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我们目前的自行车发展方向越来越科技化,甚至可以说已经是未来自行车的雏形。例如,座杆现在可以采用蓝牙无线控制升降。许多非电子元件的设计也更加精巧,外观也更加时尚。在非电子元件方面,我们的技术和工艺都在不断提升。例如,我们锁鞋的鞋底以前主要采用橡胶材质,但现在大部分锁鞋鞋底都采用碳纤维或玻璃纤维等优质材料,大大提高了鞋底的硬度,从而拥有优异的力传递性能,显著提升传动效率。但是,有一个部件,尽管许多工程师尝试改进,却始终无法撼动其地位:辐条帽。

   当然,有些品牌的轮组会配备独特的定制辐条帽,以更好地适配自家轮组。大多数辐条帽在出厂时都会在辐条螺纹上涂抹螺纹胶,这可以有效防止骑行过程中因震动导致辐条松动,但这些辐条帽的实际材质是铝或黄铜。

 

五十多年来,黄铜一直是制造辐条帽的主要材料。事实上,黄铜是我们周围非常常见的材料。例如,大多数工具,如门把手和航海六分仪,都是用黄铜制成的。

那么,为什么辐条帽不能像辐条一样用不锈钢制成呢?而且,我们自行车上几乎没有哪个零件是用黄铜做的。黄铜有什么神奇之处,能让辐条帽也用黄铜来制作呢?黄铜实际上是一种铜合金,主要成分是铜和镍。它强度高、塑性好,而且能很好地适应冷热环境。但是,辐条帽的材质并非100%纯黄铜,表面会有一层白色或黑色的氧化层。当然,当这层氧化层磨损后,黄铜的本色就会显露出来。

黄铜的天然硬度比不锈钢低,因此在受力时更容易变形。辐条在工作时始终处于不同的张力状态。无论是骑自行车还是组装车轮,螺母和螺栓之所以能够牢固地连接在一起,是因为拧紧时螺纹会产生轻微的变形。正是由于材料对这种变形的反作用力,螺栓才能保持紧固,有时还需要使用开口垫圈来辅助固定。尤其当辐条承受不可预测的应力时,黄铜提供的额外形变能够更好地稳定摩擦力。

此外,黄铜本身就是一种天然润滑剂。如果辐条和辐条帽是不锈钢材质,则很可能出现磨损问题。磨损是指一种材料的部分被刮掉并附着到另一种材料上,在原材料上留下一个小坑,在另一种材料上留下一个小凸起。这类似于摩擦焊接的原理,即两个表面之间施加极大的力并进行滑动或旋转运动,从而使它们粘合在一起。

说到连接,黄铜和钢是不同的材料,如果想要避免腐蚀,最好不要混用。但并非所有材料都具有相同的特性,将两种不同的金属放在一起会增加“电偶腐蚀”的可能性,也就是我们所说的异种金属接触时发生的腐蚀,这取决于每种材料的“阳极指数”。两种金属的阳极指数越接近,它们放在一起就越安全。巧妙的是,黄铜和钢的阳极指数差异要小得多。而像铝这样的材料的阳极指数与钢的阳极指数差异很大,因此不适合用于不锈钢辐条的辐条帽。当然,一些骑手可能会好奇,如果一些制造商使用铝合金辐条和铝合金辐条帽呢?当然,这没有问题。例如,Fulcrum 的 R0 轮组就使用了铝合金辐条和铝合金辐条帽,以获得更好的耐腐蚀性和更轻的重量。

谈完不锈钢和铝合金,当然也要提一下钛合金。事实上,钛合金辐条和不锈钢辐条的阳极氧化指数相差不大,它们也都非常适合用作自行车辐条帽。与用铝合金辐条帽替换黄铜辐条帽可以大幅减轻重量不同,钛合金辐条帽相比黄铜辐条帽,重量减轻的效果几乎可以忽略不计。另一个重要原因是,钛合金的成本远高于黄铜,尤其是在辐条帽这种精密部件上使用时,会进一步增加自行车轮组的成本。当然,钛合金辐条帽也有很多优点,例如更好的耐腐蚀性和美观的光泽,非常赏心悦目。这种钛合金辐条帽在阿里巴巴等平台上很容易找到。

看到自行车上出现科技感十足的设计固然令人耳目一新,然而,物理定律适用于一切事物,即使是我们今天骑的“未来”自行车也不例外。因此,除非未来能找到更合适的材料,或者有人真的制造出更便宜的全碳纤维自行车轮组,否则这辆自行车从轮圈、花鼓、辐条到辐条帽,都将由碳纤维制成。只有到那时,黄铜辐条帽才会被超越。

 


发布时间:2022年12月26日