捷安特自行車架鋁合金(在擠壓生產鋁型材過程中經常出現拖鋁現象)
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捷安特自行車架鋁合金 ♂
碳鋼，未故意添加任何合金元素的鐵（Fe）--碳（C）合金為碳鋼，碳在鋼中有提高強度的作用，，含碳量越高，強度越好，但含碳量高于0.8%時，含碳量越高，鋼越脆，因此在車架及，前叉的材料為強度適中，塑性佳，易加工的中低碳鋼，碳含量約0.25%---0.35%，碳纖維 （CERP)，碳素纖維的學名叫“聚丙烯晴基碳纖維”由碳纖維與相關的基體樹脂（如環氧樹脂）備制的復合材料其多項物理力性能如：比強度、比彈性率等可以與金屬媲美，但是比重卻比金屬輕得多，碳纖維車架的特徵是「輕、不彎曲、沖擊吸收性好」，但是，充分發揮碳纖維的優異性能，在技術上看起來不是那么容易，各碳纖維材料廠家之間的品質差異也較大，自行車廠家考慮到成本問題，不大可能使用高等級的碳纖維來制作車架，雖然存在上述的現實問題，但是碳纖維車架還是具有其他素材所沒有的優點，可以制造8、9kg左右的輕量自行車，這種碳纖維輕量自行車，登坡時最能體現其優點，登坡順利而爽快。
而不會像一些輕的鋁合金車架，登坡時感到有一種向后拉的力量，碳纖維是把碳纖維用樹脂凝固成形的東西，非常輕，但它是具有方向性的材料(拉伸強但容易斷)，因此采用把薄料層層重疊的方法來解決缺點，通常每束含3000根碳素纖維的稱為3K編織的碳纖維布，按照每平方厘米的編織密度計算可分為：5束、6束、7束、8束等，其單層厚度約在0.25——0.29mm之間，密度越大、厚度越厚，每束含1000千根的稱為1K，其編織密度會大大超過3K碳纖維布，但是它的厚度卻只有0.15—0.2mm左右，由于工藝復雜1K碳纖維布的價格幾乎是3K碳纖維布的3倍，也許是性價比的緣故，多數制造商均采用3K碳纖維布制作，●碳纖維車架的優點，(1).可以制作重量輕的車架，碳纖維車架是把碳纖維對著發生應力的方向層層疊而得到強度。
碳纖維車架非常輕，這是它的密度和強的拉伸強度構成的，捷安特的碳纖維車架非常輕，2000年的型號1.2kg重，(2).沖擊吸收性好，碳纖維用來制作殘疾者運動時用的假腿，或者特殊的彈簧等被用在各領域，利用它的吸收沖擊力優異的性能，制作不用避震器的自行車，如SCOTT廠的ELEVATED車架是著名的，但是各個廠家之間的品質差異較大，有的很硬，因此這種車架乘騎后才能知道好或者不好，(3).可以制造各種形狀的車架。
碳纖維的基本成型方法是，在模具上鋪上纖維片然后流入樹脂并燒固，可以制成各種形狀的車架，如TREK的Y車架是著名的，●碳纖維車架的缺點，(1).復雜的應力計算，構成碳纖維車架的是碳纖維，它的特點是拉伸強度強，但剪斷強度弱，加工時需要進行復雜的應力計算(縱剛性、橫剛性)，根據計算把碳纖維片重疊成型，加工技術各廠家各異，應選擇有經驗而可靠廠家的制品是很重要的，(2).難于更改尺寸。
由于作好模具后成型，難于更改尺寸，無法相應多尺寸多款式的訂單，(3).老化，使用樹脂因此會不會老化，這是一個存在的課題，它放置在陽光下時會逐漸變白，當然這種現象關系到廠家的技術，最好不要放置在陽光下，CrNiMo鉻鉬鋼，鉻鉬鋼 （Fe-Cr-Mo)。
