Aleación de magnesio: “reduciendo la carga” de las bicicletas eléctricas

"La aleación de magnesio tiene una serie de ventajas. En la aplicación de bicicletas, tiene alta rigidez, alta resistencia a los golpes y alta resistencia a la flexión; tiene buena artesanía y es fácil de apretar y deformar; el material se puede reciclar completamente sin residuos, lo que es respetuoso con el medio ambiente. Limpio, nada dañino para el medio ambiente." En la recientemente celebrada Tercera Cumbre de Desarrollo de la Industria de Bicicletas Eléctricas de China, las opiniones del profesor ruso Yurkin fueron ampliamente reconocidas por la gente de la industria china de bicicletas eléctricas.

Se entiende que el magnesio y sus aleaciones tienen las características de baja densidad, alta rigidez específica y resistencia específica, buena amortiguación y fácil reciclaje. Se han industrializado en los campos aeroespacial, automovilístico, de motocicletas y de bicicletas. La cantidad de magnesio utilizada en las bicicletas se ha utilizado como uno de los estándares para medir la naturaleza avanzada de los automóviles: los automóviles europeos y americanos utilizan entre 5,8 y 23,6 kg de piezas de aleación de magnesio por coche, y la cantidad de bicicletas en mi país es inferior a 10 kg. Con la tendencia del peso ligero y ligero en los últimos años, la industria de bicicletas eléctricas de China también ha comenzado a utilizar cada vez más aleaciones de magnesio.

Los materiales ligeros cobran protagonismo

El responsable de la Asociación de la Industria de Bicicletas de Tianjin cree que los productos de bicicletas eléctricas cada vez más ligeros son el significado del desarrollo de industrias ecológicas, de ahorro de energía, de reducción de emisiones, de productos bajos en carbono. Desde la perspectiva de los requisitos innovadores para mejorar la calidad baja en carbono de los productos de bicicletas eléctricas para la reducción de peso y el ahorro de energía, el desarrollo y la aplicación de nuevos materiales estructurales de ingeniería livianos y baterías de alto rendimiento tienen una importancia revolucionaria para mejorar la calidad y el rendimiento de los productos de bicicletas eléctricas y reducir la "huella de carbono". Se informa que el cuadro de la bicicleta es la principal parte portante de la bicicleta y la parte más concentrada del peso total. Si quieres reducir el peso de la bicicleta, debes elegir materiales que sean más ligeros y tengan propiedades mecánicas integrales extremadamente altas. La aleación de magnesio es una de las mejores opciones.

Investigadores de la Escuela de Materiales de la Universidad Tecnológica de Hebei dijeron que las propiedades mecánicas de los materiales estructurales necesarios para fabricar cuadros de bicicletas incluyen principalmente: densidad, módulo elástico, longitud de tracción, resistencia a la tracción, resistencia a la fractura y tenacidad. La resistencia a la tracción y la dureza de las aleaciones de magnesio también mejorarán en consecuencia después de un tratamiento adecuado. Los métodos adecuados pueden garantizar que la aleación de magnesio cumpla con los requisitos en términos de resistencia y módulo elástico, y un coeficiente de amortiguación más alto puede garantizar que el cuerpo absorba parte de la energía en el proceso de impacto para reducir el impacto en el ciclista y, al mismo tiempo, también puede mejorar la vida útil de la bicicleta.

Se entiende que debido a la consideración del peso ligero, muchas empresas nacionales de bicicletas eléctricas comenzaron a realizar experimentos de aplicación de aleaciones de magnesio y aluminio en bicicletas hace unos años, y lograron grandes avances. En la actualidad, algunas bicicletas eléctricas del mercado han comenzado a utilizar metales ligeros como aleaciones de magnesio como cuadro.

Según el profesor Yurkin, Rusia comenzó a aplicar aleaciones de magnesio antes, no sólo en el campo de las bicicletas. Desde 1998 hasta la actualidad, además de bicicletas, también hemos utilizado vehículos de aleación de magnesio para vehículos discapacitados. En los Juegos Paralímpicos Olímpicos, los atletas rusos utilizaron vehículos de aleación de magnesio y ganaron numerosos campeonatos"

El proceso de producción enfrenta enormes desafíos

Los expertos de la industria creen que es precisamente debido a la excelente soldabilidad de las aleaciones de magnesio que el diseño del marco puede ser arbitrario. Pero cómo reducir los costos de producción y establecer líneas de producción a gran escala es el mayor desafío ahora.

