CN105882831B - 油电混合动力三轮车车架的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油电混合动力三轮车零部件加工领域，公开了油电混合动力三轮车车架的制备工艺，其包括如下步骤：步骤1）称取原料，步骤2）制备坯料，步骤3）制备粗品，步骤4）制备车架初成品，步骤5）制备车架。本发明工艺简单可行，其制备的支架材料机械强度高、抗冲击性能和耐腐蚀耐磨性能好，可应用于油电混合动力三轮车。
Description
技术领域
本发明属于油电混合动力三轮车零部件加工领域，特别是涉及油电混合动力三轮车车架的制备工艺。
背景技术
随着能源的日渐匮乏以及环境污染的日益加重，具有节能环保效果的油电混合动力三轮车已经逐渐成为未来小型车发展的主要方向。车架是跨接在车辆前后车桥上的框架式结构，俗称大梁，是车的基体。一般由两根纵梁和几根横梁组成，经由悬挂装置﹑前桥﹑后桥支承在车轮上。车架必须具有足够的强度和刚度以承受车辆的载荷和从车轮传来的冲击。车架的功用是支撑、连接汽车的各总成，使各总成保持相对正确的位置，并承受车辆内外的各种载荷。电动三轮车有自身的特点，对车架有特定的需求。开发一种强度高、耐腐蚀耐磨、质量轻、抗冲击力强的车架是我们研究的方向。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供了油电混合动力三轮车车架的制备工艺，该工艺简单可行，其制备的支架材料具备高硬度高强度、抗冲击、耐腐蚀耐磨。
为了实现上述目的，本发明提出如下技术方案：
油电混合动力三轮车车架的制备工艺，其包括如下步骤：步骤1）称取原料，步骤2）制备坯料，步骤3）制备粗品，步骤4）制备车架初成品，步骤5）制备车架。
具体地，所述工艺包括如下步骤：
步骤1）称取原料：按照重量百分比称取各原料备用，其中，镓0.01-0.02%，镧0.01-0.02%，钪0.02-0.03%，硼0.02-0.03%，钛0.1-0.2%，钴0.1-0.2%，纳米石墨0.2-0.3%，钼0.3-0.5%，锌0.4-0.7%，锰1.2-1.9%，钨1.2-1.9%，镍2.5-3.9%，铬2.5-3.9%，铜2.7-4.2%，铝3.5-6.5%，余量为铁；
步骤2）制备坯料：在氩气气体保护下，将铁加热熔化，得到铁水，然后添加镓，镧，钪，硼，钛，钴，钼，锌，锰，钨，镍，铬，铜以及铝，进行转炉顶底复合吹炼、RH真空脱气处理，待铁水温度为1600℃时出炉；采用消失模铸造成型，浇注温度1600℃，待铸件冷却到800-900℃时去壳，冷却至室温，得到坯料；
步骤3）制备粗品：在坯料表面均匀喷涂纳米石墨，然后静置5分钟；再移至锻造机上进行高温锻造，得到粗品；
步骤4）制备车架初成品：将粗品加热到1200℃进行热轧，轧制道次为6道次，开轧温度为1150℃，终轧温度为850℃，热轧之后以10℃/s的速度冷却至室温；然后在1000-1100℃进行固溶处理，处理时间为1小时；再进行冷轧，冷轧得到车架初成品；
步骤5）制备车架：对车架初成品进行成型处理，形成车架半成品；然后加热到900℃，保温10min后，浸入淬火剂中直接淬冷处理，淬冷到200℃结束淬冷处理，然后进行回火处理，回火加热温度为600℃，保温30min后冷却至室温；再预热到300℃，然后置入盐浴槽中，在盐浴槽中冲入干燥的压缩空气搅拌，盐浴温度控制在500℃，时间为30min，结束后，取出，自然冷却，即得。
所述纳米石墨粒径为100nm；
所述淬火剂按照如下方法制备而得：将矿物油和蓖麻油加入反应釜中混合均匀，再依次加入二叔丁基对甲酚以及单烯基丁二酰亚胺80℃搅拌30min，再将温度降至60℃，加入甘油、壳聚糖、硼酸钠，1000转/min搅拌10min，停止搅拌，自然冷却即得；其中，甘油、壳聚糖、硼酸钠、二叔丁基对甲酚、单烯基丁二酰亚胺、矿物油以及蓖麻油的质量比为7:1:1:2:2:10:8。
本发明取得的有益效果主要包括但是不限于以下几点：
