铝机械杆怎么样

Ⅰ 碳纤维机器人臂杆制作过程中的铺层工艺

碳纤维复合材料是建造高性能机器人的理想材料之一，目前世界上发达国家的空间机器人和大型机械臂多由此种材料制作而成。碳纤维复合材料具有优良的物理特性，它的比强度高，比刚度大，力学性能可以通过设计进行控制改变，而且其在不同温度中变形极微。

以往的工业机器人是由钢和铝制成的，一个一米长的铝结构机械臂杆件，在室温变化12℃的环境里，杆件变化0.13mm，这将大大影响机器人的精度。对高模量碳纤维复合材料来说，如果优化设计纤维的铺层和方向，却可以达到近似零热变形的设计效果，这是普通金属材料无法实现的。

对于给定的机器人运动（具有一定的载荷，在一定的速度下），末端操作器的弹性动力学响应、机械精度、重复性、末端操作器的稳态时间等特性都受到结构部件的质量、刚度、阻尼特性的影响。从力学方面分析，减少质量将降低惯量，提高操作速度；增加刚度将降低挠度；增加材料的阻尼将减少稳态时间。通过设计，合理地选择机械臂的材料特性和几何尺寸，适当选择变量，通过这些特性的改进将有利于提高控制精度。

我们在使用碳纤维复合材料制作机械臂时发现，碳纤维复合材料的铺层方式对上述机械臂的耐热性和力学性能产生直接影响。因此，下面将以无锡威盛新材料科技有限公司(简称：威盛新材）的碳纤维机械臂生产为案例，对该问题作一个简单的分析和说明。

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无锡威盛新材料科技有限公司的科研团队主攻碳纤维复合材料的研发和生产已有十多年的时间，特别是在碳纤维机械臂的应用方面，是属于国内起步较早、发展较快的一家碳纤维装备制造商。其为哈尔滨某知名机器人制造企业制造的机械臂已进入批量生产环节，在行业内具有一定的影响力，在机械臂的生产制造方面也有许多经验可供借鉴。在制作机械臂时，威盛新材对碳纤维复合材料的铺层处理，主要是根据机器人的性能需求，确定碳纤维复合材料的铺层方向、铺层的顺序和铺层总层数。

1、根据载荷的主方向设定铺层方向

过多的铺层角度取向会给设计工作以及制件成型增加复杂度，所以在满足设计要求的情况下尽可能减少铺层方向数，在铺层设计时，铺层角度一般多选取0°、+45°、-45°、90°这四种，对于其它特殊情况则需另案处理。如果需要将复合材料层合板设计成为准各向同性的，可以用60°的铺层方向（60/0/-60)s，对于使用缠绕工艺制造的制件来说，则不受这些限制。

在实际操作中，角度取向需要根据所承担载荷的类型来选择，即为了最大程度的利用纤维在轴向上的高性能，纤维铺设方向要根据载荷的主方向设定，在点应力状态，角度为0°的铺层对应正应力，角度为±45°的铺层对应剪应力，角度为90°的铺层是用来保证在复合材料制件的径向上有足够的正压力，若复合材料制件承受的载荷以拉压载荷为主，那么铺层方向应该选择拉压载荷的方向；若复合材料制件承受的载荷以剪切载荷为主，那么铺层之中要以+45°和-45°成对铺设为主；若复合材料制件所承受的载荷情况复杂，同时包括多种载荷，那么铺层设计时以0°、±45°、90°多方向混合铺设。

2、调整铺设方式增加碳纤维复合材料的整体性能

为了避免复合材料机械臂制件的基体在各方向上承受载荷，对于选择0°、+45°、-45°、90°四种基本铺层方式铺层的复合材料制件，每一个方向的铺层数占总铺层数的百分比应不小于6％-10％。

在具体铺设时，一般复合材料制件的铺层均采取对称均衡铺设。对称均衡铺设的特点就是在整体的铺层之中，上下铺层关于中间面对称，如果需要设计成非对称均衡铺层，应将这类非均衡或是非对称的铺层布置于靠近整体铺层中间的位置，这种方式能有效避免复合材料制件经历拉-弯耦合、拉-剪耦合之后发生翘曲形变。

在铺设的顺序上还应注意两个方面：第一，为了减少按照相同的方式铺放的相邻两层分层开裂的可能性，一般连续的相同铺层不超过四层，对性能要求更高的复合材料制件不超过两层；第二，为了降低机械臂的层间应力，在使用上述四种铺层角度时，应该尽量将0°层或者90°层布置在±45°层中间，将﹢45°层或者是-45°层布置在0°层与90°层中间。

3、铺层总厚度要兼顾外部尺寸和内部空间

为了不减工业机器人原有的自由度，并保证其原有性能，碳纤维复合材料机械臂在设计时，要维持外部尺寸大小不变，机械臂的内部同时要给布线以及控制电路的安装留有足够的空间，所以机械臂的壳体厚度要在一定的区间内，下限是维持原有性能的最低值，上限是不超过原铸铁结构臂厚度。

通过威盛新材批量生产出的机械臂案例可知，该碳纤维复合材料机械臂制造成本大约是铸铁机械臂的5.5倍，但是在满足工业机器人性能要求的前提下，碳纤维复合材料机械臂要比铸铁机械臂重量减轻72％，机器人的动力学性能因而得到显著提升，同时能耗明显降低。使用碳纤维复合材料替代传统的钢和铝制作机械臂对提升工业生产效率、节约能源保护环境等方面意义重大。我们也相信，随着我国对碳纤维复合材料的基本性能、典型结构、强度分析及成型工艺等方面研究的深入，碳纤维复合材料将在机器人制造中扮演着越来越重要的角色。

参考文献

【1】陈丰，《碳纤维复合材料机械臂设计》，《郑州工学院学报》，1992，12.

