本發(fā)明涉及汽車零部件制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車彎管的制備方法。

背景技術(shù)：

汽車彎管(異型管件)是汽車的重要零部件，目前汽車彎管使用的合金材料一般是鐵金屬或鋁合金。該材質(zhì)的汽車彎管彎折性能不好，在彎折45-90度后容易斷裂，且在外力作用下(如拉伸、沖擊等)僅很小的變形便容易發(fā)生開裂、破損等情況，強度、脆性都有待改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服以上現(xiàn)有技術(shù)問題的不足，提供一種汽車彎管的制備方法，該方法采用在不銹鋼管件中注入低溫合金材料，得到的汽車彎管不會起皺、不會減薄、不易開裂，能充分滿足汽車部件高磨損、高沖擊力的使用特性對材料的各方面需求。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種汽車彎管的制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)稱取以下重量百分比的各組分：鉍(Bi)10-30％、鉛(Pb)40-50％、錫(Sn)20-25％、鎘(Cd)10-15％，密封保存?zhèn)溆茫?/p>

(2)使用熔煉爐進行熔煉，開啟熔煉爐，設(shè)置爐內(nèi)溫度為600-650℃；

(3)在熔煉爐內(nèi)的坩堝中加入原料，并攪拌均勻，進行熔煉；

(4)待熔煉爐內(nèi)溫度升至290-310℃時，向熔煉爐內(nèi)通入氬氣，使熔煉爐內(nèi)氣體為氬氣氣氛；

(5)待熔煉爐內(nèi)溫度達到350-370℃時開始計時，加熱10-18min后，取出坩堝進行攪拌均勻(此時原料基本熔化)，放回，再加熱10-16min后，再取出坩堝進行攪拌均勻(此時原料充分熔化)，放回，再保溫20-25min；

(6)將熔化狀態(tài)的合金自然冷卻，成固體合金；

(7)將固體合金放入水浴裝置中，使水浴裝置中的水溫升至90-100℃，使固體合 金熔化變成液體，沉于水浴裝置底部，得液體合金；

(8)取直型管件置于水溫30-35℃的水浴中，將液體合金注入直型管件內(nèi)部中空，并在水浴中冷卻，取出得到低溫合金管件；

(9)將低溫合金管件放入彎管模具，通過油壓機壓制成汽車彎管。

所述步驟(1)中組分還可以包括銅(Cu)0-0.5％、鋁(Al)0-0.5％。

所述步驟(3)中原料的加入順序為先倒入鉛，再倒入其他組分。

所述步驟(5)中保溫20-25min結(jié)束后還需取出坩堝刮去液體表面雜質(zhì)。

所述步驟(8)中直型管件由4系不銹鋼或8系不銹鋼材料制備而成。

所述步驟(9)中彎管模具包括相互匹配的上模和下模，其中上模和下模的型腔均為預(yù)壓制汽車彎管模型的一半，所述上模和下模型腔受力部位的兩側(cè)側(cè)壁(從型腔受力底部到側(cè)壁頂端)高度均高出直型管件半徑(外部)8-10mm，該上模和下模的型腔受力部位表征到成型彎管上即成型汽車彎管彎曲部位的外側(cè)。采用該特殊的模具進行油壓成型，可以將低溫合金管件彎曲成任意角度大于90度的彎管件，得到的汽車彎管在彎曲處不會減薄，不易起皺，可以保證彎管管件在加工過程中變形很小，從而有效避免發(fā)生開裂、破損等情況。

本發(fā)明所選取的各金屬基本特性如下所示：

鉍不與氧氣或水反應(yīng)，在空氣中穩(wěn)定，加熱到熔點以上時能燃燒。

鉛在加熱下，能很快與氧、硫、鹵素化合。

錫于常溫下，在空氣中不受氧化，強熱，則變?yōu)槎趸a。

各原料熔點不高，故熔煉溫度選擇以上方案。又因為鉍、鉛、錫在加熱條件下不穩(wěn)定，所以要添加氬氣保護。整個反應(yīng)過程都在氬氣保護下進行的，為防止合金在高溫測量過程中氧化。

