Кованые колесные диски – есть ли смысл?

Porsche 911 Carrera с коваными колесными дискамиАвтомобильные диски испытывают чуть ли не самые большие ударные нагрузки, когда автомобиль едет по недостаточно качественной дороге. И прочность дисков в таких условиях становится очень значимым фактором. 

И, казалось бы, что проще – сделать колесные диски толстостенными и решить проблему с прочностью. Но увеличение толщины стенок дисков приведет к существенному увеличению их веса. И тогда все преимущества прочных дисков разобьются о возросшие нагрузки на подвеску автомобиля.

Таким образом, перед производителями стоит задача сделать прочные диски, но при этом избежать увеличения их собственного веса. И одним из способов решения такой проблемы является использование колесных кованных автомобильных дисков.

Как производятся кованные колесные диски?

Сразу стоит заметить, что ничего общего с процессом ковки, в классическом его понимании, с колесными дисками не происходит. Совершенно нет многократных ударных нагрузок, как это происходит при ковке, будь то ковка ручная или машинная. Происходит обычное термическое прессование металла заготовки.

Для производства кованных автомобильных дисков используются практически такие же металлические сплавы, как и при производстве литых дисков: сплавы алюминия или сплавы магния. Причем если используются магниевые сплавы, получаются наиболее прочные и легкие колесные диски.

После того как диск прошел операцию по термической прессовке, он отправляется на механическую обработку. Срезаются литники, удаляются некоторые излишки металла. Диск может обрабатываться как на токарном, так и на фрезерном станке.

После того как диск сформован, заготовку отправляют на термическую обработку. Термическая обработка происходит в два этапа. Первый этап – диск подвергается процессу закалки. Суть процесса состоит в том, что диск нагревается до определенной температуры, а затем резко охлаждается. При такой операции меняется структура материала на уровне кристаллической решетки.

После процесса закаливания следует процедура старения материала. Такая процедура нужна для того, чтобы снять определенные внутренние напряжения, которые возникают внутри металла. Чем-то такая операция похожа на отпуск металла, но более растянута по времени.

Снимаются не только внутренние напряжения внутри всей структуры, но и снимаются напряжения между самым верхним слоем металла и внутренними слоями, которые возникают во время горячего прессования. Таким образом, снимается повышенная ломкость металла и выравнивается одинаковая прочность по всей структуре. Кроме этого процесс старения добавляет металлу эластичности. Вместо ломкой структуры получается структура более мягкая, которой не свойственно крошиться и раскалываться.

Преимущества технологии «ковки» дисков

Когда идет просто литье, то структура металла получается достаточно пористой. Понятно, что поры не настолько огромные, чтобы диск при малейшем ударе раскалывался. Но в случае серьезного удара металл диска может начать трескаться. Получается,  что кристаллическая решетка слишком растянута, и отдельные зерна металла распложены достаточно далеко друг от друга.

Кроме этого литье не имеет такой пластичности, которая бы позволяла металлу не раскалываться, а деформироваться. И для того чтобы сжать кристаллическую решетку и устранить определенную пористость используется давление.

В результате образуется более равномерная структура металла, увеличивается прочность и повышается пластичность. Причем толщина стенок диска уменьшается существенно. Но снижается ли при этом существенно вес колесного диска?

Снижение веса происходит по некоторым оценкам до 15%. Но почему толщина снижается почти на 50%, а вес только на 10-15%? Причина такого нелинейного снижения веса достаточно проста. Дело в том, что при ковке по естественным причинам растет плотность сплава. Поэтому нет такого кардинального снижения веса диска.

Но даже этого снижения веса вполне хватает, чтобы частично разгрузить подвеску автомобиля. И нужно сказать, что производители автомобилей считают борьбу с лишним весом чуть ли не своей основной задачей. И каждый блок, и каждый узел стараются сделать как можно легче. И тогда автомобильному двигателю не придется возить самого себя или тяжелый кузов. Борьба за вес идет на всех направлениях и кованые колесные диски – одно из этих направлений.

Что касается эластичности материала, полученного при ковке дисков, то такое свойство – очередной плюс. В случае если диск подвергается серьезному удару, он не лопается, а всего лишь гнется. И после этого вполне реально восстановить первоначальную форму. Благо, что сервисов по восстановлению дисков предостаточно.

Кованый диск имеет большую прочность и большую жесткость. Он гораздо спокойнее переносит удары, которые бы раскололи литой диск или смяли бы диск из стальной штамповки. Кованый диск банально прочнее, чем его собратья. И все это достигается благодаря применению этой технологии.

С уверенностью можно сказать, что кованые колесные диски более долговечны, чем все остальные диски. И это касается не только прочности, но и устойчивости к коррозии. Кроме этого кованые диски не предполагают использования декоративных колпаков на колеса, которые имеют свойство иногда слетать.

Есть ли недостатки у кованых дисков?

Если рассматривать технологический процесс, то производство кованого диска – более сложная технология, чем литье или штамповка из стали. Поэтому кованый диск более дорогой, чем литой или штампованный диск. Причем с последним разница в цене весьма существенная. И высокая цена часто останавливает автолюбителей при приобретении кованого диска.

Есть еще один недостаток, связанный с чрезмерной жесткостью диска, в случае попадания в серьезную яму на дороге. Кованые колесные диски могут и не деформироваться, скомпенсировав часть удара на деформацию. Поэтому вся ударная нагрузка придется на подвеску и шины автомобиля. Шина даже может повредиться от такого удара. 

Но к счастью, такие ударные нагрузки крайне редки. Поэтому особо сетовать на излишнюю прочность кованого диска не приходится.