Сталь для дисков колес автомобиля

Стальные колесные диски

Стальные колесные диски благодаря их дешевизне и простой конструкции применяются во многих автомобилях и других колесных транспортных средствах. Обычно их включают в самую дешевую стандартную комплектацию многих моделей легковых автомобилей.

Часто стальные колесные диски выглядят слишком простыми и не притязательными по сравнению с более дорогими легкосплавными собратьями – алюминиевыми или магниевыми колесными дисками. Поэтому их часто снабжают пластиковыми колпаками, которые часто имитируют крутые и навороченные спицевые легкосплавные колесные диски.

Первые автомобильные колеса/колесные диски

Самые первые автомобильные колеса были деревянными и были похожи на колеса железнодорожных вагонов. С увеличением скоростей и нагрузок возникла потребность в колесах из более прочных материалов и конструкций. Около 1900 года появились первые спицевые колеса. Их первоначальная конструкция включала стальную ступицу и бесчисленные стальные спицы, которые соединяли ступицу с ободом. Появление стальных колес совпало с изобретением надувных шин, что обеспечило упругое взаимодействие автомобиля с дефектами дороги и обеспечило больший комфорту водителю и пассажирам. Конструкция стальных колесных дисков практически не менялась в течение почти столетия – разве что менялись стали и технологии их изготовления.

Рисунок 1 – Стальное штампованное колесо, 1910 год (источник – autosteel.org)

Рисунок 2 – Спицевое стальное колесо, 1920 год (источник – autosteel.org)

Конкуренты стальных колесных дисков – легкосплавные колесные диски

Новшества в колесных дисках коснулись в первую очередь материалов – вместо стали в них стали применять легкие металлические сплавы, в основном, алюминиевые. Алюминиевые колесные диски изготавливают двумя методами — литьем и ковкой-штамповкой.

Особенности стального колесного диска

Каждый колесный диск, так или иначе, имеет три конструкционных элемента: ступицу, спицы и обод. Иногда они причудливо переходят друг в друга или поглощают один другого. Стальной колесный диск обычно состоит двух или более отдельных деталей из листовой стали, которые соединены между собой сваркой, клепкой или болтами. Поэтому он, конечно, тяжелее, чем алюминиевый и, тем более, магниевый, колесный диск таких же размеров. Это делает его менее экономным по расходу топлива, более медленным при ускорениях и более трудным в обслуживании.

Если за стальным колесным диском не следить и не красить его, то он заржавеет и от этого скорее погнется или покоробится. Главное преимущество стальных дисков перед алюминиевыми – их дешевизна. Это одно, по сути, и дает то, что они остаются популярными среди как производителей, так и водителей.

Рисунок 3 – Стальные колесные диски с 1935 по 1980 год (источник – autosteel.org)

Летом – алюминиевые, зимой – стальные

Многие владельцы автомобилей, особенно заднеприводных автомобилей, предпочитают имеет два комплекта колес – один комплект легкосплавный – алюминиевый – с высокачественными шинами для лета, и стальной комплект колесных дисков с зимними шинами. Поскольку стальные колесные диски прочные и относительно дешевые зимой их часто применяют с зимними шинами. В более жестких зимних условиях стальные колесные диски представляют собой оптимальный по цене вариант для езды по снегу, льду и дорогам, посыпанным солью без боязни повредить красивую поверхность алюминиевых дисковых колес. Стальное колесо на многих машинах применяют как запасное в сборе с шиной, даже если обычно машина имеет легкосплавные колеса.

Кроме того, понятно, стальные колесные диски понижают центр тяжести автомобиля и от этого вождение авто становится больше похожим на вождение танка. Очевидно, что летом это совсем нежелательно. Однако зимой это может быть существенным физическим и психологическим преимуществом. Более тяжелые колеса заставляют шины вгрызаться в снег, что делает машину более управляемой на заснеженной дороге, а чувство дополнительной жесткости и тяжести машины, говорят, придает водителю уверенности на снежной и скользкой дороге.

Рисунок 4 – Современные стальные колесные диски (источник – autosteel.org)

Изготовление стальных колесных дисков

Стальные колесные диски изготавливают из листовой стали. Путь от стального листа до готового колесного диска довольно долог. Сначала тот элемент, что включает ступицу и спицы, его то, кстати, и называют колесным диском в зарубежной литературе, и обод, изготавливают отдельно, разными технологическими процессами.

