​어떤 자전거 프레임이 더 낫습니까: 강철 또는 알루미늄. 프레임 선택

금속 제품(온열 수건걸이 및 난간, 접시 및 울타리, 격자 또는 난간)을 선택할 때 우리는 우선 재료를 선택합니다. 전통적으로 스테인리스강, 알루미늄, 일반 흑색강(탄소)이 경쟁하는 것으로 간주됩니다. 유사한 특성이 많이 있지만 그럼에도 불구하고 서로 크게 다릅니다. 그것들을 비교하고 알루미늄 또는 알루미늄 중 어느 것이 더 나은지 알아내는 것이 합리적입니다. 스테인레스 스틸(검은색 강철은 낮은 내식성으로 인해 고려되지 않습니다.)

알루미늄 : 특성, 장점, 단점

산업계에서 일반적으로 사용되는 가장 가벼운 금속 중 하나입니다. 열 전도가 매우 잘되고 산소 부식이 발생하지 않습니다. 알루미늄은 수십 가지 유형으로 생산됩니다. 각 유형에는 강도, 내산화성 및 가단성을 높이는 자체 첨가제가 포함되어 있습니다. 그러나 매우 값비싼 항공기 알루미늄을 제외하면 모두 한 가지 단점이 있습니다. 바로 과도한 부드러움입니다. 이 금속으로 만들어진 부품은 쉽게 변형됩니다. 그렇기 때문에 작동 중에 제품이 고압에 노출되는 경우(예: 급수 시스템의 수격 현상) 알루미늄을 사용할 수 없습니다.

알루미늄의 내식성다소 비싸다. 예, 금속은 "부패"하지 않습니다. 그러나 몇 시간 만에 공기 중에서 제품에 형성되는 보호 산화물 층으로 인해 발생합니다.

스테인레스 스틸

합금에는 높은 가격을 제외하고는 사실상 단점이 없습니다. 이론적으로는 알루미늄처럼 부식을 두려워하지 않지만 실제로는 산화막이 나타나지 않습니다. 즉, 시간이 지남에 따라 " 스테인레스 스틸"퇴색하지 않습니다.

알루미늄보다 약간 무거워서 스테인리스 손잡이로 충격이 잘 가해지며, 고압및 마모(특히 망간을 함유한 브랜드). 열 전달은 알루미늄보다 나쁩니다. 그러나 덕분에 금속은 땀을 흘리지 않으며 결로 현상도 적습니다.

비교 결과에 따르면, 낮은 금속 중량, 강도 및 신뢰성이 요구되는 작업을 수행하려면 스테인레스 스틸이 알루미늄보다 낫습니다..

현재 러시아 시장에서 가장 일반적인 NVF 시스템은 세 가지 큰 그룹으로 나눌 수 있습니다.

• 알루미늄 합금으로 만들어진 서브 클래딩 구조를 갖춘 시스템;
• 폴리머 코팅이 된 아연 도금 강철로 만들어진 서브 클래딩 구조를 갖춘 시스템;
• 스테인레스 스틸로 제작된 서브 클래딩 구조의 시스템.

의심할 바 없이 스테인리스강으로 만들어진 서브클래딩 구조는 최고의 강도와 열적 특성을 가지고 있습니다.

재료의 물리적, 기계적 특성 비교 분석

*스테인리스 스틸과 아연 도금 스틸의 특성은 약간 다릅니다.

스테인레스 스틸 및 알루미늄의 열 및 강도 특성

1. 알루미늄보다 내하력이 3배 낮고 열전도율이 5.5배 높은 것을 고려하면 알루미늄 합금 브라켓은 스테인레스 스틸 브라켓보다 더 강한 '콜드 브릿지'입니다. 이에 대한 지표는 둘러싸는 구조의 열 균일성 계수입니다. 연구 데이터에 따르면 스테인레스 스틸 시스템을 사용할 때 둘러싸는 구조의 열 균일 계수는 0.86-0.92이고 알루미늄 시스템의 경우 0.6-0.7이므로 더 두꺼운 단열재를 놓아야하며 그에 따라 외관 비용을 늘리십시오.

모스크바의 경우 열 균일성 계수를 고려하여 벽에 필요한 열 전달 저항은 스테인레스 브래킷의 경우 - 3.13/0.92=3.4 (m2.°C)/W, 알루미늄 브래킷의 경우 - 3.13/0.7= 4.47입니다. (m 2 .°C)/W, 즉 1.07(m 2 .°C)/W 더 높습니다. 따라서 알루미늄 브래킷을 사용하는 경우 단열재의 두께(열전도 계수가 0.045W/(m°C)인 경우 거의 5cm 더 필요합니다(1.07 * 0.045 = 0.048m).

2. 건축물리연구소에서 수행한 계산에 따르면 알루미늄 브래킷의 두께와 열전도율이 더 높기 때문에 외부 기온이 -27°C일 때 앵커 온도는 -3.5°C까지 떨어질 수 있습니다. 심지어 더 낮기 때문에 계산에서 알루미늄 브래킷의 단면적은 1.8cm 2로 가정되었지만 실제로는 4-7cm 2입니다. 스테인레스 스틸 브래킷을 사용할 때 앵커 온도는 +8°C였습니다. 즉, 알루미늄 브래킷을 사용할 때 앵커는 온도가 교차하는 영역에서 작동하며 앵커에 습기가 응결되어 동결될 수 있습니다. 이는 앵커 주변 벽의 구조적 층의 재료를 점차적으로 파괴하여 하중 지지력을 감소시킵니다. 이는 하중 지지력이 낮은 재료(폼 콘크리트, 중공 벽돌 등)로 만들어진 벽에 특히 중요합니다. .). 동시에, 브래킷 아래의 단열 패드는 얇은 두께(3-8mm)와 높은(단열재 대비) 열 전도성으로 인해 열 손실을 1-2%만 줄입니다. 실제로 "콜드 브리지"를 깨지 않으며 앵커 온도에 거의 영향을 미치지 않습니다.