在填充低溫和金的過程中溫度控制十分重要，若溫度控制的不好，填充的低溫合金太軟則會導(dǎo)致支撐效果不好、彎管容易起皺；若低溫合金太硬則會導(dǎo)致薄壁管件太脆，彎管成型時容易壓裂，均會產(chǎn)生大量廢品。且低溫合金填充后的冷卻方式也十分重要，冷卻不好，則會造成低溫合金凝固收縮大，管材與低溫合金易分離，填充不緊實，彎曲變形大，廢品率同樣較高。本發(fā)明采用在水浴中熔化和冷卻填充低溫合金，溫度控制更 為溫和、均勻、精準，從而能夠精確控制整個低溫合金填充過程，熔化、填充、冷卻方式更為溫和、合理，能有效保證合金填充及低溫合金管件綜合性能的高品質(zhì)和高穩(wěn)定性。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點和有益效果：本發(fā)明采用低溫合金作為管件內(nèi)部填充物后進行彎管成型，通過合金材料組分和配比的合理選取以及合金熔煉、合金注入等工藝過程的改進，得到的合金材料彎曲抗拉強度大，延伸率高，常溫下具高強韌性，能顯著提高4/8系材料的彎曲性能，可有效起到防止彎管過程中彎裂、壓癟、起皺等問題，合金材料與外管件之間填充緊實，結(jié)合良好，彎曲變形量大，得到的汽車彎管不會起皺，不會減薄，不易開裂，能充分滿足汽車部件高磨損、高沖擊力的使用特性對材料的各方面需求，特別是抗易裂的特殊需求，且同比現(xiàn)有彎管成型工藝更為省料，使用壽命更長，適用于汽車行業(yè)推廣使用。

附圖說明

圖1所示的是本發(fā)明彎管模具的示意圖；

圖2所示的是本發(fā)明彎管模具的下模(含汽車彎管)的示意圖；

圖3所示的是本發(fā)明彎管模具的下模(含汽車彎管)的側(cè)視圖。

其中：11、上模；12、下模；13、型腔受力部位；14、側(cè)壁。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步具體描述。應(yīng)該指出，以下具體說明都是例示性的，旨在對本發(fā)明提供進一步的說明。除非另有說明，本發(fā)明使用的所有科學(xué)和技術(shù)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域人員通常理解的相同含義。

實施例1：

1、原材料的選擇

原材料選用高純鉛、鎘、鉍、錫金屬，材料成分執(zhí)行標準如下所示。

鉍成分執(zhí)行標準：GB/T 915-2001

錫成分執(zhí)行標準：GT/T 728-1998

鉛成分執(zhí)行標準：GB/T 469-2005

鎘成分執(zhí)行標準：YS/T 72-2005

2、本實施例汽車彎管制備方法如下：

(1)快速稱取以下重量百分比的各組分：鉍(Bi)26％、鉛(Pb)40％、錫(Sn)21％、鎘(Cd)13％，操作過程中應(yīng)盡量減少空氣與原材料接觸時間，避免氧化，原料用密封罐儲存，備用。

(2)開啟熔煉爐，設(shè)置爐內(nèi)溫度為620℃。

(3)在熔煉爐內(nèi)的坩堝中先倒入鉛，再倒入其他組分，攪拌均勻，進行熔煉。

(4)待熔煉爐溫度升至300℃左右時，向熔煉爐內(nèi)通入氬氣，使熔煉爐內(nèi)氣體為氬氣。

(5)待熔煉爐溫度達到360℃時開始計時，加熱16min后，取出坩堝進行攪拌3-5min(此時原料基本熔化)，放回，再加熱14min后，再取出坩堝進行攪拌3-5min(此時原料充分熔化)，放回，再保溫25min，取出坩堝刮去液體表面雜質(zhì)。注意取出攪拌時最好也是在氬氣氣氛中；攪拌時要平穩(wěn)，不要激起太大波浪，以防破壞氧化膜并將其卷入熔體內(nèi)部，攪拌要徹底、不能有死角；熔煉過程中如果出現(xiàn)渣滓必須扒除，以免重新進入熔體帶來雜質(zhì)。

(6)將熔化狀態(tài)的合金自然冷卻，成固體合金。

(7)將固體合金放入水浴裝置中，水浴裝置中的水溫控制在95℃，使固體合金熔化變成液體，沉于水浴裝置底部，得液體合金。

(8)取4系不銹鋼直型管件置于水溫33℃的水浴中，將液體合金注入直型管件內(nèi)部中空，在水浴中冷卻1.5-2.5min，取出得到低溫合金管件。

(9)將低溫合金管件放入特殊的彎管模具，通過油壓機壓制成汽車彎管。

實施例2：

原材料的選擇同實施例1。

本實施例汽車彎管制備方法如下：

(1)快速稱取以下重量百分比的各組分：鉍(Bi)10％、鉛(Pb)50％、錫(Sn)25％、鎘(Cd)15％，或鉍(Bi)10％、鉛(Pb)50％、錫(Sn)24％、鎘(Cd)15％、銅(Cu)0.5％、鋁(Al)0.5％，操作過程中應(yīng)盡量減少空氣與原材料接觸時間，避免 氧化，原料用密封罐儲存，備用。

