铝合金车架和钢结构的车架有什么区别啊！
想买一辆山地车，不要太贵的。看到很多介绍有铝合金车架，高碳钢车架，不是很懂这些方面，希望有达人可以给介绍一下。哪一种好，适合新手，谢谢。拼途网友回复：首先要感谢原作者！这是以前收集到车友所讲的资料，这里转发一下车 架 材 质说明 　　　随着材料科学及处理技术的进步，笨重的“铁马”已不符现代生活所需，轻量化的要求，复合材料的使用，使自行车成为高生产技术的交通工具，以下是目前广泛被使用于车架前叉的材质介绍。 1.碳钢： 未故意添加任何合金元素的铁（Fe）--碳（C）合金为碳钢，碳在钢中有提高强度的作用，含碳量越高，强度越好，但含碳量高于0.8%时，含碳量越高，钢越脆，因此在车架及前叉的材料为强度适中，塑性佳，易加工的中低碳钢，碳含量约0.25%---0.35%。 2.钼铬合金钢： 　　在碳钢中加入一种或一种以上合计元素所成之钢为合金钢，加入钼（Mo）和铬（Cr）两种元素称为钼铬合金钢。 钼的作用：使钢的强度提高，防止回火脆性。 铬的作用：耐腐，抗锈，防止高温氧化。 　　钼铬合金钢的强度在合金钢中名列前矛，且易于抽管加工减清重量，成为最普遍的车架、前叉材料，目前钼铬合金钢抽管加工名称： BUTTED（一次抽管）或称二次元，两种管壁厚度。 DUBLE BUTTED（二次抽管）或称三次元，三种管壁厚度。 TRIPLE BUTTED（三次抽管）或称四次元，四种管壁厚度。 抽管的作用在使钢管中薄边厚的拱桥形状，强度不变，重量减清，金属性更强。 3.铝合金： 　　铝是地球上存量最多的金属，其质轻、耐腐、强度适当，使科学家预测未来或许取代今日的钢铁之地位。铝与其他金属合成为铝合金，其中以铜最普遍，铜在铝合金中的用途，如碳在钢中一般，但耐腐用途之铝合金则不可含铜。铝的特性原本是极易氧化，幸而它在空气中氧花的结果形成一层极细密的AI2 O3 膜，可以保护内部不再氧化，因此耐腐性反而比铜铁高，所谓阳极处理，既在铝制品表面生成一层光量AI2 O3 膜即美观又可防腐。此外，铝合金表面易行发色处理棵，生长一层具颜色之皮膜，可以得到所欲的颜色。 4.镁合金： 　　　 镁是极易燃烧的金属，早期摄影用镁光灯，即燃烧镁粉所造成强光，镁合金的重量及强度约为铝合金的2/3，虽然轻，但不易加工，且较脆，所以目前除ROCK-SHOX避震前叉外壳使用镁合金外，一般车架，极少使用。 5.钛合金： 　　　 钛(Ti)在地球上存量为金属中第四位，钛及其合金，强度蓖美合金钢而重量及强度仅其一半，加上优越的耐腐性，成为军事及航空、太空工业所必要材料，目前钛合金管用在自行车上的普遍性不高，因其冶炼成本高，焊接等加工技术不易，故价格偏高，难以广泛使用。 6.碳纤维： 　　碳纤维强度高，质轻，是新生的材料，严格来讲是复合材料，其并非单一材料组成，其他树脂，玻纤，铝合金等，可依特性混合或搭接使用，是目前重量最轻的车架材料，碳纤维管是由一丝丝纤维线织成碳纤布后，一层层锩管而成再经加工处理搭接组成。 各 种 材 料的特 性 比 较 表 　密度g/cm3抗拉强度Km/mm3耐腐性碳 　　　纤　维1.55010镁 　　 合　　 金1.8313铝 　　 合　　 金2.7608钛 　　 合　　 金4.51059钼　铬 合 金 　钢7.81107碳 　　　　　钢8904拼途网友回复：材料的常用知识首先了解一下金属材料的常用语。应力以及变形(1).应力的定义=σ=负荷/断面积 (即：单位面积上所能承受的重量)虽然负荷大，但是可以增加厚度来降低断面积上的应力。从这里也可知为什么铬钼钢、铝、钛管的厚度不同。(2).受应力之后，用于车架的材料会变形。其变形可分为弹性变形和塑性变形。弹性变形：虽然变形，但是除去应力后恢复原状。塑性变形：变形后除去应力也无法恢复原状。(3 .弹性率：弹性率所指的是像弹簧一样变形的材料的低抗程度。弹性率高的材料硬，承受负荷后变形也少；弹性率低的材料较软，承受负荷后变形较多。作为自行车的材料，有些部位需要变形多些，有些部位需要变形少些。弹性率以杨氏弹性模量来表示。数据越大弹性率越高。下表为自行车的各种材料的杨氏弹性模量。杨氏弹性模量在自行车上的材料 杨氏弹性模量(GNm^-2)铬钼钢 (低合金钢) 200-207铝合金 69-79钛 116钛合金 80-130碳纤 70-200镁合金 41-45从上表可知铬钼钢的弹性率最高，镁合金的弹性率最低。弹性率将决定材料刚性的强弱，对自行车来说该数据是很重要的。屈服强度、拉伸强度屈服强度：是弹性变形的极限，也叫屈服点。增加应力到一定程度时成为塑性变形，也就是变弯了。拉伸强度：指的是增加应力到一定程度时不单是成为塑性变形，还被拉断。自行车材料的拉伸强度用在自行车上的材料 拉伸强度(（MPa，N/mm︿２）SCM415 (铬钼钢) 834以上系铝合金) 无热处理的场合 100以上有热处理的场合(T6) 246以上系铝合金) 有热处理的场合(T6) 345以上7075 (特超硬铝，飞机合金) 无热处理的场合 230以上有热处理的场合(T6) 597以上CPTi (纯钛) 有热处理的场合(T6) 597以上用的较多的纯钛为如下：PTT800 800Grade4 588～753UTT75 Ti （３％Al－2.5V Ti合金） 685以上6-4Ti （６％Al－４V Ti合金） 有热处理的场合 (时效）1160无热处理的场合 980密度密度是单位体积的重量。密度是决定车架的重量时重要因素之一。设计轻的车架时不可勿视的数据。但是密度小不等于车架轻。用在自行车上的材料 密度（g/cm︿3）铬钼钢(低合金钢) 7.9铝合金 2.6-2.9钛 4.5钛合金 4.3-5.1碳纤 (CFRP) 1.5-1.6镁合金 1.7从上表可知铬钼钢密度最高，镁合金最低。密度低的话，可以制作轻车架，假若这样认为的话只讲对了一半。还要老虑拉伸强度、弹性率等因素。虽然密度低，但是强度不够的话也不行，密度低1/3不等于重量也轻1/3。增强材料重排：所指的是在金属结晶中会产生的移动现象(原子间存在间隙，使结晶移来移去)。发生重排现象时金属会变形。强化材料也就是想办法制造出不要发生重排现象的结构。在此介绍4种强化材料的方法。固溶体强化、析出强化、通过硬化加工来增强、结晶体的微细化来增强。固溶体强化在铁等母体材料中熔入铬、钼等，使母体材料变成不同半径的结晶构造。此时的原子称为固溶体。在此举个例来说明这种现象。比母体的原子半径小的原子进来时发生的现象。「在电梯里已有9位大汉子已相当拥齐，此时进来了小孩，为了防止小孩被挤坏，汉子们开始靠向四周」。比母体的原子半径大的原子进来时「在电梯里已有9位大汉子已相当拥齐，其中有一个人下了电梯，但是又进来了肥胖的大娘，此时汉子们又开始靠向四周」。如上述现象在结晶体四周发生了应力，使得重排现象变小了。利用这个方法的是铬钼钢。析出强化当前，自行车材料中的铝合金制品普遍受到欢迎。增强铝的方法将在铝项目中记述，在此只讲强化的原理。固溶在金属中的添加物，会产生饱和状态(不完全溶解)，添加的量超过饱和状态时，因未能完全溶解而析出。具体地说，提高温度时饱和量也增加，完全溶解的瞬间开始慢慢冷却时，能析出大的结晶。用食盐来做实验会看到这个现象，食盐的场合，急速冷却时析出细小的盐结晶，但是金属一般不会析出，若冷却速度快时，不会析出而强迫使它固溶。对处于此状态下的金属，逐渐提高它的温度时慢慢析出。在此需要注意的是过于析出不可，析出不够也不行，温度过高、过低也不可以，该温度叫作热处理温度(也称作人工时效处理)。最理想的是析出的结晶细而均一，从而阻止重排，材料不容易变形。举个例子：「走在森林里，若大树较多时容易走路(大的析出物)，密密麻麻小树多的话不容易走(细小的析出物)」，和这个道理一样细小的析出物较难重排。硬度加工来增强的方法对材料进行加工就产生重排现象，也就产生材料的变形。各种材料的重排现象是极为复杂，不在此记述，简单地说：重排后不是整齐地排队，而复杂地啮在一起的话，材料的变形就困难了。如马路上走路时，走路的人不断增加(重排的增殖)，就难于前进(重排移动变得困难，从而不容易变形)。利用此方法的有管道拉拔和喷丸硬化(SHOT PEENING)。结晶体的微细化来增强结晶在高温下完全溶解后，急冷时得到微细的组织。这个过程叫作淬火。结晶变微细后，重排移动的连续性就难于保持，结果材料得到了增强。(比方：人能活动的范围变小了)。铬钼钢 （Fe-Cr-Mo）在自行车的100年历史当中，铁素材是刚性与重量方面都均衡的理想素材。铁制车架的最大特征是可在各种成份，各种粗细厚薄的铁管中，任意选择所需要的铁管进行加快。因此可以选择最适合于的尺寸、刚性、骑感的车架，这对于数毫米的差异也敏感的老车手来说是很有好处的。它的最大的缺点是比起其它的素材重(过去)。但是最近的铁素材车架经过热处理，把薄的管道做成粗的管来使用，其重量不会输给轻的合金。铬钼钢是铬、钼的合金。它的性能如下：○淬火性好。○对回火处理的抵抗性大。○回火脆性倾向少。○高温加工性好，加工后美观。○熔接性好。●铬钼钢车架的优点(1).加工性好铬钼钢的车架是历史最久的车架，因此对它的研究时间也最长。现在能做到车架所需强度的极薄的管道。(2).冲击的吸收性能好骑感极好，如「像弹簧般的骑感」。构成车架的铬钼钢管道有优异的吸收冲击的性能。(3).焊接容易铬钼钢比起钛、铝焊接容易。可以设计成名种形状。另外，焊接后也不需要热处理，因此不需要大型的热处理设备，成本低。(4).价格便宜虽然有些高挡次的铬钼钢车架价格贵，但一般价格便宜。也可以说，用便宜的价格买到高挡次的车架。●铬钼钢车架的缺点(1).容易生锈车架用的铬钼钢含有铬，但是添加量少(不锈钢含有12%的铬)的铁系合金。