Care sunt avantajele și dezavantajele cadrului de bicicletă din titan în comparație cu alte cadre?

În prezent, oțelul este cel mai utilizat și mai longeviv material în industria de fabricare a bicicletelor. Tehnologia cadrelor din oțel este destul de matură. Prin optimizarea compoziției, a procesului avansat de tratament termic și a tehnologiei de procesare, peretele țevii țevii de oțel poate atinge grosimea ideală sub premisa asigurării performanței. Avantajele cadrelor din oțel sunt (1) performanță bună de prelucrare și tehnologie matură. Cadrul din oțel este cadrul cu cea mai lungă istorie de cercetare, iar tehnologia sa din toate punctele de vedere este mai bună decât alte materiale. Prin urmare, există relativ puține dificultăți în proiectare și producție. (2) Performanță bună de sudare. În comparație cu titanul, aluminiul și alte materiale din aliaje ușoare, sudarea oțelului are cerințe relativ scăzute pentru o atmosferă protectoare. După sudare, în general, este inutilă eliminarea defectelor din procesul de sudare prin tratament termic, ceea ce reduce investiția în echipamente. (3) Performanță bună de absorbție a șocurilor. (4) Avantaj de preț: în comparație cu alte materiale, materialele din oțel au un avantaj de cost de neclintit în ceea ce privește cantitatea producătorului, cantitatea produsului, tehnologia de procesare și domeniul de aplicare. Dezavantaje ale cadrului de oțel: (1) ușor de ruginit. Țeava de oțel cu peretele subțire este utilizată în aplicația curentă. Dacă tratamentul anticoroziv al suprafeței nu este aplicat, coroziunea va fi mică în timp, iar impactul asupra proprietăților mecanice ale cadrului va fi, de asemenea, foarte mare. Prin urmare, trebuie luat în considerare tratamentul anticoroziv al cadrului de oțel înainte de livrare. (2) Oboseala metalică cauzată de concentrarea tensiunilor. Influența acestui factor constă în principal în zona afectată de căldură de sudare. Tensiunea reziduală și segregarea componentelor produse în timpul procesului de sudare vor afecta într-o anumită măsură proprietățile mecanice ale materialului; În plus, dacă impuritățile intră în sudare în timpul sudării, concentrarea tensiunilor va apărea în jurul impurităților. (3) Greutatea cadrului. Deși greutatea cadrului de oțel scade și grosimea peretelui țevii de oțel folosită ca cadru aproape atinge limita, există încă un anumit decalaj între cadrul din oțel și unele cadre ușoare (în special cadre din fibră de carbon) în aplicație. camp.

Aluminiul în sine are avantajele densității scăzute, plasticității bune, rezistenței la coroziune și așa mai departe. După alierea cu alte metale, proprietățile mecanice vor fi îmbunătățite semnificativ. Cele mai multe aliaje de aluminiu utilizate în biciclete sunt seria 6000 (Al-Mg-Si) și seria 7000 (Al-Zn-Mg-Cu). Materialele din aluminiu sunt de obicei încălzite înainte de utilizare pentru a-și îmbunătăți performanța pentru a satisface nevoile aplicațiilor practice. Avantajele cadrului din aliaj de aluminiu: (1) Poate fi transformat într-un cadru ușor. (2) Rezistență bună la coroziune în medii atmosferice. Aluminiul în sine este un metal care se corodează ușor. Se va oxida imediat când este plasat în aer și va forma o peliculă de oxid foarte subțire. Cu toate acestea, atunci când acest strat de film de oxid se acumulează într-o anumită măsură, va proteja corpul de coroziune ulterioară. Dezavantaje ale cadrului din aliaj de aluminiu: (1) Modulul elastic și rigiditatea aluminiului sunt scăzute. În general, metode precum mărirea diametrului exterior al țevii, utilizarea unei țevi plate sau efectuarea unui tratament termic pe țeava de aluminiu sunt adoptate pentru a minimiza impactul modulului elastic mai mic asupra performanței cadrului și pentru a se adapta la schimbarea tensiunii. în timpul utilizării. (2) Este necesar un tratament termic. Majoritatea aliajelor de aluminiu trebuie să sufere tratament termic înainte de utilizare (cu excepția conductei din aliaj de aluminiu 7075), în caz contrar, rezistența este dificil de îndeplinit cerințele, iar achiziția de echipamente de tratament termic va duce la creșterea costurilor de producție într-o anumită măsură.

