Чем отличаются диски литые от кованных: Какая разница между коваными и литыми дисками?

Начнем с того, что “кованые диски” — это некорректное название, правильнее называть метод изготовления данных дисков — горячая объёмная штамповка в закрытых штампах. Получаемые этим методом диски делают из алюминиевого сплава группы АВ (кстати, если вы не знали, данный сплав используется в авиационной промышленности и более известен на за рубежом как “авиационный алюминий 6061”). 

Готовые диски обладают уникальными свойствами — они лёгкие, прочные и не подвержены коррозии. Прочность кованого диска выше, по сравнению с литым. Дело тут как в материале, так и в самом методе изготовления: при ковке (горячей объёмной штамповке) разогретый металл подвергается пластической деформации под высоким давлением, при которой его структура уплотняется, становится однородной, без раковин и рыхлостей, что присуще литым дискам.

Заготовка, получаемая при горячей объёмной штамповке, имеет мелкозернистую структуру, и, так называемую “волокнистость”, имеющую определенное направление при заполнении пресс-формы.

Колесо, получаемое из таких штамповок, обладает высокими прочностными характеристиками, а также имеет высокий показатель упругости, что практически отсутствует у литых колёс. Конечный продукт можно сделать более лёгким без критической потери механических свойств. Например: толщина обода кованого диска в среднем на 20% меньше, чем у литого.

Любопытный факт

Тема кованых дисков появилась в Тольятти благодаря автоспорту. Ведь он немыслим без лёгких и прочных колес, и в России-то, собственно говоря, «ковка» выпускалась сначала исключительно «под спортсменов». Кованый диск с его почти безграничным прочностным ресурсом практически невозможно разрушить: нередки случаи, когда на раллийных соревнованиях экипажи, повредив покрышку, доезжают на голом диске (!), тем самым спасая результат. Ни стальной штампованный, ни легкосплавный литой диск такого сделать не позволяют, потому что в условиях гонки при отсутствующей покрышке разрушаются мгновенно.

Кованые диски. Плюсы и минусы.

Неподрессоренная масса — понятие, применимое к наземным средствам передвижения, имеющим подвеску, которое обозначает массу, включающую массу колес и других деталей, крепящихся непосредственно к ним (дисков, резины, элементов тормозной системы, находящихся на колесе). Масса остальных элементов, удерживаемых над землей подвеской, называется подрессоренной массой.

Соотношение подрессоренной и неподрессоренной массы имеет огромное значение, так как сила, с которой неподрессоренные компоненты воздействуют на автомобиль снизу вверх, должна компенсироваться весом подрессоренной массы. В противном случае автомобиль теряет сцепление с поверхностью дороги, что отрицательно сказывается на его управляемости. Кроме управляемости вес колес влияет и на динамику автомобиля. Так, чем тяжелее колеса, тем больше энергии и времени потребуется, чтобы изменить скорость их вращения. То же относится и к процессу торможения. Для преодоления данной проблемы устанавливают облегченные диски. Соотношение неподрессоренных и подрессоренных масс в автомобиле составляет в среднем 1:15. Меняя это соотношение, можно добиться более высокой плавности хода автомобиля. Это соотношение можно изменить двумя способами: увеличив подрессоренную массу либо уменьшив неподрессоренную.

Однако, если увеличивать подрессоренную массу, к примеру, загрузить по максимуму салон автомобиля, то разгонная динамика снизится. А вот уменьшив неподрессоренную массу, можно сохранить и даже улучшить динамику, добившись при этом высокой плавности хода. И добиться этого можно, только снизив вес колес. Снижение веса каждого из четырех колес на 1 килограмм эквивалентно уменьшению веса в салоне автомобиля приблизительно на 40 килограммов. Таким образом, если при замене дисков вы снижаете вес каждого диска на четыре килограмма (что в сумме дает 16 килограммов), то ваша машина будет ехать также плавно, как если бы в нее сели четыре пассажира, но при этом нисколько не потеряет в своих разгонных характеристиках.