在自行車的100年歷史當中，鐵素材是剛性與重量方面都均衡的理想素材，鐵制車架的最大特徵是可在各種成份，各種粗細厚薄的鐵管中，任意選擇所需要的鐵管進行加快，因此可以選擇最適合于的尺寸、剛性、騎感的車架，這對于數毫米的差異也敏感的老車手來說是很有好處的，它的最大的缺點是比起其他的素材重(過去)，但是最近的鐵素材車架經過熱處理，把薄的管道做成粗的管來使用，其重量不會輸給輕的合金，鉻鉬鋼是鉻、鉬的合金。
它的性能如下：，○淬火性好，○對回火處理的抵抗性大，○回火脆性傾向少，○高溫加工性好，加工后美觀，○熔接性好，●鉻鉬鋼車架的優點。
(1).加工性好，鉻鉬鋼的車架是歷史最久的車架，因此對它的研究時間也最長，現在能做到車架所需強度的極薄的管道，(2).沖擊的吸收性能好，騎感極好，如「像彈簧般的騎感」，構成車架的鉻鉬鋼管道有優異的吸收沖擊的性能。
(3).焊接容易，鉻鉬鋼比起鈦、鋁焊接容易，可以設計成名種形狀，另外，焊接后也不需要熱處理，因此不需要大型的熱處理設備，成本低，(4).價格便宜，雖然有些高擋次的鉻鉬鋼車架價格貴，但一般價格便宜，也可以說，用便宜的價格買到高擋次的車架。
●鉻鉬鋼車架的缺點，(1).容易生銹，車架用的鉻鉬鋼含有鉻，但是添加量少(不銹鋼含有12%的鉻)的鐵系合金，若沒有施有表面處理的話，有傷口時容易生銹，但是一般都有進行防銹加工，自行車的場合，管道的肉壓薄，生銹后的影響將會非常大。
生銹→肉壓減少→強度下降(應力集中)，(2).金屬的疲勞顯著(應力集中引起的金屬疲勞)，若使用肉薄的鉻鉬鋼車架時需要注意，當然金屬疲勞這個現象任何金屬都會產生包括鋁等在內，金屬疲勞現象簡單地說：金屬雖然具有防止塑性變形的小小的力量，但是反復施加應力時，金屬可能被破壞(被稱為微細的應力集中)，飛機出事時，有時候也是某部分的金屬疲勞引起，對自行車來說，由于金屬疲勞的原故，可能出現強度不能保持。
例如，進行DH時產生的沖擊縮短了自行車的壽命，若感覺到踩踏時不那么順利前進時很有可能是金屬已發生疲勞，焊接部位，如從管道側(母體)到溶融的部位(溶接部)，結晶的特性都會顯著變化，為使這些組織均一化，本來應該再次結晶化(詳細內容后述)，但是車架加工廠不一定有這種大型爐，另一方面，這種加工使已經冷卻過的再次硬化，使得變增強的管道的強度降低，由于存在上述原因，焊接時采用各種方法來加工，如利用低溫焊接等方法制造車架，不管是任何優秀的焊接，，焊接部位(1000C以上)和另管道側(室溫)之間的溫度差，冷卻時收縮而發生殘留應力。
該部位受到應力集中時，可能會產生裂縫，結果自行車騎的時間長時可能會引起金屬疲勞，微觀的硬化加工也使沖擊的吸收性也變得差，鋁合金 （Al-Mg-Si,Al-Zn-Mg-(Cu)），很久以前就有用鋁合金制作的車架，輕而價格低是它的優點，但是從「輕」來說，當前與鐵素材比較相差并不大，老車手對它的反應是「雖輕但易彎曲 」，雖然經過多次改進，但是始終克服不了楊氏彈性模量低的缺點。
最近的鋁合金車架，為了提高楊氏彈性模量，加大管道外徑，使用扁平管，或者對鋁管進行熱處理等，制造出輕而有剛性的車架，這種最新的鋁合金車架對車手來說，具有足夠的輕量與剛性，鋁合金是純鋁中加入Mg，Zn，Si，Cu等金屬的合金，鋁本身具有輕量、可塑性好、耐腐蝕等優點，加入其他金屬后顯著提高了機械性能，自行車所使用的鋁合金多數為6000系（Al-Mg-Si）和7000系（Al-Zn-Mg-Cu)兩種，經過熱處理(鋁耐高溫，在高溫下能改變性質)可以制成名種各樣的材料，6000系被認為是耐腐蝕、強度好、焊接性也好的材料，下表表示使用最多的6061合金的機械強度，7000系是鋁合金中最強的材料。
