一種自行車車架用的低脆性鈦合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鈦合金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種自行車車架用的低脆性鈦合金及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市交通出現(xiàn)日益擁堵的情況，現(xiàn)在自行車逐漸受到廣大消費者的青睞成為 了人們出行的重要的交通工具，但是目前自行車的車架存在著容易生銹、長時間使用容易 斷裂、承重能力有限等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的第一個目的是提供了一種自行車車架 用的低脆性鈦合金。本發(fā)明的第二個目的是提供了一種自行車車架用的低脆性鈦合金的制 備方法。
[0004] 技術(shù)方案：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種自行車車架用的低脆性鈦 合金，所述鈦合金主體元素組成為：鎢元素0. 2~0. 5%、鎂元素0. 5~1. 0%、鐵元素為1~2%、硅 元素0. 2~0. 3%、碳元素0. 5~0. 8%、鋁元素0. 2~0. 4%、余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)。
[0005] 其中，上述雜質(zhì)包括磷元素、硫元素、硒元素和錳元素。
[0006] 其中，上述磷元素彡0· 1%、硫元素彡0· 1%、硒元素彡0· 1%、猛元素彡0· 1%。
[0007] 其中，上述鈦合金主體元素組成為：鎢元素0. 3%、鎂元素0. 75%、鐵元素為1. 5%、硅 元素0. 25%、碳元素0. 65%、錯元素0. 3%、余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)。
[0008] 上述的自行車車架用的低脆性鈦合金的制備方法，包括以下步驟： 1) 分別按重量百分比稱取鈦合金、鋁硅合金、鎢鐵合金為原料，加入熔煉爐中加熱 80(T85(TC使得熔煉爐中的材料全部熔化，熔煉時間為疒9h，同時加入除磷劑和脫硫劑除去 硫元素和磷元素； 2) 向熔煉爐中通入Ar-Cl2混合氣體，在溫度為75(T780°C的條件下精煉5~7min，得到 熔液； 3) 將鋁合金晶粒細(xì)化劑置于結(jié)晶器上端的流槽中，將得到的熔液用過濾器過濾后通過 流槽澆注，澆注的同時將鋁合金晶粒細(xì)化劑以35(T400mm/min的速度插入流槽中，使得鋁 合金晶粒細(xì)化劑中的元素均勻熔入熔液中； 4) 在鑄造溫度為75(T780°C、鑄造速度為35~40mm/min的條件下鑄造，得到自行車車架 用的低脆性鈦合金。
[0009] 其中，上述步驟1)中的脫硫劑為石灰石和氟化鈣組成，其比例為CaO = CaF2為3:2。
[0010] 其中，上述步驟1)中除磷劑包括高錳酸鉀25%，硫酸亞鐵10%，三氯化鐵20%，硫酸 亞錳9%，聚丙烯酰胺1. 5%，碳酸鈣2. 2%，聚合氯化鋁13. 8%，次氯酸鈉8. 2%，硅酸鈉3%，活性 氧化錯7. 3%。
[0011] 有益效果：本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)點：本發(fā)明通過選擇的鈦合金、鋁 硅合金、鎢鐵合金的強度和塑性等綜合性能好，使得其得到的鈦合金作為自行車架的耐腐 性性能高，而且不易變形、承重能力強，該合金的綜合性能強，而且十分適合作為自行車車 架的材料，本發(fā)明的制備方法中除磷劑和脫硫劑進行除去鈦合金中的雜質(zhì)，使得產(chǎn)品的純 度更高，質(zhì)量更優(yōu)。
【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0013] 實施例1 一種自行車車架用的低脆性鈦合金，所述鈦合金主體元素組成為：鎢元素〇. 2%、鎂元 素0. 5%、鐵元素為1%、娃元素0. 2%、碳元素0. 5%、錯元素0. 2%、余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)。 雜質(zhì)包括磷元素、硫元素、硒元素和猛元素。磷元素〇. 1%、硫元素〇. 1%、硒元素〇. 1%、猛元素 0. 1%〇