3. 가이드의 열팽창이 낮습니다. 알루미늄 합금의 온도 변형은 스테인레스강의 온도 변형보다 2.5배 더 큽니다. 스테인레스강은 알루미늄(25 10 -6 °C -1)에 비해 열팽창 계수(10 10 -6 °C -1)가 더 낮습니다. 따라서 -15°C ~ +50°C의 온도 차이가 있는 3미터 가이드의 연신율은 강철의 경우 2mm, 알루미늄의 경우 5mm입니다. 따라서 알루미늄 가이드의 열팽창을 보상하려면 다음과 같은 여러 가지 조치가 필요합니다.

즉, 하위 시스템에 추가 요소 도입(이동 가능한 슬라이드(U자형 브래킷의 경우) 또는 리벳용 슬리브가 있는 타원형 구멍) - 견고한 고정(L자형 브래킷의 경우)이 아님.

이로 인해 필연적으로 더 복잡하고 비용이 많이 드는 하위 시스템 또는 잘못된 설치가 발생합니다(설치자가 부싱을 사용하지 않거나 추가 요소로 어셈블리를 잘못 고정하는 경우가 종종 발생함).

이러한 조치의 결과로 중량 하중은 하중 지지 브래킷(상부 및 하부)에만 떨어지며 나머지는 지지대 역할만 합니다. 즉, 앵커가 균등하게 하중을 받지 않으며 개발 시 이를 고려해야 합니다. 디자인 문서화는 종종 완료되지 않습니다. 강철 시스템에서는 전체 하중이 고르게 분산됩니다. 모든 노드는 단단히 고정되어 있으며, 작은 열 팽창은 탄성 변형 단계에서 모든 요소의 작동으로 보상됩니다.

클램프 설계에 따라 스테인레스 스틸 시스템의 플레이트 사이 간격은 4mm이고 알루미늄 시스템의 경우 최소 7mm로 많은 고객과 손상에 적합하지 않습니다. 모습건물. 또한 클램프는 가이드의 확장 정도에 따라 클래딩 슬래브의 자유로운 움직임을 보장해야 합니다. 그렇지 않으면 슬래브가 파괴되거나(특히 가이드의 교차점에서) 클램프가 구부러지지 않습니다(두 가지 모두 다음으로 이어질 수 있음). 클래딩 슬래브가 떨어짐). 강철 시스템에서는 시간이 지나면서 알루미늄 시스템에서 큰 온도 변형으로 인해 발생할 수 있는 클램프 다리가 풀리는 위험이 없습니다.

스테인레스 스틸과 알루미늄의 화재 특성

스테인리스강의 녹는점은 1800°C이고, 알루미늄은 630/670°C입니다(합금에 따라 다름). 지역 인증 센터 "OPYTNOE"의 테스트 결과에 따르면 타일 내부 표면의 화재 중 온도는 750 °C에 이릅니다. 따라서 알루미늄 구조물을 사용하는 경우 하부 구조물이 녹고 외관 일부(창문이 열리는 부분)가 붕괴될 수 있으며, 800~900°C의 온도에서는 알루미늄 자체가 연소를 지원합니다. 스테인레스 스틸은 불에도 녹지 않으므로 요구사항에 따라 가장 바람직합니다. 화재 안전. 예를 들어 모스크바에서는 고층 건물을 건설하는 동안 알루미늄 하부 구조를 전혀 사용할 수 없습니다.

부식성

오늘날 특정 서브 클래딩 구조의 내식성과 그에 따른 내구성에 대한 신뢰할 수 있는 유일한 출처는 ExpertKorr-MISiS의 전문가 의견입니다.

가장 내구성이 뛰어난 구조는 스테인레스 스틸로 만들어졌습니다. 이러한 시스템의 서비스 수명은 중간 공격성의 도시 산업 환경에서 최소 40년이고 공격성이 낮은 조건부 깨끗한 환경에서는 최소 50년입니다.

알루미늄 합금은 산화막으로 인해 내식성이 높지만 대기 중 염화물과 황 함량이 높은 조건에서는 입계 부식이 빠르게 진행되어 구조 요소의 강도와 파괴가 크게 감소할 수 있습니다. . 따라서 평균적으로 공격적인 도시 산업 환경에서 알루미늄 합금으로 만들어진 구조물의 서비스 수명은 15년을 초과하지 않습니다. 그러나 Rostroy의 요구 사항에 따르면 NVF의 하부 구조 요소를 제조하기 위해 알루미늄 합금을 사용하는 경우 모든 요소에는 반드시 양극 코팅이 있어야 합니다. 양극 코팅이 있으면 알루미늄 합금 하부 구조의 사용 수명이 늘어납니다. 그러나 하부 구조를 설치할 때 다양한 요소가 리벳으로 연결되어 구멍이 뚫려 고정 영역의 양극 코팅이 위반됩니다. 즉 양극 코팅이 없는 영역이 필연적으로 생성됩니다. 또한, 알루미늄 리벳의 강철 코어는 요소의 알루미늄 매체와 함께 갈바닉 커플을 형성하며, 이는 또한 하부 구조 요소가 부착되는 장소에서 입계 부식의 활성 프로세스를 개발합니다. 알루미늄 합금 하부 구조를 갖춘 특정 NVF 시스템의 저렴한 비용은 시스템 요소에 보호 양극 코팅이 없기 때문인 경우가 많다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 이러한 하부 구조의 부도덕한 제조업체는 제품에 대한 값비싼 전기화학적 양극 산화 처리 공정을 절약합니다.

아연도금강판은 구조적 내구성 측면에서 내식성이 부족합니다. 그러나 폴리머 코팅을 적용한 후 폴리머 코팅이 된 아연 도금 강철로 만들어진 하부 구조의 사용 수명은 중간 공격성의 도시 산업 환경에서 30년, 낮은 공격성의 조건부 깨끗한 환경에서 40년이 됩니다.

위의 알루미늄 및 강철 하부 구조 지표를 비교하면 강철 하부 구조가 모든 측면에서 알루미늄 하부 구조보다 훨씬 우수하다는 결론을 내릴 수 있습니다.