尤其是7075是特超硬鋁(制造飛機的材料)，但是它的焊接難度大，耐腐蝕性差(會發白)等，下表表示使用最多的7005和7075合金的機械特性，表中的有關熱處理以如下數字來表示：，-0：完全退火，-T5：人工時效(無溶體化處理)，-[T6]：溶體化處理后人工時效，-T7：溶體化處理后穩定化處理。
-T8：溶體化、硬化加工、人工時效，●鋁合金車架的優點，(1).可以制作重量輕的車架，鋁的比重輕但不夠硬，為了增強強度把它制成合金并施予熱處理，[熱處理技術]采用時效析出增強法，簡單地說，在金屬內形成一種妨礙金屬變形的物質，在某種高溫下進行熱處理時，會引起時效析出，若沒有經過這個程式的車架，也會引起常溫時效。
就是說把車架放置在房間內也會逐漸變強，許多鋁合金制車架用6061T6材料來制造，T6標志表示經過熱處理、時效，若沒有熱處理的話強度只能達到1/2，或者1/5的程度，有7075標志的自行車零件(如XTR曲柄等)，嚴格來講沒有經過熱處理，也就是說因沒有時效，因此是常溫時效，7075合金本來就必要進行熱處理，通過熱處理其強度可以增加5倍，另外，7005合金也常用來制造車架，它的強度比不上7075，但是它在常溫下也能夠進行足夠的時效的材料，這種材料也可用Padded加工制成薄料，但是材料本身的強度及楊氏彈性模量低，因此加粗管道直徑來提高剛性。
通常被稱作鋁制粗管道的是這種類型，(2)長時間使用外觀不怎么變化，鋁本身是很容易受腐蝕的金屬，在空氣中幾乎不存在沒有被氧化的鋁，放置在空氣中馬上被氧化而形成很薄的氧化膜，為什么不生銹呢，原因是該氧化膜達到一定的程度時防止繼續生銹，該氧化膜幾乎是無色因此外觀上不容易發現變化(有時會發白)，另一方面，騎這種材料制造的自行車時，騎的次數越多，應力發生的次數也高，強度也顯著引起變化，近來為了謀求輕量，許多車架使用薄料來制作(薄的程度已達到極限)，這些都是使用沒有疲勞極限的鋁合金來制作車架，到底長時間使用后強度變化將是如何呢，Dedacciai公司制作的SC61-10A等是表面施有噴丸硬化加工(KET處理)的管道，這種加工的目的是延長疲勞的壽命。
根據公開的資料，能提高140%，，KET處理是：疲勞破壞是在金屬表面上所發生的裂縫為起因，因此用硬化加工技術來提高金屬表面的硬度，●鋁合金車架的缺點，1).鋁是彈性率及剛性低的材料，因此采用粗的管道，或者改變形狀如cross-over管、padded管等，(2).需要進行熱處理，必需進行熱處理，否則強度不夠，因此一般的規模不大的工廠無能力購買熱處理設備。
尤其是6000系的鋁合金管，多數情況是管道廠家指定熱處理條件，●鋁合金的分類 : 工業上對鋁合金有一個以4位數規格編號來表示其材質，特性與主要用途如下列：，1000系列 純鋁（Al含量（質量分數）不小于99.00%） :，1050,1070，高純鋁、電導性、熱傳導性、耐蝕性，導電材料、熱交換裝置 化工類裝置配管，------------------------------------------------。
2000系列 以銅為主要合金元素的鋁合金 :，2011,2014,2017,2117,2024，切削性優秀、高強度、 耐蝕性不強，杜拉鋁總稱、切削材、零件螺絲等結構材、飛機材、鍛 造用素材、汽機車油壓零件、運動用品，------------------------------------------------，3000系列 以錳為主要合金元素的鋁合金 :，3003,3203，耐熱性比純鋁好、強度高、耐蝕性良好，化學裝置配管、熱交換裝置、 復印機用感光筒。