若没有施有表面处理的话，有伤口时容易生锈。但是一般都有进行防锈加工。自行车的场合，管道的肉压薄，生锈后的影响将会非常大。生锈→肉压减少→强度下降(应力集中)。(2).金属的疲劳显著(应力集中引起的金属疲劳)若使用肉薄的铬钼钢车架时需要注意！当然金属疲劳这个现象任何金属都会产生包括铝等在内。金属疲劳现象简单地说：金属虽然具有防止塑性变形的小小的力量，但是反复施加应力时，金属可能被破坏(被称为微细的应力集中)。飞机出事时，有时候也是某部分的金属疲劳引起。对自行车来说，由于金属疲劳的原故，可能出现强度不能保持。例如，进行DH时产生的冲击缩短了自行车的寿命。若感觉到踩踏时不那么顺利前进时很有可能是金属已发生疲劳。焊接部位，如从管道侧(母体)到溶融的部位(溶接部)，结晶的特性都会显著拼途网友回复：变化。为使这些组织均一化，本来应该再次结晶化(详细内容后述)。但是车架加工厂不一定有这种大型炉，另一方面，这种加工使已经冷却过的再次硬化，使得变增强的管道的强度降低。由于存在上述原因，焊接时采用各种方法来加工。如利用低温焊接等方法制造车架。不管是任何优秀的焊接，，焊接部位(1000°C以上)和另管道侧(室温)之间的温度差，冷却时收缩而发生残留应力。该部位受到应力集中时，可能会产生裂缝。结果自行车骑的时间长时可能会引起金属疲劳，微观的硬化加工也使冲击的吸收性也变得差。铝合金 （Al-Mg-Si,Al-Zn-Mg-(Cu)）很久以前就有用铝合金制作的车架。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。下表表示使用最多的合金的机械特性。表中的有关热处理以如下数字来表示：-0：完全退火-T5：人工时效(无溶体化处理)-T6：溶体化处理后人工时效-T7：溶体化处理后稳定化处理-T8：溶体化、硬化加工、人工时效(右图)i-DRIVE车队用在XC比赛时的铝制轻量型车架，价格约2万元。6061合金的机械特性热处理伸长强度 (MPa)耐力(MPa）伸长（％）剪断强度(MPa）布氏硬度疲劳强度(MPa）T2-合金的机械特性合金名称 热处理 伸长强度(MPa） 耐力(MPa） 疲劳强度(MPa） 伸长（％） E(GPa） 305 130(( 230 107 163 17 74T6,T651 597 526 163 11 74●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(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。根据公开的数据，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、钛合金（Ti,Ti-Al-V)美国在60年代首次使用钛合金来制作自行车车架。钛合金给人的印象是「轻而硬」。早期的钛合金车架，作为比赛用车，刚性不足，其车架不适合于长距离赛车，也不是适用于所有的比赛，只适合用在山岳，或者Big reces, Time traial等需要轻型车的特定的场合。开始时钛合金使一些人着迷，曾经有些热中于轻量化的骑手，把所有的螺丝都换成钛合金制的才满意。钛金属给一些人错觉，贵而稀有，实际上钛是地球上埋藏量丰富的元素之一。只是由于合金的制作成本高，价格才较贵。金属钛比重轻、强度大，同时耐腐蚀性高的材料，一般用在特殊的环境里。在金属钛里添加铝、钒(Li.V)时强度显著提高，热处理也和铝合金一样通过时效处理可以提高强度。钛合金的机械性能合金名称区分拉伸强度(MPa）耐力（MPa）伸长（％）E(GPa）纯钛JIS 3种480～Grade PTT800800──UTT75750──3-2.5Ti退火-4Ti退火时效处理●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。碳纤维 （CERP)碳纤维车架的特征是「轻、不弯曲、冲击吸收性好」，但是，充分发挥碳纤维的优异性能，在技术上看起来不是那么容易，各碳纤维材料厂家之间的品质差异也较大。自行车厂家考虑到成本问题，不大可能使用高等级的碳纤维来制作车架。虽然存在上述的现实问题，但是碳纤维车架还是具有其它素材所没有的优点，可以制造8、9kg左右的轻量自行车，这种碳纤维轻量自行车，登坡时最能体现其优点，登坡顺利而爽快。而不会像一些轻的铝合金车架，登坡时感到有一种向后拉的力量。碳纤维是把碳纤维用树脂凝固成形的东西。非常轻，但它是具有方向性的材料(拉伸强但容易?此贴已满，请留意下贴……拼途网友回复：断)，因此采用把薄料层层重叠的方法来解决缺点。(右图)COLNAGO牌的碳纤维车架，2万多元)●碳纤维车架的优点(1).可以制作重量轻的车架碳纤维车架是把碳纤维对着发生应力的方向层层叠而得到强度。碳纤维车架非常轻，这是它的密度和强的拉伸强度构成的。捷安特的碳纤维车架非常轻，2000年的型号1.2kg重(2).冲击吸收性好碳纤维用来制作残疾者运动时用的假腿，或者特殊的弹簧等被用在各领域。利用它的吸收冲击力优异的性能，制作不用避震器的自行车。如SCOTT厂的ELEVATED车架是著名的。但是各个厂家之间的品质差异较大，有的很硬，因此这种车架乘骑后才能知道好或者不好。(3).可以制造各种形状的车架碳纤维的基本成型方法是，在模具上铺上纤维片然后流入树脂并烧固。可以制成各种形状的车架。如TREK的Y车架是著名的。●碳纤维车架的缺点(1).复杂的应力计算构成碳纤维车架的是碳纤维，它的特点是拉伸强度强，但剪断强度弱，加工时需要进行复杂的应力扑?纵刚性、横刚性)，根据计算把碳纤维片重叠成型。加工技术各厂家各异，应选择有经验而可靠厂家的制品是很重要的。(2).难于更改尺寸由于作好模具后成型，难于更改尺寸。无法相应多尺寸多款式的订单。(3).老化？使用树脂因此会不会老化？这是一个存在的课题，它放置在阳光下时会逐渐变白。当然这种现象关系到厂家的技术。最好不要放置在阳光下。金属为基体的混合物（M2，MMC)金属为基体的混合物是在铝素材中混入陶瓷粉末或者纤维等物体，使它析出增强，制造出强度大的材料。它的强度比铝合金强许多，是一个新的素材。有的混入氧化铝粉末。M4指的是再多加入两种合金，用这种材料制成的车架冲击吸收性更好。●金属为基体的混合物车架的优点(1).可以制作重量轻的车架它和铝合金比较，拉伸强度大，极薄的管也能保持强度，因此车架很轻。这种轻是有刚性的轻。(2).刚性高如SPECIALIZD的M2车架使人感到很结实，管的直径也大，刚性也好。●金属为基体的混合物车架的缺点(1).焊接关于这方面的资料很少，看实物焊珠部分正常，但是GUSSET就年年大型化。补强的目的是什么？尚未清楚。陶瓷粉末在铝母体中均衡地存在，进行焊接时陶瓷粉末能否均衡分散是个非常困难的事，能获得何等程度的机械强度是大家所关心的事，总之，由GUSSET补强已达到相当的水平。(2).冲击吸收性差关于这一点很多人有同样的感觉，前部有避震器因此个人的感觉会有差异，但是后部非常明显，冲击力太大，会腰痛的。该材料的车架不适合于长途骑行。但是在时间短的比赛中能发挥威力。镁合金镁的比重很轻(1.74)，约铁的1/5，钛的2/5，铝的2/3。它是不容易腐蚀的活性金属。它广泛用在各种领域里，如照相器及电脑的外框、车辆的车圈等配件。通过合金化耐腐蚀性也得到进一步提高。●镁合金车架的优点(1).可以制造重量轻的车架它比铝密度低，可以制造轻的车架。杨氏弹性模量稍微低些，但是可以用加粗管直径及椭园化等方法来解决。使用铝合金的目的仅仅是为了减轻重量，将来可能会被镁合金取代？？钛和镁的研究课题稍不同，这两种金属今后仍然会活跃下去。(2).加工性好镁制车架加工不会差。切粉的燃烧、爆炸等能够通过合金元素来回避的话，剪断、溶接性可能不会差。和钛比较起来加工性好。●镁合金车架的缺点(1).耐腐蚀性如何？生产镁车架的厂商都说耐腐蚀性好。但是这方面的资料当前还很少，耐腐蚀性好到何种程度难于判断。镁是剧烈氧化的金属，不小心操作错了很容易爆炸，纯镁一般不能使用，添加其他金属(铝、锌、锰等)制成合金来使用，制成的镁合金强度、机械性能都得到提高。有些人曾经使用过镁合金制用具，如摩托车的曲柄套等、他们说：「虽然用了很久，但是很好，不会象铝般发白。(2).镁的杨氏弹性模量(决定刚性的因素)比铝低许多，要增加其刚性管的直径要大，这可能会影响对空气的阻抗？。(3).成本如何？镁已经用在笔记本电脑的框体上，用它来制作车架成本将是如何？现在尚未知。锻造和铸造制造自行车的部件要经过锻造、铸造、切削、研磨等加工过程，在此简单介绍锻造和铸造。锻造：锻造是把棒状、板状等的铁锭加热，然后用锤子打，或者用油压等加压成形。用这个方法加工的比起铸造在拉伸强度、粘性强等方面好许多，可以制成非常好的制品。强度大而薄，材料的浪费也少。是一个很好的加工方法。如剑是用这种方法加工的。缺点是价格贵，不适合于大量生产，加工复杂形状的困难等。铸造：铸造是把金属溶融后注入模具中冷却成形。它的优点是可以制造复杂形状的物体，适合于大量生产，价格便宜。如压铸加工可以制造强而复杂形状的制品(照相器的机体、铝制车圈等等。但是强度远远比不上锻造。不能进入模具部分的材料浪费(当然这些材料以循环使用)。拼途网友回复：锻造铸造单件的成本高便宜强度比较强比较弱用在自行车上的制品高级曲柄廉价配件　材料和环境何谓腐蚀：腐蚀是金属和环境之间科学地相作用的结果改变了金属的性质，金属与环境，或者构成它们的一部分实用体系机能受到了损伤。简单地说金属表面变质了。对自行车来说金属表面受损伤时会引起生锈，其中铬钼钢车架最为明显。腐蚀自行车的最大原因是下雨，尤其是酸雨的腐蚀性最励害。