Колесный диск (еще без обода) изготавливают из листовой стали, которая поставляется в бухтах, по технологии глубокой высадки в несколько операций формовки и прошивки. Обод изготавливают на отдельной технологической линии также из листовой стали в бухтах. Бухту разматывают и режут на заготовки. Каждую заготовку сгибают и сваривают в круглую «бочку». Эту «бочку» затем профилируют на специальных машинах, чтобы создать знакомый нам профиль обода колесного диска. На сборочной линии диск (ступицу и спицы) впрессовывают в обод и приваривают точечной сваркой друг к другу. Готовый колесный диск проверяют на соответствие требованиям качества и затем на его поверхность наносят защитно-декоративную окраску или покрытие.

Толщина листовой стали в колесных дисках

Толщина листовой стали, которую применяют для изготовления колесных дисков, зависит от назначения изделия, его размеров и марки стали. Обычная толщина стального листа для колесных дисков легковых автомобилей составляет 3-4 мм, причем в ободе чуть тоньше, в диске – чуть толще. В больших колесных дисках для, скажем колесных тракторов, толщина листа может достигать, говорят, до 6,5 мм. С другой стороны, применение «хитрых» легированных сталей позволяет снижать толщину стального листа в колесных дисках где-то до 1,4 мм.

Марки листовой стали в колесных дисках

До 80-х годов прошлого века почти все стальные диски изготавливали из низкоуглеродистых сталей, таких как сталь 10 и сталь 15, причем марки стали в ободе и диске немного различаются. В настоящее время многие стальные колесных диском продолжают изготавливать из низкоуглеродистых сталей. Вместе с тем, растет количество стальных колесных дисков из низколегированных сталей, таких как 10ЮА, 15ЮА, 08ГСЮТ(Ф), 07ГФЮ. В ограниченном количестве стальные диски изготавливают и из легированных сталей.

Стальные колесные диски – самые дешевые

Стальные колесные диски обычно почти в два раза дешевле алюминиевых, что дает дополнительный довод иметь их в качестве второго комплекта.

Источник статьи: http://steel-guide.ru/primenenie-stali/stalnye-kolesnye-diski.html

Производство легкосплавных дисков: все тонкости изготовления автомобильного «литья»

Промышленная индустрия предлагает автомобилистам большое многообразие комплектующих, с помощью которых можно персонализировать транспортное средство и улучшить его технические характеристики, эксплуатационные качества, внешнюю привлекательность. В первую очередь в этом контексте речь идёт о легкосплавных колёсных ободах . Все знают, что алюминиевые или титано-магниевые диски на порядок лучше металлических, но далеко не каждому известно, за счёт чего обеспечивается тотальное превосходство. Прочитав эту статью, вы узнаете, как изготавливают литые диски на Ауди A5 в промышленных масштабах и поймёте, почему штампованными ободами комплектуются только бюджетные автомобили.

Материалы и сплавы

Есть производители, которые используют титано-магниевые (требуют бережной эксплуатации ввиду повышенной хрупкости и особого ухода) и другие экзотические сплавы для производства колёсных ободов, но наиболее востребованными в этом контексте являются алюминиевые разновидности. Эти две вариации с включением кремния: g-AlSi7 и g-AlSi10/11 — самые распространённые. Они обладают оптимальным соотношением прочности к массе и пластичности, благодаря чему улучшается поведение авто на дороге (снижаются неподрессоренные массы, повышается манёвренность, за счёт более эффективного охлаждения надёжнее работают тормоза).

Литьё

Сплав для отливки заготовок большинство производителей получают самостоятельно. Для этого используются тигельные печи, слитки алюминия, кремний и легирующие компоненты. Есть ряд стандартных сплавов, но существуют и особые, точная рецептура которых является коммерческой тайной производителя.

Расплав заливается в матрицы гравитационным способом (самотёком под воздействием силы тяжести) или под низким давлением. Второй способ более распространён ввиду получения заготовки более высокого качества, первый постепенно изживает себя. В качестве альтернативы литью ряд топовых автопроизводителей используют холодную штамповку из алюминиевого сплава, но эта технология не применяется повсеместно.