• 강철은 잘 알려진 재료입니다. 알루미늄은 현대적인 소재로 가볍지만 동시에 기발합니다. 알루미늄 합금으로 만들어진 외관 하위 시스템을 사용하는 경우 알루미늄이 제시하는 여러 가지 요구 사항을 엄격하게 충족해야 합니다. 위기로 인해 더욱 심각해진 러시아의 가혹한 건설 현실 상황에서 설치자가 더 저렴하고 패스너가 더 간단하며 건설이 신속하게 이루어져야 이러한 요구 사항을 충족하기가 어렵습니다. 알루미늄 하위 시스템 판매자가 침묵하는 내용과 기술 솔루션 카탈로그에 설명된 내용을 살펴보겠습니다.

  1. 강철은 알루미늄에 비해 열팽창 계수가 낮습니다. -20도에서 +50도 사이의 온도 차이로 인해 스테인레스 3미터 가이드는 2mm, 알루미늄 가이드는 5-6mm 늘어납니다. 따라서 알루미늄 시스템은 다수의 이동식 조인트와 열 이음새를 제공합니다. 강철 시스템에서는 모든 연결이 고정되어 있어 더욱 간단하고 안정적입니다. 시스템 요소는 탄성 변형 영역에서 작동합니다.

  2. 강철 시스템에서는 모든 브래킷이 하중을 지탱합니다. 따라서 클래딩의 무게는 가이드의 모든 브래킷에 고르게 분산됩니다(이중 회로 시스템에서 - 브래킷 배열 전체에 걸쳐). 모든 고정 지점은 블라인드 리벳 또는 셀프 태핑 나사를 사용하여 견고합니다.
  알루미늄 외관 시스템에서 브래킷은 반드시 내하중과 바람을 견디는 것으로 구분된다는 점을 상기시켜 드리겠습니다. 또한 클래딩이 포함된 3미터 가이드의 전체 무게는 하나의 지지 브래킷으로 지탱되어야 합니다.

  3. 나머지는 풍하중에 대해서만 작동합니다. 가이드를 윈드 브래킷에 이동 가능하게 고정하기 위해 후자에 직사각형 구멍이 제공됩니다. 이동식 연결을 만들려면 블라인드 리벳을 사용해야 합니다(셀프 태핑 나사 아님!). 또한 리벳 부착 지점은 설치가 이루어지는 주변 온도에 따라 달라져야 합니다.

  실제 건설 상황에서 얼마나 많은 설치자가 기술 솔루션 카탈로그를 연구합니까? 그들은 얼마나 오랫동안 지시를 따르나요? (사진 - 바람을 지지하는 브래킷, 장착 지점, 온도).

• 환기된 외관의 강철 시스템은 외관 시스템과 일치하는 저렴한 패스너를 사용합니다. 이는 아연도금강 시스템용 아연도금강 리벳과 나사, 스테인리스강 시스템용 스테인레스강 리벳입니다. 클라이머는 항상 스테인리스강 리벳으로 고정되어 있습니다.
  알루미늄 서브시스템에서는 이론적으로 스테인리스 스틸 패스너나 알루미늄 블라인드 리벳을 사용해야 합니다. 설치자의 관점에서 보면 스테인리스 리벳에는 세 가지 주요 단점이 있습니다. 스테인레스 리벳은 셀프 태핑 나사보다 4배 더 비싸고, 리벳을 설치하는 데는 셀프 태핑 나사보다 3배 더 오래 걸리며, 스테인레스 리벳을 설치하려면 값비싼 도구(800유로)가 필요합니다. 따라서 블라인드 리벳은 아연 도금 셀프 태핑 나사로 교체되는 경우가 많습니다. 금속-알루미늄 전해질 쌍은 그 자체로 말해줍니다.
• 알루미늄 합금 AD31의 인장 강도는 54kg/mm.sq.m에 비해 20kg/mm.sq.입니다. 강철에서. 강철은 알루미늄보다 내하력이 2.5배 더 큽니다. 따라서 강철 시스템은 알루미늄보다 2배 더 얇은 부품을 사용합니다. 이렇게 하면 무게가 절약됩니다.
• 강철 외관은 내화성입니다. 강철의 녹는점은 1800도이다. 압축 알루미늄 600-700도. 테스트에 따르면 화재 발생 시 건물 외관의 특정 부분에서는 온도가 900도에 도달하여 알루미늄이 녹을 수 있는 것으로 나타났습니다. 이에 대응하려면 알루미늄 시스템에 화재 차단 장치를 설치해야 합니다. 이로 인해 알루미늄 환기 외관의 비용이 증가합니다.
• 강철은 알루미늄보다 열전도율이 4배 낮습니다. 알루미늄의 열전도율은 220W/(mºС)이고 스테인리스강과 아연도금강판은 각각 40W/(mºС)입니다. 따라서 환기된 정면의 알루미늄 시스템에 있는 브래킷은 대형 냉교입니다. 러시아 동료들은 외관의 동일한 단열을 위해 알루미늄 하위 시스템을 사용할 때 20mm 더 두꺼운 단열재를 배치해야 한다고 계산했습니다.

• 알루미늄 합금의 열전도율은 스테인레스강의 열전도율보다 5.5배 더 높습니다. 따라서 브래킷이 벽에 부착된 위치에서 냉교가 형성될 가능성을 없애기 위해 알루미늄 하위 시스템(강철의 경우 2mm)에 10mm 두께의 열교차단이 사용되며 이는 신뢰성에 부정적인 영향을 미칩니다. 앵커 헤드가 교대 온도에서 작동하기 때문에 브래킷 벽 고정 장치는 NVF에서 가장 하중이 많이 걸리는 요소인 앵커의 부식을 초래합니다. 또한 이러한 중요한 구성 요소에 두꺼운 플라스틱 요소가 있다고 해서 시스템의 전반적인 신뢰성이 높아지지는 않습니다.
• 강철 외관 시스템의 비용은 고객에게 중요한 요소입니다. 아연 도금 강철 외관 시스템은 가격과 품질 사이의 좋은 절충안입니다. 통풍이 잘되는 외관을 위한 강철 이중 회로 행잉 시스템은 빈 벽을 계산할 때 처음부터 알루미늄 단일 회로 시스템보다 저렴합니다. 듀얼 회로 기술이 제공하는 장점을 고려하면 가격 차이는 두 배가 될 수 있습니다.

