Wybór materiału na ramę

    Chodzi tu głównie o ramę. Co się tyczy pozostałych elementów, panuje jedna zasada - mocno i lekko. A więc aluminium i tworzywa sztuczne gdzie się da, oczywiście biorąc pod uwagę wytrzymałość tych elementów, czy też ich podatność na uszkodzenia. Co do ramy, nie jest to sprawa prosta, choć na początku wydawać się może mało ważną. Każdy materiał ma inne właściwości i na ogół cenę. Nie każdy też jest łatwo dostępny. Również ich obróbka jest bardzo różna.  Ogólne zestawienie jest na dole w tabelce.

            Stal węglowa jest najpopularniejszym i najłatwiej dostępnym materiałem. Łatwo się ją spawa i spawać można każdą metodą, więc jest też najtańsza w obróbce. Reszta opisu jest zbędna, każdy wie jak wygląda żelazny złom. A dokładne dane technologiczne czy chemiczne chyba nie są potrzebne do normalnego jej użytkowania. Jeśli chcesz tani to jest to najlepszy wybór, ale niestety waga przemawia za zdecydowanie "nie" jeśli chodzi o ten materiał.

           Stal chromo - molibdenowa jest bardzo dobrym materiałem. Można ją spawać migomatem, tigomatem lub lutować mosiądzem. Stal ta ma właściwości tłumiące drgania. Na ramę jest więc prawie idealna. Szkoda tylko, że waży tyle ile zwykła stal. Niestety nie wiem, jak bardzo różni się od niej stal chromo - niklowa (zwana kwasówką - od odporności na większość kwasów i wysoką temperaturę). Jak się dowiem, to napiszę. Problemem natomiast może być jej znalezienie. W mojej okolicy nikt czegoś takiego nie sprzedaje. A jeśli już to sprowadzą Ci na specjalne zamówienie coś około 100 kg :((

              Duraluminium to wieloskładnikowy stop składający się z: aluminium i miedzi (2.0 - 4.9 %), magnezu (0.15 - 1.8 %), manganu (0.3 - 1.0 %) z domieszkami krzemu i żelaza. Duraluminium charakteryzuje się dobrymi własnościami mechanicznymi przy stosunkowo małym ciężarze właściwym (2,8 g/cm3) oraz dużą odpornością na korozję, czyli nie zardzewieje. (Źródło: http://wiem.onet.pl). Jego odkrycia dokonał już w 1909 roku niemiecki metalurg doktor Alfred Wilm.

    Dural jest bardzo łatwy w obróbce, jeśli chodzi o gięcie, cięcie i wiercenie. Jednak w przypadku spawania, koniecznie trzeba stosować odpuszczanie (opis pod tabelką). No i niestety jedynym (prawidłowym) sposobem nadającym się do spawania jest  tigomat. Z moich dociekań wynika, że w Polsce stosuje się oznaczenie PAX, gdzie "X" na ogół wynosi 6, 7 lub 38. Im mniej tym twardszy stop i bardziej wytrzymały. Ale stopy PA6, 7 trzeba odpuszczać po gięciu, więc trzeba się zastanowić przed jego wybraniem. Dural jeśli chodzi o wytrzymałość jest gorszy od stali, ale jest na to sposób. Stosuje się tzw. "oversize" - a mianowicie dużą średnicę rury, przy małej grubości ścianki. Przykładowo rura stalowa 40/3 (4 cm średnica zewnętrzna i 3 mm grubości ścianki) ma podobną wytrzymałość jak rura duralowa 60/2, a przy tym duralowa jest lżejsza. Spawać można też migomatem (z zastosowaniem argonu i drutu aluminiowego), ale niestety nie wiem jak w tym przypadku jest z wytrzymałością.

             Tworzywa sztuczne to już zupełny kosmos. W domowych warunkach można użyć żywicy epoksydowej i nasączyć nią włókno szklane. Uzyskuje się wtedy dość mocny, ale również elastyczny materiał o dowolnym kształcie i wytrzymałości. Można użyć żywicy poliestrowej - jest tańsza, ale proces mieszania (składa się z trzech składników a epoksydowa z dwóch) jest dość skomplikowany i trzeba to zrobić dokładnie. Włókno można zdobyć w postaci nitek (coś jak w półprzeźroczystych płytach do krycia dachów lub w znakach drogowych), w postaci mat (coś jak siatki do tynków pod np. puc) oraz w postaci tzw. "rivingu" (nie jestem pewien pisowni), czyli plecionek z długich nitek, i to jest zdecydowanie najlepszy wybór. Jak kogoś stać może użyć włókien węglowych. To już jest zupełny odlot, ale uprzedzam nie jest to tania zabawa. Szczegóły można znaleźć w książkach, a jest ich bardzo dużo.