【2】田龙飞，《工业机器人用碳纤维复合材料上臂的设计》，中国科学院大学2014年硕士毕业论文。

Ⅱ 战斗机械杆是夜光的好还是钛合金的好

我也打串钩好多年了，矶杆、筏杆、海杆都用过，个人认为，如果手头有软一专点的属海杆或筏杆，完全可以凑合用，前提是要换细线，如果要买，冬钓的话，还是矶杆比较有优势，矶杆长，便于抛投，远近兼顾。而筏杆较短，再挂上串钩，对于抛竿动作要求就高了，新手往往抛不准。且矶杆杆稍细软，反映信号比较灵敏，适合钓冬季吃口轻的鱼。至于长度，建议买4.5米的，因为你买了杆子不仅仅是冬天用吧？4米5的矶杆还可以用来夏天搏巨物，用途更广，更实惠。

Ⅲ 我在铝厂工作 生产铝对身体有什么危害

肯定是有危害的。以下分析较为全面，你参考看看。

由于铝厂生产的特殊性，在生产过程中存在有害因素及危险因素，有害因素主要有粉尘危害、毒物危害、高温危害和噪声危害，危险因素主要有机械伤害、高处坠落、电气伤害和火灾爆炸危险等。

一、主要有害因素分析
1． 粉尘危害
铝厂在生产过程中产生的粉尘主要有氧化铝粉尘、石油焦粉尘、沥青烟尘。氧化铝粉尘主要存在电解厂房内、氧化铝贮运系统；煅烧工段的上料系统、排料系统、煅后工段的混捏机、预热螺旋机以及磨粉系统有粉尘和沥青烟产生；成型工段也有沥青烟产生；残极处理工段的粗碎、配料、筛分等过程均有粉尘产生。天车司机，电解车间工人，炭素粉破碎、筛分等岗位工人受粉尘危害较大。根据TJ36-79《工业企业设计卫生标准》规定，车间空气中有害物质最高容许浓度为，生产性粉尘中的氧化铝粉尘不得超过6mg/m3；其他粉尘（当游离二氧化硅含量在10%以下）不得超过10mg/m3。
2．毒物危害
作业工人接触到的毒物主要有氟化物、硫化物、沥青烟、一氧化碳等。毒物主要存在于电解槽附近及烟气净化系统。
铝电解以冰晶石-氧化铝氟化铝的熔体为电解质，以炭素材料为电极进行电解。电解时在阴极上析出液态的金属铝，在阳极上产生气体。同时还散发出氟化物、粉尘等污染物为主的电解烟气。在400℃～600℃温度下，氧化铝中仍可含有0.2%～0.5%的水分。原料中的水分与固态氟化盐在高温条件下可发生化学反应，同时，进入熔融态电解质中的水分也可与液态的氟化盐发生化学反应，生成有害的氟化氢。
人体吸入过量的氟，常常会引起骨硬化、骨质增生、斑状齿等氟骨病，严重者使人丧失劳动能力。氟化物还对呼吸道粘膜及皮肤有强烈的刺激和腐蚀作用。我国卫生标准规定，车间空气中氟化物（以氟计）的最高容许浓度为0.5mg/m3，按照现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》中对毒物毒性分级的原则，氟化物为Ⅱ级，属于高度危害。
沥青烟主要来源于该工序生阳极工段的混捏机、磨粉系统及成型工段。煤沥青的软化点为100℃～110℃，属高温沥青。沥青对人体的主要危害有两个方面：一是由于沥青中所含的蒽等光感物质，长时间接触，并经阳光照射，可引起皮炎；二是沥青烟对皮肤及粘膜的刺激作用。按照现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》中对毒物毒性分级的原则，沥青烟为Ⅲ级，属于中度危害。
一氧化碳产生于电解槽的阳极，一氧化碳为无色、无嗅气体。它在血中与血红蛋白结合而造成组织缺氧。轻度中毒者出现头痛、头晕、耳鸣、心悸、恶心、呕吐、无力、脉快、烦躁、浅至中度昏迷；重度患者深度昏迷、瞳孔缩小、肌张力增强、频繁抽搐、大小便失禁、肺水肿、严重心肌损害等。我国车间空气中的一氧化碳最高容许浓度为30mg/m3，按照现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》中对毒物毒性分级的原则，一氧化碳为Ⅱ级，属于高度危害。
在电解过程中还有硫化物产生。二氧化硫为无色气体，对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。轻度中毒时，皮肤或眼接触发生炎症或灼伤；严重中毒可在数小时内发生肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。我国车间空气中二氧化硫最高容许浓度为15mg/m3，按照现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》中对毒物毒性分级的原则，二氧化硫可为Ⅵ级，属于轻度危害。
3．高温危害
现行国家标准《高温作业分级》中规定，工作地点平均WBGT指数等于或大于25℃的作业，即为高温作业。铝电解槽电解温度高达940℃～960℃，是主要的生产性热源。炭素工段的煅烧、焙烧、连续混捏、预热螺旋、沥青熔化生产设备均为生产性热源。资料表明，环境温度达到28℃时，人的反应速度、运算能力、感觉敏感性及感觉运动协调功能都明显下降。高温使劳动效率降低，增加操作失误率。主要体现在影响人体的体温调节和水盐代谢及循环系统等。高温还可以抑制中枢神经系统，使工人在操作过程中注意力分散，肌肉工作能力降低，从而导致伤害事故。


