Долгое время собирая материалы по титановой теме и имея, пусть не металлургическое, но родственное химическое образование, а также обладая обширным опытом испытательных поездок, общения с производителями и пользователями, попытаюсь изложить своё сегодняшнее представление по этому вопросу.
 |
|
Titanium Red - РАПИД |
Титан - один из самых распространенных металлов в земной коре. При этом он сильно рассредоточен, обогащение его минералов и выделение металла очень энергоёмкий процесс. Комбинаты в Беризниках, Усть-Каменогорске и Запорожье поставляли выделенную титановую губку на Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение, изготовляющее сплавы и прокат. В конце 80-х годов ВСМПО выпускало 70 тыс. т титановой продукции в год – в полтора раза больше, чем весь остальной мир. Метал шел в авиакосмическую и химическую промышленность, судостроение и медицину. На каждый атомный подводный ракетоносец «Акула» уходило около пяти тыс.т. В ведущих институтах отрасли – ВИАМ, Гиредмет, ВАМИ, ИМЕТ – были проведены фундаментальные химико-металловедческие исследования, разработаны составы сплавов и композиций, технология плавки, деформации, термообработки. Исключительный вклад в развитие металловедения титана и его производства внесли И.П. Бардин, Б.А. Колачев, А.Т. Туманов, С.Г. Глазунов, Н.П. Сажин, В.И. Добаткин, А.Ф. Белов, Н.Ф. Аношкин, В.В. Тетюхин и др. Сегодня российской промышленности не требуются поставок титана в прежнем объеме. Но титановые позиции Россией не утрачены. ВСМПО снабжает изделиями из титана 240 компаний в 33 странах. Популярно проследить историю использования титана можно здесь: http://khimiya.narod.ru/ti.htm, в потребительских товарах http://www.titan-association.com/magazine/2002-1-14.html
 |
|
Байк от МТИ. Диаметр труб как на алюминиевом - значит жесткоть должна быть выше. |
Самый прочный титановый слав Ti-6AI-4V по американской номенклатуре Grade 5, наш ближайший аналог ВТ6 (подобные показатели у ВТ14, ВТ20, ВТ23 ). Он, имея плохую ковкость, трудно поддаётся обработке, в бесшовные трубы вытягивается плохо, лишь у некоторых производителей это только-только начало получаться. Gr5 используется в фрезерованных узлах рам, как сварочный пруток, хорош для болтов. Требует особо качественной и трудоёмкой обработки поверхности. Сварные трубы
 |
|
Необычный, похожий на Орлёнок, дизайн Corrаtec хорош в титане |
Для велосипедных труб признанный лидер Grade 9 (сходные марки: MTS 325, Timetal 3-2.5, Cabot Ti 3Al-2.5, RMI 3Al-2.5, Sandvik Ti3Al-2.5V, Reynolds 3/2.5), сочетающий высокую прочность с ковкостью, позволяющей качественную обработку. Из него делают рамы ведущие западные производители. Российского сплава с полностью сходным составом нет, Merlin называет аналогом ВТ-5, Бачинский - ПТ-3В. По стандарту ASTM Gr9 выпускает экспортный метал и ВСМПО. Цена килограмма проката из этого сплава в России около 70$, а на раму, включая обрезки и отбраковку, уходит примерно 2,5 кг. Полуторакилограммовая рама из Gr9 по прочности будет соответствовать аналогичной 2,6 кг хромолевой 4130 и 2 кг из AI 7005Т6. Кроме того, при соблюдении всех современных сварочных технологий титан теряет в прочности сварных соединений в наименьшей степени.
 |
|
Одна из самых лёгких рам (1127 g - 17 д) Schmolke TLO имеет российское происхождение |
В России, при её былых объёмах титанового производства, существуют и другие, неизвестные на западе, более дешевые (импортёры предпочитают привычные им материалы) и широко используемые, практически не уступающие по прочности труб, сплавы). Это ОТ-4, ОТ4-0, ОТ4-1 и несколько менее прочный судостроительный ПТ-7М.