铬钼钢和环境的关系涂漆加工粗糙以及没有防锈加工的车架，铬钼钢管表面和涂漆之间开始腐蚀，涂漆部分彭胀起来，或者局部受到腐蚀。若发现自行车受伤，建议把受伤部位擦干净并用锤刀搞平伤口，防锈加工后涂漆。总之伤口是腐蚀的最大原因。另外，发生应力多的部位也容易生锈，如焊接周围，弯曲部位等。廉价的自行车，焊接后没有热处理(消除应力退火)就出货，这种自行车若发生生锈，局部或整体不断地腐蚀下去。铝和环境的关系铝从外观上看起来是相当耐腐蚀的材料。尤其是经过铝表面钝化处理的强度更大。这种处理是除了美化表面外，在铝的表面形成的多孔质地Υ-A1203(氧化铝)，用滚水或蒸气处理，封住其孔(如禧码诺XT.XTR)。氧化铝非常耐腐蚀，不被一般的酸溶解(如盐酸、硝酸等)，只能溶在氟酸等强酸。它也使用在研磨剂里，不可见它的耐腐蚀性极强。碳纤维和环境的关系碳纤维含有树脂因此也可以说耐酸。但是对碳纤维来说应多考虑内在因素，它用树脂因此树脂老化的可能性是存在的。碳纤维制自行车不使用时应该避开阳光，日光和环境的温度对它的影响最大。钛和环境的关系耐腐蚀性极佳(被使用在和原子能有关的部门)，不怕雨水、不怕受伤、沾上水滴也不用抹干净。用这种材料制作自行车实在浪费？？但是钛也有缺点如前述(异种金属腐蚀)，如铝制配件和钛制配件接合在一起时逐渐被腐蚀掉。除了钛之外，其他金属之间也会发生异种金属腐蚀，尤其是坐管部位，例如，把铝制坐管和铬钼钢车架接合在一起而不管它时，接触面变成褐色，甚至于无法把它们解脱下来。金属的疲劳度自行车和疲劳制作自行车车架的材料有铬钼钢、铝、钛、碳纤等。其中用最薄的管来制作的是铬钼钢车架。它的加工性好，材料便宜，骑感好，但它必需制成薄壁管，这种薄壁的管会有较高的拉伸强度和加工性。铬钼钢的强度较容易逐渐减弱，也就是较容易疲劳的现象表现在如下。(1).同样的冲击力加在各种材料上，铬钼钢薄管所发生的应力最大(容易发生疲劳而引起的破坏)。(2).对铬钼钢的研究的历史较长，最大限制地利用它的特性制成极薄壁的管，应力虽然发生的各个局部部位，但是对整个管来说会发生较高的应力。(3).由生锈引起的全面腐蚀将会引起管壁的变化，结果这个现象又提高了应力，引起疲劳破坏。(4).应力集中在局部而生锈、或者外伤引起的凹处，从该处引起疲劳破坏。(5).参加比赛时产生的冲击，使车架发生较高的应力，使用的次数越多，疲劳破坏也逐渐增多。以上主要是针对铬钼钢，但是近来铝合金制的车架发展迅速，有许多用薄壁的铝管制作的车架，它们是否上述的铬钼钢制车架一样，发生疲劳破坏呢？尤其是铝没有耐疲劳限度，很小的应力也必定会产生破坏。其应力越大破坏所需时间越短。现在所出售的极薄壁管的铝制车架，厂家都未明确注明其寿命。焊接和疲劳铬钼钢车架的焊接使用银焊料的焊片焊接较多。铬钼钢管是在再结晶温度下焊接，因此管的强度不会降低，也不会变质。但是所使用焊片加重了管的重量。钛管是使用前述的Tig溶接，焊接时所使用的不活性气体的水蒸气、或者不纯物体在溶接时混入的可能性是存在的，这些事可能将成为引起疲劳破坏的原因。溶接不良使得应力集中在溶接部位，也会引起疲劳破坏。刚性曾经多次提过决定刚性的重要因素是杨氏弹性模量，但是管的外径也会影响刚性。最大剪断应力车手骑在自行车上面时，复杂的应力加在车架上面。尤其是转向握把，或者站立骑行而使车子摇摆时，假若车子的刚性不足时，骑起来很不舒服的。车架的刚性够不够往往是在这种场合被议论。在此着重讲一讲复杂的应力中，在管道上施于扭等动作时的转矩的情况。在转矩存在的状下，最大剪断应力发生在管的外周，它的公式加下。拼途网友回复：从上述计算结果可知，改变外径时重量加大到4倍，强度增加到8倍，效果还是很大的。利用这种方法也有限度的，外径过于大时对于外来的压力会增加面法线的压力成分，如金属表面容易凹进去(象啤酒的罐般)。车架的寿命车架强度的探索车友们，希望你的自行车能用多久？除非有经济条件许可者追求新款式自行车之外，一般都希望能使用越久越好。在此主要记述影响车架强度的金属疲劳问题。在前面已讲过自行车的金属疲劳是不可避免的现象。具体地说：影响最大的是，加在管上的应力、管的材料、疲劳极限。设计自行车管道时，增加应力的话，不得不增加管壁的厚度。疲劳极限高而薄管壁的加工方法，目前主要采用Padded加工方法，这种方法是：发生集中应力的部位如接合部位，按理应增加该部位的厚度，但是不增加厚度，代替它的方法是，减少应力小的管道的中心部位的管壁的厚度。在此举几个薄壁管道的例子。高级铬钼钢管：中央部位的管壁厚度为0.5mm。Dedacciai公司的最高级铬钼钢管的管壁厚度为0.4mm。铝制车架：Dedacciai公司的最高级铝管SC61-10A的管壁中央的厚度为0.8mm。最便宜的铝制车架的管道的厚度为1.8～1.3mm，可见Dedacciai公司的最高级铝管的厚度多么薄！这种薄的管使人感到强度行不行呀！钛制车架：关于钛制车架有Panasonic的0.6mm厚度。另外，在钛制车架方面最著名的美国Litespeed公司，该公司的广告用语是：我们的钛合金的疲劳寿命可达到铝、铁的5倍。作为自行车运动爱好者来说，能够骑上把管壁加工至极限的薄而轻的车子是可以接受的，但是乘骑的次数越多，强度越下降，年年要换新的车子的话，薄料的车子有什么用呢，当然专业选手就不同了，他们有练习用车及比赛用车。是否能够维持性能特性的车架应成为选择车架的条件？车架的外观容易生锈的自行车让人讨厌，虽然小心爱护自行车，但是总是会生锈，爱护车的人看到这种现象很心痛的。因此人们寻找不会生锈的自行车如铝或钛制自行车。笔者心目中的理想的自行车●材料的选择已经介绍了几种自行车材料，总地来说，骑感好的是铬钼钢制的、要轻的是铝制的，冲击吸收性最好的是碳纤。钛合金制的上述各种性能都不是最好的，但是为什么对它感兴趣呢？因为它是有前途的金属。●铬钼钢已经使用了很久，对它的研究也最多，除非有什么突破，铬钼钢的前途可想而知的了。使用适正厚度的管道时重量是会增加，但是不容易引起金属疲劳，这种车能带给车手极佳的骑感。有些自行车竞技必需用铬钼钢制的车子，因为它很结实，容易操作。这种车子才是铬钼钢本来的面貌。有些薄壁的铬钼钢车子，金属表面很容易凹进去，那种车子是不行的。单纯地追求薄壁的管道的现在，铬钼钢应该走自己的道路，充分发挥其优势，否则很可能被其他材料淘汰。●自行车用铝管，当前的设计方针很危险，铝是没有疲劳极限，为了降低应力应该增加厚度。但是为了单纯地谋求薄壁，使用强勒的新合金来制作车架。从外观来看这些制品使人引起很不错的错觉，但是疲劳寿命将是如何呢？铝管的薄壁程度已经到了极限，不可能再薄下去。结果它的命运将和铬钼钢一样。进一步来说，骑车摔倒时，因它塑性变形量少，破断时很可能发生一口气的脆性破坏。今后铝制自行车向那一个方向发展呢？我认为可能会成为比赛专用自行车的素材。若用铝制自行车来练习，一定会感觉到性能的降低显著。●碳纤维制自行车是有前途的，通过应力计算会找到最适合的加工条件。另外是信心问题，假若厂家应该提供可信赖的割裂、耐用等数据时，需要量会增加。当前尚存在各种问题。●钛管还有发展的余地，强度可能会超过铬钼钢，现在已能制造1.5kg的车架，将来一定会出现1kg的车架，钛必定会夺去铝的\&轻量王\&的宝座。另外，钛不需要涂漆，可减少这部分的重量(20～40g)。将来最理想的是钛制自行车？这只是纸上谈兵，和车友们一起探讨。笔者所选择的钛合金是下述的β合金Ti-15Mo-5Zr-3Al (在TI中添加15%的Mo，5%的Zr，3%Al)。其他材料如镁、不锈钢等不在此记述。这些材料也许将来会有新的突破也说不定。在此例出各素材的拉伸强度，从下表可知笔者所选的钛合金是多么优秀。合金名称拉伸强度（MPa）伸长（％）PTT800(纯Ti)800（通常纯Ti为550）＞18Ti-3Al-2.5V685＞20Ti-6Al-4V116010SCM415＞830＞16Ti-15Mo-5Zr-3Al147014拼途网友回复：我认为车架这东西的材料、重量是次要的，几何尺寸和角度才是关键，所以大家装车前最好到车行租车试骑，找到最适合自己的架子尺寸搭配，然后再根据口袋的资金决定车架材料。在车架范围内，所谓材料减振是瞎扯。这些材料里面铝合金最软阻尼最大，从材料减振上说铝合金是最好的。钢最差。工程中常用铸铁、混凝土聚合物做减振基座，因为这两材料的阻尼大，对振动衰减快。车架的设计首先是几何角度、尺寸，然后才是强度校核，选择合适口径、截面的管材以满足强度要求。因此车架材料的差异带来的骑行感受变化，首先是结构上的差异带来的，而不是材料上的差异。材料的不同之会导致结构尺寸变化。什么材料减振的说法见鬼去吧！！！从目前的车架重量看，钛合金虽然强度高，但受到刚度的限制以及工艺水平，重量再轻不易实现而且成本高。要知道现在钛合金已经超过￥1000/kg，而且加工费比钢、铝高出5倍以上，所以看到便宜的钛合金车架还是去抢吧。β21s是目前强度最高的钛合金，但是工艺性极差，做车架还是别想了。钪铝合金有很多种，加入微量稀土元素钪后，铝合金的晶粒进一步细化，强度、塑性会有很大改善。自行车上的钪铝合金推测可能是加入钪的铝锂合金，密度是铝合金80%。强度等其它尺寸和普通铝架应该拼途网友回复：无数人说钢架比铝架更能过滤细小的振动，原因在哪里呢？每个结构都有其自身的振动特性，常用固有频率和刚度表示。如果一个结构的固有频率低，那么对高过此频率的振动基本无法响应，通俗点说就是高频小行程冲击对它没用。刚度和固有频率基本是反比关系，当然是几何尺寸结构相同的条件下。材料力学上零件的刚度表示为抗变形的能力，其仅与零件的几何尺寸、截面形状以及材料的杨氏模量相关。当材料变形达到0.2%时对应的应力水平称为材料的屈服强度，即继续加载材料变形不能恢复。不管什么钢，杨氏模量都是差不多的，200-220GPa。