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2 电解铝厂的职业危害有哪些？
4．噪声危害
产生噪声的设备主要有净化系统风机、炭素系统破碎机、球磨机、成型机、给料机、振动筛、输送机及焙烧烟气净化系统风机和除尘风机等。在球磨车间，焦炭研磨产生的噪声水平高达100dB（A）。在电解车间电解槽附近，使用气动渣壳破碎机产生的噪声水平达到100dB（A）。噪声能引起人听觉功能敏感度下降甚至造成耳聋，或引起神经衰弱、心血管疾病及消化系统等疾病，噪声影响信息交流，促使误操作发生率上升。

二、主要危险因素分析

1．起重机械伤害
铝厂采用的高位电解多功能天车为桥式起重机，其功能包括：打电解质结壳，往电解槽内加氧化铝，更换阳极，吊运阳极母线柜架提升机，安装和检修电解槽的吊运工作，出铝及吊运抬包，此外，还可以吊运其它重物。
桥式起重机的常见事故有以下几种：①重物坠落：吊具或吊装容器损坏、物件捆绑不牢、挂钩不当、电磁吸盘突然失电、起升机构的零件故障（特别是制动器失灵、钢丝绳断裂）等都会引发重物坠落。②挤压：起重机轨道两侧没有良好的安全通道或与建筑结构之间缺少足够的安全距离，使运行或回转的金属结构对人员造成夹挤伤害；运行机构的操作失误或制动器失灵引起溜车，造成碾压伤害等。③高处跌落：人员在离地面大于2m的高度进行起重机的安装、拆卸、检查、维修或操作等作业时，从高处跌落造成伤害。④触电：起重机在电线附近作业时，其任何组成部分或吊物与高压带电体距离过近，感应带电或触碰带电物体，都可以引发触电伤害。⑤其他伤害：其他伤害是指人体与运动零部件接触引起的绞、碾、戳等伤害；液压起重机的液压元件破坏造成高压液体的喷射伤害；飞出物件的打击伤害；装卸高温液体金属、易燃易爆、有毒、腐蚀等危险品，由于坠落或包装捆绑不牢引起的伤害等。
2．机械伤害及高处坠落危险
机械伤害有以下几种：①挤压；②碰撞和撞击；③接触：包括夹断、剪切、割伤和擦伤、卡住或缠住等。
电解工艺的主要设备有：高位电解多功能天车、拖盘清理机、振动筛、破碎机、提升机、残极压脱机、磷铁环压脱机、铝导杆矫直机等。碳素工艺主要设备有：球磨机、破碎机、筛分机、预热螺旋机、连续混捏机、振动成型机、阳极焙烧炉用多功能机组等。操作人员易于接近的各种可动零、部件都是机械的危险部位，机械加工设备的加工区也是危险部位。如果这些机械设备的转动部件外露或防护措施和必要的安全装置不完善，很容易造成人身伤害事故。
坠落伤害：残级处理工艺中有清理、筛分、破碎及定量等诸多工序，因设备安装在不同平面上，有不同形式的操作平台、地沟、升降口、坑洞及护坎，如果没有防护措施或防护措施有缺陷，工人随时都有坠落摔伤的危险。
3．电气伤害
电气事故可分为触电事故、静电危害事故、雷电灾害事故和电气系统故障危害事故等几种。
（1）触电事故
触电事故可分为电击和电伤两种情况。
电击：电解还原槽是以低电压高电流串联运转的，因此，电击事件通常并不严重。但是，在电力车间高压电源与电解车间联网路的连接点可能发生严重的电击事故。
电伤：在铝电解生产中，其能源主要是直流电能，约占整个能源消耗的97%左右。在电解槽系列上，系列电压达数百伏至上千伏。尽管人们把零电压设在系列中点，但系列两端对地电压仍高达500V左右，一旦短路，易出现人身和设备事故。而且，电解用直流电，槽上电气设备用交流电，若直流窜入交流系统，会引起设备事故。因此，电解槽许多部位须进行绝缘。电解车间内电缆若没有采取有效的阻燃和其他预防电缆层损坏的措施、电气设备接地接零措施不完善、临时性及移动设备（含手持电动工具及插座）的供电没有采用漏电保护器或漏电保护器性能不可靠等都会造成电器设备漏电而引发触电伤亡事故。
（2）静电危害事故
焙烧炉、煅烧炉的输气输油管路、炭素生产系统的除尘管路及燃油锅炉系统等存在着静电伤害。
（3）雷电伤害事故
电解车间厂房的残极破碎、筛分部分高度超过10米，煅烧工段、生阳极及残极处理工段中的除尘排烟系统排气筒高度都在20米以上，在雷雨天存在着被雷击的危险。因此，雷电伤害应引起一定的重视。
（4）电气系统故障危害事故
电气系统故障危害的主要表现是：①线路、开关、熔断器、插座插头、照明器具、电动机、电热器具等均可能成为引起火灾的火源。②原本不带电的物体，因电气系统发生故障而异常带电，可导致触电事故的发生。如电气设备的金属外壳，由于内部绝缘不良而带电；高压邦联接地时，在接地处附近呈现出较高的跨步电压，均可造成触电事故。
4．火灾爆炸危险性
（1）物料的火灾危险性
①沥青：工程生阳极工段的预热螺旋机和混捏机所用的原料之一是煤沥青。煤沥青的软化点为100℃～115℃，闪点大于200℃，沥青属于高分子有机物的混合物。根据GBJ16-87《建筑设计防火规范》对生产储存物品的火灾危险性分类，煤沥青属于丙类。在一定的条件下，能够发生猛烈的燃烧，具有火灾危险性。
②石油焦：石油焦是预焙烧阳极的主要物料之一，石油焦在制造阳极的过程中需要破碎二次，破碎后，形成粉尘。根据《建筑设计防火规范》对生产储存物品的火灾危险性分类，石油焦属于丙类。
③重油：重油可燃，其蒸气遇明火、高热能引起燃烧。根据《建筑设计防火规范》对生产储存物品的火灾危险性分类，重油属于丙类。
④煤气：工频炉所用煤气为发生炉煤气，发生炉煤气相对密度为0.4～0.6，爆炸浓度极限为20%～70%，自燃点700℃，发生炉煤气低发热值为5900kJ/m3。煤气与空气可形成爆炸性混合气体，遇明火、高热能引起爆炸。根据《建筑设计防火规范》对生产储存物品的火灾危险性分类，煤气属于甲类。
⑤轻柴油：轻柴油易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。根据《建筑设计防火规范》对生产储存物品的火灾危险性分类，闪点低于60℃的轻柴油属于乙类，闪点大于60℃的轻柴油属于丙类。
（2）油罐库的火灾爆炸危险性
油罐区火灾爆炸事故一般由以下情况引起：①油蒸气逸散积聚与空气形成爆炸气体，当浓度达到爆炸极限时，遇明火即产生爆炸。②油品失控：跑、溢、滴、漏、洒等情况的发生。③火源失控：设备修焊、明火、电器、发动机、静电和雷电等。加强对油罐区的安全管理及监测，严格控制火源，严禁吸烟和动用明火，防止铁器撞击及电火花的产生，罐区内电气装置要符合防火防爆要求等，这些都是防止油罐库火灾爆炸的必要措施。