本发明通过对原料和工艺进行改进，使得微观结构中晶粒得到大幅度细化，机械强度、抗冲击性能和耐腐蚀耐磨性能得到大幅度提高；冷却和盐浴使得支架材料的从表面到中心组织均匀，提高了耐腐蚀性和机械强度；本发明通过添加多种稀土元素，使得产品内部组织结构的纵横均匀度，提高了耐磨性能和耐腐蚀性能；铝用来脱除氧；纳米石墨具有优质天然超微细石墨粉的性能，在高温条件下具有特殊的抗氧化性，提高了材料的耐氧化性和附着性；采用本发明的合金钢淬火剂，具有良好的冷却性能以及热氧化安定性，有效保证淬火后的合金钢具有一定的硬度和合格的金相组织，防止其制备零件的变形和开裂，不良品率大大降低，实用价值显著。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
油电混合动力三轮车车架的制备工艺，其包括如下步骤：
1）按照重量百分比称取各原料备用，其中，镓0.01%，镧0.01%，钪0.02%，硼0.02%，钛0.1%，钴0.1%，纳米石墨0.2%，钼0.3%，锌0.4%，锰1.2%，钨1.2%，镍2.5%，铬2.5%，铜2.7%，铝3.5%，余量为铁；
2）在氩气气体保护下，将铁加热熔化，得到铁水，然后添加镓，镧，钪，硼，钛，钴，钼，锌，锰，钨，镍，铬，铜以及铝，进行转炉顶底复合吹炼、RH真空脱气处理，待铁水温度为1600℃时出炉；采用消失模铸造成型，浇注温度1600℃，待铸件冷却到800℃时去壳，冷却至室温，得到坯料；
3）在坯料表面均匀喷涂纳米石墨，然后静置5分钟；再移至锻造机上进行高温锻造，得到粗品；
4）将粗品加热到1200℃进行热轧，轧制道次为6道次，开轧温度为1150℃，终轧温度为850℃，热轧之后以10℃/s的速度冷却至室温；然后在1100℃进行固溶处理，处理时间为1小时；再进行冷轧，冷轧到车架初成品；
5）对冷轧得到的车架初成品进行成型处理，形成车架半成品；然后加热到900℃，保温10min后，浸入淬火剂中直接淬冷处理，淬冷到200℃结束淬冷处理，然后进行回火处理，回火加热温度为600℃，保温30min后冷却至室温；再预热到300℃，然后置入盐浴槽中，在盐浴槽中冲入干燥的压缩空气搅拌，盐浴温度控制在500℃，时间为30min，结束后，取出，自然冷却，即得。
所述纳米石墨粒径为100nm；
所述淬火剂按照如下方法制备而得：将矿物油和蓖麻油加入反应釜中混合均匀，再依次加入二叔丁基对甲酚以及单烯基丁二酰亚胺80℃搅拌30min，再将温度降至60℃，加入甘油、壳聚糖、硼酸钠，1000转/min搅拌10min，停止搅拌，自然冷却即得；其中，甘油、壳聚糖、硼酸钠、二叔丁基对甲酚、单烯基丁二酰亚胺、矿物油以及蓖麻油的质量比为7:1:1:2:2:10:8。性能：粘度为200mPa.s，最大冷速为120℃/s。
实施例2
油电混合动力三轮车车架的制备工艺，其包括如下步骤：
1）按照重量百分比称取各原料备用：镓0.02%，镧0.02%，钪0.03%，硼0.03%，钛0.2%，钴0.2%，纳米石墨0.3%，钼0.5%，锌0.7%，锰1.9%，钨1.9%，镍3.9%，铬3.9%，铜4.2%，铝6.5%，余量为铁；
2）在氩气气体保护下，将铁加热熔化，得到铁水，然后添加镓，镧，钪，硼，钛，钴，钼，锌，锰，钨，镍，铬，铜以及铝，进行转炉顶底复合吹炼、RH真空脱气处理，待铁水温度为1600℃时出炉；采用消失模铸造成型，浇注温度1600℃，待铸件冷却到900℃时去壳，冷却至室温，得到坯料；
3）在坯料表面均匀喷涂纳米石墨，然后静置5分钟；再移至锻造机上进行高温锻造，得到粗品；
4）将粗品加热到1200℃进行热轧，轧制道次为6道次，开轧温度为1150℃，终轧温度为850℃，热轧之后以10℃/s的速度冷却至室温；然后在1000℃进行固溶处理，处理时间为1小时；再进行冷轧，冷轧到车架初成品；
5）对冷轧得到的车架初成品进行成型处理，形成车架半成品；然后加热到900℃，保温10min后，浸入淬火剂中直接淬冷处理，淬冷到200℃结束淬冷处理，然后进行回火处理，回火加热温度为600℃，保温30min后冷却至室温；再预热到300℃，然后置入盐浴槽中，在盐浴槽中冲入干燥的压缩空气搅拌，盐浴温度控制在500℃，时间为30min，结束后，取出，自然冷却，即得。
所述纳米石墨粒径为100nm；