常说的Cr-Mo钢老美称4130，国内是30CrMoA。其屈服强度高达700-1100MPa。因此对钢架来说，在相同的受力和强度标准下，强度越好的钢可以用更小的截面尺寸（更薄更细）的管材。常用角铁等Q235优质结构钢屈服强度仅300MPa左右，飞机起落架用的Armet100钢可达2200MPa。铝合金的屈服强度7075基本上是最高的（T6状态下，400MPa左右），但是各种铝合金的杨氏模量也是差不太多70GPa。6000系列只有225MPa。钛合金的杨氏模量108GPa，Ti6Al4V的屈服强度860MPa左右。钛合金、高强度合金钢因为屈服强度、疲劳强度远高于铝合金，用于车架时，可以选更细更薄的管材就能满足车体强度要求，因此看起来更苗条，几何尺寸的减小必然使得刚性下降（截面尺寸对刚性的影响是4次方，远大于杨氏模量的影响）。钢架必然是强度高，刚性小，像个软弹簧。钛和钢的屈服强度差不多，车架管材的尺寸也可相近，但是杨氏模量小了近1倍，钛架会比钢架更软，所以才有“让压井盖成为乐趣”。铝架则是肥胖的硬弹簧，要用更粗更厚的管材，不管什么抽管、异型截面大法。在同样的强度准则下，尺寸最大，刚度最好，固有频率提升。代价就是大小颠簸全能感受到，甚至被放大。其实与其中钢架、钛架的毒，还不如买个全避震铝架，想怎么飞就怎么飞。因为用硬尾钢架钛架飞完了，可能会使焊缝（五通、头管、后勾）开裂，到时心痛就来不及了！拼途网友回复：这是收藏的原资料，转发顺序可能有误。不过，这个对于车友了解单车特性帮助的确非常大。再次感谢原作者！
请高手指点一下:车架有亚洲车架和欧洲车架之分吗?质量上没有差别吧?组装车可选车架有什么牌子啊啊?我只知道有捷安特、美利达、MOSSO车架,这三个牌子的那种性价比相对高一些?[本帖最后由yczj666于:33编辑]||没有吧。捷安特、美利达、MOSSO车架还不够你选择的吗?||多学习学习。||据说M有亚洲和欧洲之分期待高手.||车架有亚版和欧版如果选择同一价位的车架我还是推荐捷安特||同意楼上。另外,车架品牌还有很多。||谢谢指教。看你的车子用的是MOSSO吧||亚洲造的叫亚洲车架,欧洲造的叫欧洲车架,非洲造的叫。。。我的前一辆车用的是BIGCAT的架子,现在用BMC的。
26”铝合金异型车架什么概念··适合什么人骑||26寸指的是轮子的尺寸吧?||推荐学习此帖,补习一下单车知识:http:thread--1.html||这个车架够异形不,选好尺寸能骑车的都能骑||26''的车架估计只有姚明他们这样人骑了||异型车架强度更大一些之前听挑P的介绍说是这样,重量更轻,强度更大||
先说铝合金: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。
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。
2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12,或者15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。根据公开的数据,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。
3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
必须进行热处理,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。
4几种车架材料的机械性能的数值比较:
用在自行车上的材料密度(gcm^3)
铬钼钢低合金钢
自行车上最常见的铝合金型号
高\低成色原色矿石铝合金阿伯其铝合金
一、分类:展伸材料分非热处理合金及热处理合金
1.1非热处理合金:纯铝─1000系,铝锰系合金─3000系,铝矽系合金─4000系,铝镁系合金─5000系。
1.2热处理合金:铝铜镁系合金─2000系,铝镁矽系合金─6000系,铝锌镁系合金─7000系。
二、合金编号:我国目前通用的是美国铝业协会〈AluminiumAssociation〉的编号。
举例说明如下:1070-H14纯铝
2017-T4热处理合金
3004-H32非热处理合金
2.1第一位数:表示主要添加合金元素。
2:主要添加合金元素为铜
3:主要添加合金元素为锰或锰与镁
4:主要添加合金元素为矽
5:主要添加合金元素为镁
6:主要添加合金元素为矽与镁
7:主要添加合金元素为锌与镁
8:不属於上列合金系的新合金
2.2第二位数:表示原合金中主要添加合金元素含量或杂质成分含量经修改的合金?BR0:表原合金
1:表原合金经第一次修改
2:表原合金经第二次修改
2.3第三及四位数:
纯铝:表示原合金
合金:表示个别合金的代号
"-″:后面的Hn或Tn表示加工硬化的状态或热处理状态的链度符号
-Hn:表示非热处理合金的链度符号
-Tn:表示热处理合金的链度符号
的技术指标相接近,更硬,且可以抽制db不等管,山地车架极端轻量15寸可做1400多克,公路车架可做到48架高1200多克,据说经过7道延展工艺后的tb管还可以令车架再轻100到150克。
从98年开始,台湾就在研究一款比更好,但比钪合金更便宜的铝材料来做车架,后来就诞生了u6(6063铝合金),u6并不是6000级铝族的一个延伸,这仅是其一个代号,据说还有个别名,这种铝材的强度重量比和7005更高,但不如钪合金铝,但是材料中由于添加成分不同,所以铝材居然具有了新的特性,也就是具有了一点弹性,这种铝生产车架也不会产生类似的死硬,用于攀爬车架的时候,后叉的这点弹性可以避免车架更容易遭受冲击的直接伤害,将冲击力度花费在轻微的金属型变上,目前国内最著名的两家攀爬车架公司深圳的echo和石家庄的speed-race,都使用u6铝合金生产其出口级铝架。另外还有些比如闪电s-work采用的特殊铝材(有人称其为u7),以及目前最新的加入了钛敲击声如陶瓷的KINESIUM合金.今年年低或者明年,还可能会出现u8合金,现在正在研制中。7075是可以焊接的但难度极大,使用4000号焊条,但是这种焊条的强度不足,只能用于焊车架过线器等部位,所以目前7075不适合规模化做车架。
7075目前台湾已经开始生产,过去是美国军方的一种机密金色,用于做战斗机外壳,铝中添加了大量的锰,使得硬度非常的高,但是脆性也是非常的大,其金属具有特殊的分子方向型,这种方向性成就了这种合金的朝硬度,所以这种铝不适合用于铸造件的生产,通常是金属合成后,锻造在cnc切割,以保持其金属分子方向性。目前世界上只有几个不多的工厂可以对其进行铸造保持分子方向性,如德国的西塔公司,就能铸造生产7075龙头。U6就是6063,mega-lite6066铝合金,具有比u6更好一点的弹性,speedrace出口车架在204将会使用;另外,pulo车料在展会也展出了U6pro,基本上已经是u7,明年可能会出现u8。
铝合金型材生产包括熔铸、挤压和氧化三个过程。
1.熔铸是铝材生产的首道工序。主要过程为:
(1)配料:根据需要生产的具体合金牌号,计算出各种合金成分的添加量,合理搭配各种原材料。
(2)熔炼:将配好的原材料按工艺要求加入熔炼炉内熔化,并通过除气、除渣精炼手段将熔体内的杂渣、气体有效除去。
(3)铸造:熔炼好的铝液在一定的铸造工艺条件下,通过深井铸造系统,冷却铸造成各种规格的圆铸棒。
2、挤压:挤压是型材成形的手段。先根据型材产品断面设计、制造出模具,利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形。常用的牌号6063合金,在挤压时还用一个风冷淬火过程及其后的人工时效过程,以完成热处理强化。不同牌号的可热处理强化合金,其热处理制度不同。
3、氧化:挤压好的铝合金型材,其表面耐蚀性不强,须通过阳极氧化进行表面处理以增加铝材的抗蚀性、耐磨性及外表的美观度。其主要过程为:
(1)表面预处理:用化学或物理的方法对型材表面进行清洗,***出纯净的基体,以利于获得完整、致密的人工氧化膜。还可以通过机械手段获得镜面或无光(亚光)表面。
(2)阳极氧化:经表面预处理的型材,在一定的工艺条件下,基体表面发生阳极氧化,生成一层致密、多孔、强吸附力的AL203膜层。
(3)封孔:将阳极氧化后生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封闭,使氧化膜防污染、抗蚀和耐磨性能增强。氧化膜是无色透明的,利用封孔前氧化膜的强吸附性,在膜孔内吸附沉积一些金属盐,可使型材外表显现本色(银白色)以外的许多颜色,如:黑色、古铜色、金黄色及不锈钢色等。
铝合金的牌号代表了他们的强度,强度越高越好,但强度与工艺也有关,比如T6之后的6061-T6的强度与SS400有相同的相许应力,也就是说其硬度可能大于没有T6的7075,而且CNC的强度更大,比如SHIMANO的XTR曲柄严格来讲没有经过T6,所以即使是用了7075CNC的盘片和曲柄,还是有人说TV的比它硬......一般是牌号越大,就越硬.不过像的是超硬铝.1,3,4系属非热处理铝,6061不能CNC,这里不谈这些.拿LZ的7005来说,7005铝是由Al-Zn-Mg-Cu合成的,密度2780KGM3,在加工上,7005液相线温度是643C‘,固相线温度是604C‘,退火温度是345C‘400C‘T53:挤压机淬火后,先以自然时效72h而后人工时效60-110C‘要8h145-155C‘要16h.但是7005如果热处理不妥,会有应力腐蚀.不过LZ用7005的也很不错了.....
