Добавлена: 11 августа 2013  /  Просмотров: 2414

Выбор дисков

Литые колесные диски

По способу производства легкосплавные диски можно разделить на кованые и литые, по применимости материала - на магниевые и алюминиевые. Также диски производят из титанового сплава, однако из-за сложности изготовление, и как следствие, высокой цены, такие диски не очень распостранены. Тем не менее, титановые диски обладают высокой прочностью, пластичностью, а также коррозионной устойчивостью. Практически 100% легкосплавных дисков - это литые диски. 

Плюсы литых дисков

Основныой плюс - низкая себестоимость вследствии большого коэффициента использования материала. Легковесность сплавов снижает массу неподрессоренных частей автомобиля. При движениях по неровной дороге на кузов действуют меньшие ударные нагрузки, улучшая плавность хода автомобиля.

Также улучшается работа подвески: упругие и демпфирующие элементы воспринимают меньшие нагрузки, тем самым увеличивается срок их службы. Более легкие колеса быстрее восстанавливают контакт с дорожным полотном при наезде на препятствие, улучшая устойчивость и управляемость автомобиля на больших скоростях. Небольшой вес колеса положительно сказывается на динамике автомобиля, т. к. для разгона и торможения менее инерционного колеса требуется меньшее усилие. Все это в итоге приводит к увеличению срока службы двигателя, трансмиссии и тормозной системы, а также к уменьшению расхода топлива. Небольшой  вес - весомое преимущество литых алюминиевых дисков.  Также серьезным аргументом в  пользу легкоспланых дисков - это их привлекательная внешность и многообразие вариантов исполнения. Некоторые компании представляют сегодня на рынке более 100 дизайнов литых дисков для любого типа автомобилей.

Минусы литых дисков

Поскольку металл обладает свободной ненаправленной кристаллической структурой, то при отливке снижается прочность диска. Для сохранения прочностных характеристик толщину стенок диска приходится увеличивать. Не все способы литья подойдут под высокие требования к качеству продукции при производстве колесных дисков. Основные способы - это литье под низким давлением или с противодавлением. Эти методы обеспечивают повышенные прочностные характеристики при изготовлении объемных тонкостенных деталей.

Технология производства литых дисков

В специальных формах расплавленный сплав остывает, после этого полученные заготовки проходят термическую обработку, которая состоит из нагрева отливки выше температуры фазового превращения (500-550 0С), выдержке при этой температуре с последующим достаточно быстрым охлаждением в водной среде. В результате этой закалки получают структурно неустойчивое состояние сплава. Для достижения сплавом структурного равновесия, отливки подвергают искусственномй процессу старения, путем их нагрева ниже температуры фазового превращения (150-220 0С) и выдержке при этой температуре в течение некоторого времени (3-9 часов) с последующим охлаждением на воздухе. Следующий этап производства - прохождение отливками механической обработки, затем нанесение защитных покрытий. Прочность и пластичность литейных сплавов после такой обработки меньше, чем у обычной конструкционной стали. Если прочность ниже на 30-40%, то пластичность ниже в 4-5 раз.

Использование алюминия в производстве колесных дисков

В качестве конструкционных материалов при производстве литых дисков широко используются относительно дешевые сплавы на основе алюминия (обычно это легированные сплавы алюминия с кремнием). Алюминий является одним из наиболее легких конструкционных металлов, (его плотность составляет 2,7 г/см3), что в сочетании с высокой удельной прочностью его сплава, способствует снижению веса диска. В сравнении со стальными собратьями алюминиевые диски легче на 10-20%. Кроме того, диски из алюминиевых сплавов обеспечивают лучшее охлаждение тормозных механизмов за счет лучшего обдува и высокой теплопроводности материала, а способность алюминия образовывать на своей поверхности прочную оксидную пленку Al2O3 здорово защищает конструкционный сплав от возникновения коррозионных процессов и его разрушения. Но и это еще не все, высокая точность изготовления литых дисков позволяет лучше произвести балансировку колеса, что улучшает виброакустические характеристики автомобиля, а также способствует уменьшению износа подшипников ступиц, шарниров деталей подвески, рулевого привода и шин.

Главным их недостатком является низкая пластичность, из-за чего при сильных ударных нагрузках на диск, последний трескается, в худшем случае может даже разрушиться. Отремонтировать же его с сохранением всех исходных характеристик в не заводских условиях практически невозможно.

