为什么辐条帽是用黄铜做的?
2022年12月17日 17:25 来源:pinkbike 作者: Travis Engel
我们正在未来世界中畅游,说的不只是蓝牙控制升降坐管。许多永恒不变的零部件,现在都变成了更酷炫的形状和材料。鞋底充满了品牌和各种专利技术,以前只有一个名字叫“橡胶”。润滑剂变得五花八门,以前只有一个名字叫“油”。不过有一样东西,尽管自行车行业也在努力尝试,但暂时还没办法颠覆:辐条帽。
当然了,现在有许多精美的工具让编轮更容易,或者辐条帽在出厂的时候就涂好了螺丝胶,但制造这些辐条帽的合金仍然是铝合金或者黄铜。
黄铜。门把手、长号、六分仪也是黄铜做的,这种材料曾经是辐条帽的绝对主流材料,持续了五十年。辐条帽并不像辐条那样采用不锈钢,为什么呢?自行车上其他有负载的零件,没有一个是黄铜的。而且,不是用那些能防止氧化的材料更好吗?因为这在平常不属于我们很有必要去了解的道理,于是我咨询了Sun Ringlé的产品经理斯科特·博伊德(Scott Boyd)。Sun Ringlé是Wheelsmith Spokes的兄弟公司。
“我也要查资料才能回答你的疑问,”博伊德坦承道,“辐条帽在很多年前是用钢制成的。Schwinn Continental、Suburban这些车子上的就是钢条帽。在我们进入行业之前,黄铜就已经是主流了。”首先,黄铜是一种锌铜合金,而黄铜辐条帽并非100%黄铜。黄铜辐条帽表面一般有黑色或者银色的氧化层,把表面磨掉以后,你才能看到里面的材料。黄铜合金通常还含有铝、砷和铅。有趣的题外话:Sun Ringlé的许多轮组都改用低铅辐条帽,特别是在童车,就不需要根据65号法案向加州消费者声明“产品含有导致癌症、流产或其他生殖系统损伤的物质。”
黄铜比不锈钢稍软,受力后形变量会大一些。“一根辐条的张力总是在变化的,”博伊德解释道,“不管你是正在骑车,还是编轮的过程中。”辐条帽和辐条本质上就算螺母和螺丝,它们能拧在一起是因为拧紧的时候,螺纹处有轻微的形变。抵抗这种形变的材料则让螺丝有保持拧紧的倾向,也是为什么有时候需要加锁紧垫圈。特别对于辐条,因为受力总是变化,黄铜稍好的形变能力能够让辐条和辐条帽之间的摩擦力保持稳定。
“而且黄铜是天然的润滑剂,”博伊德补充道。如果辐条和辐条帽都是不锈钢的,会出现一种叫“拉毛”的问题。拉毛是指一种材料的一部分被刮下,然后附着在另一种材料上,使得一种的表面上留有坑洞,而另一种的表面上有凸起。这和摩擦焊接是类似的效果,两者表面有滑动或者旋转的极端受力,就会使得两者粘结在一起。
说到粘结,黄铜和钢的性质并不相似,如果想要避免化学腐蚀,这种组合应该是不能有的。不过并不是所有材料都会有相同的表现。这里是原电池腐蚀,不同的材料在一起会相互腐蚀,视乎它们的活泼性。活泼性是金属元素的一种性质,活泼性最低的是金。两种金属的活泼性越接近,放在一起就越安全。黄铜和钢的活泼性差异比较小,就成了黄铜辐条帽的优点。有趣的是,虽然不同种类的铝合金会有不一样的反应,但不管是哪种,铝合金辐条帽总是比黄铜辐条帽更容易发生电化学腐蚀。
钛合金也不容易和钢发生反应,但用钛合金来做辐条帽的减重几乎可以忽略不计。“以前有过钛合金辐条帽。你在阿里巴巴上还能买得到。不过生产和造价都限制了钛合金辐条帽,而且重量还不如铝合金。”博伊德说。
其实知道我们的自行车上还应用着一些史前技术还挺令人激动的。它提醒我们,物理法则无处不在,就算是我们今天所使用的未来战车也不例外。在某种神奇新材料被发现之前,又或者在全碳纤维轮组变得廉价、不限重之前,我们还是要继续靠老方法。
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