一般情况下1xxx是纯铝,3xxx是铝锰合金,这两个系列都不是很好,强度也是最差的,5xxx是铝镁合金,强度一般也不是很高,在向上面就是6xxx,自行车上面一般都是6061或者6063的,这种比较常见,再向上面就是2xxx,一般,这种还可以,但是因为含铜,比较容易腐蚀,最好的就是7xxx,一般自行车上面采用的是比7005好,一般情况下,保持40公里每小时,撞倒什么东西不会变形。
1.目前铝合金车架普遍使用的材料是两种。
2.7000系列主要以锌为主要合金,成分比例达到6%。6000系列主要以镁和矽为主要合金,总成分比例较低。
3.论强度的话7005较强,但只是稍微强一点,从表中可以看出来,yieldstrength(让铝材永久弯曲变形的力度)只比6061强一点。
4.所有用作车架材料的铝合金都经过热处理T6,
5.但论整体来讲,6061是较好的材料。由于7005含其他金属比例高,所以焊接,处理都比较困难,尤其是7075(后两个数字代表含合金比例)它的比例更高,所以一般是不能用作车架的材料。相比之下,6061由于含其他金属比例较低,因此可以通过异型,各种处理来增加它的强度和减低它的风阻,甚至可以做到3次抽管来减低重量。
6.虽然7005管购买价比较高,但整体来讲6061的生产成本比较高,因为6061所经过的热处理和其他工序比较烦琐复杂。因此6061的车架一般比较贵。也因此大多比较高端的车架(如TCR)也使用6061.
纯铝的硬度不高,比较软,但是合金就很硬了。通过加入不同的金属可以得到各种合金,75都是铝合金的型号。
6061是最普遍的铝材,轻,强度好,而且经济实惠。
7005是轻化铝材,强度比6061稍微高点,但是轻了很多,价格也高。
7075是最轻且强度最高的的铝材,价格也超级贵!7075的强度不亚于钢了。
另外还有就是Estane铝材,estane是--聚氨基甲酸乙酯,是一种弹性纤维,混合在铝材中,可以彻底解决铝合金的硬度过高的问题。还没见过有哪种estane铝材的车架价格低于7000人民币。主要用来做DH,目前知道的就只有GiantDHteam了。DHcomp是7075T6,DHteam是7075estane,外观一样,差别就跟XT与XTR一样,材料的本质差别。这也可以解释同样都是铝合金的车架,为什么便宜的只有几百,贵的就上好几千。最后,还有一个T6,是一种金属加工工艺,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12,或者15的程度。
合金也有好几种,弹性不错。适合做细节零件,在微小零件上铝合金的强度就因为硬度而影响了。
轻,强度一般(但也够高了)压缩后的碳纤韧性介于钢与铝之间。价格还好。但即使不用,寿命也受时间影响。
镁合金:重量轻,强度还行,耐磨。用于碟刹碟片和减震。manitou的都是用镁合金做减震的套管。
钛合金:不知道添加了什么,感觉上和钛的性质差了很多,很好也很贵。
T6是一种热处理工艺,为了使金属表面产生淬火层,达到更高的硬度。一次T6热处理要花二十多个小时。
补充一些东西:
热处理,在进行T6热处理之前,一般是进行T4热处理,时间长度为十几个小时,之后出热处理炉,冷却,校形,再进入T6热处理炉,做二十多个小时的T6热处理。之后出来再检查一下是否需要校正,不需要的就可以开始做图装,打标出厂了。其实热处理的种类非常多,像以前美利达帮闪电作的一款架子上面使用的是U7热处理工艺,那个的具体工艺流程就不知道了。
车架的制作过程一般是厂家买来不同直径的圆形或者方形管材,然后上机器把直管压制成需要的弯曲度,如果要抽管也是上机器抽,如果是需要异型管材就用圆管或者方管用机器压出来,之后就是焊接,焊接分两道工序,第一道是用几个点焊把管材连接在一起,之后就是正式的用鱼鳞焊把车架牢固的焊接在一起,然后上台架校正,之后要用酸把车架表面的氧化层洗掉,然后就是T4,T6的热处理工序了。如果是钛架,焊接就要用氩弧焊以保证质量了。
钢的韧性好,一般运动车如果使用钢架都是使用铬钼钢,价格比较贵,更高级的钢材型号有653,853等等,那些钢材制成的钢架的价格就远比铝价贵了。但是钢架的弹性,可修复性都比一般的铝架好的多,就是太重了。
碳纤维是一种复合材料,大致可分为:碳碳复合材料和碳氧复合材料,碳纤维的特点是韧性好,很多高级的碳纤维的产品的韧性可以达到让人瞠目结舌的程度,例如一根高端的碳纤把横,在厂家的测试机上可以被弯成像弓一般,而不断裂,当然机器上的力量和人手上的力量不是一个概念了。碳纤维材料只要用钢材的四分之一的重量就可以达到钢材的强度。而且易于塑形,适合在公路车架上面做出符合流体力学的外形来,而且更轻,吸收微小振动的性能也不逊于钢架。
镁合金的特性是,比铝合金轻,吸震性能好。所以适合做车架和前叉的外管,但是不耐磨,硬度稍差,所以不能做前叉内管。镁合金经过特殊处理可做碟刹片,也有过铝合金碟片的,是ALEX轮组上带的一对,表面淬火处理的很有意思,硬度很高,不知道到底是怎么做的。很漂亮的碟片。
钛合金是在纯钛中掺入了很多不同种类的金属,有铝,钒等等等等,非常多,掺入不同的金属可以制造出特性差异极大的钛合金出来,纯钛因为太软所以不是很适合使用在受力较大的运动器械上。
这些型号的强度差别不太大,原材料价格也差不了太多。6061为最常用的铝合金材料,汽车、摩托车包括自行车用得比较多,价格低,上到7系强度要大一些,工艺性相对6系铝材而言也要差一些(但铝合金材料的工艺性都很好),当然价格要高,但高不了太多(对于各种型号的铝合金的价格从网络上很简单的就可以知道个大体)。材料的区别并不是车架价格的主要因素,(以下只代表优秀品牌)研发才是主要的,某个车架,如果多用普及型管材,就算是用了7075,那价格也不会高到哪儿去,但如果多用异型管材和特殊结构,价格当然就上去了。美洲的很多品牌多用,比如GT、MOUTAINCYCLE、ROCKYMOUNTAIN、KONA这一类的现在DABOMB也多用7系铝了,捷安特也把6系档次提高了,美丽达还在铝镁合金上下功夫。||钪合金是目前最先进的铝族合金,强度重量比在车架铝材中第一,其制造1100克的山地车架强度相当甚至超过了1400克的7005铝架,所以scott以及jbc都使用其顶级sc9000合金做竞赛车架,但是同重量比的钪,1吨的价格是黄金1吨的6倍,所以价格一直居高不下。||沙发来不及就板凳!先顶再学习!||选车架如同选老婆,下一个车架你选什么?某个车友:老李说的很实在.潜水很久,现在说点.本人也正在考虑第2辆车到底使用什么车架,包括YETIARC,SANTACRUZ,SCOTT,KONA,BMC,VOODOO,JBC等等都在国外国内网站看了一圈,总的来说印象是美国设计车架比较厚重结实,因为北美比较多流行全山地,比较少乡间越野;而欧洲则相反,这个跟地理条件都是很有关系的.比较大的名牌如SANTACRUZ就很难找到一个适合乡间越野的车架,而欧洲亚洲设计的车架都容易找到比较轻便的.组车和骑车还是看自己要用这个车干什么,如果仅仅骚包,当然越贵越好.但是我在上海这个连山都难找,一马平川的地方,是绝对不会组个AM或DH的.大品牌如KONA钪,在MTBR上也是评价两个极端,有人说完美,有人说一年内弄断了两根.个人意见还是亲身骑骑,体验一下,才能知道自己想要什么,应该要什么;就像谈对象,看照片挺美,实际人是个大小姐脾气,相处一定很难.以上纯属个人意见,合理就听,不合理就扔一边.老李:是的,深思熟虑,适合使用环境,适合自己的特点,适合自己的喜欢和消费能力,那才是最好。我自己的装车也是经历很多弯路的,就山地车架来说,我玩过2台软尾,4台铝合金,2台钪合金,3台钛合金,以及1台铬钼钢,2台853钢,这里可以稍微总结一下每类型车架都不能说一无事处,但也不能说谁十全十美,铝架钪架用的最多,较颠簸的路感,差异其实都不是非常大,价格便宜,轻量更是钪架尤其突出,对付短程不错,对于爬坡的比赛那是一种非常锐利的利器!长程越野你要有充分的耐受能力,跑平路都还好,只是不要走到有大量坑凹的柏油古道,否则真让人想停下来休息,那种环境特别是下坡的颠簸,其实个人感受比越野更痛楚。两台软尾比较令人失望,包括之后测试过虫子的epic,在我们这里多山丘陵环境骑行,软尾爬坡很吃亏,越野的颠簸虽然有较大的缓解,但是却未必一定要用软尾,而长程骑行和长程爬坡,则深感被拖后腿的厉害。钛架实在是我最喜欢的之一,外观上它很符合我的喜欢,个人有时很痴迷抛光,更喜欢那种永久不变,并且轻量,当然唯一遗憾的是我踩踏有时候很猛,在骑行中途和一些终点,我很好斗,喜欢冲,钛架在那个时候让你感觉有点力不从心,颠簸中它的路感表现介于铝和钢之间,也算不错。