一种铝合金,由其制造的机械部件,以及其用途

摘要

本发明涉及一种铝合金，其包括4‑6％质量百分比的镁；0.3‑0.9％质量百分比的铁；0.1‑O.6％质量百分比的锰；以及0.2‑2％质量百分比的硅。本发明还涉及一种由所述铝合金制成的机械部件，以及所述铝合金用于制造机械部件的用途。

权利要求

1.一种铝合金的用途，所述铝合金由以下构成：

4-6％质量百分比的镁；

0.3-0.9％质量百分比的铁；

0.1-0.6％质量百分比的锰；以及

0.2-2％质量百分比的硅，其中剩余的其余部分是铝，

其中所述铝合金用于生产作为机械部件的自动扶梯梯级或自动行走托板；

其中所述铝合金能够被铸造成薄壁的所述自动扶梯梯级或所述自动行走托板；

所得自动扶梯梯级或者自动行走托板具有高达160MPa的屈服强度以及对抗踏板破裂的高达16％的高延展性。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述自动扶梯梯级或所述自动行走托板是通过压铸制成的。

3.一种机械部件，所述机械部件由铝合金制成，所述机械部件为自动扶梯梯级或自动行走托板，其中所述铝合金由以下构成：

4-6％质量百分比的镁；

0.3-0.9％质量百分比的铁；

0.1-0.6％质量百分比的锰；以及

0.2-2％质量百分比的硅，其中剩余的其余部分是铝；

其中所述铝合金能够被铸造成薄壁的所述自动扶梯梯级或所述自动行走托板；

所得自动扶梯梯级或者自动行走托板具有高达160MPa的屈服强度以及对抗踏板破裂的高达16％的高延展性。

说明书

一种铝合金,由其制造的机械部件,以及其用途

技术领域

[0001] 本发明涉及铝合金，特别是用于制造高强度，轻质的压铸式自动扶梯梯级或者自动行走托板的铝合金。

背景技术

[0002] 现有的自动扶梯梯级或者自动行走托板由两种不同截然不同的方法进行制造，即[0003] a)高压压铸铝合金，以制造完整梯级主体的一体式铸件；

[0004] b)将冷轧不锈钢的单独的经制造的机械组件，和铸铁组合的低碳冷轧板，及其它金属和聚合物零件进行焊接或机械连接，以形成梯级主体。

[0005] 屈服强度和抗拉强度是广泛应用于工程领域中的两个基本参数。它们被用于衡量金属材料在受力条件下抵抗变形和断裂的能力。压铸铝合金的屈服强度通常最高为80-100MPa，而在较低的1-2％的总延伸时就产生断裂。由于压铸铝合金的低强度和脆性断裂特性，铝合金梯级在使用过程中可能破裂，从而导致乘客受伤的风险。

[0006] 强度/重量比是评价金属材料性能的另一个参数，其为抗拉强度和表观密度之比。较高的强度/重量比表明达到预定强度所需的材料的质量相对较小。目前已知的提高自动扶梯梯级或者自动行走托板的强度/重量比的尝试如下：

[0007] -提高铝-硅合金的强度。在压铸中最广泛使用的是铝硅合金 (8-13％硅)。Thysse-Krupp公布了用稀土金属(在凝固过程中作为晶粒细化剂)来生产具有改良属性的铝硅压铸合金材料的研究。如果采用目前的铸造手段，所得硅铝材料的强度低于铝镁合金的强度。未观察到所得硅铝合金材料的延展性有所提升。

[0008] -将高强度不锈钢材料和铝合金材料组合使用，以实现自动扶梯梯级或者自动行走托板的安全性和延展性。这种方法需要较长的组装工序，并且也引入了接合工序。单独的接合零件成本高昂，例如，相关的劳动力和检查成本，中间的精加工和单独部件制造成本。

[0009] -Thyssen公布了由纤维强化塑料制造的自动扶梯梯级，作为轻量化减噪方案。不过材料成本，生产成本和防火性可能是实施的难题。

[0010] -由于能量效率，燃油效率，以及材料节省的需要，汽车工业中研发了用于汽车主体部件，减震器支架和车轮悬架部件的铝镁铸造合金。

发明内容

[0011] 本发明涉及一种铝合金，由该铝合金制成的机械部件以及该铝合金的用途。根据本发明的铝合金和机械部件适用于高强度、轻质的压铸式自动扶梯梯级或自动行走托板。

[0012] 根据本发明的一个方面，提供了一种铝合金。根据本发明的铝合金包括：4-6％质量百分比的镁；0.3-0.9％质量百分比的铁；0.1-0.6％质量百分比的锰；以及0.2-2％质量百分比的硅。