Ⅳ 请问，机械键盘钢板好还是铝板好平衡轴还是卫星轴好。

钢板铝板无感，都比没有好。平衡杆比微型轴强，微型轴太肉了

Ⅳ 自行车铝合金好还是高碳钢好

高碳钢就是传说中的铁架子车----HI-TEN。铝合金的当然要耐用一点,而且会轻很多。一般铝合金的车架比高碳钢的要贵好多倍。

高碳钢:优点:强度高,韧性好. 缺点:易生锈,腐烂,重量很大。铝合金: 优点:强度还行,重量较轻,不生锈,不腐烂。缺点:韧性不好比较脆（路感较硬）。

这种都是低端自行车材料，适合普通民众居家旅行之需！ 而高碳钢则是最廉价！ 主攻市区平地，求轻快，铝合金的好； 主攻远郊坑地，求稳重，高碳钢的好！

使用和维护

车况检查

正常的骑乘使用是不须要任何技术的，但却是在自行车的维护中，最重要且最基本的一项，在骑乘前，对自行车的车况加以检查，是很重要，也是常被遗忘的，因此在骑车前，记得做以下的检查：

检查骑乘姿势尺寸：如果你骑的不是专属于自己的车，记得在骑车前将座垫调至适当高度。

检查各部位螺丝松紧：检查前后轮及座垫杆的快拆是否锁紧了，检查车把是否已固定好，其他螺丝是否有松脱情况。

检查轮胎：检查胎压是否足够，不足的话将之打到适当压力，检查胎壁是否有裂痕、割伤胎纹是否已经过浅，如果必要则须更换外胎。

检查刹车：试拉前后刹车，检查刹车是否可以确实刹停。

检查前车腕：刹住前刹车，将车身前后摇动，如有感到有晃动的间隙，表示前车腕须重新调整。

检查变速器：起步后先试着分别变前变速与后变速，是否可以顺畅的变到各档速，是否会有奇怪的怪声。

以上内容参考：网络-自行车

Ⅵ 铝电缆跟铜电缆对比怎么样，是否可以取代铜电缆

广东胜宇电缆为你解答关于铝合金电缆的误区：

“成本低于铜电缆，铝取代铜”？由于厂家的过度大肆宣传，不明白的人一定会以为铝合金电缆的电阻能够与铜电缆持平，这是厂家睁一只眼闭一只眼的说法。实际上，铝合金电缆仅仅在原有铝电缆的基础上，加强了导体的机械性能以及耐腐蚀性。同等截面的铝合金电缆的电阻与铝电缆相比并无过大优化，仅仅是略优于铝。实际上厂家宣传的成本低是综合工程造价而来，因为铝合金电缆较铜电缆除了生产成本低，还有安装费用低、联锁铠装取代电缆桥架等节省费用。这样下来，综合整体工程造价对比使用铜电缆的工程造价，确实是可以便宜1/3以上！