钢架是我目前在使用的,铬钼钢的路感表现很类似钛架,在我未用其他车架之前一直觉得它非常好,一台大名axis钢架我骑了4年,那是我最享受骑行而疏与硬件升级的一段日子,而853则是我现在在用的车架,从voodoo的到jamis,它让我感受到最完美的路感,五通硬朗,发力时很干脆,后三角的弹性难以言表的美妙,那与我骑的后避震车架的那种吸收是不一样的感觉,让你能感受路面颠簸,但却不感觉难受而是坐上面享受它,我认为853钢架其是介于硬架和软架之间的一个东西,当然重量还是要提的问题,你也许6-7千合理打造的铝合金山地车的重量,你要花过万的钱才能获得那一重量,虽然坛子里面不乏9公斤的853,但是算算达到那个重量的成本,自己也就死心了,所以在坡上吃亏时,也只能用长途的感受良好来安慰下了。山地碳架,我只试验骑行过,不过都很小心,因为自己知道摔下去不正好,不是闹着玩的,也许最痴迷竞赛性能,并且愿意为此付出最大,且有那种经济能力的选手级爱好者,才会舍得,个人目前还仅舍得在公路车上装备碳架,对于公路车,那是我认为最完美的东西,目前未发现其它材料能有超越。玩车其实是一个过程,体验骑行,体验折腾,花费很多,当然这过程的乐趣和获得也很多,其实也是一种方式的花钱找乐子,目前我的一些想法,我想也许未来,真会购买一个一步到永久的东西,我也许会重金去云豹订购一只953钢架,当然真实的路感和特性还都是未之数,总之有期待的人是有快乐的,我认为这样的沉迷其实也很好。上面是老李的文章,恐怕也只有玩车的人才看得懂说的是什么]看了老李的评价,我也想了很久到底要装个什么车才能满足自己的要求,我也迷惘了很久,曾经耍过XC,质朴不算高级,但很实在,很多美好的回忆很多快乐都是建立在以前的这个普通的铝架上,如同你的学生时代的初恋,没钱,但是很快乐,很多美好的记忆,很多朋友。。。后来,有点钱了,追求高级追求时髦,买了个顶级的车架V10,结果还把腿都摔断了。可以说是很痛苦的经历,可见适合自己才是最好的。就如同年轻的时候,没啥本事你非得去泡个美女做女友,结果碰了一鼻子灰,有意思吗?将来的自己最需要的是什么车架呢,其实我和老李的想法差不多,一个永久的,也许不是最顶级的不是最漂亮的,但它永不落伍,不会锈蚀,不怕挂花,永远光亮如新,不一定某个性能突出,但是一定综合性能最好,颠簸的路上,你能感受到它的关怀和温柔,不会颠得屁股发痛,年纪也大了,它应该不会让你再有好斗的性格,它会慢慢磨平你的性格,让你习惯匀速而舒适的骑行,重点不再放在骑行的技巧上,而是放在周围的风景上,你不需要再冒险飞也不再跳,因为你爱惜它,你会舍不得,它会是陪伴你下半辈子的好朋友。有人说车如老婆,我觉得确实很有道理。||这些资料也是我找来的,共同学习提高呵呵!||我的车架材料为6061,便宜又实惠!||经典魅力钢车架现在开始练车的朋友接触的都是铝合金、碳纤维、钛合金、镁合金、钪合金等一系列新型材料,对钢车架这个遥远而陌生的材料已经没有了好感。殊不知,在一百多年的自行车运动历史中,钢材是刚性与重量方面均衡的理想用材。就骑行者身体感受来说,钢架也是最好的。钢车架虽然用于竞赛偏重一点,但是用于训练和普通爱好者骑行却是非常好的选择,使用过大名钢架的国内车友都了解其车架的骑行感觉非常良好。今天钢架的重新被重视,是很多国内外厂家没有想到的问题,甚至钢架一直比钛架和碳架的供应还紧张,你或许马上出钱就可以购买到多种钛架和碳架,但是想购买到类似雷诺853这样级别的山地车架却很难。铬钼钢是铬、钼的合金。铬钼钢车架是历史最久的车架,冲击吸收性好,骑感极好,但应力集中引起的金属疲劳也显著。另外就是它的重量,这也是专业竞赛中使用较少的主要原因。目前,更先进的钢种可以做得出强度重量比很好的架子,但是这些钢架的价格甚至超过了钛架,所以成为没有性价比的车架。选择钢架和车友的个性往往有很大关系。一般选择钢架的人不忌讳钛架,因为这两种车架性质类似,仅后者更贵更轻,而喜欢铝架的人则很难说会去喜欢钢架,因为他们的个性中更喜欢性能和粗犷的外形多一点,而旅行者和年纪稍大的车友有时也会选择钢架,原因之一是曾用过,知道钢架有良好的骑行感觉,并且见识过早期的一些经典自行车,而那些车在那些年代多是使用钢架的,这个记忆的烙印已经深入这些车迷的心中,期望获得一台相同的车便成为一种宿愿,而且上年纪的人已经过了那种追求性能和浮华外形的年龄,更喜欢轻松舒适的骑行风格,这也成为选择钢架的另外一个原因。||美国在60年代首次使用钛合金来制作自行车车架。钛合金给人的印象是“轻而硬”。早期的钛合金车架,作为比赛用车,刚性不足,其车架不适合于长距离赛车,只适合用在一些需要轻型车的特定的场合。开始时钛合金使一些人着迷,曾经有些热中于轻量化的骑手,把所有的螺丝都换成钛合金制的才满意。钛金属给一些人错觉,贵而稀有,实际上钛是地球上埋藏量丰富的元素之一。只是由于合金的制作成本高,价格才较贵。金属钛比重轻、强度大,同时耐腐蚀性高的材料,一般用在特殊的环境里。在金属钛里添加铝、钒时强度显著提高,热处理也和铝合金一样通过时效处理可以提高强度。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。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。||车架的材料(综合评述)车架铝架钢架碳纤维杂谈目前,可以制造自行车车架的材料主要有以下几种:钢,铝合金,钛合金,镁合金,钪合金,碳纤维等等,一般市场上出现的车架主要有钢,铝合金,钛合金,碳纤维。钪合金和镁合金是最近的新兴材料,比较少见。要了解这些材料的特性,就有必要知道一些基本的概念和参数1.强度(STRENGTH)。假设挂在金属棒另一端的重量,重到足以使金属棒产生永久的变形,也就是说,当移开重物时,金属棒仍然呈现弯曲,无法完全回复原状,即所谓的降伏yield。使材料达到降伏的力量因材料不同而不同,这就是所谓的强度。强度和车架的耐用度相关但和骑乘品质无关。强度strength由材料的降伏强度yieldstrength决定。降伏强度和车架管材的品质、热处理制程及合金成份某些品牌型式有相当大的关系。2.刚性STIFFNESS假设一根金属棒的一端固定在夹具上,另一端加上一定的重量使得这根金属棒暂时弯曲,当把那个重物移开时,金属棒立即回复原来的型状。同样的重量加诸于不同材料时,会产生不同的弯曲程度,这就是刚性。刚性影响车架的骑乘品质,因为车架最怕在正常骑乘时发生变型。刚性决定于材料的弹性系数,而相当重要的是弹性系数和金属的品质及其合金的成份无关。举例来说,所有种类的钢,基本上具有相同的弹性系数。3.重量WEIGHT除了强度和刚性之外,重量也是一个议题。和刚性一样,重量受到材料合金成份的影响相当轻微。即便你的车架贴着"LiteSteelTM"轻量化钢材,事实上,所有的钢材几乎具有相等的重量。以下就是我们常见的几种材料的一些特性弹性系数刚性强度降伏点重量千克立方米钢材3046---1627800---8200铝合金10-退火后钛合金15-16.540-00要注意,刚性和重量和材料的品质、热处理或合金成份无关。举例来说,所有的车用钢管,从大卖场的廉价单车到价值数千美元的单车都有相同的弹性系数30,以及490的重量。由上表中我们可以看出,我们用这几种材料做车架,在管材的形状和厚度相同的情况下,铝制车架的刚性只有钢制车架的三分之一,钛制车架也只有钢制车架的二分之一的钢性。也就是说,钢的车架是最结实的。当然实际情况下没有人会这样做车架,所以这个结论也就是不客观的了。铝作为一种在运动自行车上使用最广泛的材料,最大的优点就是他的重量。铝的刚性和强度都很低,但是铝可以通过增加单位体积上的材料来弥补这一缺憾,而重量仍然不大。另外相对于其他的运动自行车的高级材料,铝的价格很低。目前使用在高档铝架上的铝材(6000系列、7000系列)都是运用在航天方面的高级铝材。和一般的普通铝材相比,这些铝材无论是在强度还是刚性上都有显著的提高。而且厂家为了保证强度,都采取了使用较粗的管材、增大横截面积的做法,所以大多数的铝车架看起来都很粗犷。铝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,形成致密的氧化膜(三氧化二铝)。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以上都是铝的优点,但是这种材料也有两个致命的缺点。1.铝的金属疲劳性很差,为了说明这一点,我们看下面的几幅图。我们可以很明显的看到,铝的可乐罐很轻易的就被捏出了口子,而钢的水果罐头则安然无恙。铝材做的自行车架的致命弱点就是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,这也就是为什么在专业的使用强度下一个铝架只能支持2-3年的原因。