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專(zhuān)業(yè)技術(shù)庫(kù)
大眾車(chē)友接觸得**多的自行車(chē)材料就是鋁合金。
而現(xiàn)實(shí)是,我國(guó)鋁資源礦石總儲(chǔ)量只占****的2.96%,位居****第九,每年均需大量進(jìn)口。
據(jù)估算,照目前的發(fā)展速度,大概在十年以?xún)?nèi),國(guó)內(nèi)鋁礦石資源就會(huì)枯竭。而長(zhǎng)期依賴(lài)澳大利亞的鋁礦進(jìn)口也為國(guó)內(nèi)供應(yīng)增加了不可控因素,不說(shuō)進(jìn)口的價(jià)格被牢牢掌握在對(duì)方手里,一旦兩國(guó)在政治上發(fā)生對(duì)抗或者關(guān)系走僵,就會(huì)對(duì)資源供給造成非常大的威脅。如果澳大利亞方面說(shuō)今天是300美金的價(jià)格,明天升到700美金,中國(guó)無(wú)法討價(jià)還價(jià),因?yàn)檫@是一個(gè)賣(mài)方市場(chǎng)。
那么在鋁資源枯竭的情況下我們要找哪種材料來(lái)替代?鎂是地球上儲(chǔ)量**豐富的輕金屬元素之一,而我國(guó)是****上鎂資源**為豐富的****之一,鎂資源礦石總儲(chǔ)量占****的21.7%,居********,也是鎂資源出口的****大國(guó)。
鎂的密度僅為1.74g/cm3,約為鋁的2/3、鈦的2/5、鐵的1/4。鎂合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金,鎂合金比鋁合金輕36%、比鋅合金輕73%、比鋼輕77%1。鎂合金的延伸率和沖擊抗力則明顯好于壓鑄鋁合金。
壓鑄鎂合金與壓鑄鋁合金和壓鑄鋅合金一樣,具有良好的流動(dòng)性;其結(jié)晶潛熱和熱導(dǎo)率低于A380,凝固區(qū)間比A380大。因此,壓鑄鎂合金具有良好的充型能力,充型后凝固速度較快,對(duì)壓鑄型的熱沖擊較小,可用于壓鑄薄壁件而不會(huì)出現(xiàn)熱裂和欠鑄等缺陷,并減輕壓鑄型的熱疲勞現(xiàn)象,延長(zhǎng)壓鑄型的使用壽命,縮短壓鑄件的留型時(shí)間,壓鑄生產(chǎn)速率比鋁合金快約75%。
除了上述特點(diǎn),鎂合金的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在散熱好和耐有機(jī)物和堿的腐蝕性能好,與純鎂的易燃、自爆、不穩(wěn)定、活性強(qiáng)的特性完全不同。
鎂合金對(duì)比碳纖材料的優(yōu)勢(shì)
現(xiàn)在在自行車(chē)材料領(lǐng)域,除了討論合金,就是討論碳纖維,大家都知道同樣的重量下碳纖維的強(qiáng)度要比普通的金屬高出許多,但相對(duì)高昂的價(jià)格為其制造了一定的門(mén)檻。
據(jù)自行車(chē)制造業(yè)內(nèi)人士介紹,碳纖維,畢竟工藝中的手工成分多,不如鎂合金那么適合大批量生產(chǎn),因此它需要花費(fèi)的成本和時(shí)間就比較大,對(duì)工藝的要求也比較高。這些因素直接影響成品的價(jià)格,也就讓**終端的消費(fèi)者要花更多的錢(qián)。
另一方面,環(huán)保是當(dāng)今各行各業(yè)重視的話題,而碳纖維對(duì)環(huán)境的破壞是可觀的。10年時(shí)豐田汽車(chē)發(fā)布的一項(xiàng)研究表明,碳纖維的原材料處理階段,會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣污水,而加工過(guò)程要排放更多的二氧化碳,同時(shí)其生產(chǎn)過(guò)程有可能導(dǎo)致工人的各種呼吸道疾病和皮膚病。碳纖維產(chǎn)品被丟棄后,將在土壤和水里存在非常久的時(shí)間,降解難度非常大,進(jìn)一步對(duì)地球造成污染。所以,碳纖維是否是合適的綠色材料,還是個(gè)未知數(shù)。
而鎂合金是二十一世紀(jì)新興的環(huán)保材料,國(guó)外也把鎂合金劃為環(huán)保產(chǎn)業(yè)。其對(duì)環(huán)境無(wú)污染,可回收性能也讓人相當(dāng)滿意。