所述淬火剂按照如下方法制备而得：将矿物油和蓖麻油加入反应釜中混合均匀，再依次加入二叔丁基对甲酚以及单烯基丁二酰亚胺80℃搅拌30min，再将温度降至60℃，加入甘油、壳聚糖、硼酸钠，1000转/min搅拌10min，停止搅拌，自然冷却即得；其中，甘油、壳聚糖、硼酸钠、二叔丁基对甲酚、单烯基丁二酰亚胺、矿物油以及蓖麻油的质量比为7:1:1:2:2:10:8。性能：粘度为200mPa.s，最大冷速为120摄氏度/s。
实施例3
一、按照本发明实施例1-2制备工艺的支架材料性能试验，具体结果见表1：
表1
二、本发明实施例1和实施例2工艺制备的支架材料的磨耗比试验：采用砂轮摩擦材料，秒表计时180秒，检测砂轮和支架材料的质量，确定磨耗比。支架材料均采用5mm×5mm×5mm尺寸；砂轮为碳化硅砂轮。具体见表2：
表2
| 类型 | 砂轮失重/g | 支架失重/g | 磨耗比 |
| 实施例1 | 3.21 | 0.45 | 7.13 |
| 实施例2 | 3.43 | 0.46 | 7.46 |
三、根据GB10124-1988 金属材料试验室均匀腐蚀全浸试验方法，将上述实施例1-2工艺制备的试样斜立放于3.5%NaCl溶液中，4天后取出用CrO3+AgNO3+Ba(NO3)2+蒸馏水清除试样表面的腐蚀产物，然后再用丙酮和无水酒精清洗，测腐蚀速率（mm/a）。上述各实施例中得到的合金腐蚀速率如表3所示。
表3
| 组别 | 实施例1 | 实施例2 | 市场铸钢材料 |
| 腐蚀速率（mm/a） | 0.09 | 0.10 | 0.33 |
结论：由表1-3可看出，本发明工艺制备的支架材料机械强度、抗冲击性能和耐腐蚀耐磨性能较好，应用前景广阔。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (3)
1.油电混合动力三轮车车架的制备工艺，
步骤1）称取原料：按照重量百分比称取各原料备用，其中，镓0.01-0.02%，镧0.01-0.02%，钪0.02-0.03%，硼0.02-0.03%，钛0.1-0.2%，钴0.1-0.2%，纳米石墨0.2-0.3%，钼0.3-0.5%，锌0.4-0.7%，锰1.2-1.9%，钨1.2-1.9%，镍2.5-3.9%，铬2.5-3.9%，铜2.7-4.2%，铝3.5-6.5%，余量为铁；
步骤2）制备坯料：在氩气气体保护下，将铁加热熔化，得到铁水，然后添加镓，镧，钪，硼，钛，钴，钼，锌，锰，钨，镍，铬，铜以及铝，进行转炉顶底复合吹炼、RH真空脱气处理，待铁水温度为1600℃时出炉；采用消失模铸造成型，浇注温度1600℃，待铸件冷却到800-900℃时去壳，冷却至室温，得到坯料；
步骤3）制备粗品：在坯料表面均匀喷涂纳米石墨，然后静置5分钟；再移至锻造机上进行高温锻造，得到粗品；
步骤4）制备车架初成品：将粗品加热到1200℃进行热轧，轧制道次为6道次，开轧温度为1150℃，终轧温度为850℃，热轧之后以10℃/s的速度冷却至室温；然后在1000-1100℃进行固溶处理，处理时间为1小时；再进行冷轧，冷轧得到车架初成品；
步骤5）制备车架：对车架初成品进行成型处理，形成车架半成品；然后加热到900℃，保温10min后，浸入淬火剂中直接淬冷处理，淬冷到200℃结束淬冷处理，然后进行回火处理，回火加热温度为600℃，保温30min后冷却至室温；再预热到300℃，然后置入盐浴槽中，在盐浴槽中冲入干燥的压缩空气搅拌，盐浴温度控制在500℃，时间为30min，结束后，取出，自然冷却，即得。
2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述纳米石墨粒径为100nm。
3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述淬火剂按照如下方法制备而得：将矿物油和蓖麻油加入反应釜中混合均匀，再依次加入二叔丁基对甲酚以及单烯基丁二酰亚胺80℃搅拌30min，再将温度降至60℃，加入甘油、壳聚糖、硼酸钠，1000转/min搅拌10min，停止搅拌，自然冷却即得；其中，甘油、壳聚糖、硼酸钠、二叔丁基对甲酚、单烯基丁二酰亚胺、矿物油以及蓖麻油的质量比为7:1:1:2:2:10:8。
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