Как делают кованые диски

Колесные диски для легковых автомобилей делятся на три типа: штампованные, литые и кованые. Более подробно об этом мы писали в статье: Классификация автомобильных дисков. Штампованные чаще всего изготавливаются из стали, а литые и кованые из алюминиевого сплава. Кованые диски лучше всего соответствуют требованиям безопасности, надежности и внешней привлекательности. Они обладают высокой прочностью и жесткостью конструкции, низким весом и высокой стойкостью к коррозии. Но почему колесные диски такие дорогие? Чтобы ответить на этот вопрос, следует детально рассмотреть процесс их производства.

Кованые диски изготавливают из алюминия, который выплавляют из глинозема, который, в свою очередь, получают из бокситов. Боксит – это алюминиевая руда, состоящая из гидроксида алюминия, оксидов железа и кремния. Он поступает на глиноземные заводы, где из него выделяют глинозем – чистый оксид алюминия (AL₂O₂). При этом из него удаляют примеси железа, кремния и прочих элементов.

90% всех залежей бокситовой руды сосредоточено в странах с тропическим и субтропическим климатом (Австралия, Бразилия, Вьетнам, Гвинея, Ямайка). По сравнению с другими металлами, получение алюминия из руды является сложным процессом, что объясняется его высокой реакционной способностью и высокой температурой плавления руды.

Полученный глинозем поступает на алюминиевый завод. Там сырье попадает в электролизер. Он представляет собой специальную закрытую ванну, где проходит процесс электролиза, в результате которого из оксида алюминия выделяют чистый металл. В процессе электролиза участвует криолит (NA₃A_LF₆), который смешивается с глиноземом (AL₂O₃). На смесь воздействуют с помощью электрического тока, в результате чего происходит распад на ионы. Иными словами, чистый алюминий выпадает в осадок на катоде, а кислород и другие газы устремляются к аноду и удаляются.

Полученный жидкий алюминий перемещается в газовую печь, где вместе с легирующими элементами (железо, титан и другие) получают однородную смесь. Это делается для получения сплава с необходимыми физическими, химическими, прочностными и технологическими свойствами. Полученный сплав разливается в формы, где принудительно остужается, застывая в слитках. Такие слитки могут использоваться в различных областях, от производства посуды, до авиастроения.

Полученные слитки алюминия вместе с магнием медью и марганцем попадают в еще одну печь. Там при температуре около 1500 градусов формируется сплав для производства дисков. После снятия с поверхности смеси шлаков готовый алюминиевый сплав отправляется в цех литья заготовок. Для того чтобы получить заготовку, алюминий отливают в формы-кристаллизаторы, где жидкий металл твердеет и приобретает форму цилиндров.

На следующем этапе производства из цилиндров, с помощью циркулярной пилы, нарезают заготовки, которые отправляются на ковку. Этот этап является основной отличительной особенностью кованых дисков от литых. Именно благодаря ковке заготовка приобретает прочность и упругость. В процессе ковки нагретые в печи цилиндры прессуются под воздействием пресса. В итоге алюминий сжимается в несколько раз и приобретает мелкозернистую и волокнистую структуру, существенно увеличивающую прочность будущего диска.

Полученные заготовки в очередной раз нагревают в печи и отправляют на штамповку, придающую заготовкам примерный профиль будущего диска, напоминающего кухонную раковину. Каждая заготовка проходит этот процесс трижды, что улучшает ее геометрические и прочностные показатели.

Далее, заготовки закаливают в печи при температуре 515 градусов, после чего остужают в холодной воде. В результате закалки меняется структура металла, она становится мелкозернистой, улучшая прочностные характеристики будущего автомобильного диска. Каждая заготовка проходит этот процесс трижды, после чего подвергается искусственному старению в печи, чтобы снять внутренние механические напряжения.

В цехе механической обработки закаленные заготовки приобретают свой окончательный вид. Именно тут технологическая и дизайнерская мысль объединяются в готовый продукт. Но даже самые смелые дизайнерские идеи должны учитывать такие характеристики как параметры колесных дисков, крепежные отверстия, охлаждение тормозных элементов, прочность конструкции и вес будущего диска.

