Wat zijn de voor- en nadelen van een titanium fietsframe in vergelijking met andere frames?

Op dit moment is staal het meest gebruikte en langst gebruikte materiaal in de fietsindustrie. De technologie van stalen frames is behoorlijk volwassen. Door de optimalisatie van de samenstelling, het geavanceerde warmtebehandelingsproces en de verwerkingstechnologie kan de buiswand van de stalen buis de ideale dikte bereiken onder het uitgangspunt om de prestaties te waarborgen. De voordelen van stalen frames zijn (1) goede verwerkingsprestaties en volwassen technologie. Het stalen frame is het frame met de langste onderzoeksgeschiedenis en de technologie is in alle opzichten beter dan die van andere materialen. Daarom zijn er relatief weinig moeilijkheden bij het ontwerp en de fabricage. (2) Goede lasprestaties. In vergelijking met titanium, aluminium en andere lichtgelegeerde materialen stelt het lassen van staal relatief lage eisen aan een beschermende atmosfeer. Na het lassen is het over het algemeen niet nodig om de defecten in het lasproces door warmtebehandeling te verhelpen, wat de investering in apparatuur vermindert. (3) Goede schokabsorptieprestaties. (4) Prijsvoordeel: in vergelijking met andere materialen hebben staalmaterialen een onwrikbaar kostenvoordeel in termen van fabrikanthoeveelheid, producthoeveelheid, verwerkingstechnologie en toepassingsbereik. Nadelen van stalen frame: (1) gemakkelijk te roesten. In de huidige toepassing wordt de stalen buis met de dunne wand gebruikt. Als de oppervlaktecorrosiebehandeling niet wordt toegepast, zal de corrosie in de tijd klein zijn en zal de impact op de mechanische eigenschappen van het frame ook erg groot zijn. Daarom moet de anticorrosiebehandeling van het stalen frame vóór levering worden overwogen. (2) Metaalmoeheid veroorzaakt door spanningsconcentratie. De invloed van deze factor ligt voornamelijk in de laswarmtebeïnvloede zone. De restspanning en segregatie van componenten die tijdens het lasproces worden geproduceerd, zullen tot op zekere hoogte de mechanische eigenschappen van het materiaal beïnvloeden; Bovendien, als onzuiverheden de las binnendringen tijdens het lassen, zal er spanningsconcentratie optreden rond de onzuiverheden. (3) Framegewicht. Hoewel het gewicht van het stalen frame afneemt en de dikte van de stalen buiswand die wordt gebruikt als frame bijna de limiet bereikt, is er nog steeds een bepaalde opening tussen het stalen frame en sommige lichte frames (vooral koolstofvezelframes) in de toepassing veld.

Aluminium zelf heeft de voordelen van lage dichtheid, goede plasticiteit, corrosieweerstand, enzovoort. Na legering met andere metalen zullen de mechanische eigenschappen aanzienlijk worden verbeterd. De meeste aluminiumlegeringen die in fietsen worden gebruikt, zijn de 6000-serie (Al-Mg-Si) en de 7000-serie (Al-Zn-Mg-Cu). Aluminiummaterialen worden gewoonlijk vóór gebruik verwarmd om hun prestaties te verbeteren en aan de behoeften van praktische toepassingen te voldoen. Voordelen van een frame van aluminiumlegering: (1) Er kan een licht frame van worden gemaakt. (2) Goede corrosieweerstand in atmosferische omgevingen. Aluminium zelf is een metaal dat gemakkelijk corrodeert. Het wordt onmiddellijk geoxideerd wanneer het in de lucht wordt geplaatst en vormt een zeer dunne oxidefilm. Wanneer deze laag oxidefilm zich echter tot op zekere hoogte ophoopt, zal deze het lichaam beschermen tegen verdere corrosie. Nadelen van een frame van aluminiumlegering: (1) De elasticiteitsmodulus en stijfheid van aluminium zijn laag. Over het algemeen worden methoden gebruikt zoals het vergroten van de buitendiameter van de buis, het gebruik van een platte buis of het uitvoeren van een warmtebehandeling op de aluminium buis om de impact van een lagere elasticiteitsmodulus op de prestaties van het frame te minimaliseren en zich aan te passen aan de verandering van spanning tijdens gebruik. (2) Warmtebehandeling is vereist. De meeste aluminiumlegeringen moeten vóór gebruik een warmtebehandeling ondergaan (behalve 7075-buis van aluminiumlegering), anders is de sterkte moeilijk om aan de vereisten te voldoen en zal de aankoop van warmtebehandelingsapparatuur tot op zekere hoogte leiden tot hogere productiekosten.

