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.[热处理技术]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,若没有经过这个程式的车架,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(如XTR曲柄等),严格来讲没有经过热处理.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.根据公开的资料,能提高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,多数情况是管道厂家指定热处理条件.
钛合金车架的优点
(1).可以制作轻量而强度大的车架
纯钛金属的强度更高.在钛金属中添加铝和钒,弹性更高(和铝比较),也有利于设计.
(2).不生锈:
钛在一般的环境下几乎不会被腐蚀.但是它有另一种腐蚀现象即异种金属腐蚀.例如,不同种类的合金接合在一起时,成为电极状态,电位差使局部通电引起腐蚀.对此现象采取的措施是用脂膏等来绝缘(混有金属粉末的脂膏,如商品名:Ti Plepu等).这种金属粉末防止脂膏流失,即使流失后也用来防止紧密接触.这种金属粉末有导电性也不要紧,接触后被较小的荷重破坏掉.这种现象称为「粘住」,它和「烘焙」是不同的.
「粘住、咬合」:金属之间通过腐蚀来接合的现象.
「烘焙接合」:加工金属时所产生的热量来溶融接合.
(3).骑感好
钛也用在避震器的弹簧上.现在用钛制成的车架适合于长时间的骑行.有些车手酷爱钛制车架,认为骑感极佳.但是个人各异,有人和铬钼钢比较后认为,铬钼钢的车架冲击吸收性比钛车架好,骑感也比钛车架好(这和铬钼钢车架的形状以及用薄的管的结果应力得到增大也有关).假若钛管的加工技术得到进一步改进,也许会有和铬钼钢同样的骑感.
有些钛制车架使人感到摇摆,这也许是使用plane管(没有加padded的,厚薄不能变化的管)有关.或者虽使用高强度的钛合金,但没有用薄的管等也有关系.
●钛合金车架的缺点
价格高.钛在自然界以二氧化钛的形态存在,提练及加工过程复杂,技术要求高,并花时间因此成本高.再有溶接加工极为困难,因为钛和氧的亲和力极强,和空气接触后马上变成二氧化钛,而二氧化钛硬而脆,该部分的强度会不断下降.因此用惰性气体小心焊接.通常所说的Tig焊接是:(Tig:钨、惰性气体的略语)用钨电极及氩气体进行弧焊接.钛的焊接必需隔绝空气下进行.由于以上原因钛车架价格很贵.
近来有些铝合金车架比钛合金车架价格贵,这说明钛合金车架的价格下降了.其因是冷战结束后军费缩小,钛的用量少了;优秀的技术员开始用钛来制作车架;制作钛车架的成本降低等原因.
镁是工程应用中最轻的金属结构材料,其密度仅为1.8克/厘米 3,是钢的1/4,铝的2/3.由于镁合金质量轻、比强度和比刚度高、阻尼减震性好,还具有优良的切削加工性能,在航空、航天、汽车、轨道交通和电子工业中具有十分广阔的应用前景.虽然镁元素的发现时间同铝接近,相对于全世界年用铝量2700万吨的水平,镁的使用量还较小,因此发展镁产业还具有巨大的机会和潜力.在镁科学与技术研究方面,全世界包括西方发达国家对镁的研究和开发还十分有限,国内与发达国家的差距远远不如在铝和钢铁方面那么大