Bahan Rangka sepeda alloy
Bahan Rangka sepeda alloy

Perbedaan rangka sepeda alloy, hi-ten steel, chromoly

Material/bahan rangka sepeda hi-ten steel, chromoly, alloy, karbon, dan titanium akan memberikan karakter sepeda yang berbeda-beda. Mana yang lebih cocok secara harga dan performa, apa yang menjadi kelebihan dan kekurangan dari tiap jenis material frame sepeda tersebut.

Frame sepeda sebagai tulang punggung dan penopang komponen serta pesepeda, harus kuat untuk menerima beban, sekaligus memberikan kenyamanan dan performa yang bagus. Tetapi tidak ada jenis material frame yang bisa memberikan semuanya.

Untuk kelas yang premium, tersedia pilihan karbon, titanium, atau pilihan frame eksotis seperti alloy scandium, boron, lithium, keramik, atau rangka sepeda bambu. Disini kita akan bahas untuk kebanyakan frame sepeda sekarang, yang terbuat dari logam alumnimum, alloy, baja/steel dan chromoly.

Untuk artikel rangka karbon, baca: mengupas bahan karbon untuk sepeda.

Tidak hanya untuk frame sepeda, komponen-komponen sepeda dengan bahan yang berbeda juga akan memiliki sifat yang sama. Hampir semua sepeda memiliki bahan yang berbeda untuk frame dan komponen (seperti handlebars/stang, stem, jari-jari, pelek/rim, dll).

Apa itu alloy

Setiap logam mempunyai karakter yang berbeda, berat, kekuatan, kelenturan, tahan panas, karat (korosi), dan lainnya. Kita bisa menggabungkan beberapa logam, untuk mendapatkan karakter logam sesuai kebutuhan, misalkan yang ringan tapi kuat, yang keras dan tahan karat, lebih kaku tapi mudah untuk dibentuk, dan lainnya.

Alloy adalah logam campuran untuk karakter logam yang unik. Keterbatasan kemampuan sebuah logam membuat hampir kebanyakan logam yang ada sekarang adalah alloy. Seperti emas murni yang terlalu lembek, sehingga perlu dicampur material lain seperti nikel, atau perak, atau aluminium, agar lebih keras, sehinga kita menemui istilah emas 20 karat, 22 karat, dan lainnya.

Aluminium, besi, nikel, zinc (seng) dan lainnya dicampur dengan komposisi dan metoda pembentukan pada suhu, tekanan yang berbeda akan menghasilkan logam yang berbeda. Jadi istilah alloy saja, bisa mengacu pada pada material/logam campuran apa saja. Harus ada keterangan tambahan untuk informasi tentang komposisinya, sehingga kita bisa lebih mengetahui karakternya.

Frame/Rangka Hi-Ten Steel

Steel atau baja kadang disebut juga besi adalah bahan rangka yang sudah lama dipakai pada sepeda. Steel atau baja adalah logam besi dengan kadar karbon yang lebih rendah, yang dicampur dengan logam lain agar lebih keras, kuat, dan lebih anti karat. Sedangkan stainles steel adalah baja yang lebih tahan karat, dengan komposisi yang berbeda dengan steel (baja) biasa.

Frame sepeda hi-ten steel
Frame sepeda hi-ten steel

Hi-ten steel atau high tensile steel merupakan istilah untuk baja yang lebih kuat untuk menahan tekanan. Pemakaian baja atau hi-ten steel untuk rangka sepeda sudah mulai berkurang. Kebanyakan ditemui pada sepeda lama, dan harga sepeda yang murah sekarang ini.

Berikut beberapa kelebihan dan kekurangan rangka sepeda hi-ten steel:

+ kuat untuk menahan tekanan yang tinggi

+ tidak mudah patah. Jika beban terlalu berat, akan bengkok, dan mudah untuk diperbaiki.