CFRP-materiaal betekent dat koolstofvezel aan de harsmatrix wordt toegevoegd als een versterkende fase om een ​​composiet te vormen. Vanwege de anisotropie van koolstofvezels, moet tijdens het composietproces rekening worden gehouden met de opstelling en overlappende richting van koolstofvezels. In vergelijking met andere materialen hebben koolstofvezelcomposieten de volgende voordelen: (1) hoge sterkte en lichtgewicht. De treksterkte van koolstofvezel is hoger dan die van staal, maar de dichtheid van het composietmateriaal is veel lager dan die van aluminiumlegering. Dergelijke eigenschappen worden ongetwijfeld verwacht door zowel fabrikanten als gebruikers. (2) Goede schokabsorptie. Met zijn uitstekende prestaties bij het absorberen van schokken, kan het worden gebruikt om fietsen zonder schokdempers te maken. (3) Integraal gieten. De basisvormmethode van een CFRP-frame is om de hars in de mal te gieten die geplaveid is met koolstofvezel voor integrale vorming, dus de verbinding tussen frames wordt niet overwogen. Nadelen van koolstofvezelframe: (1) Complexe spanningsberekening. De schuifsterkte van koolstofvezel is niet erg goed. Daarom moeten tijdens de verwerking complexe spanningsberekeningen worden uitgevoerd en moeten koolstofvezels worden gerangschikt volgens de resultaten om een ​​goede combinatie van eigenschappen te verkrijgen. (2) De maat kan niet worden gewijzigd na verwerking en gieten, en alleen het overeenkomstige model van de mal kan worden geproduceerd. Elke keer dat er een nieuw model wordt ontwikkeld, moet er een andere matrijs worden ontworpen en vervaardigd. (3) Veroudering van de harsmatrix. (4) De prijs is hoog.

Titaniumlegering is een hoogwaardig materiaal dat wordt gebruikt in ruimtevaartproducten en heeft uitstekende materiaaleigenschappen van metaal. Het wordt momenteel internationaal erkend als het meest geavanceerde en ideale materiaal voor het produceren van hoogwaardige fietsen voor verschillende sport- en vrijetijdsdoeleinden. De uitstekende eigenschappen van titaniumlegering zijn lichtgewicht, hoge sterkte, goede elasticiteit, slagvastheid, goede vermoeidheidsprestaties, corrosieweerstand en nooit roesten. Fietsen, vooral raceauto's, vereisen een laag gewicht, een goede stijfheid en goede impactprestaties. Een laag gewicht kan de snelheid verbeteren en het fysieke verbruik verminderen tijdens langeafstandssporten; Het fietsframe met goede stijfheid is bevorderlijk voor de conversie van de aandrijfkracht en verbetert de rijeigenschappen; Het fietsframe met goede schokabsorptie kan de impact van de weg beter verminderen, waardoor de vermoeidheid van de bestuurder wordt verminderd. Voordelen van titaniumframe: (1) lage dichtheid en hoge specifieke sterkte. Het gewicht van een titaniumlegering is slechts 50 procent van dat van staal en de verhouding tussen sterkte en gewicht is 28,4 procent hoger dan die van chroom-molybdeenstaal. De vermoeiingsgrens van een titaniumlegering is twee keer zo groot als die van staal, en fietsen van aluminiumlegeringen kunnen in dit opzicht na langdurig gebruik niet worden vergeleken met fietsframes van titaniumlegering. Als materiaal van titaniumlegering met hoge sterkte en lage dichtheid dat wordt toegepast op fietsframes, zal het fietsframes niet alleen licht en sterk maken, maar ook fietsframes duurzamer maken. (2) Geen roest. Titanium corrodeert niet in de algemene omgeving, dus wanneer het wordt gebruikt als structureel materiaal, is er geen aanvullende anticorrosiebehandeling vereist.