请教铝杆的问题！

six

铝杆表面需要涂层吗？涂层的作用？

有个朋友说：一般过得去的铝杆表面一定有涂层的，不是自然生成的氧化膜。那种原色的铝杆是半成品。

个人认为：铝不同于铁，而且热处理性能也不好。铝杆的质量好不好与铝的材料有关，至于那个涂层，是为了装饰。

胡涂

six

铝不同于铁，不容易腐蚀，本身自然会形成一层氧化摩保护。

guoyoujia

铝在空气中氧化虽然比较迅速，但会发生钝化现象。也就是说迅速的在表面形成一层致密的氧化铝薄膜，阻止进一步氧化。当氧化铝薄膜因为摩擦或酸等因素消失时反应就会继续进行。
但铝杆的似乎不会在酸的环境中使用，至于摩擦~效果太有限了，基本可以忽略。
所以个人认为涂层的作用应该不是防腐蚀。

爱水电

Originally posted by six at 2006-4-28 05:22 PM:
铝杆表面需要涂层吗？涂层的作用？

有个朋友说：一般过得去的铝杆表面一定有涂层的，不是自然生成的氧化膜。那种原色的铝杆是半成品。

个人认为：铝不同于铁，而且热处理性能也不好。铝杆的质量好不好与铝 ...

这里有几个问题:
1 原色的铝杆也可能不是半成品，因为未经染色的氧化铝是无色的。
2 涂层是涂层，氧化层是氧化层，性质完全不一样。
3 纯铝很软，一般都是用铝合金。但不是所有的铝合金都适合阳极氧化和染色工艺，但合金铝材的基本特性是起主导作用的。
4 氧化层不只是起装饰作用，它有很多重要的物理和化学作用。

举例来说1019、1018、1050、5052、5050、6063等型号的铝合金就都比较适合阳极氧化和染色。板材里面5052比较适合，挤压铝合金型材以6063最为普遍。
阳极氧化膜的显微结构在上个世纪50年代才被发现，从此以后阳极氧化工艺才得到了飞速发展。人们终于发现了阳极氧化处理后生成的多孔性阳极氧化膜――一个六角形的蜂窝状结构，而且在每一个六角形的中间都有一个微孔！
阳极氧化膜的主要理化性质如下，大家必要时可以参考：
1 阳极氧化膜化学组成伽马AL2O3，在70摄氏度的水溶液中，氧化膜吸收晶体水而膨胀，生成1－3份结晶水氧化物。
2 氧化膜是非晶态的氧化物。
3 阳极氧化膜是透明的氧化物，它的折射率N在1.6-1.65之间。
4 阳极氧化膜是非导电体，其比电阻在1000V时约为10M欧／CM以上。
5 硫酸阳极氧化膜的硬度为HV230。
关于阳极氧化膜微孔结构的广泛利用造就了这一产物的多样化的产品发展趋向，因涉及问题太多，不再赘述，总的来说，这一层结构太重要了！。。。

six

呵呵，爱水电大虾说了这么多，太专业了！我没看出来涂层对铝杆的作用在那？

看来用于餐具作用大！

[ Last edited by six on 2006-4-28 at 10:02 PM ]

山枫

我没那么专业，但前几天为了自己的杆的事就对有关杆的问题加以主意了些。好像是铝杆本身的氧化层很薄，对杆本身起不到预期的效果，所以要加涂层。

爱水电

Originally posted by six at 2006-4-28 10:01 PM:
呵呵，爱水电大虾说了这么多，太专业了！我没看出来涂层对铝杆的作用在那？

看来用于餐具作用大！

[ Last edited by six on 2006-4-28 at 10:02 PM ]

简单说几句,氧化膜层的基本作用是保护铝材本身,同时有装饰作用,根据染色封口工艺的不同铝材本身的性能也会得到不同程度的加强.单单是扩孔技术和双膜双层孔的连接就会对染色工艺的颜色控制和功能膜性能的调整起到重要作用.氧化膜的耐腐蚀性可能是你所关心的,但我更关心的是,今后出门可不可以不必带大容量硬盘,所有的数据都可能写在帐篷支杆的氧化膜层里面(有兴趣的朋友可以了解一下磁性阳极氧化膜的磁记录原理).这方面的技术已经初见端倪了...不用我解释更多了吧?