Механическая обработка заготовок

Из литьевого цеха выходят изделия, в которых вы бы никогда не узнали диски на БМВ X5 . Это заготовки круглой формы, которые превратятся в диски только после качественной фрезерной обработки. Для этого в промышленных масштабах используются станки с программным числовым управлением. Они обрабатывают болванки с точностью до сотых долей миллиметра, создавая рисунок спиц, задуманный дизайнерами. На этом же этапе проделываются отверстия для ступицы и крепёжных болтов.

Декоративная обработка

На этом этапе диски избавляют от зазубрин, заусенцев, их шлифуют и полируют, готовя к следующим этапам и делая поверхности идеально гладкими. Это покраска или хромирование/никелирование и нанесение защитных составов.

Хром и никель наносятся на готовые изделия методом гальваники (толщина слоя измеряется в микронах). Они делают поверхность ободов очень эффектной, придавая ей вид зеркала или амальгамы. Попутно хромирование/никелирование ощутимо повышает антикоррозийные свойства изделия (алюминиевые сплавы не ржавеют, но подвержены окислению).

Покраска ободов осуществляется преимущественно путём применения порошковой технологии. На практике это выглядит так: обода поляризуют (при помощи электричества им придаётся положительный заряд), а затем обсыпают отрицательно заряженной краской в виде порошка. Разнонаправленно заряженные частицы притягиваются, поэтому порошок прилипает к поверхности ободов тонким ровным слоем. После этого они отправляются в печь, где краска спекается, образуя прочное монолитное покрытие.

Нанесение защитных составов — финальный аккорд. Они призваны уберечь краску или гальванические слои от потускнения, истирания, преждевременного износа и сохранить внешнюю привлекательность ободов как можно более продолжительное время.

Проверка качества и безопасности

Это неотъемлемая часть политики любого уважающего себя производителя. Помимо этого торговые марки обязывают сертифицировать свою продукцию, так как от её качества напрямую зависят безопасность и комфорт автовладельцев, устанавливающих на свои авто легкосплавные диски для Porsche Cayenne R20 . Проверки проводятся при помощи технических средств (мощная оптика, ультразвуковые датчики, рентгенологическое оборудование, специальные стенды, имитирующие динамические и статические нагрузки) и визуального контроля продукции. Выборочно некоторые экземпляры могут распиливаться с целью ознакомления с качеством сплава и его техническими характеристиками изнутри. Тестирование продукции осуществляется и на специально оборудованных полигонах производителей. На них воссозданы максимально жёсткие условия (ямы, выбоины, брусчатка, поребрики, канавы, рытвины), с которыми водители могут столкнуться в ходе эксплуатации дисков.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/id/5c1114a595434800aa424a0d/proizvodstvo-legkosplavnyh-diskov-vse-tonkosti-izgotovleniia-avtomobilnogo-litia-5dd760934b1a762d7ecbaa07

Виды колесных дисков

Сегодня доступны несколько вариантов колесных дисков, которые принято делить как по способу их изготовления, так и по материалу, из которого они изготовлены.

Основные типы колесных дисков бывают:

Штампованные диски являются самыми доступными по цене, а также самыми тяжелыми по весу. Остальные варианты относятся к категории легкосплавных дисков, которые весят меньше и стоят дороже.

По дизайну самый широкий выбор имеют литые диски , в то время как самыми прочными являются кованые. Среди литых дисков наиболее дорогими являются составные диски.

Давайте разбираться, какие плюсы и минусы имеет каждый вариант.

Штампованные диски

Такие диски являются наиболее простым и дешевым вариантом, который обычно ставится автопроизводителем на бюджетные автомобили в целях снижения конечной стоимости.

Изготовление

Штампованные колеса производят из стали, для изготовления используется метод штампования.

Плюсы

Среди основных преимуществ стальных дисков можно выделить низкую стоимость, достаточную прочность, а также высокую ремонтопригодность (что достаточно важно при активной эксплуатации ТС на дорогах с плохим покрытием).

Минусы

• Большой вес по сравнению с аналогами, практически полное отсутствие выбора в плане дизайна, а также низкую антикоррозионную стойкость.
• Увеличенная масса штампованных дисков является причиной повышенного расхода топлива, снижения динамики, ухудшения управляемости, а также преждевременного выхода из строя отдельных элементов ходовой части. Также в ряде случаев страдает комфорт водителя и пассажиров.
• На практике владельцам приходится осуществлять регулярную покраску штампованных дисков, а также использовать пластмассовые колпаки для улучшения внешнего вида колес и автомобиля в целом.