+ sifatnya yang lebih elastis, menyerap getaran dan membuat sepeda tidak terlalu berguncang

+ harga paling murah

Berat: material hi-ten steel jauh lebih berat dibanding bahan rangka sepeda alloy lainnya. Sekarang ini kebanyakan hi-ten steel dipakai pada sepeda lipat dan sepeda anak, karena bentuk frame yang lebih kecil sehingga tidak terlalu berat bobotnya.

Karat: Rangka dan komponen hi-ten steel sangat rawan dengan karat. Harus rajin dikeringkan, dibersihkan jika sudah ada gejala karat supaya tidak menjalar, tidak bisa disimpan di tempat lembab untuk waktu yang lama, perawatannya harus kebih intensif.

Lebih sulit untuk dibentuk, bentuk frame sepeda steel biasanya bulat.

Contoh sepeda yang memakai frame steel/hi-ten steel: Sepeda lipat Pacific 2990, MTB Pacific Crosser, Sepeda lipat United Stylo, Element Police Milan 8 speed.

Sebagai perbandingan, berat sepeda lipat ukuran 16″ dengan frame steel 13.9kg, frame chromoly 13.4kg, frame alloy 12kg. Beratnya memang dipengaruhi komponen lain, perbandingan berat ini hanya untuk gambaran kasar pengaruh bahan frame terhadap bobot sepeda. Semakin besar ukuran sepeda dan frame maka perbedaan berat akan semakin signifikan juga.

Hi-ten steel bukan lah material frame yang buruk. Terutama untuk pesepeda yang tidak terlalu memikirkan efisiensi, aerodinamis, dan kecepatan. Frame hi-ten steel malah bisa memberikan kenyamanan yang lebih baik. Atau untuk sepeda anak yang lebih sering jatuh, tergores, tabrakan, frame baja lebih awet. Walaupun untuk sepeda lipat yang sering dilipat dan dibawa-bawa, frame hi-ten steel yang lebih berat akan mengurangi mobilitasnya. Termasuk untuk pesepeda yang berbadan besar, frame steel/baja bisa menahan beban yang lebih berat dibandingkan aluminium/alloy.

Karat adalah musuh utama untuk rangka dan komponen steel. Silent killer yang merusak sepeda tanpa kita sadari. Baca: cara pencegahan karat untuk sepeda.

Karat parah pada sepeda frame besi
Karat parah pada sepeda frame besi

Frame/Rangka Chromoly

Chromoly atau Cro-Moly adalah material campuran antara chromium alloy steel dan molybdenum. Chromoly adalah logam transisi yang tahan karat. Molybdenum adalah logam yang kuat dan tahan panas. Campuran keduanya menghasilkan logam Chromoly yang kuat dan lebih tahan karat. Chromloy lebih kuat dibandingkan baja/steel (hampir tiga kali lipat). Beratnya sebenarnya hampir sama dengan steel/hi-ten steel, tetapi beberapa desain frame berani memakai tube/lapisan yang lebih tipis dan menghasilkan kekuatan frame yang sama dengan hi-ten steel. Jika memakai ketebalan dan bentuk frame yang sama, hampir tidak ada beda beratnya.

Frame sepeda BMX Chromoly
Frame sepeda BMX Chromoly

Material Chromoly sering dinyatakan dalam dengan kode 41xx sesuai dengan standard SAE (Society of Automotive Engineers). Dimana dua angka terakhir menyatakan persentasi Cr dan Mo , semakin besar angkanya semakin tinggi kadarnya. Setiap kode mempunyai nilai kekuatan dan peruntukan yang relatif berbeda. Untuk komponen dan rangka sepeda biasanya dipakai 4130 atau 4140.

Pemakaian frame sepeda chromoly mempunyai kelebihan yang sama dengan rangka hi-ten steel atau rangka besi. Tambahannya adalah:

  • Tube bisa lebih tipis sehingga sepeda lebih ringan
  • Lebih mudah dibentuk, menghasilkan bentuk frame yang lebih variatif dan aerodinamis
  • Masih bisa berkarat, tetapi lebih tahan karat dibandingkan baja.
  • Harganya lebih mahal dibandingkan baja

Chromoly juga termasuk elastis, dan membantu menyerap dan menahan getaran/guncangan, sehingga sepeda sedikit lebih mulus. Frame chromoly sangat populer untuk sepeda BMX dan sepeda touring, bisa menghemat beban, stabil, membuat sepeda juga mudah untuk diangkat untuk aksi, tetapi masih tahan banting.