Materialul CFRP înseamnă că fibra de carbon este adăugată la matricea de rășină ca fază de armare pentru a forma un compozit. Datorită anizotropiei fibrelor de carbon, aranjarea și direcția de suprapunere a fibrelor de carbon ar trebui luate în considerare în timpul procesului de compozit. În comparație cu alte materiale, compozitele din fibră de carbon au următoarele avantaje: (1) rezistență ridicată și greutate redusă. Rezistența la tracțiune a fibrei de carbon este mai mare decât cea a oțelului, dar densitatea materialului compozit este mult mai mică decât cea a aliajului de aluminiu. Astfel de proprietăți sunt, fără îndoială, așteptate atât de producători, cât și de utilizatori. (2) Absorbție bună a șocurilor. Cu performanța sa excelentă de absorbție a impactului, poate fi folosit pentru a face biciclete fără amortizoare. (3) Turnare integrală. Metoda de bază de formare a unui cadru CFRP este turnarea rășinii în matrița pavată cu fibră de carbon pentru formare integrală, astfel încât conexiunea dintre cadre nu este luată în considerare. Dezavantaje ale cadrului din fibră de carbon: (1) Calcul complex al tensiunii. Rezistența la forfecare a fibrei de carbon nu este foarte bună. Prin urmare, în timpul procesării trebuie efectuate calcule complexe de tensiuni, iar fibrele de carbon trebuie aranjate în funcție de rezultate pentru a obține o combinație bună de proprietăți. (2) Mărimea nu poate fi schimbată după prelucrare și turnare și poate fi produs doar modelul corespunzător al matriței. De fiecare dată când este dezvoltat un nou model, o altă matriță trebuie proiectată și fabricată. (3) Îmbătrânirea matricei de rășină. (4) Prețul este mare.

Aliajul de titan este un material de înaltă performanță utilizat în produsele aerospațiale și are proprietăți excelente ale materialului metalic. În prezent, este recunoscut la nivel internațional ca fiind cel mai avansat și ideal material pentru producerea de biciclete de înaltă calitate pentru diverse scopuri sportive și de agrement. Caracteristicile remarcabile ale aliajului de titan sunt ușoare, rezistență ridicată, elasticitate bună, rezistență la impact, performanță bună la oboseală, rezistență la coroziune și niciodată rugină. Bicicletele, în special mașinile de curse, necesită greutate redusă, rigiditate bună și performanțe bune la impact. Greutatea redusă poate îmbunătăți viteza și poate reduce consumul fizic în timpul sporturilor pe distanțe lungi; Cadrul bicicletei cu rigiditate bună este favorabil conversiei forței motrice și îmbunătățește performanța de manevrare; Cadrul bicicletei cu o bună absorbție a impactului poate reduce mai bine impactul de la drum, reducând astfel oboseala șoferului. Avantajele cadrului din titan: (1) densitate scăzută și rezistență specifică ridicată. Greutatea aliajului de titan este de numai 50% din cea a oțelului, iar raportul rezistență-greutate este cu 28,4% mai mare decât cel al oțelului crom-molibden. Limita de oboseală a aliajului de titan este de două ori mai mare decât a oțelului, iar bicicletele din aliaj de aluminiu nu pot fi comparate cu cadrele de biciclete din aliaj de titan în acest sens după o lungă perioadă de timp de utilizare. Fiind un material de aliaj de titan de înaltă rezistență și densitate scăzută aplicat cadrelor de biciclete, nu numai că va face cadrele de biciclete ușoare și puternice, dar va face și cadrele de biciclete mai durabile. (2) Fără rugină. Titanul nu se va coroda în mediul general, așa că atunci când este utilizat ca material structural, nu este necesar un tratament anticoroziv suplimentar.