Конечно, исключения бывают (например, фирменные 5-спицевые «штампы» на моделях Opel или дорогостоящие оригинальные колпаки, весьма удачно имитирующие литые диски), однако в большинстве случаев штампованный диск выглядит стандартно.

Литые диски

Эти колесные диски обозначаются cast, являются наиболее распространенным вариантом и часто ассоциируются с таким понятием, как «кастомизация».

Сегодня можно приобрести дешевые литые диски неизвестных производителей (по стоимости такие колеса не дороже качественной штамповки), средние по цене «массовые» решения известных брендов или дорогостоящие оригинальные заводские диски для автомобилей из среднего и премиального сегмента. Отдельного внимания также заслуживают эксклюзивные решения и тюнинг-колеса.

Изготовление

Основным материалом изготовления для таких дисков служат различные алюминиевые сплавы. Реже используется титановый или магниевый сплав (актуально для дорогостоящих версий). Литой диск изготавливается методом заливки сплава в специальную форму. Далее материал остывает, после чего извлекается из формы и проходит несколько этапов механической обработки.

Еще добавим, что сегодня в арсенале у производителей имеются и более совершенные технологии изготовления литых дисков. Например, литье под давлением. При таком изготовлении расславленный алюминий, который залит в форму, также дополнительно подвергают определенному давлению. Результат — уменьшение пористости материала. Благодаря давлению образуется более цельная мелкозернистая структура, что делает материал заметно прочнее.

Еще одним способом является технология «flow forming». В основе лежит способ механической раскатки обода прямо на горячей заготовке. Метод раскатки позволяет добиться высокой прочности одновременно со снижением общей массы. Кстати, способ напоминает технологию производства кованых дисков. Единственным минусом можно считать то, что литье, которое изготавливается описанными выше способами, стоит намного дороже обычных литых колес.

Плюсы

• Среди основных преимуществ качественных литых дисков можно выделить небольшой вес и достаточную прочность, что позволяет снизить расход топлива, улучшить разгон автомобиля и его управляемость, повысить комфорт и уменьшить нагрузку на подвеску.
• Также можно выделить широчайший выбор литых дисков в плане дизайна и размеров, что позволяет подобрать подходящий вариант практически на любой автомобиль. Более того, подбор дисков на авто можно осуществить с учетом целого ряда требований, пожеланий и индивидуальных предпочтений самого заказчика.

Минусы

• Ремонт литых дисков не отличается хорошей ремонтопригодностью;
• Высокая вероятность потери внешнего вида в результате мелких механических повреждений, после нахождения колес в агрессивной среде и т.д.
• Прежде всего, литые диски не мнутся (в отличие от штамповки), а попросту раскалываются. Например, литье в результате попадания в яму может как сразу расколоться, так и постепенно накапливать микротрещины. Именно во втором случае есть опасность последующего раскола диска даже после незначительного удара.
• Также литые колеса отличают средние показатели и характеристики по ряду основных параметров. Еще на практике автолюбители отмечают, что использование литых колес по сравнению со штампованными дисками в определенных ситуациях может стать причиной выхода из строя деталей подвески, а также повреждения шин.

Например, если штампованное колесо попадает в яму, оно сминается, но не лопается. При этом часть энергии удара приходится именно на диск, а не на подвеску. В случае с литым диском энергия передается на ходовую часть автомобиля. Если же диск от удара раскололся, часто острые края в буквальном смысле слова разрывают и саму шину.

Кованые диски

Указанный тип колес обозначается forged, является самым прочным и легким по сравнению с аналогами. Обычно устанавливаются на мощные серийные авто и спорткары, а также активно используются в профессиональном автоспорте. Еще ковка весьма востребована в качестве решения в рамках всевозможных эксклюзивных проектов и гражданского тюнинга.

Изготовление

Технология производства кованых дисков фактически является штампованием разогретой цельной заготовки (болванки), после чего выполняется последующая механическая обработка.

Как правило, материалом является алюминий, реже могут быть использованы другие сплавы.