Как можно заметить из приводимой таблицы, составы всех российских и американских титановых сплавов различаются, прямых копий не существует. Даже оценки ближайших аналогов с обеих сторон разнятся. Соответственно, должны отличаться области применения и принятые технологии обработки, таблица 2.
 |
|
Попытка, увеличив поперечную жесткость, полнее использовать вертикальную мягкость |
Жесткость (упругость) металлов почти не зависит от вида легирующих присадок, и любая стальная рама будет примерно на 90% жестче титановой такого же веса из труб сходных диаметров, а алюминиевая и усреднённая углепластиковая - на треть мягче. Это частично компенсируется большим диаметром труб у титановых рам, чем у стальных. Значительно больший объём того же веса алюминия позволяет использовать самые широкие трубы. Жесткость растёт пропорционально кубу диаметра. Именно поэтому, алюминиевые рамы обычно получаются самыми жесткими, а титановые самыми мягкими. Поперечная мягкость рам накладывает своеобразный отпечаток на управляемость и не способствует хорошей приёмистости, многое тут кроме материала зависит от конструкции. Если принципиальны быстрые разгоны, можно использовать колёса с минимальным моментом инерции и высокой крутильной жесткостью, правда, на гонках сверхлёгкие колёса и так у большинства спортсменов. По мнению известного веломастера Шелдона Брауна http://www.sheldonbrown.com (Sheldon Brown) и наблюдениям автора, поперечная мягкость титановых рам не мешает их прекрасным ходовым качествам в гору. Такая рама – превосходная пружина. Прогибаясь при рывках, она возвращает большую часть энергии в конце рабочего хода. Тяга становится более эластичной. Когда при педалировании титановый велосипед утыкается в микронеровности, то проявляется эффект буфера и катить получается даже легче чем на жестких рамах. Байк с относительно поперечно мягким передним треугольником рамы труднее сорвать в занос при резком повороте на скользкой грязи и льду, но вот излишняя мягкость создаёт неуверенность в управлении при быстрых спусках по пересечёнке. По этому показателю простому байкеру желательно попадание конструкции в золотую середину (для его веса), а опытные экстремалы предпочитают жесткие, моментально отзывающиеся на их действия рамы. Вертикальная мягкость - одно из главных достоинств титановых велосипедов. При длительных поездках на них гораздо меньше устаёшь от вибрации, чем на алюминиевых. Это особо оценено туристами.
 |
|
Прототип рамы двухподвеса |
Ходовые свойства рам, накатистость - зависят по большей части от удачности конструкции, а не материала. На длину выката велосипеда на разных покрытиях, помимо свойств покрышек, влияют резонансные характеристики рамы, подбираемые с учётом материала и покрытия. Титан – материал с низким внутренним трением. Поэтому, энергия деформации от педалирования и дорожной тряски в титановых рамах не пропадает сразу, переходя в тепло. Возникающие колебания долго не затухают. Но это совсем не значит, что толчок от первой колдобины будет ощущаться всю поездку. Неприятно чувствительны в основном первичные амплитуды самих толчков, величина передачи которых зависит от вертикальной жесткости рамы. Вероятность наложения случайных возмущений на первичные колебания в фазе и противофазе одинакова. Вибрации при езде по определённому покрытию при избранном диапазоне скоростей довольно регулярные. Конструктивно приходится добиваться, чтобы рама в рабочем режиме не входила в резонанс, колебания преимущественно гасили друг друга. Даже два экземпляра одинаковых рам, не говоря о разных ростовках одной модели, могут катить несколько по-разному. Так же как лыжи именитых спортсменов, рамы велогонщикам, предназначенные для мировых рекордов, предварительно тестируются и отбираются на сложной аппаратуре.
Самые противоречивые мнения по усталостной прочности титановых рам. При правильной обработке, знакопеременные нагрузки, ниже некоторого предела, не оказывают на титан никакого воздействия. Из титана вьют пружины. Многие известные производители карбоновых и алюминиевых софттейлов, такие как Sintesi, выбирают для гибких элементов именно титан, весь этот класс велосипедов на две трети представлен им. Я далёк от идеализации. Случалось ломать некачественные нижегородские титановые дуги для палаток, французские титановые детали горнолыжных креплений, наблюдать, как обламываются зубья титановых кошек. Но, следя за судьбой более десятка титановых рам от разных производителей у моих знакомых, сломанной ни одну застать не пришлось. Хотя, видеть убитую знакомым триальщиком вилку доводилось. Мне представляется, что если титановая рама не откажет сразу, из-за скрытых производственных дефектов, то время её эксплуатации благодаря свойствам материала будет очень велико. Почти все московские продавцы титана, связанные с производством, дают длительную безусловную гарантию на замену рам и реально пожизненную на быстрый ремонт. При этом, в отличие от магазинов, они не откажут при каких бы условиях, кроме прямого столкновения или переезда автомобилем, не произошла поломка. Им просто дольше и себе дороже спорить с вами, чем устранить неисправность. Ждать пару месяцев пересылки рамы не нужно.