После того, как дизайнер разработал внешний вид диска, чертеж и размеры поступают в токарный цех. Там, на программируемых токарных станках, с помощью револьверных головок, заготовка приобретает окончательный вид. Сначала обтачивается обод, затем прорезаются окна, после чего высверливаются отверстия под крепеж и диск поступает на финишную шлифовку внутренней и наружной частей. В процессе токарной обработки заготовка проходит 5-6 различных станков, в результате чего теряет около 40 килограмм.

На каждом этапе производства налажен строгий контроль качества, минимизирующий процент брака. Помимо этого, финальной стадией производства является тестирование дисков из каждой партии на соответствие внутренних стандартов компании.

Ознакомившись с процессом производства, легко ответить на вопрос, который был задан в начале статьи — почему кованые диски такие дорогие? На их изготовление тратится колоссальное количество усилий, времени и материала. Итогом производства становятся кованые автомобильные диски исключительного качества.

www.4tochki.ru

Как делают кованые диски для автомобилей? Технология производства |

Сегодня на мировом рынке изготовления кованых дисков работает немало крупных предприятий, которые позиционируют всю продукцию как изготовленную с соблюдением технологии горячей штамповки. Но если внимательно изучить, как делают кованые диски такие производители, то становится понятным: технология упрочнения относится лишь к ободу, а не ко всему диску.

Основная часть производится таким же традиционным способом, как и литые аналоги. Такой подход к организации производства, несомненно, снижает цену для потребителя, но автоматически влияет и на качество. Специалистами доказано, что даже непревзойденная прочность одного только обода не может гарантировать достаточную жесткость всего диска. Пока нагрузка на кованый диск не превышает предел прочности прокатанной части обода, диск эксплуатируется нормально. Но как только предел прочности будет превзойден, произойдет растрескивание литой части – проблема, так хорошо знакомая владельцам литых дисков.

Кроме того, в зонах соединения прокатанной части диска с незащищенным металлом образуются участки повышенного внутреннего напряжения. Это как минимум не добавляет прочности готовому изделию и не влияет на общий вес диска. При этом стоить помнить, что качественные кованые диски намного легче и гораздо прочнее литых.

Большинство отечественных производителей делают автомобильные диски с полным соблюдением всех этапов технологии. Такой ответственный подход позволяет добиться идеального результата и получить высококачественные изделия с привлекательными эксплуатационными характеристиками. Низкий вес колеса, улучшенная динамика автомобиля, увеличенная прочность и непревзойденная безопасность – вот далеко не все достоинства кованых дисков.

Для того чтобы полностью разобраться в том, как делают кованые диски у нас, необходимо внимательно изучить основные технологические этапы.

Особенности технологии производства

На предварительном этапе отливается заготовка из легкосплавного металла (с этой целью принято использовать высокопрочные сплавы из магния или алюминия). После этого горячая заготовка будущего диска передается на автоматическую линию, которая состоит из комплекса вертикальных прессов. Первый пресс дает небольшую силу сжатия, второй – чуть больше, третий – максимальную. После обработки прессами заготовка подлежит термической обработке: отпуску, закалке и искусственному старению металла.

Финальный этап изготовления – это механическая обработка поверхности, которая осуществляется на вертикальных или горизонтальных фрезерных станках. Некоторые производители предпочитают использовать сразу несколько станков, которые разделяют операции по фрезеровке между собой. Весь процесс обработки полностью автоматизирован, что позволяет добиться точного результата и получить требуемые параметры. Использование современного оборудования дает возможность изготавливать качественные и максимально сбалансированные диски заданного размера.

Преимущества технологии горячей штамповки

Для того чтобы получить исчерпывающее представление о том, как делают кованые диски, можно просмотреть данное видео.

wheelsboutique.moscow

преимущества и недостатки, как делают

2292 Просмотров

Диски — это одна из важнейших составляющих колеса автомобиля. От этой детали зависит не только внешний вид машины, но и безопасность передвижения. Наличие дефектов или нарушения геометрической формы могут привести к быстрому износу резины и плохой управляемости на высокой скорости. Сегодня мы рассмотрим кованые колесные диски и ответим на вопрос: так ли они хороши, как утверждают владельцы, и какими преимуществами и недостатками обладают.

