На каком оборудовании изготавливаются диски по металлу. Кованые диски

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.

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.

Технология горячей штамповки дает возможность сжимать внутреннюю структуру металла, благодаря чему зерна сплава сжимаются между собой и располагаются в необходимом направлении. На данном этапе из структуры сплава удаляются полости и раковины, которые характерны для литых дисков. В ходе такой обработки металл становится легче и тоньше, приобретая при этом дополнительную прочность. А сниженный вес диска напрямую влияет на динамические характеристики автомобиля, а также на состояние узлов и элементов подвески.

При изготовлении кованых дисков Solomon Alsberg указанная технология соблюдается полностью, что исключает использование суррогатных способов производства и некачественных металлических сплавов. При этом стоимость готового изделия сопоставима с литыми дисками премиум-класса, но кованые изделия дают ряд дополнительных преимуществ. Эксплуатационные характеристики и привлекательный внешний вид позволяют использовать такие диски на автомобилях брендовых марок.

Отечественные производители делают кованые автомобильные диски Solomon Alsberg с использованием большого количества прессов, что очень важно для достижения максимальной прочности и надежности. Главное достоинство данной технологии заключается в постепенном сжатии структуры металла. Если сэкономить на количестве прессов и установить лишь один сверхмощный агрегат, то можно существенно сократить время обработки заготовки, пожертвовав внутренним напряжением структуры металла. Такой подход не используется на отечественных заводах, ведь он может привести к получению продукции, которая по своим характеристикам будет уступать даже средним по цене и качеству литым дискам.

Процесс горячей штамповки – это последовательность длительных операций, которые гарантируют долговечность, прочность, легкость и привлекательность готовой продукции!

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 (AL 2 O 2). 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 (NA 3 A L F 6), который смешивается с глиноземом (AL 2 O 3). 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 , 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 исключительного качества.

Если на вашем авто стоят литые легкосплавные диски, вам наверняка будет интересно узнать, как и из чего они производятся. Технология изготовления литых дисков значительно сложнее, чем может показаться на первый взгляд. Значение имеет все: выбор сплава, температуры, способы механической обработки и многое другое./p

Автодиски начинаются с металла

Читая отзывы о литых дисках, вы наверняка обратили внимание на то, что продукция одних брендов вызывает восхищение, а других - всплеск негатива. Качество основы будущих колес во многом зависит от состава сплава. Большинство брендов производит литые диски из прочного сплавов алюминия с добавкой других металлов. Для недорогих моделей обычно используют сплав с добавкой кремния, например, g-AlSi10/11 или g-AlSi7. Они неплохо переносят термическую обработку, проявляют сравнительно неплохую устойчивость к механическим нагрузкам. Для более качественных колес состав сплава несколько другой: основой по-прежнему выступает алюминий, а в качестве добавок выступают магний или титан.

Как это делается? На начальном этапе металлы в форме болванок отправляются в печь, где их разогревают до температуры плавления - 600-700 градусов по шкале Цельсия. Затем расплавленный сплав заливается в форму. Однако не все так просто, ведь производители применяют различные технологии.

Способы литья

Чтобы получить отливку, на заводе могут использовать разные методы литья:

• гравитационное (в кокиль);
• с противодавлением.

Выбор способа зависит и от сплава, и от расчетной стоимости дисков (для бюджетной категории часто используют менее дорогостоящие варианты). У каждого метода имеется собственный набор достоинств и недостатков. Если используется гравитационное литье, автоматы заливают в формы алюминиевый сплав при нормальном атмосферном давлении. После остывания получается заготовка с равномерной мелкозернистой структурой. Для магниевых дисков стараются использовать другие методы, поскольку металл приходится разогревать до более высоких температур, и в процессе охлаждения качество оказывается не слишком высоким.

При литье под низким давлением, как понятно из названия, приходится создавать разреженную атмосферу. Это требует дополнительных затрат, но окупается: металла требуется меньше, а отливки получаются на 10-15 процентов прочнее и почти в два раза пластичнее, что непосредственно влияет на дальнейшую обработку и характеристики колес.