2.铝没有弹性,无法吸收骑行的震动。用铝材制作的硬尾车架会把绝大多数的震动直接传递到骑手的身体上。这就使铝车架坐起来相当的颠簸,乘骑的舒适感很差。由于铝的这两个缺陷,使得它不适合做一般的硬尾车架。但是竞赛的XC越野车架大多数使用铝合金,这是因为铝的重量可以做到很轻,而通过热处理和抽管技术也可以获得很大的强度,这就使得铝车架的竞赛性能很好(竞赛性能当然不会考虑选手的舒适程度和产品的使用寿命了)。而全减震车就没有这些顾忌了。由于拥有完全独立的减震结构用于吸收震动,并加上更为厚实和柔软的把胶和坐垫,铝没有弹性的缺点被完全的中和掉了。另外,铝较轻的质量使得它可以作成更大的截管面积,并在需要强度的地方进行局部的补强。所以说,铝是比较成熟而可靠的材料,并且在制作全减震车架的时候更有优势。钢是一种历史悠久的材料,从最普通的民用自行车到高端的竞赛级车辆,都或多或少的使用着钢材。除了冶炼技术的完善之外,钢也有其它材料所不能代替的优点:1.加工性能好,铬钼钢是历史最悠久的自行车素材,对它的研究时间也最长,因此它的加工技术已经发展到一个相当稳定的程度。2.强度大,从上文中我们可以看出相同体积下的钢材的强度远远大于铝合金和钛合金,因此合格的钢架的强度都可以让人放心。3.乘骑感舒适,钢是一种具有良好的弹性的金属,用钢制作的车架,可以吸收骑行过程中所带来的震动。因此钢架不会向铝架那样让人感觉不舒服,特别适合用来做旅行车架。4.钢的金属疲劳性要比铝强的多(从上文中的实验我们就可以看出来了),所以在相同的使用条件下,钢架的寿命也会比铝架长得多。当然,钢架也有其不可克服的缺点:1.重量,在极度追求器材轻量化的今天,钢7。8立方厘米的质量让所有人对他望而却步。虽然可以使用轻量化的钢材,并且用抽管技术把管壁抽得极薄,可是还是很难把钢架的重量减到1600克以下。而很多铝架的重量只有1400克左右。这也就是在竞赛级别的车架中很少看见钢架的缘故。2.生锈,相对于其他的材料,钢是比较容易生锈的。生锈会使钢的强度大幅度的下降,减少使用寿命。所以必须采取种种手段来防止钢材生锈。所以如果不是追求竞赛级的重量,又考虑车架的耐用程度的话,钢架无疑是很好的选择。但是需要指出的是,目前国内好的钢架要比好的铝架难找。首先好的纲架并不便宜,向雷诺853系列的高级钢架要好几千,而意大利科那歌的钢架则要上万。另外由于人们对铝架的偏爱,使得钢架难以销售。随着国内的自行车巨人——中华自行车公司的倒闭,好的钢架在国内几乎绝迹了,这真是一个遗憾啊!钛是一种新兴的金属,这种新材料具有非常优越的性能,是制作顶级车架的最好的材料之一。1.钛合金可以制作重量很轻强度又很大的车架,从上表中可以看出,钛的强度和钢差不多,但是重量也只有钢的一半多一点,因此同样强度的钛合金车架会比钢车架轻很多。2.钛合金具有非常好的弹性,这使得它在吸收骑行振动方面功不可没。用钛合金制作的车架具有非常良好的舒适性,而且钛是一种具有记忆性的金属,它在自己的形变范围内几乎具有无限的使用寿命,也就是说购买钛合金车架是一种一劳永逸的方法。(笑)一般来说,在专业的使用条件下,铝合金车架的使用寿命是2年,钢车架是8年,而钛车架则可以达到20年左右。3.在正常的条件下,钛几乎不会发生腐蚀的现象。有其利就回有其弊,钛合金也有其不可避免的缺点,目前来说最头痛的就是一个字:贵!!按照金属的含量来说,钛其实并不是稀有金属。可是自然状态的钛元素一般以二氧化钛的形式存在着,提炼加工过程复杂,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。必须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。一般国产的航轮和宝钛的32。5的钛合金车架的价格大概在3000元左右,而如果象AIRBONE或者LITESPEED的钛架的价格甚至上万。但是如果考虑到钛架的使用寿命,这个价格也就不会感到那么离谱了。碳纤维作为一种高科技材料使用在自行车上是最近十年的事情。严格来说碳纤维并不是单纯的碳元素,而是碳元素经过编织加工后利用环氧树脂粘和加固的一种混合物。早期的碳纤维由于技术上面的原因,使用的环氧树脂甚至会在阳光下分解。随着科技的进步,这种优秀材料的种种缺点在被逐渐克服。比如德国的K车架就使用了高级的16K的碳纤维,这种碳纤维的强度甚至超过了钢材,并且拥有终身保用的质量承诺。一般来讲,碳纤维作为自行车的材料拥有以下几个特点:1.极轻的重量:1200克左右的碳纤维公路架已经到处可见了。由于碳的质量仅有1。6克立方厘米,所以制作1公斤左右的车架已经不在是梦想。2.吸收冲击性能好。碳纤维可以有效的吸收震动,并且保持很好的刚性。这种特点使得它成为很好的竞赛级的材料。3.可以制作各种形状的车架。和一般的金属车架的制造过程不一样,碳纤维车架一般是先制作模具,然后在模具上付上碳纤片,最后用环氧树脂进行粘固。这种制作过程可以利用空气动力学作成风阻极小的车架。目前这种材料的毛病主要是以下两点:1.复杂的应力计算。构成碳纤维车架的是碳纤维,它的特点是拉伸强度强,但剪断强度弱,加工时需要进行复杂的应力计算纵刚性、横刚性,根据计算把碳纤维片重叠成型。一般来讲,碳纤维抗面的冲击相当好,而抗穿刺能力就很差了。就是说你横摔竖拍不要紧,就怕的是横摔竖拍的过程中碰到一两块锋利的小石子,那可就不是拿去焊一下就可以解决的了。2.价格昂贵,和钛合金相比,碳纤维车架的价格有过之而无不及,向顶级的碳纤维车架的价格都要上万,而科那哥的C40和C50的价格甚至超过2万元。这主要是因为碳纤维车架的制作过程需要很多的手工,并且报废率很高,造成成本的大量上升。从外观上我们可以很容易的把这几种材料的车架区别开来。风格粗犷,造型狂野的是铝架。管体纤细,骨感十足的是钢架。而那没有任何涂装,浑身散发着金属光泽的就是钛架。碳纤维的表面则覆盖着各种3D布的表层,极具现代感。最简单的说:一般而言,铝架比钢架要轻一些,但是钢架比铝架要吸震,更舒适一些目前的车架重量看,钛合金虽然强度高,但受到刚度的限制以及工艺水平,重量再轻不易实现而且成本高。要知道现在钛合金已经超过￥1000kg,而且加工费比钢、铝高出5倍以上,所以看到便宜的钛合金车架还是去抢吧。β21s是目前强度最高的钛合金,但是工艺性极差,做车架还是别想了。钪铝合金有很多种,加入微量稀土元素钪后,铝合金的晶粒进一步细化,强度、塑性会有很大改善。自行车上的钪铝合金推测可能是加入钪的铝锂合金,密度是铝合金80%。强度等其它尺寸和普通铝架应该差异不大,骑行感受也不会有太大差异。简单说一下钢架和铝架的本质区别。无数人说钢架比铝架更能过滤细小的振动,原因在哪里呢?每个结构都有其自身的振动特性,常用固有频率和刚度表示。如果一个结构的固有频率低,那么对高过此频率的振动基本无法响应,通俗点说就是高频小行程冲击对它没用。刚度和固有频率基本是反比关系,当然是几何尺寸结构相同的条件下。材料力学上零件的刚度表示为抗变形的能力,其仅与零件的几何尺寸、截面形状以及材料的杨氏模量相关。当材料变形达到0.2%时对应的应力水平称为材料的屈服强度,即继续加载材料变形不能恢复。不管什么钢,杨氏模量都是差不多的,200-220GPa。常说的Cr-Mo钢老美称4130,国内是30CrMoA。其屈服强度高达700-1100MPa。因此对钢架来说,在相同的受力和强度标准下,强度越好的钢可以用更小的截面尺寸(更薄更细)的管材。常用角铁等Q235优质结构钢屈服强度仅300MPa左右,飞机起落架用的Armet100钢可达2200MPa。铝合金的屈服强度7075基本上是最高的(T6状态下,400MPa左右),但是各种铝合金的杨氏模量也是差不太多70GPa。6000系列只有225MPa。钛合金的杨氏模量108GPa,Ti6Al4V的屈服强度860MPa左右。钛合金、高强度合金钢因为屈服强度、疲劳强度远高于铝合金,用于车架时,可以选更细更薄的管材就能满足车体强度要求,因此看起来更苗条,几何尺寸的减小必然使得刚性下降(截面尺寸对刚性的影响是4次方,远大于杨氏模量的影响)。钢架必然是强度高,刚性小,像个软弹簧。钛和钢的屈服强度差不多,车架管材的尺寸也可相近,但是杨氏模量小了近1倍,钛架会比钢架更软,所以才有“让压井盖成为乐趣”。铝架则是肥胖的硬弹簧,要用更粗更厚的管材,不管什么抽管、异型截面大法。在同样的强度准则下,尺寸最大,刚度最好,固有频率提升。代价就是大小颠簸全能感受到,甚至被放大。其实与其中钢架、钛架的毒,还不如买个全避震铝架,想怎么飞就怎么飞。因为用硬尾钢架钛架飞完了,可能会使焊缝(五通、头管、后勾)开裂,到时心痛就来不及了!||估计看完这个后兄弟们在选择车架材料就心中有数了呵呵!!
