今年上海自行车展上，我觉得最值得去深入了解的一件产品

今年在上海国际自行车展的最后一天，我们来到了今年创新设计奖金奖获得者湖南狮璐科技有限公司的展台。听公司的总经理，郑英教授为我们详细介绍了他们的金奖产品多材质复合牙盘片（狮璐公司的总经理，中南大学教授，一生都在致力于高强度铝合金材料的研究，很多国家项目的高强度铝，都诞生于他们的团队）。

这里请允许我先感叹一下，国内像这样专注于于自行车的公司真的不多，比某些只想着圈钱的噱头设计不知道要低调认真多少了。我也声明一下，该文绝非广告，我也未收取任何的费用，是真心觉得很好才写的。以下是根据对郑教授的采访整理的内容：

今天仅针对本次金奖多材质复合牙盘盘片进行细致的整理，关于正在研发的牙盘曲柄组和CNC一体飞轮的部分，我们会在之后的文章中做详细介绍。

目前市场上的牙盘片的“痛点”

通常，对于自行车牙盘来说有这么几个关键指标：高强度，高韧性，高耐磨性，轻量化。但是，高强度和轻量化之间又是矛盾的。往往会导致强度上去后，重量也会上去，也就是我们常说的堆料。为了解决这一矛盾，狮璐在牙盘的结构上进行了分工。目前大部分的超轻牙盘，都在采用7075铝合金来进行加工，但是无论如何，铝合金终究还是铝合金，强度还是有限的。

这次参加创新奖并获得金奖的这款复合型牙盘，把需要高强度和可以大范围轻量化的中心部分使用铝合金打造，而盘齿部分由于长期要受到链条的磨损，所以在盘齿上，更重要的指标则是高强度，高任性韧性和高耐磨性，因此采用了合金钢来制造。

过去铝合金的盘齿部分存在主要三个问题：

第一，铝合金的齿牙在使用时会变形。

由于铝合金盘齿的抗弯强度不够，会往链条施力的方向弯曲，加之链条也会在使用中慢慢的磨损“变长”，这种变化在专业术语中叫做“蠕量”。并且这种情况还会因为铝合金齿牙的变形，反过来影响到链条的使用寿命。两者相互作用会大大的降低牙盘的使用寿命。所以两方面的原因，就会加速铝合金齿牙的磨损。

第二，铝合金齿牙的抗压能力较差。

因为铝的硬度和其他金属对比，硬度终究还是有限的。以7075铝合金的布氏硬度（HB）为例，一般在150HB左右，能做到180-190HB的铝合金就很厉害了，而能达到200HB的铝合金则更是屈指可数，已经属于超高强度的铝合金。如果类比洛氏硬度（HRB）的话，范围大概是在90到95的范围。这点在自行车快拆的位置上也会有所体现，你可以回去看看后轮快拆夹紧位置的车架处，是不是有比较明显的痕迹或者凹陷。

第三，是耐磨性较差。

对于铝合金来说，现在常见的处理方式就是在表面进行阳极处理，或者进行喷涂涂层。但是，所有这些处理方式也都只能是微量的。什么意思呢？比如在铝合金的表面做了10微米或者20微米的涂层，但是如果更厚的话，就不行了。因为硬层和软层在一起的时候，它们之间是无法形成很强的结合力的。郑教授还用了形象的例子做了解释：比如地上是稀泥，你在上边铺上一层水泥，你以为会变硬，但是当你踩上去，整体还是会软，或者表面的水泥就会破掉。所以基体一定要硬，如果基体不够硬，即使表面做再厚的涂层也都是徒劳的。

两部分是如何进行组合的？

聊完材料，郑教授又为我们解释了一下两种材料在结合上使用到的技术。在牙盘的中心和周围盘齿的结合上，由于两者的受力主要都是切向的。在两者的连接上，中心部位的铝合金主体和周围的盘齿在结合处设计了一个梯形的开口。

两个材料之间经过高精度的加工，通过紧配合的方式进行组装。这样就得到了一个在切向受力上抗扭性非常好的一个复合型盘片。虽然两者之间也用铆钉进行了连接，但是在实际受力上，这些铆钉并不是受力的主体，只会承受少量的轴向力。铆钉最主要的作用还是起到保险和定位的作用。这样一来，两种不同材质的部件就完美的组装成为一个盘片了。在盘片的背面，也考虑到了轻量化，对于一些不受力的位置也做了镂空减重。

材料上的优势

上边我们已经有介绍过铝合金在作为盘齿的过程中的一些缺点，形变，不耐磨，硬度差。但是在这款盘片的齿牙部分，由于采用了合金钢材质和表面涂层处理，硬度也远超7075 T6处理的铝合金的150HB，可以到达更高的570HB，并且由于涂层的厚度不同，越向盘芯位置硬度也会逐渐递减，不过也依然比7075的铝合金高出很多。而中心的铝合金盘芯的抗拉强度也达到了700多兆帕，对比7075 T6处理的铝合金的强度则只有450兆帕左右。

好了，今天的内容就到这里了，关于上海国际自行车展的更多内容，我们会继续更新，欢迎持续关注，单车基械匠，每天给您带来更多新奇，好玩，有趣，实用的单车知识。

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