合金电缆比普通电缆的优势：

1、导电性能：

铝合金的导电率是最常用基准材料铜IACS的61.5%，载流量是铜的79%，优于纯铝标准。

2、抗蠕变性能

铝合金导体的合金材料与退火处理工艺减少了导体在受热和压力下的“蠕变”倾向，相对于纯铝，抗蠕变性能提高300%，避免了由于冷流或蠕变引起的松弛问题。

3、抗拉强度和延伸率

铝合金导体相比于纯铝导体，由于加入了特殊的成分并采用了特殊的加工工艺，极大的提高了抗拉强度，且延伸率提高到30%，使用更加安全可靠。

4、热膨胀系数

热膨胀系数用来计算在温度变化时材料的尺寸变化。铝合金的热膨胀系数与铜相当，多年来铝连接器一直可靠地用于铜和铝导体，且当今使用的大部分电气连接器都是用铝制造的，这尤其适合铝合金。所以铝合金导体与连接器的膨胀和收缩完全一致。

5、自重承载力强

铝合金改善了纯铝的抗拉强度，铝合金电缆可支撑4000米长度的自重，铜电缆只能支撑2750米。这种优势在大跨度的建筑（如体育场馆）配线时体现得尤为突出。

6、防腐蚀性能

铝固有的防腐性能缘自当铝表面与空气接触时形成薄而坚固的氧化层，这种氧化层特别耐受各种形式的腐蚀。而合金中添加的稀土元素又能进一步改善铝合金的耐腐蚀性能，特别是电化学腐蚀。铝能承受恶劣环境的特点使其被广泛应用于托盘内电缆的导体，以及许多工业元件和容器。腐蚀的产生通常与不同的金属在潮湿环境中的连接有关，可使用相应的保护措施来防止腐蚀的发生，比如使用润滑油、抗氧化剂和保护涂层。碱性土壤和某些类型的酸性土壤环境对铝有较大的腐蚀性，所以直埋敷设的铝导体应使用绝缘层或模压护套防止腐蚀。在含硫的环境中，例如铁路隧道和其它类似地方，铝合金的抗腐蚀性能大大优于铜。

7、柔韧性

铝合金有很好的弯曲性能，其独特的合金配方、加工工艺，使柔韧性大幅提高。铝合金比铜柔韧性高30%，反弹性比铜低40%。一般铜缆的弯曲半径为10~20倍外径，而铝合金电缆弯曲半径仅为7倍外径，更容易进行端子连接。

8、铠装特性

国内常用的铠装电缆，大多采用钢带铠装，安全级别低，在受到外界破坏力时，其抵御能力差，容易导致击穿，且重量重，安装成本相当高，加之耐腐蚀性能差，使用寿命不长。而我们根据美国标准开发的金属连锁铠装电缆，采用的是铝合金带连锁铠装，其层与层之间的连锁结构，保证电缆能经受外界强大的破坏力，即使电缆遭受较大的压力和冲击力时，电缆亦不易被击穿，提高了安全性能。同时铠装结构使电缆与外界隔离，即使在火灾时，铠装层提高了电缆的阻燃耐火级别，降低了火灾的危险系数。铝合金带铠装结构相对于钢带铠装，其重量轻，敷设便利，可免桥架安装，能减少20%~40%的安装费用。根据使用场所的不同可以选择不同的外护套层，使铠装电缆的用途更加广泛。

9、紧压特性

单从体积电导率方面考虑，铝合金不及铜，但我们开发的导体不仅从材料性能方面作出了改进，而且在工艺方面也取得大的突破，我们采用超常规的紧压技术，使紧压系数达到0.93，而异型线的紧压系数能达到0.9。

Ⅶ 捷安特自行车架铝合金 高碳钢哪种更好有知道的吗，请告知，谢谢。

碳钢
未故意添加任何合金元素的铁（Fe）--碳（C）合金为碳钢，碳在钢中有提高强度的作用
，含碳量越高，强度越好，但含碳量高于0.8%时，含碳量越高，钢越脆，因此在车架及
前叉的材料为强度适中，塑性佳，易加工的中低碳钢，碳含量约0.25%---0.35%。

碳纤维 （CERP)
碳素纤维的学名叫“聚丙烯晴基碳纤维”由碳纤维与相关的基体树脂（如环氧树脂）备制的复合材料其多项物理力性能如：比强度、比弹性率等可以与金属媲美，但是比重却比金属轻得多。碳纤维车架的特徵是「轻、不弯曲、冲击吸收性好」，但是，充分发挥碳纤维的优异性能，在技术上看起来不是那么容易，各碳纤维材料厂家之间的品质差异也较大。自行车厂家考虑到成本问题，不大可能使用高等级的碳纤维来制作车架。虽然存在上述的现实问题，但是碳纤维车架还是具有其他素材所没有的优点，可以制造8、9kg左右的轻量自行车，这种碳纤维轻量自行车，登坡时最能体现其优点，登坡顺利而爽快。而不会像一些轻的铝合金车架，登坡时感到有一种向后拉的力量。
碳纤维是把碳纤维用树脂凝固成形的东西。非常轻，但它是具有方向性的材料(拉伸强但容易断)，因此采用把薄料层层重叠的方法来解决缺点。
通常每束含3000根碳素纤维的称为3K编织的碳纤维布，按照每平方厘米的编织密度计算可分为：5束、6束、7束、8束等，其单层厚度约在0.25——0.29mm之间，密度越大、厚度越厚。每束含1000千根的称为1K，其编织密度会大大超过3K碳纤维布，但是它的厚度却只有0.15—0.2mm左右。由于工艺复杂1K碳纤维布的价格几乎是3K碳纤维布的3倍，也许是性价比的缘故，多数制造商均采用3K碳纤维布制作。

