Alliage de magnésium : « réduire la charge » pour les vélos électriques

« L’alliage de magnésium présente une série d’avantages. Dans l'application des vélos, il présente une rigidité élevée, une résistance élevée aux chocs et une résistance élevée à la flexion ; il présente un bon savoir-faire et est facile à presser et à déformer ; le matériau peut être entièrement recyclé sans déchets, ce qui est respectueux de l'environnement. Propre, rien de nocif pour l'environnement." Lors du 3e Sommet sur le développement de l'industrie chinoise du vélo électrique, qui s'est tenu récemment, les opinions du professeur russe Yurkin ont été largement reconnues par les acteurs de l'industrie chinoise du vélo électrique.

Il est entendu que le magnésium et ses alliages présentent les caractéristiques d'une faible densité, d'une rigidité spécifique et d'une résistance spécifique élevées, d'un bon amortissement et d'un recyclage facile. Ils ont été industrialisés dans les domaines de l’aérospatiale, de l’automobile, de la moto et du vélo. La quantité de magnésium utilisée dans les vélos a été utilisée comme l'une des normes pour mesurer la nature avancée des automobiles : les automobiles européennes et américaines utilisent 5,8 à 23,6 kg de pièces en alliage de magnésium par voiture, et la quantité de vélos dans mon pays est inférieure à 10 kg. Avec la tendance à la légèreté et à la légèreté ces dernières années, l'industrie chinoise du vélo électrique a également commencé à utiliser de plus en plus d'alliages de magnésium.

Les matériaux légers arrivent au premier plan

Le responsable de l'Association de l'industrie du vélo de Tianjin estime que les produits de vélo électrique de plus en plus légers sont le sens du développement de produits économes en énergie, à faible émission de carbone et d'industries vertes. Du point de vue des exigences innovantes visant à améliorer la qualité à faible émission de carbone des produits de vélos électriques pour la réduction du poids et les économies d'énergie, le développement et l'application de nouveaux matériaux structurels techniques légers et de batteries hautes performances ont une importance révolutionnaire pour améliorer la qualité et les performances des produits de vélos électriques et réduire « l’empreinte carbone ». Il est rapporté que le cadre du vélo est la principale partie porteuse du vélo et la partie la plus concentrée du poids total. Si vous souhaitez réduire le poids du vélo, vous devez choisir des matériaux plus légers et dotés de propriétés mécaniques globales extrêmement élevées. L'alliage de magnésium est l'un des meilleurs choix.

Des chercheurs de l'École des matériaux de l'Université de technologie du Hebei ont déclaré que les propriétés mécaniques des matériaux structurels nécessaires à la fabrication des cadres de vélo comprennent principalement : la densité, le module d'élasticité, la longueur de traction, la résistance à la traction, la résistance à la rupture et la ténacité. La résistance à la traction et la dureté des alliages de magnésium seront également améliorées en conséquence après un traitement approprié. Des méthodes appropriées peuvent garantir que l'alliage de magnésium répond aux exigences en termes de résistance et de module d'élasticité, et un coefficient d'amortissement plus élevé peut garantir que le corps absorbe une partie de l'énergie lors du processus d'impact pour réduire l'impact sur le cycliste, et en même temps, il peut également améliorer la durée de vie du vélo.

Il est entendu qu'en raison de la prise en compte de la légèreté, de nombreuses entreprises nationales de vélos électriques ont commencé à mener des expériences d'application d'alliages de magnésium et d'aluminium sur les vélos il y a quelques années et ont réalisé des avancées majeures. À l’heure actuelle, certains vélos électriques sur le marché ont commencé à utiliser des métaux légers tels que des alliages de magnésium comme cadre.

Selon le professeur Yurkin, la Russie a commencé à appliquer des alliages de magnésium plus tôt, et pas seulement dans le domaine du vélo. « De 1998 à aujourd'hui, en plus des vélos, nous avons également utilisé des véhicules en alliage de magnésium pour les véhicules handicapés. Aux Jeux paralympiques olympiques, les athlètes russes ont utilisé des véhicules en alliage de magnésium et ont remporté de nombreux championnats

Le processus de production est confronté à d’énormes défis

Les initiés de l’industrie pensent que c’est précisément en raison de l’excellente soudabilité des alliages de magnésium que la conception du cadre peut être arbitraire. Mais comment réduire les coûts de production et établir des lignes de production à grande échelle constitue désormais le plus grand défi.