Chromoly juga memiliki tampilan yang menarik, banyak yang hanya melapisi dengan clear coat (pelindung cat bening) untuk menampilkan warna aslinya. Banyak sepeda mahal yang memakai bahan chromoly karena kesannya yang lebih eksotis dan klasik. Frame sepeda Federal chromoly (kode C) termasuk salah satu frame sepeda yang diburu, karena nilai sejarahnya dan bahan chromoly katanya yang lebih bagus (made in japan).

Korosi-karat pitting pada frame chromoly
Korosi-karat pitting pada frame chromoly

Frame sepeda chromoly memberikan performa yang lebih baik daripada frame hi-ten steel, tanpa mengurangi kekuatannya, dengan harga yang sedikit lebih mahal. Frame chromoly menyeimbangkan antara kenyamanan, kualitas, tampilan, dan efisiensi sepeda. Penamaaan nya bisa saja berbeda, seperti sepeda Polygon yang memberi istilah Ferro tech untuk frame yang memakai bahan chromoly.

Beberapa conroh sepeda yang memakai frame chromoly: United Black horse X, Element pikes Gen 2, United Callister, Polygon Monarch M2.

Frame/Rangka Aluminium

Istilah alloy pada rangka/frame sepeda lebih banyak mengacu pada rangka dengan bahan dasar aluminium. Frame alloy atau aluminium sangat banyak kita lihat sekarang ini, terutama karena proses pembuatannya cukup murah, mudah dibentuk, cukup kuat dan tahan karat.

Frame sepeda balap alloy Cannondale CAAD13
Frame sepeda balap alloy Cannondale CAAD13

Pencetakan frame alloy lebih mudah dan maju, sehingga tidak sulit untuk membuat bentuk frame yang unik dan pipih. Bahan alloy juga jauh lebih ringan dibandingkan steel dan chromoly, sehingga bisa membuat sepeda lebih ringan, aerodinamis, dan lebih cepat.

  • Kekuatan frame alloy tidak sekuat baja dan chromoly. Lebih mudah untuk penyok dan tergores, dan lebih susah untuk diperbaiki.
  • Frame alloy tidak elastis dan cenderung kaku. Sehingga ketika menerima beban berat, kemungkinan akan patah daripada bengkok.
  • Karena lebih kaku, frame ini juga tidak banyak menyerap getaran, sehingga sepeda terasa lebih kasar. Tetapi keuntungan frame yang kaku adalah efisiensi tenaga yang lebih baik, membuat tenaga kayuhan pedal lebih banyak yang terpakai untuk memutar roda.

Sehingga kalau kita perhatikan, frame sepeda alloy biasanya memiliki bentuk tube/batang yang lebih besar, untuk mendapatkan struktur yang lebih kuat. Dibandingkan dengan sepeda lama yang memakai bahan baja, kebanyakan lebih memakai tube bulat yang kecil tapi kuat.

Banyak dipakai untuk sepeda balap dan sepeda lipat, karena tenaga yang lebih efektif (ringan dan kaku) dan bentuk yang lebih aerodinamis. Selain itu juga frame sepeda alloy juga lebih tahan karat. Sehingga lebih aman ketika dipakai sepeda gunung ke area lumpur dan berair.

Sering kita baca pada  frame alloy (Al) 6061, 7005, 7075, 6066, 2024, 7020 kode ini menyatakan komposisi dari bahan-bahan pembentuknya.

International Alloy Designation System (wrought alloys)

Seri Alloy Material Campuran Utama
1xxx 99.000% Minimum Aluminum
2xxx Tembaga / Copper
3xxx Mangan/ Manganese
4xxx Silicon
5xxx Magnesium
6xxx Magnesium dan Silicon
7xxx Zinc
8xxx Element lainnya

Angka pertama menyatakan komponen material dasar, dan angka berikutnya untuk angka modifikasi, dan persentase campuran komponen lain. Wikipedia memberikan informasi yang lebih lengkap untuk persentase dan komposisi logam campuran untuk setiap seri alloy di atas.