●碳纤维车架的优点
(1).可以制作重量轻的车架
碳纤维车架是把碳纤维对着发生应力的方向层层叠而得到强度。碳纤维车架非常轻，这是它的密度和强的拉伸强度构成的。
捷安特的碳纤维车架非常轻，2000年的型号1.2kg重
(2).冲击吸收性好
碳纤维用来制作残疾者运动时用的假腿，或者特殊的弹簧等被用在各领域。利用它的吸收冲击力优异的性能，制作不用避震器的自行车。如SCOTT厂的ELEVATED车架是著名的。但是各个厂家之间的品质差异较大，有的很硬，因此这种车架乘骑后才能知道好或者不好。
(3).可以制造各种形状的车架
碳纤维的基本成型方法是，在模具上铺上纤维片然后流入树脂并烧固。可以制成各种形状的车架。如TREK的Y车架是著名的。

●碳纤维车架的缺点
(1).复杂的应力计算
构成碳纤维车架的是碳纤维，它的特点是拉伸强度强，但剪断强度弱，加工时需要进行复杂的应力计算(纵刚性、横刚性)，根据计算把碳纤维片重叠成型。加工技术各厂家各异，应选择有经验而可靠厂家的制品是很重要的。
(2).难于更改尺寸
由于作好模具后成型，难于更改尺寸。无法相应多尺寸多款式的订单。
(3).老化？
使用树脂因此会不会老化？这是一个存在的课题，它放置在阳光下时会逐渐变白。当然这种现象关系到厂家的技术。最好不要放置在阳光下。

CrNiMo铬钼钢

铬钼钢 （Fe-Cr-Mo)
在自行车的100年历史当中，铁素材是刚性与重量方面都均衡的理想素材。铁制车架的最大特徵是可在各种成份，各种粗细厚薄的铁管中，任意选择所需要的铁管进行加快。因此可以选择最适合于的尺寸、刚性、骑感的车架，这对于数毫米的差异也敏感的老车手来说是很有好处的。它的最大的缺点是比起其他的素材重(过去)。但是最近的铁素材车架经过热处理，把薄的管道做成粗的管来使用，其重量不会输给轻的合金。
铬钼钢是铬、钼的合金。它的性能如下：
○淬火性好。
○对回火处理的抵抗性大。
○回火脆性倾向少。
○高温加工性好，加工后美观。
○熔接性好。

●铬钼钢车架的优点
(1).加工性好
铬钼钢的车架是历史最久的车架，因此对它的研究时间也最长。现在能做到车架所需强度的极薄的管道。
(2).冲击的吸收性能好
骑感极好，如「像弹簧般的骑感」。构成车架的铬钼钢管道有优异的吸收冲击的性能。
(3).焊接容易
铬钼钢比起钛、铝焊接容易。可以设计成名种形状。另外，焊接后也不需要热处理，因此不需要大型的热处理设备，成本低。
(4).价格便宜
虽然有些高挡次的铬钼钢车架价格贵，但一般价格便宜。也可以说，用便宜的价格买到高挡次的车架。

●铬钼钢车架的缺点
(1).容易生锈
车架用的铬钼钢含有铬，但是添加量少(不锈钢含有12%的铬)的铁系合金。若没有施有表面处理的话，有伤口时容易生锈。但是一般都有进行防锈加工。自行车的场合，管道的肉压薄，生锈后的影响将会非常大。生锈→肉压减少→强度下降(应力集中)。
(2).金属的疲劳显著(应力集中引起的金属疲劳)
若使用肉薄的铬钼钢车架时需要注意！当然金属疲劳这个现象任何金属都会产生包括铝等在内。金属疲劳现象简单地说：金属虽然具有防止塑性变形的小小的力量，但是反复施加应力时，金属可能被破坏(被称为微细的应力集中)。飞机出事时，有时候也是某部分的金属疲劳引起。对自行车来说，由于金属疲劳的原故，可能出现强度不能保持。例如，进行DH时产生的冲击缩短了自行车的寿命。若感觉到踩踏时不那么顺利前进时很有可能是金属已发生疲劳。
焊接部位，如从管道侧(母体)到溶融的部位(溶接部)，结晶的特性都会显著变化。为使这些组织均一化，本来应该再次结晶化(详细内容后述)。但是车架加工厂不一定有这种大型炉，另一方面，这种加工使已经冷却过的再次硬化，使得变增强的管道的强度降低。
由于存在上述原因，焊接时采用各种方法来加工。如利用低温焊接等方法制造车架。不管是任何优秀的焊接，，焊接部位(1000°C以上)和另管道侧(室温)之间的温度差，冷却时收缩而发生残留应力。该部位受到应力集中时，可能会产生裂缝。结果自行车骑的时间长时可能会引起金属疲劳，微观的硬化加工也使冲击的吸收性也变得差.