수정 날짜: 2017년 2월 2일

우리는 다음과 같은 일련의 기사를 계속합니다. 다양한 재료, 자전거 프레임 생산에 사용됩니다. 지난 기사에서 우리는 강철 프레임을 기반으로 한 자전거에 대해 이야기했습니다.

현대 사회에서는 자전거 프레임을 만드는 데 다음 재료가 사용됩니다.

• (일반, 탄소, 크롬-몰리브덴).
• 알루미늄 합금( 합금)
• (티탄)
• (탄소 섬유)
• 다양한 희귀, 실험적 소재(마그네슘(Magnesiumc), 알루미늄-스칸듐, 베릴륨 합금, 대나무 등)

이 기사에서는 알루미늄 합금으로 만들어진 프레임의 특성을 살펴보겠습니다.

알루미늄 프레임이라는 용어 자체는 완전히 정확하지 않습니다. 순수한 형태의 알루미늄은 사용되지 않습니다. 너무 부드럽습니다. 이 용어는 아연, 구리, 마그네슘, 망간 등 다른 금속과의 합금을 나타냅니다.

알루미늄 프레임의 가장 큰 장점 중 하나는 가벼운 무게입니다. 그렇기 때문에 이러한 프레임을 갖춘 자전거는 속도를 더 빨리 높이고 오르막길을 오르기가 더 쉽습니다. 그러나 이는 또한 운동량 상실의 형태로 부정적인 영향을 미칩니다. 자전거 타는 사람이 페달링을 멈추면 자전거는 더 빨리 멈춥니다.

알루미늄 자전거 프레임의 장점:

• 무게 감소, 강철 프레임에 비해 결과적으로 가속 특성이 좋습니다.
• 거의 절대적인 내식성- 이러한 프레임은 "일반적으로"라는 단어에서 녹슬지 않습니다.
• 고속 특성: 속도를 높이고 오르막길을 오르기가 더 쉽습니다.

알루미늄 합금으로 만든 자전거 프레임의 단점:

• 엄격. 알루미늄 프레임은 실제로 진동을 완화하지 않으며 모든 도로 불규칙성이 손으로 전달되고 다섯 번째 지점을 통해 척추로 전달됩니다. 특히 포크가 단단하고 충격을 흡수하지 않는 경우 더욱 그렇습니다.
• 급격한 추진력 상실. 무게가 가볍기 때문에 자전거 타는 사람이 페달링을 멈추면 강철 프레임 자전거와 달리 자전거의 속도가 빨리 떨어집니다.
• 취약성. 자전거를 적극적으로 사용하면 몇 년 후에 균열이 발생할 가능성이 급격히 높아집니다. 그리고 10년 동안 정기적으로 라이딩한 후에는 라이딩 전에 자전거에 결함이 있는지 정기적으로 검사하는 것이 좋습니다. 제조업체는 대부분 알루미늄 합금으로 만든 프레임에 대해 5~10년 이내에 보증을 제공합니다.
• 충격과 추락에 더 민감함강철 및 티타늄 프레임보다 결국, 알루미늄은 강철보다 부드럽기 때문에 강철이 감지하지도 못할 타격이 가해지면 알루미늄에 흠집이 남을 수 있습니다.
• 수리 불가능. 알루미늄 프레임을 용접하는 것은 너무 어려우며 강도에 대한 자신감이 실제로 높아지지는 않습니다. 새 프레임을 구입하는 것이 더 안전합니다.
• 높은 가격.

자전거 프레임 제조에 사용되는 알루미늄 합금의 종류.

자전거 프레임을 만드는 데 사용되는 알루미늄 합금의 종류에 대해 조금 살펴 보겠습니다.

알루미늄 합금에는 다양한 등급(2014, 7000, 7005T6, 7009T6, 7010T6, 6061T6, 6065 등)이 있지만 등급 7005T6 및 6061T6(GOST 4784-97에 따른 국내 합금 AD33과 유사)은 다음과 같습니다. 자전거 제작에 가장 많이 사용됩니다.

6천 또는 7천 계열의 합금이라고도 합니다.

이름에 문자 "T6"이 사용된 것은 재료가 열처리를 거쳤음을 나타냅니다.

예를 들어 합금 6061을 열처리할 때 이 합금으로 만든 제품을 530°C로 가열한 다음 물로 집중적으로 냉각합니다. 그런 다음 약 180°C의 온도에서 8시간 동안 인공 숙성합니다. 이 처리 후에 합금 6061은 이미 6061-T6으로 지정되었습니다.

열처리 중에 합금 7005는 물이 아닌 공기로 냉각됩니다.

예를 들어, 아래 표는 합금의 금속 구성과 열처리 후 물리적 특성이 어떻게 변하는지 보여줍니다.

합금	화합물 궤조	한계 힘 부수다 (1000 PSI 단위)	한계 회전율 (1000 PSI 단위)	퍼센트 연장	경도 브리넬에 따르면
2014	4.5% 구리 0.8% 탄소 0.8% 망간 0.5% 마그네슘	27	14	18%	45
2014T6		70	60	13%	135
6061	1% 마그네슘 0.6% 실리콘 0.2% 크롬 0.3% 구리 최대 0.7% 철	18	8	25%	30
6061T6		45	40	17%	95
7005T6	4.5% 아연 1.4% 마그네슘 0.45% 망간 0.13% 크롬	51	42	13%	해당사항 없음
7075T6	5.6% 아연 2.4% 마그네슘 1.6% 구리 0.23% 크롬 0.15% 망간	83	73	11%	150

표에서:

인장강도- 이 하중은 초과시 제품이 파손됩니다.

