Магниевый сплав: «снижение нагрузки» на электровелосипеды

«Магниевый сплав имеет ряд преимуществ. При использовании на велосипедах он обладает высокой жесткостью, высокой ударопрочностью и высокой прочностью на изгиб; отличается высокой мастерством изготовления, легко сжимается и деформируется; материал может быть полностью переработан без отходов, что является экологически чистым. Чисто, ничего вредного для окружающей среды» На недавно состоявшемся 3-м саммите по развитию индустрии электровелосипедов в Китае взгляды российского профессора Юркина получили широкое признание среди представителей китайской индустрии электровелосипедов.

Понятно, что магний и его сплавы обладают характеристиками низкой плотности, высокой удельной жесткости и удельной прочности, хорошего демпфирования и простоты переработки. Они были индустриализированы в области аэрокосмической промышленности, автомобилестроения, мотоциклов и велосипедов. Количество магния, используемого в велосипедах, использовалось в качестве одного из стандартов для измерения передового характера автомобилей: европейские и американские автомобили используют 5,8–23,6 кг деталей из магниевого сплава на автомобиль, а количество велосипедов в моей стране составляет менее 10 кг. В связи с тенденцией к облегчению и облегчению в последние годы китайская индустрия электровелосипедов также начала все больше и больше использовать магниевые сплавы.

Легкие материалы выходят на первый план

Руководитель Ассоциации велосипедной промышленности Тяньцзиня считает, что все более легкие и легкие электровелосипеды являются смыслом развития энергосберегающих, сокращающих выбросы, низкоуглеродных продуктов и экологически чистых отраслей промышленности. С точки зрения инновационных требований к повышению низкоуглеродного качества электровелосипедной продукции для снижения веса и экономии энергии разработка и применение легких новых конструкционных материалов и высокопроизводительных аккумуляторов имеют революционное значение для повышения качества и производительности электровелосипедной продукции и сокращения «углеродного следа». Сообщается, что рама велосипеда является основной несущей частью велосипеда и наиболее концентрированной частью общего веса. Если вы хотите уменьшить вес велосипеда, необходимо выбирать более легкие материалы, обладающие чрезвычайно высокими комплексными механическими свойствами. Магниевый сплав — один из лучших вариантов.

Исследователи из Школы материалов Хэбэйского технологического университета заявили, что механические свойства конструкционных материалов, необходимых для изготовления велосипедных рам, в основном включают: плотность, модуль упругости, длину растяжения, прочность на разрыв, прочность на излом и ударную вязкость. Прочность на разрыв и твердость магниевых сплавов также будут соответствующим образом улучшены после надлежащей обработки. Соответствующие методы могут гарантировать, что магниевый сплав соответствует требованиям по прочности и модулю упругости, а более высокий коэффициент демпфирования может гарантировать, что тело поглощает часть энергии в процессе удара, чтобы уменьшить воздействие на велосипедиста, и в то же время это может также улучшить срок службы велосипеда.

Известно, что из-за соображений легкости многие отечественные производители электровелосипедов несколько лет назад начали проводить эксперименты по применению магниевых и алюминиевых сплавов на велосипедах и добились значительных прорывов. В настоящее время некоторые электрические велосипеды, представленные на рынке, начали использовать в качестве рамы легкие металлы, такие как магниевые сплавы.

По словам профессора Юркина, Россия начала применять магниевые сплавы раньше, не только в области велосипедов. «С 1998 года по настоящее время, помимо велосипедов, мы также используем автомобили из магниевого сплава для транспортных средств с ограниченными возможностями. На Паралимпийских играх российские спортсмены использовали автомобили из магниевого сплава и выиграли множество чемпионатов»

Производственный процесс сталкивается с огромными трудностями

Инсайдеры отрасли полагают, что именно благодаря превосходной свариваемости магниевых сплавов конструкция рамы может быть произвольной. Но как снизить производственные затраты и создать крупномасштабные производственные линии - сейчас самая большая проблема.