铝合金 （Al-Mg-Si,Al-Zn-Mg-(Cu)）

很久以前就有用铝合金制作的车架。轻而价格低是它的优点。但是从「轻」来说，当前与铁素材比较相差并不大。老车手对它的反应是「虽轻但易弯曲」。虽然经过多次改进，但是始终克服不了杨氏弹性模量低的缺点。最近的铝合金车架，为了提高杨氏弹性模量，加大管道外径，使用扁平管，或者对铝管进行热处理等，制造出轻而有刚性的车架，这种最新的铝合金车架对车手来说，具有足够的轻量与刚性。
铝合金是纯铝中加入Mg，Zn，Si，Cu等金属的合金。铝本身具有轻量、可塑性好、耐腐蚀等优点，加入其他金属后显著提高了机械性能。自行车所使用的铝合金多数为6000系（Al-Mg-Si）和7000系（Al-Zn-Mg-Cu)两种，经过热处理(铝耐高温，在高温下能改变性质)可以制成名种各样的材料。
6000系被认为是耐腐蚀、强度好、焊接性也好的材料。下表表示使用最多的6061合金的机械强度。
7000系是铝合金中最强的材料。尤其是7075是特超硬铝(制造飞机的材料)，但是它的焊接难度大，耐腐蚀性差(会发白)等。下表表示使用最多的7005和7075合金的机械特性。表中的有关热处理以如下数字来表示：
-0：完全退火
-T5：人工时效(无溶体化处理)
-[T6]：溶体化处理后人工时效
-T7：溶体化处理后稳定化处理
-T8：溶体化、硬化加工、人工时效

●铝合金车架的优点

(1).可以制作重量轻的车架
铝的比重轻但不够硬，为了增强强度把它制成合金并施予热处理。[热处理技术]采用时效析出增强法，简单地说，在金属内形成一种妨碍金属变形的物质。在某种高温下进行热处理时，会引起时效析出，若没有经过这个程式的车架，也会引起常温时效。就是说把车架放置在房间内也会逐渐变强。
许多铝合金制车架用6061T6材料来制造。T6标志表示经过热处理、时效。若没有热处理的话强度只能达到1/2，或者1/5的程度。
有7075标志的自行车零件(如XTR曲柄等)，严格来讲没有经过热处理。也就是说因没有时效，因此是常温时效。7075合金本来就必要进行热处理，通过热处理其强度可以增加5倍。
另外，7005合金也常用来制造车架，它的强度比不上7075，但是它在常温下也能够进行足够的时效的材料。这种材料也可用Padded加工制成薄料。但是材料本身的强度及杨氏弹性模量低，因此加粗管道直径来提高刚性。通常被称作铝制粗管道的是这种类型。

(2)长时间使用外观不怎么变化
铝本身是很容易受腐蚀的金属，在空气中几乎不存在没有被氧化的铝，放置在空气中马上被氧化而形成很薄的氧化膜。为什么不生锈呢？原因是该氧化膜达到一定的程度时防止继续生锈。该氧化膜几乎是无色因此外观上不容易发现变化(有时会发白)。
另一方面，骑这种材料制造的自行车时，骑的次数越多，应力发生的次数也高，强度也显著引起变化。近来为了谋求轻量，许多车架使用薄料来制作(薄的程度已达到极限)。这些都是使用没有疲劳极限的铝合金来制作车架，到底长时间使用后强度变化将是如何呢！Dedacciai公司制作的SC61-10A等是表面施有喷丸硬化加工(KET处理)的管道，这种加工的目的是延长疲劳的寿命。根据公开的资料，能提高140%。，KET处理是：疲劳破坏是在金属表面上所发生的裂缝为起因，因此用硬化加工技术来提高金属表面的硬度。

●铝合金车架的缺点
1).铝是弹性率及刚性低的材料。因此采用粗的管道，或者改变形状如cross-over管、padded管等。
(2).需要进行热处理
必需进行热处理，否则强度不够。因此一般的规模不大的工厂无能力购买热处理设备。尤其是6000系的铝合金管，多数情况是管道厂家指定热处理条件。

●铝合金的分类 : 工业上对铝合金有一个以4位数规格编号来表示其材质，特性与主要用途如下列：

1000系列 纯铝（Al含量（质量分数）不小于99.00%） :

1050,1070
高纯铝、电导性、热传导性、耐蚀性
导电材料、热交换装置 化工类装置配管。

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2000系列 以铜为主要合金元素的铝合金 :

2011,2014,2017,2117,2024
切削性优秀、高强度、 耐蚀性不强
杜拉铝总称、切削材、零件螺丝等结构材、飞机材、锻 造用素材、汽机车油压零件、运动用品 。

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3000系列 以锰为主要合金元素的铝合金 :

3003,3203
耐热性比纯铝好、强度高、耐蚀性良好
化学装置配管、热交换装置、 复印机用感光筒。

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4000系列 以硅为主要合金元素的铝合金 :

4032
耐热、耐磨耗性良好
VCR 磁头、活塞构件、锻造用。
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5000系列 以镁为主要合金元素的铝合金 :

5052,5056
中强度合金、耐蚀、熔接性良好
化工业配管、机器零件、照相机镜筒。

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6000系列 以镁、硅为主要合金元素，并以Mg2Si相为强化相的铝合金 :