단점은 전통적으로 강철 부식을 포함합니다. 그러나 어린이용 자전거의 경우에는 그렇지 않습니다. 결국 아이들은 성장하고 있으므로 녹이 처음 나타나는 것보다 더 빨리 연령에 적합한 모델이 필요할 것입니다. XXX 매장의 상품을 보면 대부분의 어린이용 모델에 강철 프레임이 있음을 알 수 있습니다.

알루미늄 프레임 : 장단점

모든 판매자가 언급하는 첫 번째이자 주요 장점은 알루미늄이 강철보다 훨씬 가볍다는 것입니다. 자전거를 들어 먼 거리로 운반해야 할 때는 무게가 중요합니다. 글쎄, 모든 학생들은 알루미늄 합금이 강철 합금보다 부식에 덜 취약하다는 것을 알고 있습니다. 이렇게 훌륭한 차를 운전하는 것은 쉽고 순종적이며 역동적입니다.

그 모든 매력에도 불구하고, 어린이는 처음 자전거를 타려고 할 때 알루미늄 프레임이 달린 자전거의 뉘앙스를 느낄 것입니다. 특히 아기의 체중이 적을 때 도로의 약간의 고르지 못한 부분이 몸 전체에서 느껴집니다. 일부 제조업체는 앞 포크에 충격 흡수 장치를 제공하여 진동 문제를 해결합니다. 롤링이 잘 안 되는 것은 두 번째 단점으로, 이미 이 운송 수단을 잘 익힌 어린이에게 해당됩니다. 페달을 돌리지 않고는 관성을 이용해 가속하고 장시간 운전할 수 없을 것 같습니다.

알루미늄 합금은 강하지만 "피로"가 축적되는 경향이 있습니다. 프레임에 뭔가가 깨지면 고치기가 쉽지 않습니다. 아르곤 용접찾아보셔야 하는데 가격이 만만치 않습니다. 신뢰성을 높이기 위해 튜브의 일부 장소에서 벽이 두꺼워지는 기술인 버팅이 사용됩니다. 시각적으로 알루미늄 프레임은 항상 더 두껍습니다.

합금에는 알루미늄 자체 외에도 아연, 실리콘, 카드뮴 및 구리가 포함되어 있습니다. 여기에는 합금의 구성을 나타내는 4자리 숫자가 표시되어 있습니다(예: 7005에는 아연이 포함되어 있음). 상급자라면 티타늄이나 탄소섬유로 만든 프레임을 추천하겠지만, 이런 프레임을 사용한 어린이용 모델은 생산되지 않습니다.

그렇다면 무엇을 선택해야 할까요? 명확한 대답은 없습니다. 우선순위 목록과 짧은 테스트 드라이브를 통해 결정하는 데 도움이 될 것입니다.

• "베드 아이언" 저탄소강
• 합금강
• 알루미늄 합금
• 티탄
• 복합 합금
• 이국적인 재료

각 자료를 자세히 살펴보고 장단점에 대해 이야기해 보겠습니다.

가장 저렴한 재료는 이른바 '베드 아이언(bed iron)'인데, 사실 순철도 아니고 저급강이다. 이는 레저용 자전거의 주요 소재이며, 산악자전거의 주요 브랜드의 위조품을 만드는 데에도 주로 사용됩니다. 구별되는 특징이 소재로 만든 자전거는 프레임 무게가 크며 가장 인기 있는 제조업체는 인도와 중국 출신입니다. 여기서는 철에 관해 이야기했지만 철은 자전거가 만들어지기 시작한 최초의 재료입니다. 이것이 바로 19세기에 이음매 없는 철골이 만들어지기 시작한 방법입니다. 그리고 기술에 따라 단면적이 가변적인 파이프는 하중이 높을수록 벽이 두꺼워지는 방식으로 1935년에 처음 생산되었으며, 우리 시대에는 이 기술을 "버팅(butting)"이라고 합니다. 꽤 많이 좋은 생산자그들은 합금강으로 프레임을 만듭니다. 이 재료는 더 좋고, 더 비싸고, 그렇게 무겁지 않습니다.

강철 프레임의 주요 장점을 살펴 보겠습니다.

• 강철 작업에 대한 광범위한 경험을 통해 강철 작업 기술이 크게 향상되었습니다. 이를 통해 프레임용 파이프의 모든 모양을 만들고 고품질 용접 또는 납땜을 달성할 수 있습니다. 이것이 바로 많은 제조업체가 강철 프레임에 평생 보증을 제공하는 반면, 알루미늄 프레임에는 5년 보증을 제공하는 이유입니다.
• 합금강은 피로 강도가 매우 높습니다. 그리고 부하가 걸린 상태에서도 수백만 번의 사이클을 견딜 수 있습니다. 그리고 강철 프레임의 마모를 알아차리기가 더 쉽습니다. 알루미늄 프레임처럼 터지지 않고 점차 균열을 통해 교체될 것임을 암시합니다.
• 높은 탄성률로 인해 동일한 강성을 유지하면서 알루미늄 프레임보다 얇은 프레임 설계가 가능합니다.
• 높은 요금진동 감쇠를 사용하면 충격 흡수 없이 자전거를 만들 수 있으며 설계 오류는 특별히 눈에 띄지 않는 반면, 알루미늄 프레임에는 잘못된 형상으로 인해 사소한 장애물(작은 조약돌)에도 큰 점프가 발생하는 "염소"와 같은 것이 있습니다. , 등.). )

음 강철 좋은 선택장거리 여행에 적합하지만 철제 프레임 자전거는 대부분 가격대가 저렴하고 좋은 철마를 선택하는 것이 매우 어렵습니다. 알루미늄에 모든 관심이 집중되고 있으며 그 이유를 계속 읽어보세요.

