材。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上的技術(shù)方案可知，本發(fā)明含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其主要是利用最佳的成份比，其中鋁含量約為93％，鈧含量為0.01-0.19％，其余為無可避免的不純物及依不同組件的需求而增加不同的合金或元素成份，而可達(dá)到一種較佳的材料塑性及冶金性能。其與現(xiàn)有的鋁合金相比較，不管是在抗拉強(qiáng)度、降伏強(qiáng)度及硬度HRB上，均可提高相當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能。
本發(fā)明在結(jié)構(gòu)及使用的實(shí)用性上，確實(shí)完全符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需，并且所揭露的結(jié)構(gòu)是前所未有的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，其既未見于任何刊物，在申請前更未見有相同的結(jié)構(gòu)特征公知、公用在先，且市面上亦未見有類似的產(chǎn)品，即在同類產(chǎn)品中均未見有類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公開發(fā)表或使用，而確實(shí)具有新穎性。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)確比現(xiàn)有的鈧鋁合金型材更具技術(shù)進(jìn)步性，且其利用微量的鈧配合鋁，可達(dá)到最佳化的可塑性，因此可適用于各式的實(shí)心或空心鋁擠型材，且其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征及功能亦遠(yuǎn)非現(xiàn)有的鈧鋁合金型材所可比擬，較現(xiàn)有的鈧鋁合金型材更具有技術(shù)上的進(jìn)步，并具有增進(jìn)的功效，而確實(shí)具有創(chuàng)造性。
綜上所述，本發(fā)明特殊結(jié)構(gòu)的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，可達(dá)到相當(dāng)?shù)膶?shí)用性，并具有產(chǎn)業(yè)上的廣泛利用價(jià)值，具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，其不論在結(jié)構(gòu)上或功能上皆有較大的改進(jìn)，且在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，而確實(shí)具有增進(jìn)的功效，從而更加適于實(shí)用，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
本發(fā)明含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，是一種用于自行車零組件及運(yùn)動器材的鈧鋁合金，其主要包括有鋁含量少于93％，其中鋁主要是配合其流動性，而可作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整；鈧含量為0.01-0.19％，可令合金的塑性變形及冶金性能達(dá)到最佳化；其余為無可避免的不純物及依不同組件需求而增加不同的合金或元素成份，該無可避免的不純物、添加的合金或元素含量均為0.81-0.99％，其包括有用以增加耐蝕性添加鎂、錳、硅元素，而可增加強(qiáng)度；用以配合強(qiáng)度大的機(jī)械件添加銅，并經(jīng)過熱處理加工，而可增加強(qiáng)度，用于飛機(jī)及要求重量輕、強(qiáng)度大的機(jī)械配件。
用以增加耐熱性其可分為以下兩種A、添加銅、鎳合金。
B、添加硅合金，此合金用以制造需耐高溫的組件，因此可利用熱處理，增加強(qiáng)度及硬度。
用以增加流動性，可添加鋅，如此再制成實(shí)心或中空擠型材時(shí)，擁有絕佳的質(zhì)量，其中的成份比是約為6％。
上述為本發(fā)明的各種實(shí)施態(tài)樣，其中本發(fā)明利用微量的鈧元素，搭配其它的元素，并藉由固溶處理方式，其更包括有水冷式及空冷式，如此而令其強(qiáng)度高于當(dāng)前常用的鋁擠型材，再者，利用高成份比的鋁成份，亦同步具有最佳的流動性，如此對于需要各種成形尺寸的零組件，在制程上更能達(dá)到最大的效益，其中如飛輪、五爪等，即最適用本發(fā)明所具有的最佳化的可塑性及高強(qiáng)度比的鈧鋁合金材質(zhì)。
本發(fā)明與現(xiàn)有習(xí)知的各型號鋁合金材質(zhì)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相比較，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，請參閱下表所示，是本發(fā)明與現(xiàn)有習(xí)知的鋁合金的機(jī)械性能比較表，其表示出本發(fā)明使用于SC7459時(shí)，其抗拉強(qiáng)度、降伏強(qiáng)度、硬度HRB及伸長率％的比較(詳見下表)。
Sc7459與常用鋁合金的機(jī)械性能比較

由上表中可知，本發(fā)明含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材與7XXX型的鋁合金相比較，不管是在抗拉強(qiáng)度、降伏強(qiáng)度及硬度HRB上，均可提高相當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上的實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其特征在于其主要包括有鋁含量約為93％，鈧含量為0.01-0.19％，鋅含量約為6％，其余為無可避免的不純物，該無可避免的不純物其含量為0.81-0.99％。
2.一種含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其特征在于其主要包括有鋁含量約為93％，鈧含量為0.01-0.19％，鋅含量約為6％，其余為另添加的合金或元素，該添加的合金或元素其含量為0.81-0.99％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其特征在于其中所述的另添加的合金或元素包括有鎂、錳、硅、銅、鎳合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其特征在于其中所述的另添加的合金或元素包括有用以增加耐蝕性的鎂、錳、硅元素，而可增加強(qiáng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其特征在于其中所述的另添加的合金或元素包括有用以配合強(qiáng)度大的機(jī)械件而添加的銅，并經(jīng)過熱處理加工，而可增加強(qiáng)度，用于重量輕、強(qiáng)度大的機(jī)械配件。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其特征在于其中所述的另添加的合金或元素包括有用以增加耐熱性而添加的銅、鎳合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其特征在于其中所述的另添加的合金或元素包括有用以增加耐熱性的硅合金，用于制造需耐高溫的組件。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其特征在于其中所述的另添加的合金或元素包括有用以增加流動性而可添加的鋅，再制成實(shí)心或中空擠型材，其中的成份比是約為6％。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其特征在于其中所述的另添加的合金或元素包括有微量的鈧元素，搭配其它的元素，其強(qiáng)度高于常用鋁擠型材。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種含有鈧鋁合金的實(shí)心或中空擠型材，其主要是包括有鋁含量約為93％，鈧含量為0.01－0.19％，鋅含量約為6％，其余為無可避免的不純物及依不同組件的需求而增加其它不同的合金或元素，該無可避免的不純物、該添加的合金或元素其含量均為0.81－0.99％。該其它合金或元素包括有鎂、錳、硅、銅、鎳合金。其主要是利用上述的最佳成分比，其中鋁含量約為93％，鈧含量為0.01－0.19％，其余為無可避免的不純物及依不同組件的需求而增加不同的合金或元素成分，形成高強(qiáng)度及高塑性的材質(zhì)結(jié)構(gòu)，可達(dá)到一較佳的材料塑性及冶金性能。其與現(xiàn)有鋁合金相比，在抗拉強(qiáng)度、降伏強(qiáng)度及硬度HRB上，均可提高相當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能，適于產(chǎn)業(yè)界廣泛推廣應(yīng)用。
文檔編號C22C21/10GK1508273SQ0215567
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月13日
發(fā)明者蕭仲志 申請人:蕭仲志