Poređenje izmeđutitanijumski okviri za biciklei drugi okviri imaju svoje prednosti i nedostatke za nekoliko poznatih vrsta materijala okvira:
Čelik je trenutno najrasprostranjeniji i najduže korišteni materijal u industriji proizvodnje bicikala. Tehnologija čeličnih okvira je prilično zrela. Optimizacijom sastava, naprednim procesom toplinske obrade i tehnologijom obrade, zid cijevi čelične cijevi može doseći idealnu debljinu pod pretpostavkom osiguravanja performansi. Prednosti čeličnih okvira su (1) dobre performanse obrade i zrela tehnologija. Čelični okvir je okvir s najdužom istorijom istraživanja, a njegova tehnologija je u svim aspektima bolja od ostalih materijala. Stoga postoji relativno malo poteškoća u dizajnu i proizvodnji. (2) Dobre performanse zavarivanja. U poređenju sa titanijumom, aluminijumom i drugim materijalima od lakih legura, zavarivanje čelika ima relativno niske zahteve za zaštitnom atmosferom. Nakon zavarivanja, općenito je nepotrebno otklanjati nedostatke u procesu zavarivanja termičkom obradom, što smanjuje ulaganje u opremu. (3) Dobre performanse apsorpcije udara. (4) Prednost u cijeni: u usporedbi s drugim materijalima, čelični materijali imaju nepokolebljivu prednost u troškovima u pogledu količine proizvođača, količine proizvoda, tehnologije obrade i područja primjene. Nedostaci čeličnog okvira: (1) lako hrđa. U trenutnoj primjeni se koristi čelična cijev sa tankim zidom. Ako se površinski antikorozivni tretman ne primjenjuje, korozija će biti mala u vremenu, a utjecaj na mehanička svojstva okvira također će biti vrlo velik. Stoga se mora uzeti u obzir antikorozivna obrada čeličnog okvira prije isporuke. (2) Zamor metala uzrokovan koncentracijom naprezanja. Utjecaj ovog faktora uglavnom leži u zoni zavarivanja koja je pod utjecajem topline. Preostalo naprezanje i segregacija komponenti proizvedena tokom procesa zavarivanja će uticati na mehanička svojstva materijala u određenoj meri; Osim toga, ako nečistoće uđu u zavar tijekom zavarivanja, oko nečistoća će doći do koncentracije naprezanja. (3) Težina okvira. Iako se težina čeličnog okvira smanjuje i debljina stijenke čelične cijevi koja se koristi kao okvir gotovo dostiže granicu, još uvijek postoji određeni jaz između čeličnog okvira i nekih lakih okvira (posebno okvira od karbonskih vlakana) u primjeni polje.
Sam aluminijum ima prednosti niske gustine, dobre plastičnosti, otpornosti na koroziju itd. Nakon legiranja sa drugim metalima, mehanička svojstva će se značajno poboljšati. Većina aluminijskih legura koje se koriste u biciklima su serije 6000 (Al-Mg-Si) i serije 7000 (Al-Zn-Mg-Cu). Aluminijski materijali se obično zagrijavaju prije upotrebe kako bi se poboljšale njihove performanse kako bi se zadovoljile potrebe praktičnih primjena. Prednosti okvira od aluminijumske legure: (1) Može se napraviti u lagani okvir. (2) Dobra otpornost na koroziju u atmosferskim okruženjima. Sam aluminijum je metal koji lako korodira. Odmah će se oksidirati kada se stavi u zrak i formirati vrlo tanak oksidni film. Međutim, kada se ovaj sloj oksidnog filma nakupi do određene mjere, zaštitit će tijelo od daljnje korozije. Nedostaci okvira od legure aluminijuma: (1) Modul elastičnosti i krutost aluminijuma su niski. Općenito, metode kao što su povećanje vanjskog promjera cijevi, korištenje ravne cijevi ili izvođenje toplinske obrade aluminijske cijevi se usvajaju kako bi se smanjio utjecaj nižeg modula elastičnosti na performanse okvira i prilagodili promjeni naprezanja. tokom upotrebe. (2) Potrebna je termička obrada. Većina aluminijskih legura prije upotrebe mora proći toplinsku obradu (osim cijevi od aluminijske legure 7075), inače je čvrstoća teško ispuniti zahtjeve, a kupovina opreme za toplinsku obradu će dovesti do povećanja troškova proizvodnje u određenoj mjeri.