6061
耐蚀性优秀的中强度结构合金，可熔接、加工性好
路上车辆、船舶、海上运输机材、道路用建材、运动用品等。

6063
耐蚀性、表面处理性良好、挤压性优秀
占挤压材的大半建材、建设材、装饰品材、家电制品材及其他一般泛用品。

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7000系列 以锌为主要合金元素的铝合金

7005
中强度
熔接用结构合金、车辆、汽车、机车零件。

7075
称为超杜拉铝、为最高强度合金、耐蚀性、熔接性差
高强度用材： 飞机等机械零件、运动用品等。

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8000系列 以其他合金元素为主要元素的铝合金

8090,8091
实用合金极少

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9000系列 备用合金组

9000系列铝合金材质，是被美国国防工业保护，目前自行车工业只有 Klein 及 Trek 有在使用， 9000系列铝合金材质特性是超轻、超高强度、熔接加工性优良，大多用在航太工业上。

●铝合金在自行车产业的运用

在自行车工业上有用到的铝合金材料的零件实在是非常的多， 举凡看得到的金属零件部分将近95%皆可以使用铝合金材料。像是轮圈 、辐丝头、花鼓、曲柄、歯盘、飞轮、车手、煞车夹器、龙头、座管、座垫弓、前叉碗.....等等。
大部分的材料皆是2000、5000、6000及7000系列，车架及前叉部份则以7000系列用的最多。

另外在2000及6000系列的部分也用的很多，例如车手、煞车夹器、曲柄、龙头、座管....等等。铝合金材料的大量运用在自行车工业上也不过是近 20年来的事，虽然铝合金材料已经在自行车工业上使用很久了，但是加工层次的进步及普及才是铝合金材料被大量运用大力的推手。

以台湾为例：铝合金自行车车架是约1986年出现， 当时热处理及焊接技术尚未成熟，大家对铝合金的特性也不是非常了解，但是经过4-5年的摸索，大家已经能抓到生产的窍门并开始大量生产了，尤其是在管材及加工层次的运用。

但是各位一定会问到：铝合金这样软的材料如何可以做自行车的车架及其他的零件呢 ?

答案很简单，那就是将铝合金变硬就好了。也就是说加上[热处理技术]的过程，就可以将铝合金材料变硬了，这样一来就达到自行车车架及其他零件的安全标准了。

钪合金Sc-Al
Sc-Al中间合金,铝镁基合金的最有效改进剂；生产导弹和制造航天器、汽车、船舶等的特种合金。钪对铝合金具有非常神奇的合金化作用，在铝中只要加入千分之几的钪就会生成Al3Sc新相，对铝合金起变质作用，使合金的结构和性能发生明显变化。加入0.2%~0.4%Sc可使合金的再结晶温度提高150~200OC，且高温强度、结构稳定性、焊接性能和抗腐蚀性能均明显提高，并可避免高温下长期工作时易产生的脆化现象。

通过添加微量钪有希望在现有铝合金的基础上开发出一系列新一代铝合金材料，如超高强高韧铝合金、新型高强耐蚀可焊铝合金、新型高温铝合金、高强度抗中子辐照用铝合金等，在航天、航空、舰船、核反应堆以及轻型汽车和高速列车等方面具有非常诱人的开发前景。据报道，在该方面研究最早、最深入的俄罗斯已经开发出了一系列性能优良的铝合金，并正在走向推广应用和工业化生产。1420合金已广泛用作米格-29、米格-26型飞机，图-204客机及雅克-36垂直起落飞机等的结构件。1421合金还以挤压异形材的形式用于安东诺夫运输机作机身的纵梁。此外，美、日、德和加拿大以及中国、韩国等也相继展开对钪合金的研究。近几年，美国已将钪铝合金用于制造焊丝和体育器械（例如棒球和垒球棒，曲棍球杆，自行车横梁等），钪铝合金制造的棒球棒和垒球棒已在多项世界大赛及夏季奥运会的比赛中得到使用。

由于钪的熔点（1540℃）远比铝的熔点（660℃）高，钪的密度（3.0g/cm2）则与铝的密度（2.7g/cm3）相近，曾考虑用钪代替铝作火箭和宇航器中的某些结构材料。美国在研究宇宙飞船的结构材料时要求在920℃下材料还应具有较高的强度和抗腐蚀稳定性，且比重要小，据认为钪钛合金和钪镁合金是具有熔点高，比重小和强度大等特点的理想材料之一。钪也是铁的优良改化剂，少量钪可显著提高铸铁的强度和硬度。钪也可用作高温钨和铬合金的添加剂。

镁合金
镁是极易燃烧的金属，早期摄影用镁光灯，即燃烧镁粉所造成强光，镁合金的重
量及强度约为铝合金的2/3，虽然轻，但不易加工，且较脆，一般车架，极少使用。

镁是工程应用中最轻的金属结构材料，其密度仅为1.8克/厘米3，是钢的1/4，铝的2/3。由于镁合金质量轻、比强度和比刚度高、阻尼减震性好，还具有优良的切削加工性能，在航空、航天、汽车、轨道交通和电子工业中具有十分广阔的应用前景。虽然镁元素的发现时间同铝接近，相对于全世界年用铝量2700万吨的水平，镁的使用量还较小，因此发展镁产业还具有巨大的机会和潜力。在镁科学与技术研究方面，全世界包括西方发达国家对镁的研究和开发还十分有限，国内与发达国家的差距远远不如在铝和钢铁方面那么大，只要我们抓住机会，开展原创性的研究开发工作，完全有可能在镁产业发面实现跨越发展，形成创新—设计—制造的完整产业链。