Внешние особенности

Кованые диски практически не имеют визуального отличия от литых. И те, и другие имеют достаточно эффектный внешний вид, выделяются яркой окраской, неповторимым стилем и выглядят вполне современно. Более того, если не знать определенных тонкостей процесса изготовления и состава подобной детали, то успешно различить два представленных на рынке типа друг от друга вряд ли удастся.

Какие же особенности и преимущества имеют кованые диски? Как произвести визуальное их отличие от литых? В первую очередь, стоит обратить внимание на толщину обода.

Как правило, у автомобильных дисков кованого типа он достаточно тонкий. Такая особенность обусловлена большей прочностью и возможностью облегчить всю конструкцию без потери устойчивости к деформации.

К слову о весе, кованые диски значительно легче любых аналогов другого типа. Если верить официальным данным производителей, как правило, разница составляет порядка 30 процентов, по сравнению с литьем или штампованными моделями.

Тем не менее, главная отличительная особенность таких автомобильных дисков — это надпись Forged на ободе, с внешней его стороны. Она однозначно определяет тип диска, поэтому, если после визуальной оценки тип детали по-прежнему вызывает сомнения, на данном этапе они развеются.

Процесс изготовления

О том, как делают именно кованые диски, ходит немало слухов и легенд. Когда подобный товар появился на прилавках магазинов, большинство покупателей ошибочно предполагали, что изготовление производится при помощи непосредственно ковки, специально заготовленных гидравлических молотов или же ручной силы.

На деле это оказывается совсем не так, и кованые диски с процессом ковки соотносятся слабо. Однако, обо всем по порядку. Начинается изготовление дисков с подготовки необходимого сплава. Экспериментально было доказано, что для изготовления столь важных и прочных автомобильных конструкций предпочтительнее всего алюминиевый или магниевый сплавы.

Оба они обладают одним важным свойством: невысоким весом. В совокупности с необычайно высокой прочностью, это позволяет конструкции выдерживать сильные удары, термическую и физическую перегрузку, а также не подвергаться эрозии при использовании в неблагоприятном климате.

Для того, чтобы заготовленные кубы сплава приняли необходимую форму, необходимо применение специальных шаблонов. Такие шаблоны изготавливаются заранее из материала повышенной прочности по заготовленным объемным моделям, созданных при помощи программных средств.

Когда форма отлита, она подвергается закаливанию. Это необходимо для того, чтобы иметь возможность переносить значительные нагрузки при штамповке и многократно использоваться при производстве. Кроме того, производится обязательная проверка соответствия изначальным пропорциям, во избежание возникновения производственного брака.

Затем форму устанавливают не специальный штамповочный станок. Его конструкция представляет из себя массивный металлический пресс, сила удара которого чрезвычайно высока. Молот оборудован гидравлическим приводом, это позволяет производить удары многократно.

Как было сказано выше, кованые диски делают из цельного куска сплава. Сплав кладется на штамповочную плиту, напротив заготовленной формы. Размер и масса заготовки определена заранее, во избежание погрешностей при изготовлении и возникновении брака.

На данном этапе производятся многократные удары по заготовке, и она постепенно загоняется в форму. При этом сплав становится значительно плотнее и прочнее, что положительно сказывается на качестве изготавливаемой конструкции.

Следующий этап — дефектовка конструкции. На этом этапе диск подвергается тщательной шлифовке, выравниванию и полировке. Здесь важно не допустить трещин, сколов и шероховатостей. В противном случае, деталь отправляется на переплавку и бракуется.

Перед окрашиванием специальной термостойкой краской производится процедура искусственного старения металла. Это позволяет повысить устойчивость детали к перегрузкам и деформациям, и, как следствие, увеличить общий срок службы диска.

О самом главном

Одним из главных преимуществ кованых конструкций — их феноменальная прочность. Исследования доказали, что кованый металл в несколько раз прочнее литого, и вероятность деформации диска при ударе минимальна.

Кроме того, высокая прочность применяемого сплава позволила значительно уменьшить вес самой конструкции. В сравнении с литыми и штампованными моделями, именно кованый тип является самым легким, что положительно сказывается на таких показателях, как расход топлива, долговечность подвески и ступицы.

Подобный тип дисков отлично ремонтируется и легко восстанавливает свою форму. Несмотря на то, что погнуть металл достаточно трудно даже при проезде значительных неровностей, иногда происходит и подобная неприятность. Кованый диск запросто выправляется методом прокатывания, как и штампованные модели. Такая услуга стоит весьма дёшево, поскольку технология крайне проста и распространена во всем мире.