Использование магния в производстве колесных дисков

Литые диски изготавливают и из магниевых сплавов (как правило, это легированные сплавы магния с алюминием). Магний является наиболее легким конструкционным металлом (его плотность составляет 1,7 г/см3). Сплавы на его основе обладают более высокой удельной прочностью, чем алюминиевые, что способствует дополнительному снижению веса диска. Поэтому для литых дисков, изготовленных из магниевых сплавов, характерны все преимущества алюминиевых собратьев, причем в большей степени. Однако, литой магниевый диск помимо низкой пластичности, имеет еще один серьезный недостаток-чрезвычайно низкую коррозионную стойкость, что вынуждает производителей использовать для защиты поверхности прочные многослойные покрытия. Во многом "благодаря" этому литые магниевые диски не получили широкого распространения и изготавливаются на сегодняшний день в ограниченных количествах.

Кованые колесные диски

Вторым методом производства легкосплавных дисков является ковка, или, как говорят специалисты, горячая объемная штамповка.

Поэтому и кованые диски часто называют штампованными (не путать со стальными штампованными).

Плюсы кованых дисков

При ковке достигается прочность выше, чем при литье, поскольку происходит измельчение зерен, их деформация и вытягивание в нужном направлении-в результате структура металла становиться волокнистой. За счет этого возможно уменьшение толщины стенок кованого диска примерно на 20% по сравнению с литым. Высокая прочность материала дисков обеспечивает им хорошие весовые характеристики: масса кованого диска на 30-50% меньше массы стального и на 20-30% аналогичного литого. Благодаря высокой пластичности такой диск не разрушается после сильного удара, а деформируется на подобие стального. Штампованные магниевые диски обладают хорошей коррозионной стойкостью, а алюминиевые и вовсе можно использовать без лакокрасочного покрытия. В общем, кованый диск вобрал в себя все преимущества литого и стального штампованного собратьев, при этом избавившись от их недостатков.

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.

Стальные штампованные колеса

Наиболее широкое распространение получили штампованные стальные диски. Конструкционно они состоят из самого диска (тарелки) и обода. Диск (тарелку) штампуют из листовой стали по специальному профилю для увеличения жесткости. Обод колеса также штампуют из стали. Обе составляющие соединяют между собой при помощи точечной контактной сварки. После этого на поверхность наносят защитное покрытие (эмаль, порошковое покрытие…).

Плюсы стальной штамповки

Стальными дисками комплектуются большинство автомобилей, сходящих с конвейеров во всем мире. Секрет такой популярности, как всегда, тривиален, и заключается в их дешевизне и простоте изготовления. Но на этом преимущества штампованных дисков не заканчиваются: даже при очень сильном ударе они не разрушаются, а мнутся, что способствует повышению безопасности транспортного средства, не говоря уже о возможности восстановления деформированного колеса. Кроме того, давайте вспомним физику, а именно тот факт, что для деформации какого-либо материала необходимо затратить определенную долю энергии. Так вот, если на колесо автомобиля действует ударная нагрузка, то стальной пластичный диск, деформируясь, принимает на себя значительную часть энергии удара, в то время как детали подвески и рулевого управления получают минимальные повреждения.

Минусы стальной штамповки

Внешне такие диски совсем не претендуют на оригинальность, поэтому их закрывают специальными колпаками. Конечно, если автомобиль рабочий и используется для перевозки грузов в труднодоступные районы, эти диски для него. Но, если у Вас красивый автомобиль, который служит Вам не только, как транспортное средство, но и укрепляет Ваш имидж, стальная штамповка будет все портить . Главным недостатком стального диска является его сравнительно большой вес, что отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках автомобиля. Для уменьшения веса необходимо уменьшать толщину стенок диска, что недопустимо по условию сохранения достаточного сопротивления деформации (т.е. по условию прочности). Еще одним минусом является слабая сопротивляемость материала диска коррозии, которая быстро прогрессирует при разрушении защитного покрытия.

Составные колесные диски

Обычно они собираются из двух или трех частей посредством крепежных болтов. Причем лучше, когда для этих целей используются не стальные болты, а титановые (иначе не избежать возникновения коррозионных процессов). Составные части такого диска, как правило, изготовляются по разным технологиям (как вариант: обод-кованый, непосредственно диск-литой). Такой подход дополнительно позволяет уменьшить вес диска, а также увеличить его ремонтопригодность. Вес диска R18 составляет порядка 4-6 кг, тогда как обычный литой диск весит порядка 12 кг. При этом, хотим обратить внимание, прочность сохранена. Технология содержится в большом секрете. Успеха в производстве таких дисков добились итальянцы. Титановые болты для скрепления обода с диском закупаются в России. Проблема в том, что стоимость дисков из-за дорогой технологии производства высока.

Следующий обзор
Для того чтобы правильно выбрать колесный диск необходимо учитывать информацию, которая нанесена на его ободе - маркировку. Маркировка дисков состоит из одинаковых для всех дисков параметров, и не ..