Еще более совершенным способом считается литье с противодавлением. На этот раз на заготовку воздействует давление газов, которое приводит к уплотнению сплава и уменьшению количества брака. Диски, изготовленные этим способом, оказываются на 5-10% прочнее отлитых под низким давлением. К тому же, технология позволяет сократить время создания отливки.

Тестирование

Следующий этап, без которого невозможно обойтись, - проверка качества. На современных предприятиях она проводится в автоматическом режиме. Специальное оборудование обнаруживает пустоты и каверны, проверяет плотность заготовок, определяет нарушения заданных размеров. Если в процессе проверки обнаруживается брак, его отправляют на переплавку, так что процент отходов достаточно мал.

В некоторых случаях диски проходят через стадию закалки, чтобы приобрести большую твердость. Нагрев и охлаждение проводят несколько раз, а диапазон температур во время закалки - от 150 до 200 градусов. Однако эта операция может придать сплаву хрупкость, так что при сильном ударе он не согнется, а пойдет трещинами или лопнет.

Окончательная отделка

Поверхность заготовки сильно отличается от готовой продукции, поэтому необходимо убрать с поверхности все лишнее. Для этого будущие диски обтачивают на специальных станках. Фрезы придают болванке форму, после чего проводится повторный контроль качества.

Дальнейшее зависит от выбранного дизайна. Некоторые модели полируют, другие матируют с помощью химической или механической обработки. Отдельные бренды, выпускающие разноцветные яркие колеса для тюнинга, включают в техпроцесс еще одну операцию: окрашивание. На современных предприятиях обычно используют полимерные порошковые краски, которые образуют прочное и равномерное покрытие на спицах или декоративном колпаке. Затем наступает очередь последней проверки, после чего колесные диски поступают на склад готовой продукции, а позже отправляются к официальным дилерам, которые распространяют их по магазинам.

Колеса являются неотъемлемой частью в конструкции любого автомобиля, который невозможно представить без этой детали. Машина без них, впрочем, как и без двигателя, просто-напросто не поедет. Сила тяги, обеспечивающая движение авто, возникает тогда, когда крутящий момент подводится от мотора к ведущим колесам. Становится очевидным важность такой составляющей транспортного средства. Колесные диски подразделяются на две большие группы: сделанные из легких сплавов и стальные. В этой статье мы более подробно поговорим о первом виде.

Легкосплавный диск: варианты

Несмотря на то что литые диски вошли в автомобильную промышленность сравнительно недавно, они наряду с традиционными «штампами», успели занять прочные позиции. При изготовлении легкосплавных дисков применяются такие материалы, как магний и алюминий, а вот по технологии они подразделяются на кованые и литые.

Литые алюминиевые диски

Такие колеса являются на настоящее время самым распространенным видом. Они изготавливаются методом литья из легких сплавов на основе алюминия. Достоинством их по сравнению со стальными колесами является меньший вес, а именно они легче их на 20-30 %. В этом заключается их основное преимущество. Данный фактор заметно влияет на динамику разгона, плавность хода, а также на расход топлива. Отмечается, что чем меньше по весу диск, тем лучше становится управляемость автомобиля.

Ко всему прочему, снижается износ деталей ходовой системы в результате меньшей нагрузки. Также, что немаловажно, благодаря использованию алюминия агрессивное воздействие окружающей среды на колесные диски будет существенно ниже, чем на стальные. Это происходит по той причине, что на поверхности алюминия образуется оксидная пленка, а для того чтобы вид колес из-за этого не портился, на них наносится лакокрасочный материал. В целом такой легкосплавный диск обладает привлекательным видом и отличными эксплуатационными параметрами, а также имеется возможность более широкого выбора относительно его внешнего оформления. Несмотря на большинство плюсов, он имеет и ряд минусов по сравнению со стальным.