Этот же факт можно назвать и недостатком. Вместо того, чтобы принимать удары на себя, диск полностью передает силу на подвеску, которая может пострадать. Но, тем не менее, главным минусом кованых деталей является их высокая стоимость. Как показывает практика, такие диски стоят в несколько раз дороже, чем литые, а потому большинство автовладельцев не могут их себе позволить.

Подводя итоги

Кованые диски — это прочная, надежная и долговечная конструкция, которая отлично себя зарекомендовала за все годы выпуска. Несмотря на немалую цену, такие диски с каждым годом набирают популярность и устанавливаются на большинство автомобилей бизнес-класса, что подтверждает исключительную надежность и долговечность применяемых комплектующих.

portalmashin.ru

что это такое и чем они отличаются от литых

На рынке запчастей сегодня представлен огромный выбор дисков различных размеров и дизайна. Однако такое широкое разнообразие вариантов можно разделить на 3 основные группы по способу производства: штампованные, литые и кованые. И если первые 2 разновидности хорошо знакомы автолюбителям, то кованые диски по-прежнему вызывают много вопросов. Самый популярный из них – что лучше: кованые или литые колеса? Ответить на этот вопрос однозначно нельзя, потому что выбор зависит от конкретной ситуации. Для индивидуального же решения нужно, прежде всего, понимать, что из себя представляют кованые диски, в чем их особенности и преимущества. И скажем сразу – отличий от более привычного литья у них более чем достаточно.

Что такое кованые диски

Первоначально вы можете представить себе кузнеца с огромным молотом, который из куска металла выковывает достаточно элегантный и стильный диск с правильной геометрией. Картина получается красивая, но далекая от действительности. Современная ковка – это практически полностью механизированный процесс, выполняемый с помощью специального оборудования.

Материал, используемый для кованых дисков, практически ничем не отличается от сырья, из которого производятся литые модели. Это все тот же алюминиевый сплав с добавлением легирующих компонентов: магния, кремния, меди. В результате получается очень прочный и одновременно пластичный материал. Кроме того, каждый производитель добавляет в исходный состав различные компоненты, придающие те или иные свойства. Такие добавки – это в большинстве случаев коммерческая тайна производителей, поэтому точную формулу используемого сплава никто не разглашает.

Различия же между литьем и коваными ободами проявляются позже, на этапе производства. И эти различия глобальные – для этих видов дисков используются абсолютно разные технологии, в результате чего они приобретают индивидуальные свойства.

Как делают кованые диски

Процесс их производства начинается аналогично изготовлению литья. На металлургическом предприятии готовится необходимый алюминиевый сплав, в который вносятся те или иные добавки. Однако на этом сходства заканчиваются.

Для изготовления литых дисков расплавленный металл заливается сразу же в готовые формы. При производстве же кованых дисков используется следующая технология:

• Расплав льется в цилиндры того или иного размера.
• После остывания каждый цилиндр разрезается на несколько более коротких сегментов.
• Получившуюся заготовку отправляют в печь, где она разогревается.
• Далее металлический чурбак поступает на пресс для осадки – сплющивания  под заданным углом.

Именно из-за использования прессов готовые диски получили название кованых. И оно вполне оправдано – под воздействием пресса сплав приобретает волокнисто-мелкозернистую структуру, в которой не остается никаких пустот и пузырьков воздуха.

Далее сплющенную заготовку повторно отправляют в печь, где она разогревается до температуры в 430 град. После этого ее подают под нагретый до чуть меньших температур пресс с другим штампом, который превращает плоский металлический «блинчик» в объемную заготовку – т.н. «кастрюлю». Они уже имеют необходимый для диска размер и глубину, однако пока еще остаются без дизайна, посадочных и крепежных отверстий.

Этот полуфабрикат в очередной раз отправляется в печь, откуда конвейер переводит под третий штамп пресса. Здесь ключевое значение имеет оперативность – от вывода будущего диска из печи до штамповки на прессе должно пройти в среднем не более 11 сек. (время может различаться в зависимости от используемого оборудования). В противном случае металл успеет остыть ниже допустимых значений и утратит пластичность. После третьей штамповки выходит уже практически готовый диск.