------------------------------------------------，4000系列 以硅為主要合金元素的鋁合金 :，4032，耐熱、耐磨耗性良好，VCR 磁頭、活塞構件、鍛造用，------------------------------------------------。
5000系列 以鎂為主要合金元素的鋁合金 :，5052,5056，中強度合金、耐蝕、熔接性良好，化工業配管、機器零件、照相機鏡筒，------------------------------------------------，6000系列 以鎂、硅為主要合金元素，并以Mg2Si相為強化相的鋁合金 :，6061，耐蝕性優秀的中強度結構合金，可熔接、加工性好，路上車輛、船舶、海上運輸機材、道路用建材、運動用品等，6063。
耐蝕性、表面處理性良好、擠壓性優秀，占擠壓材的大半建材、建設材、裝飾品材、家電制品材及其他一般泛用品，------------------------------------------------，7000系列 以鋅為主要合金元素的鋁合金，7005，中強度，熔接用結構合金、車輛、汽車、機車零件，7075，稱為超杜拉鋁、為最高強度合金、耐蝕性、熔接性差。
高強度用材： 飛機等機械零件、運動用品等，------------------------------------------------，8000系列 以其他合金元素為主要元素的鋁合金，8090,8091，實用合金極少，------------------------------------------------，9000系列 備用合金組。
9000系列鋁合金材質，是被美國國防工業保護，目前自行車工業只有 Klein 及 Trek 有在使用， 9000系列鋁合金材質特性是超輕、超高強度、熔接加工性優良，大多用在航太工業上，●鋁合金在自行車產業的運用，在自行車工業上有用到的鋁合金材料的零件實在是非常的多， 舉凡看得到的金屬零件部分將近95%皆可以使用鋁合金材料，像是輪圈 、輻絲頭、花鼓、曲柄、歯盤、飛輪、車手、煞車夾器、龍頭、座管、座墊弓、前叉碗.....等等，大部分的材料皆是2000、5000、6000及7000系列，車架及前叉部份則以7000系列用的最多，另外在2000及6000系列的部分也用的很多，例如車手、煞車夾器、曲柄、龍頭、座管....等等，鋁合金材料的大量運用在自行車工業上也不過是近 20年來的事，雖然鋁合金材料已經在自行車工業上使用很久了，但是加工層次的進步及普及才是鋁合金材料被大量運用大力的推手。
以臺灣為例：鋁合金自行車車架是約1986年出現， 當時熱處理及焊接技術尚未成熟，大家對鋁合金的特性也不是非常了解，但是經過4-5年的摸索，大家已經能抓到生產的竅門并開始大量生產了，尤其是在管材及加工層次的運用，但是各位一定會問到：鋁合金這樣軟的材料如何可以做自行車的車架及其他的零件呢，答案很簡單，那就是將鋁合金變硬就好了，也就是說加上[熱處理技術]的過程，就可以將鋁合金材料變硬了，這樣一來就達到自行車車架及其他零件的安全標準了，鈧合金Sc-Al，Sc-Al中間合金,鋁鎂基合金的最有效改進劑；生產導彈和制造航天器、汽車、船舶等的特種合金。