    W przyszłość ten rozdział planuję poważnie rozbudować, gdyż mam wielką chętkę na rower z taką ramą. Niekoniecznie poziomy.

MATERIAŁ SPAWANIE CENA GDZIE ZNALEŹĆ ?
Stal węglowa, czyli zwykłe żelastwo bezproblemowe nawet 0 zł, jeśli poszukamy na złomie znajomego Wszędzie, a na złomie szczególnie
Stal chromo - molibdenowa brak danych nawet 0 zł, jeśli poszukamy na złomie znajomego Teoretycznie wszędzie, ale u mnie w okolicy nigdzie
Stal chromo - niklowa trzeba uważać, gdyż nieprawidłowo zespawana może się kruszyć na spawach brak danych Większość sklepów ze stalą kwaso- i żaroodporną
Duraluminium typ PA6 poza posiadaniem spawarki TIG i możliwości odpuszczania to spoko na ogół 17,70 (z VAT) zł za 1kg *   Sklepy z metalami kolorowymi. Zdarza się, że trzeba kupić określoną ilość (w mojej okolicy min. 4m)
Duraluminium typ PA38 poza posiadaniem spawarki TIG i możliwości odpuszczania to spoko na ogół 17,70 (z VAT) zł za 1kg * Sklepy z metalami kolorowymi. Zdarza się, że trzeba kupić określoną ilość (w mojej okolicy min. 4m)
Tworzywa sztuczne - żywica epoksydowa i włókno szklane lub węglowe (karbon) chyba tylko klejenie epoksydem (np.) wchodzi w grę litr żywicy epoksydowej kosztuje ok. 20 zł, ale co do włókna niestety nie wiem Sklepy chemiczne (te większe), modelarskie, a już na pewno w żeglarskich

* przyjmuje się, że ciężar właściwy duralu wynosi 2,8 g/cm3, a resztę chyba każdy umie sobie obliczyć, prawda?

    Każdy materiał po obróbce dobrze jest poddać procesowi "odpuszczania". Przy ogrzaniu stopu aluminium, cała miedź (3,5%) rozpuszcza się w aluminium, tworząc roztwór stały. Jednak w temperaturze pokojowej stały roztwór miedzi w aluminium może zawierać nie więcej niż 0,5% miedzi. Po ochłodzeniu otrzymuje się roztwór przesycony i większość miedzi wytrąciła się z roztworu. Następnie każdy z atomów miedzi (Cu) łączy się chemicznie z dwoma atomami aluminium (AI), tworząc w efekcie związek międzymetaliczny CuAl2.
    Cząsteczki tego związku powstają i dyfundują (przemieszczały się) w stopie przez okres 4 - 5 dni - następuje starzenie się materiału. Obecność równomiernie rozłożonych w stopie cząsteczek związku międzymetalicznego znacznie wzmacnia sieć krystaliczną, pozwalając jej znieść takie obciążenia, które normalnie spowodowałyby jej trwałą deformację. Dlatego właśnie zauważa się wzrost wytrzymałości materiału dopiero po kilku dniach od obróbki cieplnej.
    Obecnie również stosuje się udoskonalone metody utwardzania wydzieleniowego, polegające na przesycaniu i starzeniu. Aluminium jest przesycane miedzią w wysokiej temperaturze, lecz po ochłodzeniu przyspiesza się proces powstawania i dyfuzji CuAl2, ogrzewając stop w temperaturze 175°C. To ogrzewanie, zwane odpuszczaniem, skraca czas hartowania duraluminium do kilku zaledwie godzin. Ten sposób przyspieszania hartowania nazywany jest starzeniem sztucznym. Również inne stopy dają się utwardzać w ten sposób, między innymi takie, których nie można wystarzać w temperaturze pokojowej. W tych wypadkach twardość materiału zależy od dokładnego kontrolowania temperatury i czasu starzenia stopu. Warto dodać, że twardość wielu stopów obniża się podczas odpuszczania. (Źródło: 
http://www.hurtostal.com.pl).

    Mówiąc zwięźlej, materiał nie poddany odpuszczaniu traci na swoich właściwościach wytrzymałościowych nawet dwukrotnie. Proces ten dotyczy głównie duralu. Można go spawać jedynie metodą T.I.G a ta wytwarza dość dużą temperaturę w miejscu spawania, czyli na stosunkowo niewielkiej powierzchni, podczas gdy reszta materiału jest dość chłodna.