Untuk komponen dan rangka sepeda alloy, kebanyakan memakai seri 6000 dan 7000. Untuk keseimbangan kekuatan, kekerasan, kemudahan pembentukan, kemudahan di las/sambungan, dan berat. Material alloy seri 7000 mempunyai kekuatan/kekerasan hampir dua kali lipat dari seri 6000. Tetapi material alloy seri 7000 memerlukan proses pembentukan, penyambungan dan las yang lebih rumit dibandingkan seri 6000. Dan semakin keras material, akan lebih cenderung pecah/patah ketika menerima beban yang keras.

Harga sepeda dengan frame alloy lebih beragam, mulai dari yang murah sampai yang mahal. Karena ditentukan oleh kualitas, dan grade alumnium yang dipakai, ketebalan, cara peebentukan, kualitas las dan sambungan serta fitur tambahan. Proses pembuatan yang lebih kompleks akan membuat harga frame yang lebih mahal.

Salah satu fitur tambahan yang sering kita lihat pada rangka alloy adalah butted, bisa single, double atau triple buted. Butted adalah perubahan ketebalan dari tube, yang tujuannya untuk memberikan kekuatan lebih pada area tertentu sekaligus mengurangi berat. Pada tube klasik, batang frame sepeda terdiri dari pipa yang ketebalannya sama. Frame butted memiliki ketebalan yang berbeda-beda, biasanya bagian ujung atau sambungan yang lebih tebal, sedangkan bagian tengahnya lebih tipis.

Single-Doubel-Triple Butted pada frame sepeda
Single-Doubel-Triple Butted pada frame sepeda

Salah satu kekurangan sepeda dengan rangka alloy adalah masa pakai. Kualitas dan kekuatan frame alloy/aluminium akan tergradasi seiring waktu dan pemakaiannya. Secara umum, masa pakai frame alloy sekitar 10 sampai 15 tahun. Tetapi tergantung pemakaian dan kondisinya. Menahan beban yang berat, terekspos pada cuaca panas/dingin yang ekstrem, bisa saja mempercepat umurnya. Karena material alloy lebih mudah berekasi dan mengalami perubahan komposisi dan struktur aibat suhu dan tekanan. Dibandingkan dengan material besi/baja/chromoly yang biasanya rusak karena karatan, tetapi kalau terawat baik, umurnya bisa lebih panjang. Seperti sepeda ontel klasik yang masih banyak kita lihat sekarang ini dengan frame yang masih tetap kokoh.

Korosi pada rangka aluminium sepeda yang sudah dalam
Korosi serbuk putih pada rangka aluminium sepeda yang sudah dalam

Hi-Ten Steel vs Chromoly vs Alloy

Secara umum kelebihan dan kekurangan masing-masing jenis material frame sudah dijelaskan di atas, semuanya memiliki karakter yang berbeda, yang bisa disesuaikan dengan kebutuhan kita.

Walaupun secara spesifik, hal-hal di atas belum tentu berlaku sepenuhnya. Karena rangka sepeda mempunyai faktor lain yang bisa membuatnya berbeda untuk rasa dan kekuatannya. Seperti geometri struktur rangka apakah agresif, santai, sporty, relaks, dan sebagainya. Kekuatan dari sambungan antar tube juga ditentukan oleh metode dan kualitas las atau lug yang dipakai. Sepeda yang lebih kuat biasanya melalui proses dan qualiti kontrol yang lebih baik, teknik dan material sambungan yang lebih baik. Jadi bisa saja rangka besi lebih mudah patah/lepas karena kualitas sambungan yang buruk dibandingkan rangka alloy dengan kualitas pembuatan yang lebih baik.

Tambahkan di komentar untuk pengalaman kamu memakai jenis-jenis rangka sepeda di atas.