Далее будущему колесу придаются характерные для кованых изделий прочностные характеристики. Для этого оно закаливается по классической технологии:

• сначала диск разогревается до температур свыше 500 градусов;
• далее он помещается в воду, благодаря чему быстро охлаждается.

После этого металл в определенных условиях искусственно «состаривается». Благодаря этому выравнивается его структура, снимаются механические напряжения в структуре сплава. Далее делается случайная выборка для оценки качественных характеристик.

Если партия соответствует заявленным требованиям и критериям, то практически готовые диски направляются в токарный цех. Здесь убирается образовавшийся при прессовании облой, просверливаются крепежные и посадочные отверстия, вырезается выбранный дизайн. Все работы выполняются, как правило, на станках с использованием ЧПУ, что обеспечивает одновременно высокую скорость и качество обработки.

Здесь нужно развенчать миф об ограниченности выбора дизайнов для кованых дисков. На самом деле их можно сделать практически с любым узором, ограничением здесь будет только требуемая выносливость их конструкции.

Чем отличаются кованые диски от литых

Итак, ключевыми отличиями кованых моделей от более распространенного литья являются следующие моменты:

• Процедура производства кованных дисков требует больше времени и включает в себя множество этапов. При этом после каждого производственного этапа производится контроль качества.
• Кованные диски более прочные и пластичные. При сильных ударах они не разрушаются, а деформируются, оставляя возможность для ремонта.
• Кованные диски имеет меньший вес. Обычно экономия составляет 20-30%.

Однако было бы ошибочным утверждать, что кованые диски по всем параметрам лучше литых. Главным их минусом можно назвать высокую цену – за кованые ободы придется отдать в несколько раз больше денег. Поэтому ставят такие колеса, как правило, на автомобили премиум-класса.

Кроме того, высокая ударопрочность кованых изделий играет одновременно и положительную, и отрицательную роль. С одной стороны, такие диски максимально долговечны. С другой же стороны, при попадании в глубокую яму, наезде на всей скорости на бордюр и т.д. все деформационное усилие передастся на подвеску, в результате чего она может получить существенные повреждения.

Что лучше: кованые диски или литые

Однозначного ответа здесь быть не может. Все зависит от конкретной ситуации:

• Для относительно недорогих машин, которые эксплуатируются преимущественно на хороших дорогах и не имеют усиленной подвески, лучше выбрать литые диски. В таких условиях и при внимательном вождении их прочности будет достаточно. А сравнительно доступная цена не станет слишком уж серьезным ущербом для вашего бюджета.
• Для автомобилей, которые часто бывают на серьезном бездорожье, обладают внушительной массой и/или усиленной подвеской, лучше выбрать кованые модели, которые гораздо эффективнее выдерживают нагрузки. Такие колеса, в частности, пользуются достаточно высоким спросом среди владельцев внедорожников премиум-класса.

Также нужно помнить, что при выборе любых дисков и других запчастей нужно отдавать предпочтение известным производителям, гарантирующим качество своей продукции.

Читайте также: Как правильно хранить шины для максимальной сохранности.

Видео на тему

Похожие статьи

avtonov.com

Информация о кованых дисках — что нужно знать

27/07/2009

Ковка является вторым способом производства легкосплавных дисков. На языке специалистов, ее называют горячей объемной штамповкой. Поэтому и про кованые диски иногда говорят: «штампованные» (не путать со штампованными дисками из стали).

Кованые диски — плюсы

В отличие от литья при производстве кованого диска получается более высокая прочность: измельченные и деформированные зерна вытягиваются в нужном направлении. Так получается волокнистая структура кованого диска, позволяющая уменьшать толщину стенок. По сравнению с литым, кованый диск тоньше примерно на 20 %. Такая тонкость при высокой прочности снижает вес кованых дисков. Они легче литых на 20-30 % и легче стальных дисков на 30-50%. Из-за отличной пластичности такой колесный диск после удара не разрушается, а деформируется примерно также как и стальной. Кроме того, штампованные диски из магния славятся своей стойкостью к коррозии, а кованые диски из алюминия и вовсе не требуют никакого лакокрасочного покрытия.

Специалисты говорят, что кованый диск соединил в себе все преимущества (стального штампованного и литого) аналогов. И не забыл избавиться от недостатков своих собратьев.