Il est rapporté que le cadre de vélo en alliage de magnésium fabriqué par simple moulage présente non seulement de mauvaises performances, mais que le coût du moule est également élevé. Un cadre modèle nécessite 3 à 9 moules de tailles différentes, et le prix d'un moule atteint 100 000 $, ce qui représente un coût plus élevé. La pratique courante à l'étranger consiste à obtenir un tube creux en alliage de magnésium grâce à des méthodes de traitement telles que l'extrusion à chaud, puis à terminer la production du cadre par soudage selon les besoins. Cela peut non seulement garantir les exigences de qualité du cadre, mais également réduire les coûts.

Cependant, en raison de leurs propres caractéristiques physiques et chimiques, les alliages de magnésium présentent de grandes difficultés de soudage et une qualité de soudage satisfaisante n'est pas facile à obtenir. La zone de température de cristallisation de l'alliage de magnésium est grande, ce qui est sujet aux fissures à chaud ; le point d'ébullition du magnésium est bas, et après que la température a encore augmenté, sa pression de vapeur est 4 à 5 fois supérieure à celle de l'alliage d'aluminium à la même température, donc une fois que la température de soudage est trop élevée, le magnésium se gazéifie, entraînant des explosions et des éclaboussures ; Le magnésium a une forte affinité pour l'oxygène, sa densité d'oxyde est élevée et il est facile de former des inclusions ; lorsque le magnésium est proche de la température de fusion, il peut se combiner fortement avec l'azote de l'air pour former des nitrures de magnésium cassants, ce qui réduit considérablement les propriétés mécaniques du joint ; par conséquent, le soudage des alliages de magnésium est difficile et les défauts tels que les fissures, les pores, et des éclaboussures sont susceptibles de se produire pendant le soudage, ce qui réduit considérablement la fatigue et d'autres performances de charge dynamique des joints soudés en alliage de magnésium. L’application dans les véhicules présente des défis. On peut dire que la technologie de soudage en alliage de magnésium est le principal problème technique clé pour réaliser l’application à grande échelle des pièces automobiles en alliage de magnésium.

Des chercheurs du Laboratoire de technologie d'assemblage avancée de l'Université de technologie de Dalian ont révélé que grâce aux recherches techniques du « dixième plan quinquennal » et du « onzième plan quinquennal », mon pays a résolu le problème de connexion des alliages de magnésium. L'Université de technologie de Dalian a développé des pièces structurelles de soudage de vélos en alliage de magnésium, des pièces structurelles de soudage de motos et des matériaux de soudage en alliage de magnésium de support, a réussi le test au banc et le test sur route et a satisfait aux exigences des normes d'exportation. Parmi eux, l’alliage de magnésium produit par la technologie de soudage Bicycles a été exporté vers les pays de l’UE avec des avantages économiques et sociaux importants.

Le journaliste a appris de l'Association de l'industrie du vélo de Tianjin que l'Association de l'industrie du vélo de Tianjin a mené à bien la promotion et l'application des alliages de magnésium, mis en œuvre le plan de développement de l'industrialisation des vélos en alliage de magnésium, guidé les entreprises pour accroître les investissements et les efforts de recherche et développement, et maîtrisé progressivement le développement des matériaux en alliage de magnésium, le soudage et la déformation, le traitement anticorrosion et d'autres technologies de processus, et construire progressivement une chaîne de matériaux en alliage de magnésium, des pièces supportant la chaîne et une chaîne technologique de talents avec Tianjin Dongyi 10 000 tonnes de matériaux en alliage de magnésium et des capacités de développement de produits de cadre comme noyau, afin d'atteindre un million de vélos en alliage de magnésium et de construire une base solide pour les capacités de développement d'industrialisation des vélos électriques.

Le développement de produits de vélos électriques en alliage de magnésium a également fortement favorisé la promotion et l’application de batteries lithium-ion. « Dans le processus d'allègement des vélos, les avantages des deux nouveaux produits, les batteries légères au magnésium et au lithium, sont exceptionnels et peuvent être bien combinés sur le vélo pour devenir une paire de combinaisons dorées. « Ils se complètent et comptent les uns sur les autres pour devenir un vélo électrique. La touche finale et la compétitivité fondamentale de la réduction du poids du vélo », a déclaré le responsable de Baoding Dongqi Magnesium Alloy Profile Co., Ltd.