提到「鎂」,一般人可能會先想到「會影響骨質疏鬆與糖尿病的重要營養素」;不過在機車世界裡,鎂是賽車不可或缺的超輕量材料。它以賽車輪圈最為知名,但其實很早以前就已經被用在機車其他部位。
不只是 GP 賽車的輪圈?
「鎂」是鹼土金屬之一,原子序為 12……就算這樣說,可能還是很難有具體概念。不過如果說它是「MotoGP 賽車輪圈使用的超輕量材料」,應該就比較容易理解。
機車零件常用的代表性輕量金屬是鋁合金,但鎂合金的比重大約只有鋁合金的 2/3、鐵的約 1/4.5,因此在實用金屬中可說壓倒性地輕。
因此,在運動機車,尤其是講求「輕量就是正義」的賽車上,理論上應該大量使用鎂合金……不過實際上也沒有那麼簡單。

其實容易燃燒,而且也容易腐蝕!?
鎂合金的比強度,也就是材料強度除以密度所得數值,雖然略低於鋁合金,但其比重仍明顯更輕。因此近年也能看到它被用在單眼相機機身、智慧型手機與筆電外殼。
不過,鎂合金也有缺點,最大問題之一就是「容易燃燒」。年紀較長的人也許還有印象,早期相機在室內等昏暗環境拍照時會使用閃光燈,其原理就是點燃鎂粉,讓它爆發性燃燒並發出強光,當時的閃光燈泡還是一次性用品。
當然,閃光燈用鎂粉與現代鎂合金不是同一回事,但在把材料切削成零件時,尤其微細切削粉塵可能因摩擦熱起火。
而且已經起火的鎂不能直接用水滅火,因為鎂會和水反應並放熱、再次燃燒,因此必須使用特殊滅火砂或藥劑。
另外,鎂本身不容易彎折,也就是比較容易折斷,因此不適合一般沖壓加工。
換句話說,它的加工難度相當高,因此許多鎂零件都是透過鑄造成形。近年因材料與加工技術進步,已經出現鎂合金鍛造輪圈,但能進行這類加工的廠商與工廠仍然很少。
此外,鎂也容易腐蝕,因此需要進行防鏽表面處理。這也可能是限制鎂合金使用部位與零件種類的原因之一。
竟然連 Yamaha「XT500」都用過!
鎂合金雖有超輕量優勢,但因加工困難又容易腐蝕,最早在汽車與機車領域被採用的是 1950 年代四輪賽車輪圈,而機車用鎂合金賽車輪圈則到 1970 年代才出現。
市售車方面,日本國內相當早的案例之一,應該是「Toyota 2000GT」(1967 年)的鎂合金輪圈。

而在機車方面,最早被提及的並不是輪圈,而是 Yamaha Trail Bike「XT500」(1976 年)使用了鎂合金曲軸箱外蓋。據說當時就是抱著「每 1g 都要想辦法減掉」的態度採用鎂合金。而「Toyota 2000GT」本來就是 Toyota 與 Yamaha 共同開發,因此兩者之間也許多少存在關聯。
之後市售機車仍很少採用鎂合金零件,不過 1988 年 Honda 推出的「NSR250R SP」,成為全球首款量產市售機車標準配備鎂合金輪圈的案例。
相較傳統鋁合金輪圈,前後輪總共減重約 1.5kg,透過降低簧下重量,提高輪胎追隨路面的能力。
Kawasaki Supersport「Ninja ZX-10R」則從第一代 2004 年式開始,在多個引擎外蓋使用鎂合金。
Yamaha 於 2008 年推出的「YZF-R6」採用鎂合金後車架,而「YZF-R1」則自 2015 年式開始,除了後車架,也配備 Yamaha 自製鎂合金鑄造輪圈。
Honda 則在 2017 年「CBR1000RR」把左側引擎外蓋與油底殼改為鎂合金,以達到輕量化目的。
鎂合金雖然有易燃與容易腐蝕等缺點,但近年也開始出現提高難燃性與耐腐蝕性的全新鎂合金。
目前成本平衡似乎仍不容易,但它未來除了可能取代其他金屬零件以減輕重量,也可能取代部分塑膠零件,藉此提高結構強度。
原文出處:“軽さは正義!?” じつは燃えやすく加工が難しい「マグネシウム合金」 結構昔からバイクにも使われている?
原文記者:伊藤康司
原文圖庫:https://bike-news.jp/photo/470629
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