 |
|
Титан из Нижнего Новгорода |
Независимых ресурсных испытаний рам из разных материалов известно немного. Один из таких, не претендующих на статистику, тестов лёгких гоночных рам можно посмотреть здесь. В нём любопытны четыре факта. Вопреки распространённому мнению, об усталостной ненадёжности алюминия, именно рамы из него и карбона в лидерах. Из двух титановых - рама из российского титана оказалась значительно легче и надёжнее известной рамы Merlin Team Road. Стальные узловые рамы из лучших CrMo труб - явно в аутсайдерах по надежности и весу. Рамы именитых фирм разрушились по трубам, а не по сварным швам.
 |
|
Туристский байк на основе Batch - РАПИД |
Предел прочности рам, помимо конструкции, зависит от качества поверхности труб при раскатке и шлифовке, точности их нарезки и позиционирования на стапеле, соответствия структуры сплава способу механической обработки, термообработки, правильности выдерживания режимов отжига, закалки, старения, деформационного уплотнения. Особенность титана, учитываемая при его термообработке, аллотропические изменения его кристаллической решетки, сопровождаемые изменением плотности и развитием внутренних напряжений. Многие процессы, включая сварку, проводятся в среде сухих инертных газов с обеих сторон поверхности или в вакууме. Это исключает насыщение поверхностных слоёв титана, губительно действующим на его прочность водородом, кислородом и азотом. Конечно, опытный сварщик сможет сварить титан в гаражных условиях, но это будет жалкое подобие рамы, подходящее разве для дачного катания, но не для нагрузок МТВ и шоссейных гонок. Но, наивно думать, что, к примеру, человек стоящий у руководства авиационно-технологического института и параллельно занятый велосипедной темой, десяток лет выпускает барахло по недостатку технических возможностей. Почитать об особенностях и технологиях обработки этого материала можно здесь: Приложение 1
На ресурс всех рам, прежде всего карбоновых и алюминиевых, влияют приобретённые поверхностные дефекты (царапины). Надо отметить, что титан самый твёрдый из всех велосипедных материалов. Он значительно больше других сопротивляется вдавливанию и царапанью. Именно поэтому его трудно обрабатывать на станках. Он совершенно не подвержен коррозии. Не боится даже таких агрессивных сред, как морская вода, кислоты. Не требуется ни какой внешней защиты рам. Окраска применяется очень редко в декоративных целях. Рамы не несут до сотни грамм краски и лака, не прибавляющих им прочности и жесткости. Не приходится волноваться за сколы, вмятины и царапины при падениях и неаккуратной транспортировке. Обычно, поверхность рам полируют или обрабатывают щётками и потоком твёрдых частиц в благородно-неброский матовый цвет «титан». Отсутствие попугаичьих мотивов и рекламных надписей делает велосипед менее привлекательным для уличных зевак и воров. Титан может быть анодираван с красителем практически любого цвета, но это, по мнению некоторых производителей, равносильно разрыхлению и насыщению поверхностного слоя кислородом с отрицательным эффектом на прочность рам. При особом желании, полированную раму можно «позолотить» нитридом титана. То, что рамы не царапаются и не утрачивают товарного вида, позволяет многим продавцам давать их на тестирование потенциальным покупателям.
В начале девяностых на оборонных предприятиях лежало значительное количество титанового проката. Одним из востребованных путей его использования, кроме лопат, оказались спортивные изделия. Советские титановые ледобуры ещё в восьмидесятые годы высоко ценились альпинистами всего мира. Сегодня уральская ALVO-TITANIUM http://www.alvoti.sitext.ru самый крупный производитель титанового альпснаряжения.
 |
|
Титановые софтейлы |
Огромный интерес был и к титановым велосипедам. Образовалось множество близких к предприятиям групп, попробовавших заняться титановым велобизнесом. Причем, на внутреннем рынке спрос был штучным. Цены на появляющиеся в продаже приличные велосипеды отпугивали. Кроме спортсменов об изделиях такого назначения и уровня просто некому было судить, не с чем сравнивать. Для сборки велосипедов на российской основе отсутствовали соответствующие компоненты.