Еще отметим, что кованые диски также могут быть произведены по технологии, которая предполагает вырезание диска из болванки на специальном станке. Данный тип ковки менее прочный, чем кованые диски, изготовленные традиционным способом, однако их прочность все равно намного выше, чем у литых колес.

Как правило, данный способ позволяет изготовить эксклюзивные решения по индивидуальному заказу, уникальные «дизайнерские» кованые диски, лимитированные серии колес и т.д. При этом настоящие спортивные кованые диски изготавливаются исключительно штампованием под высоким давлением. Дело в том, что только традиционный способ штамповки под прессом позволяет придать алюминиевому сплаву самую высокую прочность.

Плюсы

Среди основных плюсов кованых дисков можно выделить высочайшую прочность и низкий вес. При этом производители даже с учетом высокой сложности изготовления и ограничений все равно имеют возможность создавать стильные кованые колеса, которые не уступают литым по внешнему виду. Единственным нюансом является более узкий выбор моделей.

Минусы

• С учетом того, что процесс изготовления кованых колес сложный, дизайн ковки не имеет такого количества различных вариантов, как литье.
• К серьезным недостаткам относят высокую стоимость и низкую ремонтопригодность. На практике, кованые диски в одном случае могут треснуть (по аналогии с литыми колесами), а в другом всего лишь погнуться подобно штамповке. Так или иначе, но нагрузки, которые выдерживают кованые колеса, намного выше по сравнению даже с самым качественным литьем.

Разборные диски

Разборные колесные диски (аналогичные термины — составные/комбинированные/сборные диски) обычно имеют обозначение 2-piece или же 3-piece. Указанные диски являются не цельными, а представляют собой сборную конструкцию из 2 или 3 составных частей. Такие колеса зачастую используются в качестве решений для тюнинга автомобиля.

Изготовление

Как правило, центральная часть диска, которая включает в себя спицы и ступицу, изготовлена методом отливки. Это значит, что в плане дизайна, как и в случае с любым другим литьем, нет никаких ограничений. Также для придания большей прочности может быть применена ковка, однако такое решение используется заметно реже.

Плюсы

• Обод составного диска зачастую кованый, что делает его очень прочным. Крепление центральной части к ободу реализовано при помощи болтов из титана. В результате общая конструкция получается стильной по дизайну, легкой и прочной.
• Ремонтопригодность комбинированных дисков выше, чем у других легкосплавных аналогов. Часто удается заменить только поврежденную часть, а не весь диск целиком.

Минусы

К минусам таких колес можно отнести их высокую стоимость, которая зачастую может быть на одной отметке или даже выше, чем качественная ковка. Обратите внимание, составные диски, особенно с учетом особенностей их производства, не могут стоить дешево. Если на рынке встречаются бюджетные варианты таких колес, то обычно это низкосортная подделка.

Особенности

Еще добавим, что сборные диски могут состоять как из двух частей, так и из трех. В трехсоставном варианте обод имеет как внутреннюю часть, так внешнюю. Это дает возможность производителю гибко менять определенные параметры диска: ширина обода, вылет, глубина полки.

Также автолюбители в разных странах практикуют замену одних составных частей дисков на другие, что позволяет собрать колеса с учетом не только целевого назначения, но и ряда индивидуальных предпочтений.

Другие виды дисков

Напоследок отметим, что выше были рассмотрены основные виды и типы колесных дисков. Однако и это еще не все. Также следует отметить спицованные колеса, которые устанавливаются на различные варианты ретро-автомобилей и другой колесной техники.

Еще существуют композитные диски, которые ставятся на суперкары (среди других материалов используется пластик и карбон), а также кастом-диски в рамках различных индивидуальных проектов.

Так или иначе, в рамках данной статьи их мы рассматривать не будем, так как основное внимание было уделено исключительно массовым продуктам.

Новости

При подборе колесных дисков автолюбители сталкиваются с такими понятиями как вылет, сверловка, разболтовка диска и т.д.…

Виды колесных дисков Сегодня доступны несколько вариантов колесных дисков, которые принято делить как по способу их…

По словам компании-производителя новые диски имеют в 2 раза больший запас прочности относительно обычных моделей и…

Стоимость ремонта кованого диска оговаривается индивидуально. Изготовление кованых дисков базируется на использовании тех же материалов, что и…

Источник статьи: http://www.remdisk.com/novosti/vidy-kolesnyh-diskov.html