鋁合金
鋁合金 (Al-Mg-Si,Al-Zn-Mg-(Cu))
鋁合金制作的車架。輕而價格低是它的優(yōu)點。但是從「輕」來說,當(dāng)前與鐵素材比較相差并
不大。老車手對它的反應(yīng)是「雖輕但易彎曲 」。雖然經(jīng)過多次改進,但是始終克服不了楊氏彈性模量低的
缺點。最近的鋁合金車架,為了提高楊氏彈性模量,加大管道外徑,使用扁平管,或者對鋁管進行熱處理等,
制造出輕而有剛性的車架,這種最新的鋁合金車架對車手來說,具有足夠的輕量與剛性。
鋁合金是純鋁中加入Mg,Zn,Si,Cu等金屬的合金。鋁本身具有輕量、可塑性好、耐腐蝕等優(yōu)點,加入其他
金屬后顯著提高了機械性能。自行車所使用的鋁合金多數(shù)為6000系(Al-Mg-Si)和7000系(Al-Zn-Mg-Cu)
兩種,經(jīng)過熱處理(鋁耐高溫,在高溫下能改變性質(zhì))可以制成名種各樣的材料。
6000系被認(rèn)為是耐腐蝕、強度好、焊接性也好的材料。下表表示使用最多的6061合金的機械強度。
7000系是鋁合金中最強的材料。尤其是7075是特超硬鋁(制造飛機的材料),但是它的焊接難度大,耐腐蝕性
差(會發(fā)白)等。下表表示使用最多的7005和7075合金的機械特性。表中的有關(guān)熱處理以如下數(shù)字來表示:
-0:完全退火
-T5:人工時效(無溶體化處理)
-T6:溶體化處理后人工時效
-T7:溶體化處理后穩(wěn)定化處理
-T8:溶體化、硬化加工、人工時效
6061合金的機械特性
熱處理 |
伸長強度 |
耐力 |
伸長 |
剪斷強度(MPa) |
布氏硬度 |
疲勞強度(MPa) |
T5 |
190 |
148 |
12 |
119 |
60 |
67 |
T6 |
246 |
218 |
12 |
155 |
73 |
67 |
T83 |
260 |
246 |
11 |
155 |
82 |
- |
7005,7075合金的機械特性
合金名稱 |
熱處理 |
伸長強度(Mpa) |
耐力 |
疲勞強度(MPa) |
伸長 |
E |
7005 |
T53 |
345 |
305 |
130 |
10 |
74 |
7075 |
0 |
230 |
107 |
163 |
17 |
74 |
T6,T651 |
597 |
526 |
163 |
11 |
74 |
●鋁合金車架的優(yōu)點
(1).可以制作重量輕的車架
鋁的比重輕但不夠硬,為了增強強度把它制成合金并施予熱處理。熱處理采用時效析出增強法,簡單地說,
在金屬內(nèi)形成一種妨礙金屬變形的物質(zhì)。在某種高溫下進行熱處理時,會引起時效析出,若沒有經(jīng)過這個程
序的車架,也會引起常溫時效。就是說把車架放置在房間內(nèi)也會逐漸變強。
許多鋁合金制車架用6061T6材料來制造。T6標(biāo)志表示經(jīng)過熱處理、時效。若沒有熱處理的話強度只能達到1/2,
或者1/5的程度。
有7075標(biāo)志的自行車零件嚴(yán)格來講沒有經(jīng)過太多的熱處理。也就是說因沒有時效,因此是常溫時效。
7075合金本來就必要進行熱處理,通過熱處理其強度可以增加5倍。
另外,7005合金也常用來制造車架,它的強度比不上7075,但是它在常溫下也能夠進行足夠的時效的材料。這
種材料也可用Padded加工制成薄料。但是材料本身的強度及楊氏彈性模量低,因此加粗管道直徑來提高剛性。
通常被稱作鋁制粗管道的是這種類型。
(2)長時間使用外觀不怎么變化
鋁本身是很容易受腐蝕的金屬,在空氣中幾乎不存在沒有被氧化的鋁,放置在空氣中馬上被氧化而形成很薄的
氧化膜。為什么不生銹呢?原因是該氧化膜達到一定的程度時防止繼續(xù)生銹。該氧化膜幾乎是無色因此外觀上
不容易發(fā)現(xiàn)變化(有時會發(fā)白)。
另一方面,騎這種材料制造的自行車時,騎的次數(shù)越多,應(yīng)力發(fā)生的次數(shù)也高,強度也顯著引起變化。近來為
了謀求輕量,許多車架使用薄料來制作(薄的程度已達到極限)。這些都是使用沒有疲勞極限的鋁合金來制作車架,
到底長時間使用后強度變化將是如何呢!Dedacciai公司制作的SC61-10A等是表面施有噴丸硬化加工(KET處理)的
管道,這種加工的目的是延長疲勞的壽命。根據(jù)公開的數(shù)據(jù),能提高140%。,KET處理是:疲勞破壞是在金屬表面上所發(fā)生的裂縫為起因,因此用硬化加工技術(shù)來提高金屬表面的硬度。
●鋁合金車架的缺點
1).鋁是彈性率及剛性低的材料。因此采用粗的管道,或者改變形狀如cross-over管、padded管等。
(2).需要進行熱處理
必需進行熱處理,否則強度不夠。因此一般的規(guī)模不大的工廠無能力購買熱處理設(shè)備。尤其是6000系的鋁合金管。熱處理指標(biāo)的各個廠家均視為機密。這也就成就了各種各樣的硬度。
其實,這些數(shù)據(jù)資料介紹也不是很重要,作為一般的愛好者看了之后八成有一半沒看明白。其實,這也很簡單的道理。會開車的不一定會修車,會修車的一定會開車。有些東西也不一定要研究的那么透徹。一切都那么透徹了。你玩的累不累啊?