Кованые диски — минусы

По большому счету, минус у такого диска только один — стоимость изделия, увеличенная из-за низкого коэффициента использования материала (30-40 %).

Кованые диски: технология производства

Как же делают кованый диск? Заготовка разогревается до состояния, когда сплав становится очень пластичным (около 400-470 0С). Потом податливую чушку специальным прессом вминают в подготовленную форму. На этом промежуточном этапе получается поковка — болванка, похожая на колесо. В зависимости от составляющих сплава заготовка может обрабатываться термически или двигаться дальше. Если присутствует термическая обработка, значит, диск закаляют и делают старение. После этого поковке нужна механическая обработка и декоративное покрытие.

Описанная технология производства позволяет получить кованый диск из такого материала, который имеет прочность сопоставимую с прочностью стали. И пластичность, пониженную не более чем на двадцать-тридцать процентов. При изготовлении кованых дисков чаще всего применяют сплавы, имеющие в своей основе алюминий и магний.

Как появились российские кованые диски

В нашей стране история с производством кованых дисков сильно отличается от ситуаций во всем остальном мире. Во многих государствах кованые диски устанавливают на гоночные и дорогие спортивные автомобили. Например, российские кованые диски Ступинского металлургического комбината много лет закупали Японцы.

У нас же в последнее время кованые диски стали выпускать предприятия ВПК (военно-промышленного комплекса). Их подтолкнули конверсия и новые требования рынка. Диски в их исполнении стали значительно дешевле иностранных аналогов. Так, по сравнению с западными образцами, российские кованые диски могут стоить меньше в 10 раз! При этом, качество наших дисков ничем не уступает иностранному.

Многие зарубежные изготовители не в состоянии позволить себе вложения, подобные нашим конверсионным. Поэтому в западных странах чаще всего на автомобилях можно увидеть лишь литые диски. Производство такого типа легкосплавных колес у них доходит до 80 %.

Наш прогноз: в России ковка будет или дорожать, причем, очень сильно, или уступит на рынке литым дискам, если изготовители не начнут тратить больше денег на замену стареющего оборудования.

Поделиться

www.kolesa-darom.ru

Как делают кованые диски

В отличие от литых, кованые диски при ДТП не рассыпаются, подвергая находящихся в салоне людей опасности. И их нельзя даже сравнивать с тяжеловесной штамповкой. Секрет же их прочности, легкости и долговечности – в технологии производства.

При изготовлении дисков используется «авиационный алюминий» – легированный магнием, кремнием или другими элементами металл, первоначально используемый в авиакосмической промышленности. Путь от разрезанной на бруски отливки до готового продукта начинается в цехе горячей объемной штамповки, где разогретая заготовка сначала сплющивается до состояния «блинов», затем доводится до температуры в 430оС и с помощью штампа превращается в «кастрюли».

Далее будущие кованые диски, пройдя через еще одну печь, на конвейерной ленте подаются к последнему прессу. В течение всего 11 секунд рабочие успевают смазать их специальным покрытием, подхватить щипцами и перенести в пресс-форму, из которой выходит неотшлифованное, с припусками металла по краям и без рисунка, но уже полноценное колесо.

Для придания ему прочности и других заявленных качеств оно должно пройти еще через несколько этапов закалки. Для начала диски медленно нагревают до 515оС, а затем резко охлаждают путем помещения в холодную воду. В результате этого легированный алюминий приобретает мелкозернисто-волокнистую структуру, которая нуждается в выравнивании, достигаемом искусственным старением. Чтобы не растягивать процесс на продолжительное время, его убыстряют, помещая заготовки примерно на 12 часов в низкотемпературные печи (порядка 150оС), а затем постепенно охлаждают.

Проведя на партии кованых дисков выборочные тесты на профпригодность, необходимые для выявления скрытых деформаций, неоднородности сплава и нарушения технологий термообработки, признанные соответствующими стандартам отправляют на токарный и фрезерный станки. Первый убирает излишки металла, высверливает отверстия под ниппель и болты, второй – вырезает дизайнерский рисунок. Часть товара доводят до класса премиум дополнительной полировкой. Именно поэтому наши кованные диски Lexus и кованные диски Toyota пользуются большой популярностью.

www.khann.ru