****扶持的政策優(yōu)勢(shì)
在目前的十三五規(guī)劃里面,****把鎂合金列為非常重要的材料,因此對(duì)這一塊的引導(dǎo)和扶持力度非常大。比如對(duì)河南和山西這種鎂資源儲(chǔ)量大的地方,****的補(bǔ)助非?犊(shí)際上除了原材料的開(kāi)采,在加工方面,只要是跟鎂合金有關(guān)系的,****都會(huì)給予很大程度的幫扶,資金動(dòng)輒百萬(wàn)千萬(wàn)。
“以輕質(zhì)、高強(qiáng)、大規(guī)格、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞為發(fā)展方向,發(fā)展高性能鎂合金,重點(diǎn)滿足大飛機(jī)、高速鐵路等交通運(yùn)輸裝備需求,加快鎂合金制備及深加工技術(shù)開(kāi)發(fā),開(kāi)展鎂合金在汽車(chē)零部件、軌道列車(chē)等領(lǐng)域的應(yīng)用示范。”摘自《新材料產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》。
鎂合金在自行車(chē)領(lǐng)域的現(xiàn)在與未來(lái)
全****各國(guó)鎂合金品牌共有200多種,這些品牌按化學(xué)成分可歸為30多種。其中變形鎂合金10多種,鑄造鎂合金20多種2。目前,這種材料主要被用于汽車(chē)工業(yè)、電子工業(yè)、航空、航天等工業(yè),其中,用壓鑄鎂合金來(lái)減少汽車(chē)重量已有70年歷史。相對(duì)來(lái)說(shuō),它在自行車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用對(duì)社會(huì)來(lái)說(shuō)是個(gè)新鮮事。
對(duì)于廣大車(chē)友來(lái)說(shuō),**熟悉的自行車(chē)鎂合金零配件就是山地車(chē)的避震前叉外筒,這也是目前各大前叉品牌都已經(jīng)推出且仍在爭(zhēng)相研發(fā)升級(jí)的一個(gè)熱點(diǎn)。其實(shí),這種材料在車(chē)架、輪組、腳踏、把立、立管上的應(yīng)用也是各位行業(yè)大咖們?cè)谂λ伎嫉姆较颉?/span>
一提起鎂合金輪,大家總是****時(shí)間聯(lián)想到街邊自行車(chē)小店賣(mài)的那些浮夸風(fēng)的山寨感十足的沉重的炫彩一體輪,馬上擺出反感的態(tài)度。其實(shí)在常規(guī)輪組的輪圈中使用鎂合金材料在不久的未來(lái)充滿可能性,且可大有所為。某臺(tái)灣****自行車(chē)整車(chē)品牌已花五年時(shí)間研究鎂合金輪圈,大陸也有不甘落后甚至走得更快更好的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。這個(gè)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在研發(fā)的鎂圈重量能達(dá)到270g,而鋁圈重量目前**輕只能是360g,相比之下,鎂合金輪圈能輕90克。不過(guò)這種產(chǎn)品目前還在測(cè)試階段,已開(kāi)發(fā)至第四個(gè)批次。樂(lè)觀估計(jì)的話,能達(dá)到出貨要求的成品會(huì)在一到兩年后與車(chē)友見(jiàn)面,屆時(shí)必定會(huì)掀起自行車(chē)產(chǎn)業(yè)革命性的新風(fēng)潮,鎂合金在其他配件上的進(jìn)一步應(yīng)用也就不在話下。而由于能滿足自行車(chē)輕量化、高強(qiáng)度、強(qiáng)吸震這三個(gè)**關(guān)鍵的要求,鎂合金的自行車(chē)應(yīng)用必定會(huì)向中高端產(chǎn)品發(fā)展。只要再解決各種顏色的著色氧化的難題,使鎂合金外觀也能像鋁合金那樣多彩,同時(shí)不斷改進(jìn)其他工藝,提升產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,相信這種綠色材料將大放異彩。