Источник: Wikipedia: Неподрессоренная масса – современный способ легко сплавных дисков, или, как говорят специалисты, горячая объемная штамповка.

При ковке достигается прочность выше, чем при литье, поскольку происходит измельчение зерен, их деформация и вытягивание в нужном направлении — в результате структура металла становится волокнистой. За счет этого возможно уменьшение толщины стенок кованого диска примерно на 20% по сравнению с литым.

Минусы кованых дисков:

Существенным недостатком является очень низкий коэффициент использования материала, составляющий 30-40%, что значительно увеличивает стоимость изделия.

Технология производства кованых дисков: Исходную заготовку разогревают до температуры, при которой сплав приобретает наиболее высокую пластичность (порядка 400-470 0С), затем разогретая «чушка» под действием пресса вминается в специальную форму, и на выходе получается некое подобие колеса — поковка. Изготовляемые таким методом диски могут проходить термическую обработку, а могут и не проходить. Все определяется составом сплава. Часто механические характеристики дисков, прошедших термическую обработку, и без таковой, изготовленные из разных сплавов, практически не отличаются. Если термическая обработка производится, то она включает закалку с последующим старением. После поковка отправляется на механическую обработку, затем осуществляется нанесение декоративных покрытий. Такая технология изготовления позволяет получить диски, материал которых имеет прочность сопоставимую со сталью, и пластичность ниже всего на 20-30 %. При производстве кованых дисков широко применяются сплавы на основе алюминия и магния.

Ситуация с коваными дисками в России очень интересная. Во всем мире такие диски в большинстве своем устанавливаются на дорогие спортивные и гоночные автомобили (японцы долгое время заказывали наши кованые диски на Ступинском металлургическом комбинате). Однако общая мировая тенденция в России имеет несколько иное продолжение. Дело в том, что в последнее время предприятия военно-промышленного комплекса по конверсии освоили производство кованых колес, цены на которые удается удерживать на достаточно низком уровне (в среднем цена дисков российского производства меньше западных аналогов в 10 раз!), причем по качеству они не хуже импортных.

Любопытный факт

Лакокрасочное покрытие кованого диска легко восстановить перекрасив его, при бережном отношении такой диск будет выглядеть как новый — это дает высокую перспективу для вторичного рынка. Литое колесо при длительной эксплуатации сложнее поддается восстановлению и обновлению лакокрасочного покрытия ввиду его меньшей коррозионной стойкости.

Итак, прочность при малом весе. Что нам это дает?

— Уменьшение неподрессоренной массы колеса, что влечёт за собой улучшение управляемости за счёт более эффективной, быстрой работы амортизаторов, увеличение динамики автомобиля, а также снижение расхода топлива.

^{Диски SLIK MS5}

спереди и Slik MS30 сзади. (Фото с сайта ^{https://ladasportrosneft.ru)}

— Высокая упругость диска при умеренных ударных нагрузках, пластичность и небольшие деформации при пиковых значениях позволяет кованому колесу продолжать эксплуатацию. Именно поэтому кованые диски SLIK так ценятся в автоспорте.

^{Кованое колесо SLIK MS30 после участия в Ралли.}

А вот литое колесо в это время значительно деформируется, или в худшем случае разрушается, что не позволит вам даже безопасно прекратить движение.

---




Моноблочная штамповка (Поковка)

При такой технологии кованые колеса получаются методом объёмной горячей штамповки за 2-3 перехода в закрытых штампах. Штампуются они на гидравлических прессах мощностью от 6 до 20 тысяч тонн. Заготовка при этом имеет вид «кастрюли».

Затем штамповка проходит термическую обработку, этапы механической обработки: точение, фрезерование (на этом этапе формируется дизайн диска), сверление и нанесение лакокрасочного покрытия. Именно такой способ изготовления применяется на заводе дисков Slik.

Кованый диск с раскатанным ободом (Flow Forming)

Методом получения первичной заготовки также является объёмная горячая штамповка, только её вид отличается от моноблочной “кастрюли”. Затем у этой заготовки раскатывается обод определенного размера на специальных раскатных машинах.