[ Last edited by 爱水电 on 2006-4-28 at 11:22 PM ]

six

太玄了吧？和硬盘、磁阿什么有关？

我认为作为铝杆，考虑的首要性能不是什么耐腐蚀、强度什么的。首要的性能是韧性！耐用，耐疲劳其次，强度在其次！什么装饰之类的都是可有可无。

所以我就想不明白，那个涂层对于韧性应该没什么作用。

爱水电

Originally posted by six at 2006-4-29 12:28 AM:
太玄了吧？和硬盘、磁阿什么有关？

我认为作为铝杆，考虑的首要性能不是什么耐腐蚀、强度什么的。首要的性能是韧性！耐用，耐疲劳其次，强度在其次！什么装饰之类的都是可有可无。

所以我就想不明白，那个 ...

关于阳极氧化膜的磁记录问题,关注更多的是科学家们,离我们还有一段距离呢,呵呵~
目前的铝合金在韧性和耐疲劳方面还存在一些问题.缠绕法高模量高强度碳纤维制品在这方面很有优势.市场上能见到的高档羽毛球中管和高尔夫球杆中管就是很好的证明!只是价格太贵了!

快乐乌鸦

Originally posted by six at 2006-4-29 00:28:
太玄了吧？和硬盘、磁阿什么有关？

我认为作为铝杆，考虑的首要性能不是什么耐腐蚀、强度什么的。首要的性能是韧性！耐用，耐疲劳其次，强度在其次！什么装饰之类的都是可有可无。

所以我就想不明白，那个 ...

阳极生成的氧化膜对铝竿起着重要的保护作用，
可以防止锈蚀，
尤其是其使用环境多雨，水，冰，雪环境。
铝竿被局部锈蚀，
将导致整体强度受损，
在一定外力作用下，
可能在薄弱的局部崩折破裂。
你说的涂层，
应该是指那层阳极氧化膜，
你可以理解为铝合金的着色，
一般着色是和阳极处理同步的。
即使是没有颜色，
只要阳极处理到位，
就能达到我们想要的效果。

快乐乌鸦

Originally posted by 爱水电 at 2006-4-29 00:57:

关于阳极氧化膜的磁记录问题,关注更多的是科学家们,离我们还有一段距离呢,呵呵~
目前的铝合金在韧性和耐疲劳方面还存在一些问题.缠绕法高模量高强度碳纤维制品在这方面很有优势.市场上能见到的高档羽毛球中管 ...

碳纤维的制品目前我已经有登山杖和帐杆了，
这次出去玩用的帐篷就是碳纤维杆的，
优势很明显，
轻太多了。

six

先说说帐杆选用的铝材型号。我们经常说的有7001、7075甚至7178（相对国外品牌而说，因为目前国内品牌中只有极少数在产品数据中标明其帐杆出处及具体信息），就铝材型号来区分，它们的确有价格上的差别，但并不表示它们有档次上的高低，因为这个型号名称不是用来分级别，而是表示其不同的物理性能！

7001总体上强调韧性！由于Cu、Mg、Zn的含量不同，7001表现出来的是较强的柔韧性。在被毁坏的帐杆中，7001往往是被压力弄弯，但很少被折断，尤其是在高寒高压的环境下！它是现在使用率较高的帐杆铝材，由于它的硬度、柔韧性及有优势的价格，令其有最广泛的使用范围，并且被几乎所有我们熟悉的国际品牌的大多数产品采用。我们也可以顺便看看世界知名的山地车品牌，他们采用的铝材基本上也都是7001，为什么呢？还是韧性好的原因！而它的主要缺点就是相对于7075硬度不够、偏重！（DAC 7001 T6可承受的压力是98000 PSI）

7075甚至7178铝材就是具有更高的刚性硬度、更轻的单位重量，所以在高端产品、要求轻质的产品上较多看到它的影子。而它的缺点一是较高的价格，二就是不及7001柔韧性好。曾经在MHW的产品上发生过这样的现象：帐杆在高寒大风环境下发生突然断裂，形成了明显的裂口，于是外帐被马上撕裂。说白了就是因为7075太“脆”造成的！（Easton 7075 E9可承受的压力是96000 PSI）