프레임 제작에 가장 많이 사용되는 소재입니다. 이에 대한 요인 중 하나는 공장에서 개당 25달러에 출고되는 알루미늄 프레임이 있기 때문에 생산 비용이 저렴하다는 것입니다. 알루미늄의 특성이 강철보다 훨씬 나쁘다는 사실에도 불구하고 여전히 더 인기가 있습니다. 그리고 이것은 그의 체중에 달려 있습니다. 따라서 강철의 비중은 입방센티미터당 7.85g인 반면, 알루미늄의 비중은 2.7g에 불과합니다. 물리학의 교훈을 기억한다면 파이프의 직경이 클수록 강성이 높아지고 더 정확하게 말하면 입방 의존성이 있으며 직경이 2배 증가하면 강성이 8배 증가합니다. . 벽 두께를 사용하면 모든 것이 더 간단해집니다. 여기서 선형 관계는 두께가 두 배 증가하면 강성이 두 배 증가한다는 것입니다. 그러나 벽 두께를 무한정 줄일 수는 없기 때문에 알루미늄이 철보다 성능이 뛰어납니다. 강철 프레임의 최소 벽 두께는 0.4mm, 알루미늄 0.8mm이며 강철은 훨씬 무겁습니다.

알루미늄 프레임의 모양은 매우 다양하며 하이드로 포밍 기술 덕분에 용접에 의존하지 않고도 단일 디자인의 파이프에 다양한 두께를 두껍게 만드는 것이 가능합니다. 이는 신뢰성을 높이고(용접 이음새 없음) 생산 기술을 단순화합니다.

알루미늄 프레임의 장점은 저렴한 비용, 높은 강성, 저렴한 가격 및 무게입니다. 단점: 수명이 짧고, 눈에 띄는 경고 없이 파손되고, 흔들림이 눈에 띕니다.

티타늄은 강철과 알루미늄의 장점을 결합한 제품입니다. 강철보다 무게가 약 40% 정도 가볍습니다. 부식 저항. 그러나 한 가지가 있습니다. 티타늄의 강성은 강철보다 낮고 이는 파이프의 더 큰 직경으로 보상되지만 이 옵션조차도 이러한 프레임을 강철 프레임보다 가볍게 만듭니다. 티타늄 프레임 중에는 가장 널리 사용되는 알루미늄과 바나듐 합금 두 가지가 있습니다: 3Al/2.5V 및 6Al/4V. 첫 번째는 내구성이 떨어지고 무겁지만 가격은 훨씬 저렴합니다. 강철 프레임과 마찬가지로 티타늄 프레임은 진동을 잘 흡수합니다. 사실, 이러한 프레임은 초보자에게 적합하지 않습니다. 첫째, 높은 가격으로 인해 복잡한 과정생산 (지정된 속성을 가진 프레임을 만드는 것은 매우 어렵습니다) 및 재료의 높은 비용, 둘째, 다른 재료로 만든 프레임을 시도하지 않으면 차이를 느낄 수 없습니다. 이런 이유로 저는 초보자들에게 알루미늄 쪽으로 기울도록 조언합니다.

최근 카본 프레임의 인기가 높아지고 있습니다. 매장에서는 알루미늄과 탄소 섬유로 만든 합성 제품도 찾을 수 있습니다. 비중은 입방센티미터당 1.76g에 불과한 프레임용 소재 중 가장 가볍습니다. 고강도(강철보다 7배), 높은 강성(강철보다 3배), 우수한 진동 흡수력 덕분에 카본 프레임은 자전거 생산에 가장 적합한 선택입니다. 생산 기술은 강화 복합재, 즉 탄소 직물로 강화된 탄소 매트릭스를 기반으로 합니다. 생산에는 많은 에너지와 시간이 필요합니다. 전체 구조는 궁극적으로 고온(1200°C - 2500°C)의 진공 오븐에서 탄화됩니다. 유일한 단점은 카본이 섬유의 방향을 제외한 모든 방향에서 하중을 잘 견디지 못하기 때문에 측면 충격은 바람직하지 않지만 덜 떨어지면 모든 것이 괜찮고 내구성도 알루미늄이나 강철보다 떨어집니다. 그러나 그들은 이 문제를 해결하기 위해 노력하고 있으며 아마도 곧 탄소가 강철을 능가할 것입니다.

어떤 프레임을 선택해야 하는지에 대한 명확한 답변은 드릴 수 없지만, 초보자들이 사용하기에는 카본과 티타늄 프레임의 가격이 높은 점을 고려하여 알루미늄 프레임을 먼저 선택하시는 것을 권해 드립니다. 그리고 이미 경험을 쌓았고 요구 사항에 따라 자전거에서 더 비싼 솔루션을 선택해야 한다는 것을 깨달았습니다.

자전거 알루미늄 프레임- 현대 시장에서 가장 일반적인 것 중 하나입니다. 이는 소재의 가벼움과 저렴한 비용 때문입니다. 강철의 비중이 입방 센티미터당 7.8g인 경우 알루미늄의 경우 이 수치는 약 2.7g입니다. 벽이 더 두꺼운 경우 이 소재는 최소 매개변수가 0.8mm이고 제품의 무게가 0.4mm 두께의 강철 프레임보다 가볍기 때문에 철보다 성능이 뛰어납니다. 용접 이음매가 없어 신뢰성이 더욱 향상됩니다. 또한 다양한 구성으로 수행할 수 있습니다. 그들의 특징, 장점 및 단점을 고려해 봅시다.

설명

알루미늄 프레임 자전거는 무게가 가볍기 때문에 속도가 더 빠르고 오르기도 더 쉽습니다. 이는 라이더가 페달링을 멈춘 후 자전거가 더 빨리 멈추는 이유이기도 합니다. 알루미늄은 순수한 형태로 사용되지 않으며 아연, 망간, 니켈, 구리 또는 마그네슘과의 합금을 의미합니다.

이러한 자전거는 강철 자전거보다 단단하고 구부릴 수도 없기 때문에 급회전하기가 더 어렵습니다. 프레임의 강성 덕분에 자전거 타는 사람의 노력으로 인한 에너지가 손실 없이 바퀴로 전달됩니다. 이러한 미묘함은 전문가에게는 중요한 역할을 하지만 아마추어에게는 이것이 중요한 지표가 아닙니다. 더욱 거칠고 덜 편안한 승차감이 눈에 띄게 됩니다. 알루미늄 프레임이 장착된 자전거는 고르지 않은 표면과 요철에서 안장과 핸들바로 전달되는 진동을 실제로 흡수하지 않습니다. 이런 자전거에는 좋은 충격 흡수와 편안한 안장이 필요합니다. 이렇게 하면 충격의 일부가 평준화되어 움직임에 유익한 영향을 미칠 수 있습니다.

