传统自行车:铝合金
说到自行车材料,车友们首先想到铝合金。而现实是,我国铝资源矿石总储量只占世界2.96%,位居世界第九,每年均需大量进口。据估算,照目前发展速度,国内铝矿石资源约10年内就会枯竭。而长期依赖国外铝矿进口也为国内供应增加了不可控因素。
新型共享单车:镁合金
镁的密度为1.74g/cm3,约为铝的2/3、钛的2/5、铁的1/4。比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%1。其延伸率和冲击抗力也好于压铸铝合金。最重要的是,我国镁资源矿石总储量占世界21.7%,居世界第一,也是镁资源出口大国。所以,镁合金进入了我们的视野。
压铸镁合金与压铸铝合金和压铸锌合金一样,具有良好的流动性;其结晶潜热和热导率低于A380,凝固区间比A380大。因此,压铸镁合金具有良好的充型能力,充型后凝固速度较快,热冲击较小,可压铸薄壁件而不会出现热裂和欠铸等缺陷,并减轻压铸型的热疲劳现象,延长压铸型使用寿命,缩短压铸件留型时间,压铸生产速率比铝合金快约75%。同时,镁合金散热和耐有机物和碱的腐蚀性能好,与纯镁的易燃、自爆、不稳定、活性强特性完全不同。
镁合金对比碳纤材料的优势
自行车材料还有碳纤维,虽然同样重量下,碳纤维强度要比普通金属高,但高昂的价格为其制造了一定的门槛。碳纤维手工成分多,不如镁合金那么适合大批量生产,费时费力,制作成本高。
另一方面,环保是当今各行业首要话题,10年时丰田汽车发布的一项研究表明,碳纤维原材料处理阶段,会产生大量废气污水,加工过程要排放大量二氧化碳,且降解难度大,而镁合金是21世纪新兴的环保材料,对环境影响和可回收性能也让人满意。
国家扶持的政策优势
在目前十三五规划里面,国家把镁合金列为重要材料,“以轻质、高强、大规格、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳为发展方向,发展高性能镁合金,重点满足大飞机、高速铁路等交通运输装备需求,加快镁合金制备及深加工技术开发,开展镁合金在汽车零部件、轨道列车等领域的应用示范。”——摘自《新材料产业“十三五”发展规划》。
镁合金在自行车领域的现在与未来
镁合金被广泛用于汽车电子、航空航天等工业,其中,用压铸镁合金来减少汽车重量已有70年历史。如今,随着摩拜单车镁合金轮毂设计引领市场新潮流。“轻量化、高强度、强吸震”的自行车早已取代传统自行车并影响了自行车行业,其他品牌也纷纷在他们的单车设计中使用了镁合金轮毂。
除轮毂外,镁合金还用于多个自行车零部件材料,包括山地车的避震前叉外筒、镁合金车架、脚踏、手把等。
▲镁合金锭——制作镁合金产品的原材料。
▲镁合金一体轮需通过全自动熔炉压铸
▲镁合金一体轮加工
▲各种性能测试
随着未来几年共享单车的大规模投放,及镁合金在自行车领域的逐步渗透,镁合金需求有望持续增加。按照一辆自行车镁合金双轮毂重量为2.5-3kg的标准,预计2020年,镁合金需求量将超过7万吨。
2017-2020共享单车镁合金需求量预测
随着技术的进步,镁合金必然还会有更多的发展领域,让我们拭目以待。
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