Дальнейшая термическая и механическая обработка полученной заготовки полностью идентична моноблочной поковке.

Сборное кованое колесо

При таком подходе кованая лицевая часть изготавливается методом объёмной горячей штамповки и, отдельно происходит изготовление обода методом раскатки (при этом ширина обода может варьироваться от 6 до 12 дюймов). Полученные заготовки раздельно проходят соответствующую, идентичную предыдущим двум вариантам термическую и механическую обработку, на них наносят лакокрасочное покрытие, а затем производится сборка лицевой части с ободом при помощи крепёжных болтов.




Важной особенностью является то, что для всех этих видов дисков используются пластически деформируемые алюминиевые сплавы, такие как АВ, 6061 (Россия). Аналогичным зарубежным сплавом является сплав 6061.

Вольное толкование

Зачастую продавцы легкосплавных дисков упрощают понятие кованых колёс, выдавая за них литые диски с раскатанным ободом (технология FlowForming).




Такие диски могут быть как моноблочными, так и сборными, но данные диски нельзя считать коваными, т.к. производятся они из алюминиевых сплавов литейной группы, таких как AlSi11, AlSi9, AlSi7 (сплавы алюминия Al и кремния Si) с последующей термической обработкой или без неё. Они изготавливаются путём гравитационного литья или под низким давлением с последующей раскаткой обода (для моноблочного диска) или присоединения отдельно раскатанного обода к отлитой лицевой части. Естественно, диски, произведенные таким способом, имеют более низкий вес по сравнению с обычным литым диском, но по своим механическим свойствам значительно уступают кованым дискам, т.к. являются литыми колёсами.

В конце концов литьё с раскатанными ободом может являться хорошей альтернативой литому колесу, но его нельзя сравнивать с кованым колесом.

---

Почему кованые колеса дороже литых?

В первую очередь из-за разницы технологии производства. Литое колесо отливают в специальных формах штампах и тратят на это столько метала, сколько требуется для изготовления колеса. Кованые колеса производятся из специальных заготовок. Знали ли вы, что заготовка под 17-дюймовое колесо весит около 33 килограмм. 




^{Заготовка 17” для кованого колеса}

А вес готового колеса составляет в среднем 8 килограмм! 




^{Готовое колесо 17″ Slik D3.}

25 килограмм дорогого металла уходит в стружку и его нельзя использовать повторно для производства дисков. К этому также добавляются существенные затраты на механическую обработку колеса: токарные операции, фрезерование, сверление.

---

Призываем задавать интересующие вас вопросы — будем рады общению!
Подписывайтесь на нашу страницу VK. Всем хороших дорог!

Возврат к списку




Литые и кованые диски — Motor Werke

Tech Talk | Инструменты и оборудование

4 марта 2022 г. 5 декабря 2022 г.

Литые и кованые диски

Колеса, безусловно, являются самой эффективной визуальной модификацией, которую вы можете сделать со своим автомобилем, а также могут принести некоторые заманчивые преимущества в производительности. Если вы когда-либо пытались решить пугающую задачу выбора и спецификации собственного комплекта колес, вы уже знаете, что колесная промышленность — это беззаконная пустошь цифр, размеров, причудливых слов и технологий, которые даже не начинают объяснять, что вы делаете. повторно даже платить все эти деньги.

Это всего лишь хитрый маркетинг, или к этой блестящей, цилиндрической картофелине действительно есть что-то мясное?

Литые диски

Более известные как алюминиевые, или легкосплавные диски , 99% вторичных и OEM-дисков являются литыми. Думайте о них как о ванильном мороженом из колес. Литье на сегодняшний день является самым быстрым и дешевым производственным процессом, и хотя он не самый прочный, конечный продукт более чем способен справиться с тем, через что ему придется пройти повседневному пользователю.

При сравнении BMW 328i с Lamborghini Huracan очевидно, что последний является «лучшей» машиной, но это не обязательно означает, что это лучший автомобиль для вас. Тот же принцип можно применить и к колесам.

