Пояснение:

Нормативные требования:

Выдержка из Технического регламента Таможенного Союза ТР ТС 018/2011 «О безопасности колесных транспортных средств»

5.7. Не допускаются:

5.7.1. Отсутствие хотя бы одного болта или гайки крепления дисков и ободьев колес;

5.7.2. Наличие трещин на дисках и ободьях колес, следов их устранения сваркой;

5.7.3. Видимые нарушения формы и размеров крепежных отверстий в дисках колес;

Материал для дополнительного изучения.

Литые колесные диски

Попытка изготовления колес, отлитых не из стали, а из алюминиевого сплава, относится к 1927 году. Именно тогда они впервые появились на гоночных и спортивных машинах «Бугатти». Это стало возможным благодаря успехам, достигнутым в технологии литья, и созданию высокопрочных сплавов алюминия с кремнием, медью и другими компонентами. В дальнейшем колеса начали отливать также из магниевого сплава — электрона. Литыми колесами из этих сплавов стали комплектовать почти все гоночные автомобили. С 1970 года они появились и на машинах «Эстония—16М».

С гоночных конструкций литые колеса перекочевали на спортивные и на отдельные обычные легковые модели, где их ставили, как правило, за дополнительную плату. Впервые изготовление таких колес в широких масштабах развернула фирма «Готти» (Италия). Было это в 1958 году. В настоящее время только в Европе около двадцати фирм предлагают десятки самых разнообразных литых колес, а общий объем их производства исчисляется несколькими миллионами. Чем же можно объяснить такую популярность?

Легкосплавные диски подразделяются в зависимости от технологического процесса изготовления: на литые, и кованые. В зависимости от используемых материалов – на алюминиевые и магниевые. Хотя, в свое время, были попытки изготовить диски из титановых сплавов. Для последних характерна высокая прочность, хорошая пластичность в сочетании с высокой коррозионной стойкостью. Однако из-за сложности в производстве и высокой цены титановые диски не получили широкого распространения. Подавляющее большинство легкосплавных дисков (примерно 95%) изготовляются методом литья.

Достоинства литых дисков

Главное достоинство этого метода изготовления заключается в высоком коэффициенте использования материала, что снижает себестоимость производства и является определяющим фактором при формировании цены. Легкость сплавов является основным их преимуществом, т. к. в этом случае снижается масса неподрессоренных частей автомобиля. Из-за этого при движении по неровностям дороги на кузов воздействуют меньшие ударные нагрузки, а значит, улучшается такое эксплуатационное свойство автомобиля, как плавность хода. При этом также улучшаются условия работы подвески: упругие и демпфирующие элементы воспринимают меньшие нагрузки, тем самым увеличивается срок их службы. Облегченные колеса быстрее восстанавливают контакт с поверхностью дороги при наезде на препятствие, что повышает устойчивость и управляемость автомобиля на больших скоростях. Уменьшение массы колеса положительно сказывается на динамике автомобиля, т. к. для разгона и торможения менее инерционного колеса требуется меньшее усилие, что в конечном итоге приводит к увеличению срока службы двигателя, трансмиссии и тормозной системы, а также к уменьшению расхода топлива. В общем, малый вес серьезное преимущество литых алюминиевых дисков, но не единственное. Существенным плюсом таких дисков также является их привлекательная внешность и многообразие вариантов исполнения. Некоторые компании представляют сегодня на рынке более 100 дизайнов литых дисков для любого типа автомобилей.

Недостатки литых дисков

Существенным недостатком является получение отливки, металл которой обладает свободной ненаправленной кристаллической структурой, что снижает прочность диска. Поэтому для сохранения прочностных характеристик диска толщину его стенок приходится увеличивать. В связи с высокими требованиями к качеству продукции не все способы литья можно применять при производстве колесных дисков. Основными здесь являются способы литья под низким давлением или с противодавлением. Эти методы обеспечивают повышенные прочностные характеристики при изготовлении объемных тонкостенных деталей.

Технология производства литых дисков

Расплавленный сплав заливают в специальные формы, где он остывает, затем полученные заготовки проходят термическую обработку. Она включает нагрев отливки выше температуры фазового превращения (500-550°С), выдержку при этой температуре с последующим достаточно быстрым охлаждением в водной среде. В результате закалки получают структурно неустойчивое состояние сплава. Для приближения сплава к структурному равновесию отливки проходят искусственный процесс старения, заключающийся в их нагреве ниже температуры фазового превращения (150-220°С) и выдержке при этой температуре в течение некоторого времени (3-9 часов) с последующим охлаждением на воздухе. На следующем этапе производства отливки проходят механическую обработку, затем нанесение защитных покрытий. Прочность литейных сплавов, так же как их пластичность, после такой обработки меньше, чем у обычной конструкционной стали. Причем, если прочность ниже на 30-40 %, то пластичность ниже в 4-5 раз.

Преимущества кованых дисков

Одним из способов изготовления легкосплавных дисков является ковка, еще этот метод называется горячая объемная штамповка. Поэтому кованые диски иногда называют штампованными (не надо путать со штамповкой стальных дисков).

В отличие от литых дисков, которые в процессе производства получают зернистую структуру, кованые диски имеют волокнистую структуру. В результате высоких нагрузок в процессе изготовления кованых дисков зерна деформируются и вытягиваются, надежно сплетаясь между собой и придавая кованому диску более высокую прочность. В связи более прочной структуры кованого диска возможно изготовление более тонких стенок колесного диска по сравнению с литым диском. Волокнистая структура кованого диска также влияет на весовые характеристики диска. За счет чего кованый диск весит на 30-50% меньше, чем штампованный стальной диск и на 20-30% меньше, чем литой диск.

Кованые диски существенно прочнее литых дисков, при ударе кованый диск не разрушается, а деформируется, что гораздо более безопасно. Кованые магниевые диски обладают достаточно высокой коррозийной устойчивостью, а кованые алюминиевые диски вообще не нуждаются в защитном покрытии. Таким образом, кованые колесные диски являются наиболее прочными и наиболее легкими колесными дисками, единственным их минусом является более высокая цена.

Процесс изготовления кованых дисков включает в себя несколько этапов. Исходную заготовку разогревают до температуры, при которой сплав приобретает наиболее высокую пластичность (порядка 400-470 градусов Цельсия), 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.

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. По сравнению со стальными собратьями, алюминиевые диски легче на 10…20%. Кроме того, диски из алюминиевых сплавов обеспечивают более качественное охлаждение тормозных механизмов за счет улучшенного обдува и высокой теплопроводности материала, а способность алюминия образовывать на своей поверхности прочную оксидную пленку Al2O3 хорошо 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.

Заключение

С литыми дисками сложнее. В настоящее время насчитывается более 90 зарубежных фирм, которые занимаются производством легкосплавных колес. На территории России серьезно представлены от силы шесть (имеется в виду только те, которые кроме рекламы предлагают товар). Многие российские дистрибьюторы зарубежных компаний не до конца понимают, что Россия, наверное, единственная страна в мире, где можно встретить автомобиль не только разной марки, но машины выпуска 70-х годов, и автомобиль, о котором только вчера заявил производитель. А все авто передвигаться без дисков не могут, и дистрибьютор должен предоставить диски на все автомобили. Тут и возникает проблема с финансированием данного проекта и, конечно, вторая проблема – кадры.

Оставить комментарий

Пожалуйста, авторизуйтесь чтобы добавить комментарий.
  Подписаться  
Уведомление о