[0014] 自行車車架用的低脆性鈦合金的制備方法，包括以下步驟： 1) 分別按重量百分比稱取鈦合金、鋁硅合金、鎢鐵合金為原料，加入熔煉爐中加熱 800°C使得熔煉爐中的材料全部熔化，熔煉時間為7h，同時加入除磷劑和脫硫劑除去硫元素 和磷元素；脫硫劑為石灰石和氟化鈣組成，其比例為CaO = CaF2為3:2 ;除磷劑包括高錳酸鉀 25%，硫酸亞鐵10%，三氯化鐵20%，硫酸亞錳9%，聚丙烯酰胺1. 5%，碳酸鈣2. 2%，聚合氯化鋁 13. 8%，次氯酸鈉8. 2%，硅酸鈉3%，活性氧化鋁7. 3% ; 2) 向熔煉爐中通入Ar-Cl2-合氣體，在溫度為750°C的條件下精煉5min，得到熔液； 3) 將鋁合金晶粒細(xì)化劑置于結(jié)晶器上端的流槽中，將得到的熔液用過濾器過濾后通過 流槽澆注，澆注的同時將鋁合金晶粒細(xì)化劑以350mm/min的速度插入流槽中，使得鋁合金 晶粒細(xì)化劑中的元素均勻熔入熔液中； 4) 在鑄造溫度為750°C、鑄造速度為35mm/min的條件下鑄造，得到自行車車架用的低 脆性鈦合金。
[0015] 實施例2 一種自行車車架用的低脆性鈦合金，所述鈦合金主體元素組成為：鎢元素〇. 5%、鎂元 素1. 0%、鐵元素為2%、娃元素0. 3%、碳元素0. 8%、錯元素0. 4%、余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)。 雜質(zhì)包括磷元素、硫元素、硒元素和猛元素。磷元素< 〇. 1%、硫元素< 〇. 1%、硒元素< 〇. 1%、 猛元素< 0. 1%。
[0016] 自行車車架用的低脆性鈦合金的制備方法，包括以下步驟： 1) 分別按重量百分比稱取鈦合金、鋁硅合金、鎢鐵合金為原料，加入熔煉爐中加熱 850°C使得熔煉爐中的材料全部熔化，熔煉時間為9h，同時加入除磷劑和脫硫劑除去硫元素 和磷元素；脫硫劑為石灰石和氟化鈣組成，其比例為CaO = CaF2為3:2 ;除磷劑包括高錳酸鉀 25%，硫酸亞鐵10%，三氯化鐵20%，硫酸亞錳9%，聚丙烯酰胺1. 5%，碳酸鈣2. 2%，聚合氯化鋁 13. 8%，次氯酸鈉8. 2%，硅酸鈉3%，活性氧化鋁7. 3% ; 2) 向熔煉爐中通入Ar-Cl2-合氣體，在溫度為780°C的條件下精煉7min，得到熔液； 3) 將鋁合金晶粒細(xì)化劑置于結(jié)晶器上端的流槽中，將得到的熔液用過濾器過濾后通過 流槽澆注，澆注的同時將鋁合金晶粒細(xì)化劑以400mm/min的速度插入流槽中，使得鋁合金 晶粒細(xì)化劑中的元素均勻熔入熔液中； 4)在鑄造溫度為780°C、鑄造速度為40mm/min的條件下鑄造，得到自行車車架用的低 脆性鈦合金。
[0017] 實施例3 一種自行車車架用的低脆性鈦合金，所述鈦合金主體元素組成為：鎢元素〇. 3%、鎂元 素0. 75%、鐵元素為1. 5%、娃元素0. 25%、碳元素0. 65%、錯元素0. 3%、余量為鈦和不可避免的 雜質(zhì)。雜質(zhì)包括磷元素、硫元素、硒元素和猛元素。磷元素< 〇. 1%、硫元素< 〇. 1%、硒元素 彡〇· 1%、錳元素彡〇· 1%。
[0018] 自行車車架用的低脆性鈦合金的制備方法，包括以下步驟： 1) 分別按重量百分比稱取鈦合金、鋁硅合金、鎢鐵合金為原料，加入熔煉爐中加熱 830°C使得熔煉爐中的材料全部熔化，熔煉時間為8h，同時加入除磷劑和脫硫劑除去硫元素 和磷元素；脫硫劑為石灰石和氟化鈣組成，其比例為CaO = CaF2為3:2 ;除磷劑包括高錳酸鉀 25%，硫酸亞鐵10%，三氯化鐵20%，硫酸亞錳9%，聚丙烯酰胺1. 5%，碳酸鈣2. 2%，聚合氯化鋁 13. 8%，次氯酸鈉8. 2%，硅酸鈉3%，活性氧化鋁7. 3% ; 2) 向熔煉爐中通入Ar-Cl2-合氣體，在溫度為770°C的條件下精煉6min，得到熔液； 3) 將鋁合金晶粒細(xì)化劑置于結(jié)晶器上端的流槽中，將得到的熔液用過濾器過濾后通過 流槽澆注，澆注的同時將鋁合金晶粒細(xì)化劑以370mm/min的速度插入流槽中，使得鋁合金 晶粒細(xì)化劑中的元素均勻熔入熔液中； 4) 在鑄造溫度為770°C、鑄造速度為37mm/min的條件下鑄造，得到自行車車架用的低 脆性鈦合金。
[0019] 實驗例： 分別按照實施例1~3制備的自行車車架用的低脆性鈦合金與市面上的普通鈦合金在 測試溫度為i〇〇(Ti2〇(rc下進行耐熱性能的測試：硬度、強度、屈服強度。
[0020] 腐蝕性能測試：在室溫下采用IN H2S04+1N KSCN溶液及除氧的3. 5%NaCl溶液進 行動電位極化實驗。在30%的沸騰醋酸溶液中浸泡5次,每次48小時。
[0021] 晶間腐蝕的實驗結(jié)果以及在酸中的腐蝕速度結(jié)果如下：