Не вдаваясь в подробности, отметим, что литые колеса изготавливаются путем заливки расплавленного алюминиево-никелевого сплава в форму и охлаждения. После закалки колесо подвергается различным термическим и химическим обработкам для повышения его прочности и коррозионной стойкости.

Отливки колес имеют шероховатую поверхность по краям, поэтому они проходят обработку на станке с ЧПУ для очистки кромок и поверхностей и обеспечения идеальной гладкости монтажной поверхности и поверхности борта.

Недостатком процесса литья является то, что он не приводит к получению самого прочного конечного продукта. Это достаточно сильно для того, что они делают, но они могли бы быть сильнее. На микроскопическом уровне отдельные крупинки металла разбросаны повсюду, что вполне справедливо, учитывая, что всего за несколько мгновений до того, как стать колесом, они были всего лишь ведром пряного красного пластилина. Эта проблема заключается в том, что кованые колеса выделяются, и мы скоро займемся этим.

Когда дело доходит до выбоин и других дорожных опасностей, литые колеса могут быть подвержены деформации, что может привести к протечке или дисбалансу колеса/шины в сборе. В некоторых случаях литое колесо можно отремонтировать и снова привести в порядок, но часто это может стоить дороже, чем простая замена колеса.

Flow Forming

Этот процесс, чаще всего называемый Flow Forming, сочетает в себе преимущества как литья, так и ковки, поэтому производители могут производить прочные и легкие колеса по разумной цене.

Колесо начинает свою жизнь как литая заготовка. Лицевая часть/спицы и внешняя часть ствола уже завершены в процессе литья и заканчиваются толстым кольцом материала, которое станет стволом.

Заготовка помещается в машину, которая нагревает и медленно вращает колесо, при этом с помощью ролика медленно протягивают материал вниз по матрице для достижения желаемой ширины.

Этот процесс нагревания и вытягивания выравнивает микроскопические зерна металла, значительно повышая его прочность. Когда сам материал прочнее, вам не нужно его много. В результате эти колеса могут быть на 40% легче, чем их оригинальные аналоги, что приводит к значительному снижению неподрессоренной массы.

Неподрессоренная масса относится к частям автомобиля между подвеской и дорогой. Тормоза, колеса и шины, ступицы, поворотные кулаки и т. д. Уменьшение веса в этих областях значительно улучшит характеристики управляемости вашего автомобиля, а колеса — это самый простой и экономичный способ добиться такого снижения веса.

Кованые диски

Как будто это не было достаточно запутанным, здесь начинается самое интересное. Кованые диски могут относиться к нескольким различным методам, но мы рассмотрим только два наиболее распространенных.

Машины Кованые диски – настоящее украшение автомобильного мира. Эти колеса часто можно найти на роскошных и экзотических автомобилях высокого класса, а также на более «обычных» автомобилях с высокими характеристиками, таких как BMW M3 или Audi RS5. Колеса стоят дороже, чем литые или формованные, но подгонка и отделка не имеют себе равных.

Эти колеса могут быть изготовлены с индивидуальным дизайном и размерами, поэтому единственным ограничением являются арки крыльев.

Эти колеса выточены из заготовки, которая лишь грубо отштампована по форме колеса. Сила штамповки, используемая для придания формы заготовкам, выравнивает зерна металла относительно друг друга, но после этого структура зерна не изменяется, поэтому она не соответствует форме колеса. Это по-прежнему очень прочное колесо, прочнее литья, но далеко не такое прочное, как могло бы быть.

В отличие от колес Flow Formed, в заготовке уже не определены спицы. Бланк представляет собой сплошной алюминий аэрокосмического класса, а ствол уже имеет окончательную ширину. Отсюда материал будет удален для создания колеса.

Чтобы перейти от заготовки к колесу, заготовку загружают в токарный станок, который удаляет материал с внутреннего и внешнего цилиндра, чтобы идеально скруглить его и удалить большую часть лишнего материала заготовки. Затем он отправляется на станок с ЧПУ (компьютерным числовым управлением), чтобы пройти оставшуюся часть пути.