찬성

문제의 제품의 장점부터 시작하겠습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 무게가 가벼워 속도 특성과 가속력이 향상되었습니다.
• 부식성 공정에 대한 최대 저항성.
• 오르막길 주행 시에도 높은 주행 특성을 제공합니다.

마이너스

알루미늄 프레임이 있는 자전거에는 다음과 같은 여러 가지 단점이 있습니다.

• 서스펜션 포크가 없는 모델에서 특히 눈에 띄는 높은 강성.
• 추진력의 급격한 상실. 무게가 가볍기 때문에 라이더가 페달링을 멈추면 자전거는 강철 프레임보다 더 빨리 정지합니다.
• 활동적인 사용 중 작업 수명이 짧습니다. 불과 몇 년 후에 균열이 나타날 수 있습니다. 제조업체는 5~10년의 보증을 제공하지만 이 기간이 지나면 변형 가능성을 확인하기 위해 부품에 윤활유를 바르는 것이 좋습니다.
• 알루미늄 프레임을 떨어뜨리면 찌그러짐이 발생할 가능성이 더 높습니다.
• 유지 관리성이 좋지 않습니다. 이러한 부품을 용접하는 것은 매우 문제가 되므로 새 부품을 구입하는 것이 좋습니다.
• 꽤 높은 가격.

알루미늄 프레임을 갖춘 접이식 자전거

아래에는 이러한 유형의 인기 있는 브랜드 몇 가지를 나열하고 간략한 특성을 설명합니다.

1. 고가의 도시형 자전거 Strida SX는 독창적인 외관을 가지고 있습니다. 자체 동력으로 운반할 수 있는 소형 카트 크기로 접힙니다. 스티어링 휠도 변형이 가능합니다. 자전거의 장점은 케이블과 전선이 프레임의 구멍에 숨겨져 있고 조립이 쉽고 트렁크와 디스크 브레이크가 있다는 점입니다. 기동성이 뛰어나 장치의 무게는 11.6kg에 불과합니다. 단점 중에는 작은 운반 능력, 좁은 바퀴, 열악한 충격 흡수 등이 있습니다.
2. Smart 20. 동급 가격대에서 최고로 평가받는 스타일리시한 도시형 자전거입니다. 여성분들도 문제 없이 사용하실 수 있습니다. 장점 중에는 내구성이 뛰어난 프레임, 편리한 변환 메커니즘, 반사경 및 기타 액세서리가 있다는 것입니다. 단점은 핸드 브레이크가 부족하고 날개 정렬 품질이 좋지 않다는 것입니다.
3. 자전거 "스텔스". 파일럿-710 모델의 알루미늄 프레임은 부드러운 승차감을 방해하지 않습니다. 이 차량은 타력 주행 시 속도를 잘 내고, 눈에 잘 띄지 않는 디자인을 갖고 있으며, 접었을 때 어떤 차량의 트렁크에도 들어갈 수 있으며, 러기지 랙과 체인 보호 장치가 표준으로 장착되어 있습니다. 단점으로는 넓은 핸들바와 키가 큰 사람이 앉기에는 불편한 좌석 위치 등이 있습니다. 수정의 의도된 목적은 도시 여행입니다.

알루미늄 프레임을 갖춘 어린이용 자전거

다음은 일부 어린이 및 청소년 모델에 대한 간략한 설명입니다.

• 화성. 이 자전거는 3세 이상의 어린이를 위해 설계되었습니다. 키트에는 추가 폴리우레탄 바퀴가 포함되어 있습니다. 프레임과 포크는 알루미늄 합금으로 제작되었으며, 핸들바 높이 조절 장치가 있습니다. 휠 직경은 12인치, 모델 무게는 4.5kg입니다.
• 포워드 팀바 6~9세 어린이에게 가장 좋은 것 중 하나입니다. 아름다운 디자인을 갖고 있으며, 적절한 가격, 체인 보호 및 탈착식 안전 바퀴. 단점은 적당한 무게(거의 14kg)와 일부 움직이는 부품을 조정해야 한다는 점입니다.
• 슐츠 맥스. 알루미늄 프레임을 갖춘 이 어린이용 자전거는 중간 가격대에 속합니다. 자전거의 무게는 14.3kg입니다. 12~16세 청소년을 대상으로 하며 최대 하중은 110kg입니다. 이 모델의 장점은 조립/해체 용이성, 좋은 속도, 20인치 휠 장착, 품질 등이다. 단점 중에는 잘못된 공장 조정과 의심스러운 품질의 브레이크 패드가 있습니다.

특징

자전거를 선택할 때 알루미늄 자전거 프레임을 선택할지 강철 자전거 프레임을 선택할지에 대한 질문이 자주 발생합니다. 최종 결정은 구매자의 재정적 능력, 기계의 목적 및 사용자의 주관적인 요구 사항에 따라 달라집니다. 알루미늄 구조물의 제조에는 큰 직경의 두꺼운 벽 파이프가 사용된다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

이는 물리 법칙에 따라 파이프의 크기가 2배가 되면 강성이 8배 증가하고, 벽 두께가 2배가 되면 강성 지표도 그만큼 증가하기 때문입니다. 따라서 사용 가능한 옵션 중에서 직경을 늘리는 것이 바람직합니다.

일반적으로 알루미늄 프레임의 최소 파이프 벽 두께는 0.8mm입니다. 제조업체는 서로 다른 섹션을 맞대거나 사용하여 파이프를 만드는 경우가 많으며 이로 인해 제품을 강화할 수도 있습니다.

사용된 합금

자전거 프레임을 만드는 데 사용되는 알루미늄 합금은 다양합니다. 가장 일반적인 브랜드는 7005T6 및 6061T6입니다. T 지수는 재료가 열처리를 거쳤음을 나타냅니다. 예를 들어, 6061 합금 제품은 섭씨 530도까지 가열된 다음 액체를 통해 적극적으로 냉각됩니다. 그런 다음 180도의 온도에서 8시간 동안 재료를 인공 숙성시킵니다. 출력은 6061-T6입니다. 아날로그 번호 7007은 물이 아닌 공기로 냉각됩니다.