鈧對鋁合金具有非常神奇的合金化作用，在鋁中只要加入千分之幾的鈧就會生成Al3Sc新相，對鋁合金起變質作用，使合金的結構和性能發生明顯變化，加入0.2%~0.4%Sc可使合金的再結晶溫度提高150~200OC，且高溫強度、結構穩定性、焊接性能和抗腐蝕性能均明顯提高，并可避免高溫下長期工作時易產生的脆化現象，通過添加微量鈧有希望在現有鋁合金的基礎上開發出一系列新一代鋁合金材料，如超高強高韌鋁合金、新型高強耐蝕可焊鋁合金、新型高溫鋁合金、高強度抗中子輻照用鋁合金等，在航天、航空、艦船、核反應堆以及輕型汽車和高速列車等方面具有非常誘人的開發前景，據報道，在該方面研究最早、最深入的俄羅斯已經開發出了一系列性能優良的鋁合金，并正在走向推廣應用和工業化生產，1420合金已廣泛用作米格-29、米格-26型飛機，圖-204客機及雅克-36垂直起落飛機等的結構件，1421合金還以擠壓異形材的形式用于安東諾夫運輸機作機身的縱梁，此外，美、日、德和加拿大以及中國、韓國等也相繼展開對鈧合金的研究，近幾年，美國已將鈧鋁合金用于制造焊絲和體育器械（例如棒球和壘球棒，曲棍球桿，自行車橫梁等），鈧鋁合金制造的棒球棒和壘球棒已在多項世界大賽及夏季奧運會的比賽中得到使用，由于鈧的熔點（1540℃）遠比鋁的熔點（660℃）高，鈧的密度（3.0g/cm2）則與鋁的密度（2.7g/cm3）相近，曾考慮用鈧代替鋁作火箭和宇航器中的某些結構材料，美國在研究宇宙飛船的結構材料時要求在920℃下材料還應具有較高的強度和抗腐蝕穩定性，且比重要小，據認為鈧鈦合金和鈧鎂合金是具有熔點高，比重小和強度大等特點的理想材料之一。
鈧也是鐵的優良改化劑，少量鈧可顯著提高鑄鐵的強度和硬度，鈧也可用作高溫鎢和鉻合金的添加劑，鎂合金，鎂是極易燃燒的金屬，早期攝影用鎂光燈，即燃燒鎂粉所造成強光，鎂合金的重，量及強度約為鋁合金的2/3，雖然輕，但不易加工，且較脆，一般車架，極少使用，鎂是工程應用中最輕的金屬結構材料，其密度僅為1.8克/厘米3，是鋼的1/4，鋁的2/3。
由于鎂合金質量輕、比強度和比剛度高、阻尼減震性好，還具有優良的切削加工性能，在航空、航天、汽車、軌道交通和電子工業中具有十分廣闊的應用前景，雖然鎂元素的發現時間同鋁接近，相對于全世界年用鋁量2700萬噸的水平，鎂的使用量還較小，因此發展鎂產業還具有巨大的機會和潛力，在鎂科學與技術研究方面，全世界包括西方發達國家對鎂的研究和開發還十分有限，國內與發達國家的差距遠遠不如在鋁和鋼鐵方面那么大，只要我們抓住機會，開展原創性的研究開發工作，完全有可能在鎂產業發面實現跨越發展，形成創新—設計—制造的完整產業鏈。
在擠壓生產鋁型材過程中經常出現拖鋁現象 ♂
不知道你說的拖鋁是不是縮尾，縮尾是鋁合金型材擠壓生產過程中一種特有的廢品.具體分為中空縮尾和環形縮尾.中空縮尾是由于擠壓墊片上有油污和擠壓殘料留得太少,造成金屬供應嚴重不足等原因而形成中空漏斗狀縮尾;環形縮尾主要由于鋁型材擠壓過程快結束時,變形區內金屬供應不足,迫使金屬沿擠壓墊片周邊發生橫向紊流,把邊部及側表面處較冷,沾有油污的金屬回流而卷入到制品中造成的.環形縮尾一般在制品尾端的斷面上,多呈連續或不連續的環形狀，防止縮尾的主要措施:，1)減少鋁錠溫度與工具溫度差,或采用低溫擠壓，2)保證鑄錠表面干凈,加熱均勻，3)禁止在擠壓墊片上抹油或用油布擦擠壓墊，4)提高模具和擠壓筒的表面光潔度,及時清理擠壓筒。
5)擠壓過程快結束時降低擠壓速度，6)采用潤滑擠壓和反向擠壓，7)按規定留殘料和切尾,或適當增大殘料厚度。
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