ЧПУ обходит заготовку, медленно удаляя материал для оттачивания окончательных размеров 

и деталей. Это называется субтрактивным производством, принцип аналогичен тому, как тотемные столбы вырезаются из цельного бревна. Этот процесс гораздо более трудоемкий и дорогой, чем литье, но вы можете создавать гораздо более сложные конструкции, которые были бы невозможны при литье. После механической обработки на колеса вручную наносится окончательная отделка.

В результате получились одни из самых красивых колес. Они не всем по вкусу, но нельзя отрицать невероятные технологии и талант, которые используются в дизайне и производстве этих изделий.

Flow Forging

Последний процесс, который мы рассмотрим, называется Flow Forging. Идея похожа на идею Flow Forming, о которой мы говорили ранее, но здесь нет приведения. Заготовки для этих колес прессуются из заготовки в окончательную форму за один шаг с помощью пресса мощностью 10 000 фунтов. После штамповки к колесам добавляются последние штрихи, а кромки/сопрягаемые поверхности очищаются на станке с ЧПУ.

Этот процесс приводит зерна материала в соответствие друг с другом, а также с формой колеса по мере его формирования. Это создает максимально прочный материал, но опять же, дизайн ограничен тем, что можно сделать в формах.

Эти методы охватывают большинство колес, но кроличья нора еще глубже. Нужно многое принять, понять и сравнить, что может быть очень пугающим. У нашей команды есть знания и ресурсы, чтобы ориентироваться на минном поле колес и помочь вам выбрать тип, стиль и размер, чтобы соответствовать как вашему автомобилю, так и вашему бюджету.

Колеса из кованой стали

и колеса из чугуна: выбирайте по своему усмотрению

Выбор правильного типа колеса для ваших тяжелых грузов и сложных проектов имеет решающее значение для сокращения времени простоя и затрат на техническое обслуживание при выполнении работы. При выборе лучшего типа роликов у вас есть два варианта: кованая сталь и чугун. Хотя каждый тип производства создает различные сильные и слабые стороны металла, есть несколько преимуществ выбора колес из кованой стали по сравнению с колесами из чугуна.

Почему для следующей работы вам следует выбрать сталь, а не железо? Взгляните на различия между ними, и вы поймете, почему сталь может быть вашим лучшим выбором.

• Процесс производства чугунных колес: Они изготавливаются в доменной печи или электрической индукционной печи путем добавления значительного количества лома железа и стального лома в чугун. Загрязняющие вещества, такие как фосфор и сера, удаляются на протяжении всего процесса. После того, как материал полностью расплавится, его заливают в песчаную форму для придания формы. Затем его удаляют для окончательного охлаждения.
• Процесс производства для кованых стальных колес: Как следует из названия, они изготавливаются путем ковки стали. Он начинается с расчета веса детали, после чего вырезается и предварительно нагревается круглая стальная заготовка приблизительного диаметра. Когда температура плавления стали достигает 200 градусов, ее иногда называют раскаленной докрасна, ее снимают с огня и бросают в горн. Отсюда заготовка формируется за счет повторяющихся ударов кузнечного молота. Излишки стали, называемые заусенцами, срезаются. Наконец, колесо помещается на медленно движущуюся ленту конвейера для охлаждения.
Преимущества кованой стали перед чугуном

На молекулярном уровне разница значительна. Первоначальная структура чугуна нарушается при добавлении других металлов, что приводит к снижению прочности. С другой стороны, процесс ковки сохраняет непрерывность металла, что приводит к более прочному готовому изделию.

Дополнительные преимущества ковки перед литьем:

• Отличная устойчивость к износу и растрескиванию: Кованая сталь тверже и плотнее чугуна, что обеспечивает ее устойчивость к износу и растрескиванию. Кроме того, его можно подвергнуть термической обработке, чтобы сделать его еще более твердым, что продлит срок службы.
• Прочнее чугуна : Поскольку посторонние вещества не вводятся в процесс, металлургическое рафинирование приводит к большей долговечности.