虽然说一个帐篷的抗压性能和铝材有很大的关系，但结构上的不同也有很大影响。7075一般少用于帐杆数较少、结构简单的帐篷，因为更多的帐杆在结构上大大增强了帐篷的稳定性，在压力下对单一帐杆的影响被分担，所以如极地Basecamp、传统攀登方式使用的4-5杆的高山帐这一类在结构上可以弥补柔韧性问题，但又要求降低重量的产品就会乐意采用；另一方面，如果该帐篷不是用于如高海拔地区如此高寒大风情况下，那么7075甚至7178等铝材的柔韧性是不用担心的，完全可以胜任使用上的要求（如普通四季帐、三季帐），而且更容易体现其重量轻的优点！讲了这么多，并不是说7075就只能用在复杂的大家伙上，许多品牌中也有结构简单的双杆冲锋帐使用7075（这里指的是最简单的蒙古包型），那么产品设计师们不是在冒风险吗？他们是怎么来解决这个矛盾的呢？其实也很简单，就是采用内壁更厚的（如T9）或直径更大的帐杆，以此来解决柔韧性上的问题，这也是被我们不太注意的一个方面！！平日使用的铝杆大多为8.4mm、8.5mm、8.84mm，在冲锋帐上就可以使用超过9mm甚至11mm的。这类产品一方面是为了满足如自行车旅行、野外竞技活动、疯狂追求轻质的人，另一方面就是为了满足坚持阿尔卑斯式攀登的Mountaineers，做他们的冲锋帐甚至是包里不轻易拿出来的求生帐。同样7001的铝材更加广泛的被应用于高山帐，当面对高压时，也是通过采用直径较大的帐杆来解决强度问题，这样的产品如果结构复杂，通常是不太强调重量的类型。

six

呵呵，看了之后和我原来的判断基本一致。作为个人来说，韧性还是最主要的！只要不是到了下大雪的地方，帐篷也受不了多大的压力。

爱水电

正因为常规铝材存在强度和韧性上的一些矛盾问题，而且短时间铝合金生产状况也不会有太大的改观，那就先把目光转到别的材料上比较明智。
目前的生产碳纤维帐杆技术基本上已经成熟，只是价格上还很难承受。拉挤工艺生产的碳纤维帐杆虽然便宜，但是比玻璃钢好不到哪里去，综合性能还不如铝合金。适合于帐篷杆的碳纤维工艺是通过下面的技术实现的：
1 选用优质的PAN碳纤维材料
2 采用缠绕工艺制作，平直纹理和斜纹纹理交叉
3 斜纹的角度控制在35－45度，可以用3－5层，和平纹碳纤维交叉缠绕，材料宜选用M46J、M60J高拉伸模量的碳纤维制品。
4 平纹的角度控制在0度，也可以用3－5层，和斜纹碳纤维交叉缠绕，材料宜选用T800、T1000高拉伸强度的碳纤维制品。
5 和阳极氧化膜一样，碳纤维外涂层处理也是至关重要的！碳纤维也有自然氧化问题，超过350摄氏度碳纤维在空气中缓慢氧化，超过420度剧烈氧化。
6 可以考虑用碳纤维金属基复合材料CFRM，作为帐杆的外层保护。
7 环氧树脂的选用和固化工艺要极其严格！
以上只是基本的技术，所列材料也不是最尖端的产品，十年前的M70J的杨氏模量就已经达到690GPA，关于目前各种铝合金的韧性还是远远满足不了要求的。。。

快乐乌鸦

爱水电兄所提的东西太尖端，
如果是作为技术追踪和讨论是好的，
如果要在产品中实现就超前太多了。

看见野玫瑰

呵呵，够专业的！
最近我做铝合金零件，具我所知，不是所有铝合金都可以进行阳极处理，作为铝合金压铸件的材料好象就不能进行阳极氧化，但很多自行车零件表面处理很象阳极氧化，水电知道这些自行车零件是如果进行表面处理的吗？
另外，我现在有一些碳纤维的材料样品，根据我的测试，纯碳纤维非常硬，碳纤维和玻璃纤维的复合材料韧性比较好。水电，你知道花岗岩背包的背板是什么复合材料吗？

爱水电

适宜制作耐蚀的阳极氧化膜铝合金材料：有1090、1080、1050、1030、3003、5052、5056、5050、6051、6063等；
适宜制作染色的阳极氧化膜铝合金材料：基本上和前面一样，有1090、1080、1050、1030、3003、5052、5056、5050、6051、6063等，4043适合染黑色；
适宜制作光亮的的阳极氧化膜铝合金材料：有1090、1080、1050、1030、5052、5050等，其他的不是很好。
以上的材料会有比较好的效果，还有一些效果一般的，我就不列举了。。。
关于碳纤维，问题也是比较复杂。其实纯碳纤维是很柔软的，硬的是固化后质量不好的树脂。今天时间紧，以后聊吧。。。

爱水电

Originally posted by 看见野玫瑰 at 2006-4-29 03:10 PM:
你知道花岗岩背包的背板是什么复合材料吗？

它的背负系统Tepex 3D 部分采用了碳纤维和高密度发泡的EVA等。

看见野玫瑰

Originally posted by 爱水电 at 2006-4-30 09:23 AM:

它的背负系统Tepex 3D 部分采用了碳纤维和高密度发泡的EVA等。

水电，这个材料在国内可以生产吗？我想用这个材料。