文档介绍：第七章材料与工艺分析
本章主要内容:
本章对所做方案进行材料与工艺分析,确立方案在制造工艺上的可行性。
材料
自行车的材料有已往使用的铬钼钢以外、还有铝、钛、碳纤、镁等不断出现新材料。大规模生产通常使用铬钼合金钢,价钱便宜而且能较好的防锈。铝合金也逐渐用于自行车生产,钛合金的应用场合很特殊。通常用于需要抗腐蚀,耐疲劳,高弹性的场合—比如用于制造弹簧。铝合金材质兼具轻质,坚固耐用等特性,又不象普通的铝质材料容易产生金属疲劳,因此受到广大爱车族的喜好。在2000年进一步将碳纤维和铬钼合金材料运用于自行车,这类材料不但强度大,重量轻,更能有效吸收震荡力。目前,用这种材质制成的自行车正成为全球自行车市场的主流产品。
图7-1
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。(如图7-1)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。PQ
○高温加工性好,加工后美观。
○熔接性好。
a、铬钼钢车架的优点
(1)、加工性好A
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。
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(4)、价格便宜t8e
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。
b、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