对于车友们经常提起的自行车车架,以及经常提起、软、硬、刚性、重量不足……等词,相比不是大多数人能感受到的。因为大多数车友不是专业队员、不是材料专家。更不能经常换车骑,但是多数人会比较迷惑,同样都是车架,为什么有的价值几百元,有的价值几千元,甚至过万,除了品牌因素外还有哪些因素在里面?制作自行车的管材,通常由铝合金、钢、钛、碳纤四种主材料构成,常见的是以铝合金材料和钢合金两种材质。这里需要注意的是,纯铝和纯钢是不适合制作车架的,因为硬度太软,通常制作车架的铝和钢都是我们称的合金材料,碳纤作为一种轻量化的材料也越来越多被专业运动员所选择。国际自行车联盟规定,车手的赛车自重不得轻于6.8公斤,所以使用碳纤维控制在红线以上可以最大程度降低单车重量。而钛因为制作工艺复杂、焊接难度大,并不是首选材质。但是随着单车运动的普及,钛也逐渐被接受。作为用途最广、最大众的铝合金,依然是车友的第一选择,因此这里对铝合金的进行一些介绍。铝合金的分类和应用领域通常按照数字进行划分,从1系到9系共有9个系别,命名以四个字的阿拉伯数字命名,例如1系中的1050,以及车友中经常提及的到6061,从材料上来讲,每个系别有不同的用途。1系为纯铝,铝含量为99%以上,因为不含其它材料,当然价格也是便宜的。2系的铝合金加入了3%-5%铜,相对于1系硬度提高,并且有一定的延展度,常用于航空等,在飞机蒙皮上使用的材料就有2系铝使用,而3系铝合金则加入了少含量的锰,有很好的成形性能,经常用于加工食品管槽,大型储藏罐等。4系铝合金添加了硅元素,增加了耐热性,可用于热量密集处,如火花塞部位等。从5系开始,铝合金加入了3%-5%镁材料,硬度有大规模的提高,延展度也高,常用于做版型材料,在我国,5系的铝合金也用途最多,加工工艺也最为成熟。到铝合金6系,既然加入了硅,又加入了镁这两种元素,既提高了硬度。是一种很好的锻造产品,而车友中常说的6061铝合金金,就是6系里面的典型产品,强度好,抗腐蚀性强。而7系铝合金,比如7075铝合金,则是添加了金属锌,镁。属于超硬合金,耐磨性也进一步增强,但是目前7系铝合金我国工艺不是很成熟,大多依赖进口。8系、9系,则比较少见,8系主要是一些常用的铝箔、9系在国际上为备用领域。因此可以知道,常用的自行车车架主要铝合金由6系、7系构成,而5系也会在少量零部件上使用。铝合金在加工过程中,要制作成管材,不同管材的微量元素的含量并非一个国际标准,在生产工艺上、锻造工艺上,合金比例上,热处理上,各个品牌商都有自己的绝招在里面,并非一成不变的。这里举一个单车之外的例子,军事迷们都知道日本零式战斗机是一个比较优秀的战斗机,在二战初期,几乎没有对手。零式战斗机之所以能够成功,一个关键因素就是日本住友金属工业公司发明了一种超硬的合金铝,当时称50风金属,该铝合金强度甚至超过了钢,所使用的就是7075铝合金。因为有了这种金属,零式设计时设计时候大胆采用了很细的框架,并且敢于钻孔减重,铆钉尺寸也非常小,在能保证战机强度的情况下大大减轻了飞机重量。这样也就速度更加快和更加灵活。在二战初期,零式是几乎是无敌的。当然如果没有住友金属公司发明的这种铝合金,零式是根本生产不出来的。由此可见,同样是铝合金材料,加工工艺、以及微量元素的多少以及锻造、热处理工艺都是各个工厂的秘方,就像可口可乐神秘秘方一样,普通人永远不会知道。(图片:零式战斗机,因采用了一种超硬铝合金金属材料,在二战初期,几乎没有对手)我们通常购买的成品车或者DIY车架多数是由6061铝合金和7005铝合金做成的,而7050铝合金是无法进行焊接的,常用语一些牙盘、变速器等地方的制造,部分车架制造商会在车架上写明车架采用何种型材(图为Mosso品牌7005型材制造的车架,显著位置标有,7005字样)||接上篇(闪电M5车架)图为闪电M5车架,在车架五通处,标明车架使用了锌、硅、镁、铜、铝5不同的元素在里面。因此,闪电的车架价格也比较贵,也是中高端车架的代表作之一。管材处理技术:从上面知道,车架的型材无非大多数6系中的6001或者7系中的7005,在排除各个厂商的神秘配方以及加工工艺外,那么为什么同样的材料的车架为什么价格会有差别,同样适用一个材质的车架为什么重量也有很大的差别。答案就是管材的二次处理和焊接处理。我们通常所称的车架很轻,这个轻不是由铝合金材质决定的,轻的前提是要保证强度的情况下尽可能的减轻重量。车架上常用的一种工艺是抽管,抽管是一种工艺手段,在不影响强度前提下,让管壁变薄,减轻重量,通常所谓的“两抽、三抽”就是让一个管内有不同厚度、通过抽管可以让车架达到二段或者三段不同厚度。使用一些中高端车架的朋友,可以观察下自己的车架,以TFS车架为例,用手指弹上管、下管、立管,三个地方的响声是不同的。下管和立管声音很脆,而上管声音相对较闷。三角形稳定原理决定了在不受力的地方可以用更薄的管材,在受力的地方应该加强。液压成形技术:抽管在一方面减轻了车架的重量,但是同样强度也有所下降,因此为了提高车架强度,现在大部分车架都会使用液压成形这一技术,让圆形的管材改变原有形状,因为金属铝的延展度较差。因此,液压成形这项技术在铝合金管材上使用最为恰巧不过了。通过液压成形,让圆管成为异型管,制造出蛋形、类三角形等异型管都可以增强车架的强度,一些中高端的车架上经常会用到液压成形。在后叉、下管上最为经常见到。因此,车友称之为的车架很硬、骑起来很硬朗、甚至过弯时有减震效果多半是由于抽管、热处理、和液压成形这三个主要技术以及其他规格的技术决定的。图为美利达HFS车架,如果有美利达TFS或者HFS车架的朋友,可以分别用手指敲一下车架上管、下管、中管,听一下声音。车架的焊接处理对于铝合金来讲,焊接处理通常为氩弧焊,因为焊接出来的接缝出类似于鱼鳞,一个比较好的氩弧焊是一个焊点仅仅压着另一个焊点,焊点均匀是氩弧焊的一个外观标准。对于铝合金焊接,在处理上通常有一个难度,就是金属铝遇到氧气很容易氧化,很容易形成氧化铝,为焊接带来很大的困难,很容易产生焊渣,在焊接中产生气泡,生成气孔。因此在焊接中必须去除这层氧化铝,所以焊接的好坏是决定车架是否成为安全技术唯一指标。氩弧焊正是利用氦气和氦氮混合气体在焊接的时候对焊点做到保护,去除氧气达到焊接的目的。至于一些TIG焊法、铜焊,通常用于钢架、钛架焊接,这一点会在以后进行说明。对新出现的一种焊接模式叫做”平焊“,在车架上看不到焊接的痕迹,其实这并不是一种焊接方式,依然采用的是氩弧焊,只不过在焊接后对焊缝进行了打磨处理,让焊缝看起来更为平滑,符合审美观,当然还必须是在保证安全的前提下。这里也提醒下车友们不要采购一些看起来没有牌子、价格很便宜的车架,因为焊接是决定车架的重要因素,一些知名工厂会有良好的QA、QC进行把控,甚至使用X光机对焊接地方进行检测,看焊接过程中是会否出现气泡、出现虚焊等形成鱼鳞状而一些不知名的牌子、价格很便宜的车架多是些三无产品或者是一些假冒伪劣产品。在使用过程汇中很可能会出现意外事故。(铝合金氩弧焊局部图,类似于鱼鳞,也被称为鱼鳞焊)||接上篇(平焊局部图,看起来更平滑)(并不是所有的鱼鳞焊都很难看,也有与车架相得益彰的,这个来自于german的车架,焊接平整,一个焊脚压着一个焊脚,平滑,加强片与车架相互配合,简直是艺术品。)除了管材的选择、加工工艺的选择、车架生产过程中还有几何角度、液压成形角度、甚至一些专利技术在里面。当然对于车友们来讲,了解这些专利可能会很枯燥,本篇文章仅仅作为科普知识让广大车友对自己的车架和金属管材有一定的了解,这也决定了为什么车架的价格除了品牌因素外还有什么其他价格因素在里面。当然在今后也会对其他管材进行介绍。(全文完)||学习学习~~~~~~~~||够专业,学习下||很好的,学习||更深层次的学习了||学习中||知识帖,学习。||学习了
||房子太矮,这样做估计要到房顶了设计者的理念很不错,学习了。||这个得顶个啊||蛮有艺术感,家里装修风格一致的话,也算是个装饰了}