За границей, из-за на порядок больших тарифов на электроэнегию, титан очень дорог. Наличие даже отдельных деталей из него увеличивало цену изделий в пару раз. Этот материал не ширпотреб. Позволить себе его могут только обеспеченные ценители. Опыт работы с титаном в велостроении на западе имели только небольшие специализированные производители (Merlin, Litespeed, Moots, Titus, Morati, Airborne, Ibis, Ti Cycles, Serotta) с высокой культурой собственного производства. Принятые там цены рам варьируются от 700 до 3000$.
 |
|
Титановый софтейл LiteSpeed |
Велофирмы стали заказывать в России по демпинговым ценам мелкие партии полуфабрикатов рам. Поступали сведения, что такие брэнды как Colnago, Bianchi, Schauff, Lee Cougan, Raleigh, Schmolke выставляли их под своими марками. Качество российских рам очень разнилось. Поставки были не стабильными. Не все, слепо скопированные конструкции рам из других материалов, подходили для титана. Иногда не соблюдались геометрические допуски. Часто занятым титаном группам не была доступна полноценная технология сварки и термообработки. Дефектоскопия была лишним затратным звеном. Под обозначением «титан» пытались использовать имеющиеся в наличии, плохо подходящие для рам сплавы. Российский титан заслужил неоднозначную репутацию. Merlin, признавая советское превосходство перед западом в разнообразии специализированных марок титановых сплавов, ставит под понятное с их стороны сомнение качество малоизвестных рам (Приложение 2). Некоторые изделия того периода можно встретить в продаже до сих пор. Это либо отбракованные по разным причинам остатки крупных партий, либо варианты с морально устаревшей геометрией, под жесткие вилки, кантеливерные тормоза, без дисковых креплений. Цены в Москве лежат в диапзоне от 100 до 300$.
С середины девяностых приличные велосипеды, прежде всего МТВ, стали распространяться в России. В ходу были различные материалы, прежде всего сталь. Алюминий заявлял о себе, но был довольно дорог. Массовая технология производства велосипедов из него только развивалась. Много экспериментировали с престижным дорогостоящим карбоном. К концу девяностых технология сварки алюминиевых рам достигла совершенства. Всё массовое производство велосипедов переместилось в Азию, где местные валюты в то время сильно упали. Алюминиевые модели значительно подешевели и стали неуклонно вытеснять качественные хромолевые. После Миллениума, насытившийся автомобилями и потянувшийся к велосипедам, как к средству модного активного отдыха, российский покупатель получал, как правило, алюминиевые байки. Алюминий прочно вошел в велосипедную моду. Пересев на него сразу с «орлёнков» и «туристов» потребитель, не зная других вариантов, был в восторге от эксплуатационных и ходовых качеств. То, что кому-то он был жесток, подс
 |
|
Туринг от FTi |
Тем временем отсеялись или объединились отечественные титановые производители. Устоялись удачные конструкции и технологические цепочки производства. Перешли от использования случайного халявного материала к целенаправленным закупкам проката под конкретные конструкции. Повысили контроль качества. Такие фирмы, как Рапид и Формула Тi, обзавелись различными международными сертификатами качества столь престижными как, «TOP PERFORMANCE SPORT FRAME» http://www.efbe.de от немецкого независимого тестового центра EFBе, какие есть у алюминиевых рам Cannondale, но нет у известных титановых производителей. Осталась индивидуальная работа с клиентами, выполнение заказов по их пожеланиям. Хотите индивидуальную геометрию, дисковые и багажные крепления, персональные полированные логотипы, подбор комплектации и сборку – пожалуйста. Цены на новые заказные модели по-прежнему начинаются от 400$, то есть находятся на уровне приличных алюминиевых и хромолевых рам от массовых иностранных производителей. На сегодняшний момент известны следующие титановые фирмы.
«Мастера титановых изделий» (МТИ) http://extreme.udm.ru/mti из Ижевска. С 1993 года начали выпуск элитных титановых велорам и комплектующих к ним, предназначенных для спортсменов и туристов. Имеют хорошую производственную базу и некоторые уникальные технологии. Используют сплавы Grade 9, ОТ4 и ВТ6. Известны своей широкой линейкой титановых велокомпонентов и приспособлениями для спортивного ледолазанья. Способствовали развитию кросскантрийных гонок в Удмуртии и лидирующим позициям её спортсменов, таких как А.Стрелков, М.Гоголев, А.Логунов, В.Вотинцев, Е.Максимов. Оперативно работают с удалёнными клиентами и быстро доставляют с водителями-дальнобойщиками своим представителям в Москве заказы.