Сообщается, что рама велосипеда из магниевого сплава, изготовленная методом простого литья в форму, не только имеет низкие эксплуатационные характеристики, но и стоимость формы высока. Для одной рамы модели требуется от 3 до 9 форм разного размера, а цена одной формы достигает 100 000 долларов США, что является более высокой стоимостью. Распространенной практикой за рубежом является получение полой трубы из магниевого сплава с помощью таких методов обработки, как горячая экструзия, а затем завершение производства рамы сваркой по мере необходимости. Это позволяет не только обеспечить требования к качеству рамы, но и сэкономить средства.

Однако из-за своих физических и химических характеристик магниевые сплавы испытывают большие трудности при сварке, а удовлетворительное качество сварки получить непросто. Зона температуры кристаллизации магниевого сплава велика, что способствует образованию горячих трещин; температура кипения магния низкая, а после дальнейшего повышения температуры давление его паров в 4–5 раз выше, чем у алюминиевого сплава при той же температуре, поэтому при слишком высокой температуре сварки магний будет газифицироваться, что приведет к взрывам и брызгам; Магний имеет высокое сродство к кислороду, а плотность его оксидов высока, и в нем легко образуются включения; Когда магний близок к температуре плавления, он может прочно соединяться с азотом в воздухе, образуя хрупкие нитриды магния, что значительно снижает механические свойства соединения; поэтому сварка магниевым сплавом затруднена, а дефекты, такие как трещины, поры, а во время сварки часто возникают брызги, что значительно снижает усталостные и другие динамические нагрузочные характеристики сварных соединений из магниевого сплава. Применение в транспортных средствах сопряжено с трудностями. Можно сказать, что технология сварки магниевым сплавом является основной ключевой технической проблемой для реализации крупномасштабного применения автодеталей из магниевого сплава.

Исследователи из Лаборатории передовых технологий соединения Даляньского технологического университета показали, что благодаря техническим исследованиям "Десятой пятилетки" и "Одиннадцатой пятилетки" моя страна решила проблему соединения магниевых сплавов. Даляньский технологический университет разработал конструктивные детали для сварки велосипедов из магниевого сплава, конструктивные детали для сварки мотоциклов и вспомогательные сварочные материалы из магниевого сплава, прошел стендовые испытания и дорожные испытания и соответствовал требованиям экспортных стандартов. Среди них магниевый сплав, произведенный с помощью технологии сварки велосипедов, экспортируется в страны ЕС, что приносит значительные экономические и социальные выгоды.

Репортер узнал от Ассоциации велосипедной промышленности Тяньцзиня, что Ассоциация велосипедной промышленности Тяньцзиня занималась продвижением и применением магниевых сплавов, реализовала план развития индустриализации велосипедов из магниевых сплавов, направляла предприятия на увеличение инвестиций и научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также постепенно освоила разработку материалов из магниевых сплавов, сварку и деформацию, антикоррозионную обработку и другие технологические процессы, и постепенно построить цепочку материалов из магниевого сплава, цепочку поддержки деталей и цепочку технологий талантов с использованием 10 000 тонн материалов из магниевого сплава и возможностей разработки рамной продукции в Тяньцзине Дунъи в качестве основы, чтобы достичь одного миллиона велосипедов из магниевого сплава и создать прочную основу для возможностей индустриализации развития электрических велосипедов.

Разработка электровелосипедных изделий из магниевого сплава также активно способствовала продвижению и применению литий-ионных аккумуляторов. «В процессе облегчения велосипедов преимущества двух новых продуктов — легких магниевых и литиевых аккумуляторов — очевидны, и их можно успешно комбинировать на велосипеде, превращая в пару золотых комбинаций. Они дополняют друг друга и полагаются друг на друга, чтобы стать электрическим завершающим штрихом и основным конкурентоспособным элементом снижения веса велосипеда», - сказал ответственный за Baoding Dongqi Magnesium Alloy Profile Co., Ltd.