[0013] 可以观察到，相比于现有的铝合金，本发明的铝合金具有更高强度，更好的延展性以及更轻质。

[0014] 根据本发明的另一方面，提供了一种由根据本发明的铝合金制成的机械部件。特别地，该机械部件可以是例如，自动扶梯梯级或者自动行走托板。

[0015] 可以观察到，相比于现有的自动扶梯梯级或者自动行走托板，本发明所得的自动扶梯梯级或者自动行走托板能够展现出卓越的性能，其包括但不限于：更轻质、更高强度以及更高的总延伸。

[0016] 根据本发明的又一个方面，提供了一种根据本发明的铝合金的用途。凭借于改良的性能，根据本发明的铝合金适用于制造机械部件，特别是那些需要经常承受高负荷力的机械部件，例如自动扶梯梯级或者自动行走托板等。

具体实施方式

[0017] 在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本发明的范围由所附的权利要求所限定。

[0018] 根据本发明的一个实施例，本发明的铝合金包括：4-6％质量百分比的镁；0.3-0.9％质量百分比的铁；0.1-0.6％质量百分比的锰；以及0.2-2％质量百分比的硅。

[0019] 本领域普通技术人员可以理解，本发明的铝合金可以包括不可避免的杂质。

[0020] 本发明的铝合金具有合乎需求的强度及较高的疲劳强度，以实现减重。

[0021] 本发明的铝合金适用于制造机械部件。特别地，该铝合金能够被铸造成薄壁的自动扶梯梯级或者自动行走托板。所得自动扶梯梯级或者自动行走托板具有160MPa的屈服强度以及对抗踏板破裂的 16％的高延展性。此外，由于承重构件的材料比重较低，横截面积较小，本发明的自动扶梯梯级或者自动行走托板能够在较低的梯级/托板重量水平(例如，15％-20％)下满足梯级/托板极限断裂载荷试验。

[0022] 通过使用现有技术的工具，例如钢模具和冲模，以及使用目前已知的铸造手段，本发明的铝合金能够被铸造为最小1.0-1.2毫米的薄壁厚度。能够以更低比重、更高强度和更高的总延伸实现正常铸造梯级/托板所需的梯级/托板横截面尺寸。在自动扶梯由于不正当使用，其它元件的机械故障(例如，外部物体掉落在踏板带上，或者机械材料疲劳，磨损，老化和腐蚀)导致的踏板非例外负载而破裂的情形下，其对于自动扶梯的乘客更为安全。

[0023] 自动扶梯或自动行走道具有若干种安全设备，用于防止梯级/ 托板碰撞导致的伤害。梯级/托板碰撞可能产生于导向部件、链条、链条导件、梯级/托板滚轴、驱动链条的机械故障或任何脱位、链条断裂、磨损和不正当使用。万一发生这种碰撞，高强度可延展的材料的优势在于其不会脆裂，而是发生形变，以防止乘客跌落。

[0024] 自动行走道以水平方向运行，更轻质的梯级/托板导致更低的功耗，这是由于质量矩与乘客载荷比值的减少以及相应的摩擦力更低。

[0025] 本发明的压铸式自动扶梯梯级或者自动行走托板具有行业现有技术以及国际规则与准则中定义的结构设计和材料特性：

[0026] -由乘客能够站立的踏板面积决定的负载力为6000N/m2，包括由于安全因子3-4的额外强度；

[0027] -高达6百万次负荷循环的抗疲劳性；

[0028] -对于道路用盐和海洋气候的防腐蚀性；

[0029] -相对于乘客鞋子的摩擦系数，以防止滑跌，特别是在自动扶梯或者自动人行道因安全设备的激活而停止时；

[0030] -在地铁站、机场等公共交通设施中，针对海洋气候的直接降雨的户外抗腐蚀性；

[0031] -对于季节性零下温度的气候中使用道路用盐的抗腐蚀性；

[0032] -可以在梳齿区平滑地运送乘客的螺纹设计；

[0033] -保持梳齿安全间隔的耐磨损性；

[0034] -保持壁脚间隔和梳齿间隔的安全功能的磨损和尺寸稳定性 (可铸性)。

[0035] 可以理解，上述描述的实施例仅用于描述而非限制本发明，本领域技术人员可以理解，可以对本发明进行修改和变形，只要不偏离本发明的精神和范围。上述的修改和变形被认为是本发明和所附权利要求的范围。本发明的保护范围由所附的权利要求所限定。此外，权利要求中的任何附图标记不应被理解为对本发明的限制。动词“包括”和其变形不排除出现权利要求中声明以外的其他的元件或步骤。在元件或步骤之前的不定冠词“一”不排除出现多个这样的元件或步骤。