Фирма «РАПИД», (г.Королёв, ул.Лермонтова, д.7) была основана в 1992 году бывшими работниками аэрокосмической отрасли, специалистами из НПО «Энергия». Для трубных конструкций предпочитают сплавы ОТ4-0, ОТ4-1. РАПИД экспортирует свою продукцию - велосипеды и инвалидные коляски в различные страны мира, например: Англию, Германию, Францию, Канаду, Японию. Продукция известна под марками: "КОСМО" (www.kocmo.de), "Titanium Red", в России "Оzon"(www.oldibike.ru). На Озоне сейчас выступает перспективный московский кросскантрийный гонщик Пётр Ухов.
 |
|
Этот DH монстр тоже титановый |
«Формула Тi», с 1991г. на базе НИАТ (Национального Института Авиационных Технологий) производит титановую велопродукцию, которую отличает превосходная раскатка и широкое применение батированых, в том числе конических, труб. Стандартный сплав ОТ-4. В 1996 году стала представительством американской фирмы “RVT” - ведущего производителя титановых велорам в США. Контроль качества налажен при участии этой фирмы. Одно время ФТи работала исключительно на американский рынок. Постоянные партнеры - американские фирмы: Ti-Cycle, RVT; шведские: Magmaa (http://www.magmaa.com), Peter; чешский велоклуб Budviser. Рамы ФТи были взяты на вооружение многими профессиональными командами, такими как итало-российская «Руслотто». Олимпийская серебряная медаль Оксаны Гришиной на Олимпиаде в Сиднее на раме ФТи – высшее спортивное достижение российских велопроизводителей.
"Титан-Россия" из Нижнего Новгорода тел.8(8312)73-42-91, на базе "Красного Сормова", отточившего титановую технологию на атомных подлодках "Барракуда". Выпускала рамы и вилки для Италии по дизайну Colnago. Сделано некоторое количество рам под маркой "Атом". Производство ориентировано в основном на сплав ПТ-7М, хотя производились изделия и из ВТ1-1. Прочитать об этой фирме можно здесь: www.business-magazine.ru/newbusiness/33237/
Фирма «ЮСВ» из Нижнего Новгорода (тел.+78312 78-08-98) - производство титановых рам, вилок. В феврале 1996 года рама ЮСВ модели Big Bone под торговой маркой DNA прошла испытательный тест британского бюро стандартизации BSI. Тест показал более высокую надежность изделия, в сравнений с аналогами (на 10%). ЮСВ выпускал рамы для Pinarello (IT), Omega (UK), Dean (US), Schauff(Germany), выноса для Titeс (US), поставщик велосборной Португалии. Принципиальным является то, что ЮСВ с 1998 г. единственное Российское предприятие широко использующее углепластик при конструировании рам. Им принадлежит безусловный мировой приоритет в создании композитной (титан-углепластик) рамы, представленной на выставке Eurobike в 1998 г. Только спустя год конкуренты из US включили в свою линейку аналогичные рамы. Сейчас ЮСВ выпускает велосипеды под маркой "ТiTerra".
Модели рам для экстремальных видов: триала, слалома, дёрта, даун-хила, BMX, и довально удачная рама для кросс-кантри под маркой "BATCH" www.batch.org, в исполнении Королёва, Н.Новгорода и Fti, созданы талантливым велоконструктором самоучкой, опытным райдером и предпринимателем из Москвы Сергеем Бачинским. О нём здесь: www.e-generator.ru/press.php?18
В сотрудничестве с этими фирмами выпускаются и сбываются титановые или алюминиевые звёзды, каретки, кассеты, шатуны. В их производстве участвуют Сычужкины из Москвы. Кассетами занят Solidstrong www.solidstrong.com.
Занимался титановой сваркой "SAMOYLOV" - Юрий Петрович Самойлов, известный узловыми хромолевыми рамами признанными шоссейниками и туристами. Тел. 445-58-06, моб. 8-902-679-15-61.
(с) Олег Бондаренко, Клетчатый
(с) Bike4u.ru
2003-2006