아래는 비교 특성열처리 전후의 재료(괄호 안):

• 합금 2014(2014T6) - 인장 강도는 27(70),000 PSL, 항복 강도 - 14(60), 연신율 - 18(13), 브리넬 경도 - 45(135)입니다.
• 재료 6061(6061T6)에 대한 유사한 표시기는 18(45), 8(40), 25(17), 30(95)입니다.

첫 번째 합금은 구리 4.5%, 탄소 0.8%, 망간 0.5%, 마그네슘을 사용합니다. 두 번째 재료는 마그네슘 1%, 실리콘 0.6%, 구리 0.3%, 크롬 0.2%, 철 약 0.7%를 포함합니다.

마지막으로

가장 강한 자전거는 16인치 자전거로, 알루미늄 프레임은 합금 70005 또는 7005로 만들어졌습니다. 그러나 아날로그 6061은 기술적으로 더 발전하여 파이프를 만들 수 있습니다. 복잡한 섹션, 이는 제품의 강도를 증가시킵니다. 또한 이러한 알루미늄은 용접성이 더 좋습니다. 유형을 선택할 때 재정적 능력과 자전거 사용 목적을 고려하십시오. 강철, 알루미늄, 탄소 등 어떤 재질로든 프레임을 갖춘 자전거는 올바르게 사용하면 꽤 오랫동안 사용할 수 있습니다.

수년 동안 강철은 자전거 프레임에 사용되는 가장 일반적인 재료였습니다. 거의 100년 동안 생산 기술이 향상되었으며 자전거 프레임에 가장 적합한 강철 등급이 선택되었습니다. 프레임 생산에 사용되는 가장 일반적인 강철 등급은 크롬 및 몰리브덴 합금 원소를 포함하는 등급입니다. 따라서 크롬-몰리브덴이라고 불립니다. 어떤 경우에는 덜 비싼 다른 등급의 강철을 사용하여 프레임을 생산합니다.

강철 프레임의 장점

1. 스틸 프레임은 금속의 탄력성으로 인해 험로에서의 충격과 진동을 잘 흡수합니다.
2. 유지 관리성. 강철 프레임이 파손된 경우 언제든지 수리할 수 있으며 용접기를 사용하여 개별 요소를 교체할 수도 있습니다.

강철 프레임의 단점

1. 철의 비중이 높기 때문에 철골의 가장 큰 단점은 중량이다.
2. 부식에 대한 민감성. 자전거를 사용하는 동안 프레임의 보호 페인트 코팅이 손상되고 이러한 부분에 녹이 나타납니다. 부식은 프레임 튜브 내부에도 나타날 수 있으므로 정기적인 점검과 손질이 필요합니다.

알루미늄 합금 프레임

오늘날 자전거 프레임 생산에 가장 널리 사용되는 재료입니다. 알루미늄은 순수한 형태로 사용되지 않습니다. 실리콘, 마그네슘, 아연, 구리를 다양한 비율로 함유한 다양한 합금이 있습니다.

알루미늄 합금 프레임의 장점

1. 무게가 가장 큰 장점입니다. 알루미늄 합금 프레임은 강철 프레임의 강도를 동일하게 하기 위해 더 무거운 튜브로 만들어졌지만 여전히 강철보다 훨씬 가볍습니다.
2. 산화에 저항하는 알루미늄의 특성으로 인해 알루미늄으로 만든 프레임은 실제로 부식되지 않습니다. 알루미늄과 상호작용할 수 있는 다양한 시약으로 도로를 처리하는 겨울철 사이클링은 예외입니다.
3. 강성. 알루미늄 프레임은 매우 견고하여 자전거를 다루기가 더 쉽습니다.

결함

1. 가격이 높다. 알루미늄은 항상 강철보다 비쌌으며 용접에는 복잡한 작업이 필요했습니다. 기술적 과정, 이것이 가격이 상승하는 이유입니다.
2. 복잡한 수리. 알루미늄을 용접하려면 아르곤 용접기가 필요합니다. 값 비싼 즐거움이며 용접이 후속 하중을 견딜 것이라는 사실은 아닙니다.
3. 프레임의 강성도 단점입니다. 모든 움푹 들어간 곳과 도로의 고르지 못한 부분이 자전거 타는 사람의 신체 부위로 전달됩니다.

마그네슘 합금 프레임

장점

1. 알루미늄, 티타늄에 비해 무게가 가볍습니다.
2. 고강도. 무게가 적으면 강도가 좋습니다.
3. 강철 프레임처럼 진동을 잘 흡수합니다.

결함

1. 가격.
2. 마그네슘의 가장 큰 단점은 다른 사람들과 쉽게 상호 작용할 수 있다는 것입니다. 화학 원소, 이는 내식성을 감소시킵니다.

티타늄 합금 프레임

이러한 소재로 만든 프레임은 일반적으로 대량 생산되지 않지만 특히 전문 사이클링에서 널리 사용됩니다.

장점

1. 강도가 높다.
2. 강철과 동일한 강도를 지닌 티타늄은 2배 더 가볍습니다.
3. 부식되지 않습니다.
4. 도로 요철로 인한 진동을 잘 흡수합니다.

결함

1. 가격은 이러한 프레임을 갖춘 자전거에 대한 수요를 제한하는 주요 단점입니다.

복합재료로 만들어진 프레임

자전거의 강도를 잃지 않으면서 자전거의 무게를 줄이기 위해 자전거 제작에 복합재료가 사용되기 시작했습니다. 카본 프레임의 출현은 폴리머 분야의 화학 산업의 발전으로 촉진되었습니다.

카본 프레임의 장점

1. 무게가 가볍다.
2. 내구성.
3. 진동을 잘 흡수합니다.
4. 부식되지 않습니다.

결함

1. 재질의 취약성으로 인해 충격을 두려워합니다.
2. 높은 가격.

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