(2)開啟熔煉爐，設(shè)置爐內(nèi)溫度為600℃。

(3)在熔煉爐內(nèi)的坩堝中先倒入鉛，再倒入其他組分，攪拌均勻，進行熔煉。

(4)待熔煉爐溫度升至300℃左右時，向熔煉爐內(nèi)通入氬氣，使熔煉爐內(nèi)氣體為氬氣。

(5)待熔煉爐溫度達到360℃時開始計時，加熱18min后，取出坩堝進行攪拌3-5min(此時原料基本熔化)，放回，再加熱16min后，再取出坩堝進行攪拌3-5min(此時原料充分熔化)，放回，再保溫25min，取出坩堝刮去表面雜質(zhì)。注意取出攪拌時最好也是在氬氣氣氛中；攪拌時要平穩(wěn)，不要激起太大波浪，以防破壞氧化膜并將其卷入熔體內(nèi)部，攪拌要徹底、不能有死角；熔煉過程中如果出現(xiàn)渣滓必須扒除，以免重新進入熔體帶來雜質(zhì)。

(6)將熔化狀態(tài)的合金自然冷卻，成固體合金。

(7)將固體合金放入水浴裝置中，水浴裝置中的水溫控制在98℃，使固體合金熔化變成液體，沉于水浴裝置底部，得液體合金。

(8)取8系不銹鋼直型管件置于水溫35℃的水浴中，將液體合金注入直型管件內(nèi)部中空，在水浴中冷卻1.5-2.5min，取出得到低溫合金管件。

(9)將低溫合金管件放入特殊的彎管模具，通過油壓機壓制成汽車彎管。

實施例3：

原材料的選擇同實施例1。

本實施例汽車彎管制備方法如下：

(1)快速稱取以下重量百分比的各組分：鉍(Bi)20％、鉛(Pb)45％、錫(Sn)24％、鎘(Cd)11％，或鉍(Bi)20％、鉛(Pb)45％、錫(Sn)23％、鎘(Cd)11％、銅(Cu)0.5％、鋁(Al)0.5％，操作過程中應(yīng)盡量減少空氣與原材料接觸時間，避免氧化，原料用密封罐儲存，備用。

(2)開啟熔煉爐，設(shè)置爐內(nèi)溫度為630℃。

(3)在熔煉爐內(nèi)的坩堝中先倒入鉛，再倒入其他組分，攪拌均勻，進行熔煉。

(4)待熔煉爐溫度升至300℃左右時，向熔煉爐內(nèi)通入氬氣，使熔煉爐內(nèi)氣體為氬氣。

(5)待熔煉爐溫度達到360℃時開始計時，加熱18min后，取出坩堝進行攪拌3-5min(此時原料基本熔化)，放回，再加熱15min后，再取出坩堝進行攪拌3-5min(此時原料充分熔化)，放回，再保溫25min，取出坩堝刮去液體表面雜質(zhì)。注意取出攪拌時最 好也是在氬氣氣氛中；攪拌時要平穩(wěn)，不要激起太大波浪，以防破壞氧化膜并將其卷入熔體內(nèi)部，攪拌要徹底、不能有死角；熔煉過程中如果出現(xiàn)渣滓必須扒除，以免重新進入熔體帶來雜質(zhì)。

(6)將熔化狀態(tài)的合金自然冷卻，成固體合金。

(7)將固體合金放入水浴裝置中，水浴裝置中的水溫控制在92℃，使固體合金熔化變成液體，沉于水浴裝置底部，得液體合金。

(8)取4系不銹鋼直型管件置于水溫30℃的水浴中，將液體合金注入直型管件內(nèi)部中空，在水浴中冷卻1.5-2.5min，取出得到低溫合金管件。

(9)將低溫合金管件放入特殊的彎管模具，通過油壓機壓制成汽車彎管。

以上實施例所使用的彎管模具如圖1-3所示，包括相互匹配的上模11和下模12，其中上模11和下模12的型腔均為預(yù)壓制汽車彎管模型的一半，即上模11和下模12的形狀、尺寸相同，放置位置呈中心對稱。所述上模11和下模12型腔受力部位13(型腔內(nèi)凸出處)的兩側(cè)側(cè)壁14(從型腔受力底部到側(cè)壁14頂端)高度均高出直型管件半徑(外半徑)8-10mm，這使得低溫合金管件在彎曲過程中其彎曲處不會減薄。

檢測以上實施例得到的合金材料的熔點，結(jié)果為在88-92度區(qū)間內(nèi)，一般在90度左右。對以上實施例得到的合金材料進行相關(guān)性能檢測，結(jié)果顯示，本發(fā)明能夠顯著增強4系材料和8系材料的彎曲抗拉強度，顯著提高4系材料、8系材料的延伸率，延伸系數(shù)為3系材料的1.3倍以上，對4系材料、8系材料不銹鋼汽車彎管的良好綜合性能起重要保障作用。

本發(fā)明實施例涉及到的材料、試劑和實驗設(shè)備，如無特別說明，均為符汽車彎管制備的市售產(chǎn)品。

以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，應(yīng)當指出，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)明的核心技術(shù)的前提下，還可以做出改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)屬于本發(fā)明的專利保護范圍。與本發(fā)明的權(quán)利要求書相當?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何改變，都應(yīng)認為是包括在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。