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來 說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為 本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種自行車車架用的低脆性鈦合金，其特征在于，所述鈦合金主體元素組成為：鎢 元素0. 2~0. 5%、鎂元素0. 5~1. 0%、鐵元素為1~2%、硅元素0. 2~0. 3%、碳元素0. 5~0. 8%、鋁元 素0. 2~0. 4%、余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自行車車架用的低脆性鈦合金，其特征在于，所述雜質(zhì) 包括磷元素、硫元素、硒元素和錳元素。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自行車車架用的低脆性鈦合金，其特征在于，所述磷元 素< 0? 1%、硫元素< 0? 1%、硒元素< 0? 1%、猛元素< 0? 1%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自行車車架用的低脆性鈦合金，其特征在于，所述鈦 合金主體元素組成為：鶴元素0. 3%、鎂元素0. 75%、鐵元素為1. 5%、娃元素0. 25%、碳元素 0. 65%、錯元素0. 3%、余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)。5. 權(quán)利要求1~4任一項所述的自行車車架用的低脆性鈦合金的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟： 1) 分別按重量百分比稱取鈦合金、鋁硅合金、鎢鐵合金為原料，加入熔煉爐中加熱 80(T85(TC使得熔煉爐中的材料全部熔化，熔煉時間為疒9h，同時加入除磷劑和脫硫劑除去 硫元素和磷元素； 2) 向熔煉爐中通入Ar-Cl2混合氣體，在溫度為75(T780°C的條件下精煉5~7min，得到 熔液； 3) 將鋁合金晶粒細(xì)化劑置于結(jié)晶器上端的流槽中，將得到的熔液用過濾器過濾后通過 流槽澆注，澆注的同時將鋁合金晶粒細(xì)化劑以35(T400mm/min的速度插入流槽中，使得鋁 合金晶粒細(xì)化劑中的元素均勻熔入熔液中； 4) 在鑄造溫度為75(T780°C、鑄造速度為35~40mm/min的條件下鑄造，得到自行車車架 用的低脆性鈦合金。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的自行車車架用的低脆性鈦合金的制備方法，其特征在于，所 述步驟1)中的脫硫劑為石灰石和氟化鈣組成，其比例為CaO = CaF2為3:2。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的自行車車架用的低脆性鈦合金的制備方法，其特征在于，所 述步驟1)中除磷劑包括高錳酸鉀25%，硫酸亞鐵10%，三氯化鐵20%，硫酸亞錳9%，聚丙烯酰 胺1. 5%，碳酸鈣2. 2%，聚合氯化鋁13. 8%，次氯酸鈉8. 2%，硅酸鈉3%，活性氧化鋁7. 3%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自行車車架用的低脆性鈦合金，所述鈦合金主體元素組成為：鎢元素0.2~0.5%、鎂元素0.5~1.0%、鐵元素為1~2%、硅元素0.2~0.3%、碳元素0.5~0.8%、鋁元素0.2~0.4%、余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明還公開了自行車車架用的低脆性鈦合金的制備方法。本發(fā)明通過選擇的鈦合金、鋁硅合金、鎢鐵合金的強度和塑性等綜合性能好，使得其得到的鈦合金作為自行車架的耐腐性性能高，而且不易變形、承重能力強，該合金的綜合性能強，而且十分適合作為自行車車架的材料，本發(fā)明的制備方法中除磷劑和脫硫劑進行除去鈦合金中的雜質(zhì)，使得產(chǎn)品的純度更高，質(zhì)量更優(yōu)。
【IPC分類】C22C1/06, C22C14/00
【公開號】CN105018785
【申請?zhí)枴緾N201410414414
【發(fā)明人】肖建明
【申請人】太倉鈞浩自行車科技有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2014年8月21日