Se informa que el cuadro de bicicleta de aleación de magnesio fabricado mediante fundición en molde simple no solo tiene un rendimiento deficiente, sino que también el costo del molde es alto. Un marco de modelo requiere de 3 a 9 moldes de diferentes tamaños y el precio de un molde alcanza los $100.000, lo que supone un coste más elevado. La práctica común en el extranjero es obtener un tubo hueco de aleación de magnesio mediante métodos de procesamiento como la extrusión en caliente y luego completar la producción del marco mediante soldadura según sea necesario. Esto no sólo puede garantizar los requisitos de calidad del marco, sino también ahorrar costes.

Sin embargo, debido a sus propias características físicas y químicas, las aleaciones de magnesio presentan grandes dificultades en la soldadura y no es fácil obtener una calidad de soldadura satisfactoria. La zona de temperatura de cristalización de la aleación de magnesio es grande, propensa a grietas calientes; el punto de ebullición del magnesio es bajo y, una vez que la temperatura aumenta aún más, su presión de vapor es de 4 a 5 veces mayor que la de la aleación de aluminio a la misma temperatura, por lo que una vez que la temperatura de soldadura es demasiado alta, el magnesio se gasificará, lo que provocará explosiones y salpicaduras; El magnesio tiene una alta afinidad por el oxígeno, y su densidad de óxido es alta, y es fácil formar inclusiones; cuando el magnesio está cerca de la temperatura de fusión, puede combinarse fuertemente con el nitrógeno en el aire para formar nitruros de magnesio frágiles, lo que reduce significativamente las propiedades mecánicas de la unión; por lo tanto, la soldadura de aleación de magnesio es difícil y defectos como grietas, poros, y es probable que se produzcan salpicaduras durante la soldadura, lo que reduce significativamente la fatiga y otras cargas dinámicas de las uniones soldadas con aleación de magnesio. La aplicación en vehículos presenta desafíos. Se puede decir que la tecnología de soldadura de aleación de magnesio es el principal problema técnico clave para realizar la aplicación a gran escala de piezas de automóviles de aleación de magnesio.

Investigadores del Laboratorio de Tecnología de Unión Avanzada de la Universidad Tecnológica de Dalian revelaron que a través de la investigación técnica del "Décimo Plan Quinquenal" y el "Undécimo Plan Quinquenal", mi país ha resuelto el problema de conexión de las aleaciones de magnesio. La Universidad Tecnológica de Dalian ha desarrollado piezas estructurales de aleación de magnesio para soldadura de bicicletas, piezas estructurales para soldadura de motocicletas y materiales de soporte para soldadura de aleación de magnesio, y pasó la prueba en banco y la prueba en carretera, y cumplió con los requisitos estándar de exportación. Entre ellas, la aleación de magnesio producida mediante tecnología de soldadura Bicycles se ha exportado a países de la UE con importantes beneficios económicos y sociales.

El periodista se enteró por la Asociación de la Industria de Bicicletas de Tianjin de que la Asociación de la Industria de Bicicletas de Tianjin ha llevado a cabo la promoción y aplicación de aleaciones de magnesio, ha implementado el plan de desarrollo de industrialización de bicicletas de aleación de magnesio, ha guiado a las empresas para aumentar la inversión y los esfuerzos de investigación y desarrollo, y ha dominado gradualmente el desarrollo de materiales de aleación de magnesio, soldadura y deformación. , tratamiento anticorrosión y otras tecnologías de proceso, y construir gradualmente una cadena de materiales de aleación de magnesio, una cadena de soporte de piezas y una cadena de tecnología de talento con Tianjin Dongyi 10,000 toneladas de materiales de aleación de magnesio y capacidades de desarrollo de productos de cuadros como núcleo, con el fin de lograr un millón de bicicletas de aleación de magnesio y construir una base sólida para las capacidades de desarrollo de industrialización de las bicicletas eléctricas.

El desarrollo de productos de bicicletas eléctricas de aleación de magnesio también ha promovido fuertemente la promoción y aplicación de baterías de iones de litio. "En el proceso de aligeramiento de bicicletas, las ventajas de los dos nuevos productos, las baterías ligeras de magnesio y litio, son excepcionales y se pueden combinar bien en la bicicleta para convertirse en un par de combinaciones doradas. "Se complementan y dependen unos de otros para convertirse en una bicicleta eléctrica. El toque final y la competitividad central de la reducción de peso", dijo la persona a cargo de Baoding Dongqi Magnesium Alloy Profile Co., Ltd.