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铝合金在自行车车架的应用及特点分析 2016-08-08 铝友世界

 黄工

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铝合金对自行车业的贡献是有目共睹的,由于合金设计已趋多样化,配合加工技术的提升,尔后自行车材料依赖铝合金可望正面的成长,预期有无止境的市场空间,但随竞争的进一步恶化,自行车铝材已趋微利。

  铝合金 (Al-Mg-Si,Al-Zn-Mg-(Cu))

  铝合金 (Al-Mg-Si,Al-Zn-Mg-(Cu))

  铝合金制作的车架。轻而价格低是它的优点。但是从「轻」来说,当前与铁素材比较相差并不大。老车手对它的反应是「虽轻但易弯曲 」。虽然经过多次改 进,但是始终克服不了杨氏弹性模量低的缺点。最近的铝合金车架,为了提高杨氏弹性模量,加大管道外径,使用扁平管,或者对铝管进行热处理等,制造出轻而有刚性的车架,这种最新的铝合金车架对车手来说,具有足够的轻量与刚性。

  铝合金是纯铝中加入Mg,Zn,Si,Cu等金属的合金。铝本身具有轻量、可塑性好、耐腐蚀等优点,加入其他

  金属后显著提高了机械性能。自行车所使用的铝合金多数为6000系(Al-Mg-Si)和7000系(Al-Zn-Mg-Cu)

  两种,经过热处理(铝耐高温,在高温下能改变性质)可以制成名种各样的材料。

  6000系被认为是耐腐蚀、强度好、焊接性也好的材料。下表表示使用最多的6061合金的机械强度。

  7000系是铝合金中最强的材料。尤其是7075是特超硬铝(制造飞机的材料),但是它的焊接难度大,耐腐蚀性差(会发白)等。

  ●铝合金车架的优点

  (1).可以制作重量轻的车架

  铝的比重轻但不够硬,为了增强强度把它制成合金并施予热处理。热处理采用时效析出增强法,简单地说,

  在金属内形成一种妨碍金属变形的物质。在某种高温下进行热处理时,会引起时效析出,若没有经过这个程序的车架,也会引起常温时效。就是说把车架放置在房间内也会逐渐变强。

  许多铝合金制车架用6061T6材料来制造。T6标志表示经过热处理、时效。若没有热处理的话强度只能达到1/2,或者1/5的程度。

  有7075标志的自行车零件严格来讲没有经过太多的热处理。也就是说因没有时效,因此是常温时效。

  7075合金本来就必要进行热处理,通过热处理其强度可以增加5倍。

  另外,7005合金也常用来制造车架,它的强度比不上7075,但是它在常温下也能够进行足够的时效的材料。这种材料也可用Padded加工制成薄料。但是材料本身的强度及杨氏弹性模量低,因此加粗管道直径来提高刚性。

  通常被称作铝制粗管道的是这种类型。

  (2)长时间使用外观不怎么变化

  铝本身是很容易受腐蚀的金属,在空气中几乎不存在没有被氧化的铝,放置在空气中马上被氧化而形成很薄的氧化膜。为什么不生锈呢?原因是该氧化膜达到一定的程度时防止继续生锈。该氧化膜几乎是无色因此外观上不容易发现变化(有时会发白)。另一方面,骑这种材料制造的自行车时,骑的次数越多,应力发生的次数也高,强度也显著引起变化。近来为了谋求轻量,许多车架使用薄料来制作(薄的程度已达到极限)。这些都是使用没有疲劳极限的铝合金来制作车架,到底长时间使用后强度变化将是如何呢!Dedacciai公司制作的SC61-10A等是表面施有喷丸硬化加工(KET处理)的管道,这种加工的目的是延长疲劳的寿命。根据公开的数据,能提140%。,KET处理是:疲劳破坏是在金属表面上所发生的裂缝为起因,因此用硬化加工技术来提高金属表面的硬度。

  ●铝合金车架的缺点

  1).铝是弹性率及刚性低的材料。因此采用粗的管道,或者改变形状如cross-over管、padded管等。

  (2).需要进行热处理

  必需进行热处理,否则强度不够。因此一般的规模不大的工厂无能力购买热处理设备。尤其是6000系的铝合金管。热处理指标的各个厂家均视为机密。这也就成就了各种各样的硬度。

  其实,这些数据资料介绍也不是很重要,作为一般的爱好者看了之后八成有一半没看明白。其实,这也很简单的道理。会开车的不一定会修车,会修车的一定会开车。有些东西也不一定要研究的那么透彻。一切都那么透彻了。你玩的累不累啊?

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