Литые магниевые диски

Диски из магниевых сплавов встречаются гораздо реже. Впервые подобные колеса появились в 1980 году на Alfa Romeo Spider. Если на автомобиль устанавливаются подобные ободы, то при их изготовлении кроме магния используются, как правило, также алюминий и некоторые другие металлы. По сравнению с алюминиевыми данные колесные диски более легкие, и, пожалуй, это единственное их преимущество. Они обладают довольно существенным минусом - у них низкая коррозийная стойкость, по этой причине такие колеса требуют тщательного ухода за ними и применения особых защитных средств.

Ремонт литых дисков

Если такой легкосплавный диск подвергся деформации, то для восстановления его уже будет невозможно применить прокатывание с предварительным нагревом, в этом случае устранение вмятин необходимо будет проводить на специальном стенде. В том случае, если возникли трещины, применяют аргонно-дуговую сварку. При этом следует отметить, что деформации литого диска возникают достаточно редко, ведь, чтобы это случилось, необходимо воздействие на него большой силы. Для сравнения: чтобы возникли повреждения на колесе, изготовленном на легкосплавной основе, потребуется сила удара в 3-5 раз большая, нежели та, под воздействием которой деформируется стальной штампованный диск. Но есть и минус, заключающийся в том, что литые диски практически не поддаются ремонту, а вот кованые наряду со штампованными довольно легко восстановить.

Кованые диски

Данные ободы изготавливаются, как правило, методом горячей штамповки легкосплавной заготовки. При их изготовлении применяются иные формы, чем у стальных колес, а также сплавы подвергаются более высокой температуре. Такие диски получаются с меньшей толщиной стенок, но при этом плотность их гораздо выше, чем у литых дисков. Материал становится более эластичным, напоминая, таким образом, по свойствам диски из стали, и при этом изделие получается существенно легче. Стоит отметить, что материалы используются такие же, как и при производстве литых дисков, разница заключается лишь в технологии. Это самые дорогие «катки», так как при их производстве применяется высококлассное оборудование.

Разница между литыми и коваными дисками

Если сравнить эти два варианта, то можно сказать следующее: кованые диски прочнее своих собратьев, так как литые имеют повышенную зернистость, соответственно, они в результате ударов могут получать трещины. В общем, они больше подходят для поездок по хорошим дорогам, а вот для бездорожья лучше выбирать кованые диски или же штампованные стальные. У кованых ободов имеется минус, который заключается в том, что из-за их повышенной жесткости и прочности при получении серьезного удара или попадании в серьезную яму энергия удара приходится на элементы подвески.

Легкосплавные колесные диски благодаря небольшому весу легче разогнать и остановить, облегчается работа подвески, и происходит лучший контакт с дорожным покрытием. Такие диски отводят тепло от тормозов, предотвращая их перегревание, таким образом, увеличивается и безопасность движения. Литье смотрится гораздо презентабельнее «штампов», а что касается стоимости, они, конечно же, дороже, но все же цена на них приемлемая. Литые диски отечественного производства 15-го радиуса стоят приблизительно 2-3 тысячи рублей. Импортное литье обойдется уже в 3500 рублей и выше, цена может быть и в несколько раз больше, в зависимости от покрытия диска и сложности исполнения.

Кованые диски являются самыми дорогими, несмотря на то, что при их производстве используются те же материалы, что и в литье. Но более высокая цена обусловливается их лучшими характеристиками, полученными за счет особой технологии, применяемой при производстве. Диск на 15 дюймов, например, весит около 6-7 кг, а литой - на 2-3 кг больше. При этом кованые диски не изобилуют разнообразием форм и сложностью рисунков. Такие диски производства России обойдутся в 3-3,5 тысячи рублей, а импортные стоят гораздо дороже.

Легкосплавные диски на ВАЗ

Диски на 15 дюймов часто применяются на автомобилях легкового класса, то есть в этом сегменте они являются стандартными по размеру. Кроме этого используются легкосплавные диски 16, 17, 19 R. Как правило, это низкопрофильные колеса. По желанию можно установить и кованые диски, но из-за дороговизны на таких автомобилях их применяют гораздо реже, чем легкосплавные и стальные.

В статье мы сделали обзор разных дисков, более подробно остановившись на таком варианте, как легкосплавный диск, который на настоящее время все более находит применение.