CFRP materijal znači da se karbonska vlakna dodaju u matricu smole kao ojačavajuća faza kako bi se formirao kompozit. Zbog anizotropije karbonskih vlakana, raspored i smjer preklapanja karbonskih vlakana treba uzeti u obzir tokom procesa kompozita. U poređenju s drugim materijalima, kompoziti od karbonskih vlakana imaju sljedeće prednosti: (1) visoka čvrstoća i lagana težina. Vlačna čvrstoća karbonskih vlakana veća je od čelika, ali je gustoća kompozitnog materijala daleko manja od gustoće legure aluminija. Ovakva svojstva nesumnjivo očekuju i proizvođači i korisnici. (2) Dobra apsorpcija udara. Sa svojim odličnim performansama upijanja udara, može se koristiti za izradu bicikala bez amortizera. (3) Integralno oblikovanje. Osnovna metoda oblikovanja CFRP okvira je izlivanje smole u kalup popločan karbonskim vlaknima za integralno oblikovanje, tako da se veza između okvira ne razmatra. Nedostaci okvira od karbonskih vlakana: (1) Složen proračun naprezanja. Smična čvrstoća karbonskih vlakana nije baš dobra. Zbog toga bi prilikom obrade trebalo izvršiti složene proračune naprezanja, a karbonska vlakna rasporediti prema rezultatima kako bi se dobila dobra kombinacija svojstava. (2) Veličina se ne može mijenjati nakon obrade i oblikovanja, već se može proizvesti samo odgovarajući model kalupa. Svaki put kada se razvije novi model, mora se dizajnirati i proizvesti još jedan kalup. (3) Starenje matrice smole. (4) Cijena je visoka.
Titanijumska legura je materijal visokih performansi koji se koristi u vazduhoplovnim proizvodima i ima izvrsna svojstva metalnog materijala. Trenutno je međunarodno priznat kao najnapredniji i idealan materijal za proizvodnju visokokvalitetnih bicikala za razne sportske i rekreativne svrhe. Izvanredne karakteristike legure titanijuma su lagana, visoka čvrstoća, dobra elastičnost, otpornost na udarce, dobre performanse na zamor, otpornost na koroziju i nikada ne hrđaju. Bicikli, posebno trkaći automobili, zahtijevaju malu težinu, dobru krutost i dobre udarne performanse. Mala težina može poboljšati brzinu i smanjiti fizičku potrošnju tokom sportova na duge staze; Okvir bicikla dobre krutosti pogoduje konverziji pogonske sile i poboljšava performanse upravljanja; Okvir bicikla sa dobrom apsorpcijom udara može bolje smanjiti udar s ceste, čime se smanjuje umor vozača. Prednosti okvira od titanijuma: (1) niska gustina i visoka specifična čvrstoća. Težina legure titanijuma je samo 50 odsto težine čelika, a njen odnos čvrstoće i težine je 28,4 odsto veći od hrom-molibdenskog čelika. Granica zamora legure titanijuma je dvostruko veća od čelika, a bicikli od legure aluminijuma se u tom pogledu ne mogu porediti sa ramovima bicikala od legure titana nakon dužeg vremena upotrebe. Kao materijal od legure titana visoke čvrstoće i niske gustine koji se primjenjuje na okvire bicikala, ne samo da će okvire bicikala učiniti laganim i jakim, već će i okvire bicikla učiniti izdržljivijim. (2) Bez rđe. Titanijum neće korodirati u opštem okruženju, tako da kada se koristi kao konstrukcijski materijal, nije potrebna dodatna antikorozivna obrada.
lagana
Uz malu gustoću i visoku specifičnu čvrstoću, težina legure titana je samo 50 posto težine čelika.
Otpornost na koroziju
Titanijum je otporniji na koroziju od nerđajućeg čelika i nema potrebe za antikorozivnim tretmanom
Nedostaci titanijumskog okvira: (1) Visoka cijena. U prirodi se titanijum može naći kao titan dioksid. Proces rafiniranja i prerade je složen, a tehnički zahtjevi su visoki i dugotrajni, pa su i troškovi visoki. (2) Troškovi zavarivanja su visoki. Zbog visokog afiniteta između titana i kiseonika, titan dioksid se brzo pretvara u titan dioksid u kontaktu sa vazduhom. Titanov dioksid je krhak i tvrd, a kao rezultat toga, čvrstoća ove komponente nastavit će se pogoršavati. Stoga se za zavarivanje titanijumskih okvira mora koristiti zavarivanje zaštićeno inertnim plinom. Uobičajena metoda je TIG zavarivanje (TIG: skraćenica za volfram i inertni plin): volframova elektroda se koristi za zavarivanje pod zaštitom argona, a cijena zavarivanja je visoka. Za izradu ramova za bicikle, među mnogim metalnim materijalima, legura titanijuma istovremeno ispunjava gore navedene zahtjeve, pa je vrlo idealan materijal za izradu okvira. Titanijumska legura ima odličnu otpornost na koroziju, duži vijek trajanja od drugih metalnih i nemetalnih materijala, te je izdržljiva bez starenja, habanja i ogrebotina. Kao okvir bicikla, njegovoj površini nije potrebna zaštita od farbanja, jer neće hrđati ili korodirati poput željeznih i aluminijskih okvira, a može odoljeti kiselim kišama, ultraljubičastim zracima, vlazi i drugoj eroziji, tako da ne morate brinuti o njegovoj metalna površina će stvoriti rupe i hrđu zbog izlaganja zraku. Okvir bicikla napravljen od materijala legure titanijuma čini da se vozač osjeća sigurnijim i pouzdanijim. Neće se iznenada slomiti. Kada se pukne, počeće od male pukotine, koja će se u ovom trenutku primetiti; Čak i ako dođe do slučajnih sudara i loma, jedinstvena žilavost metala će zaštititi korisnika od ozljeda.
