При производстве кованых колес в России используется технология объемной (горячей) штамповки. В других странах применяют метод раскатки (холодное формирование). Принципиально это два различных процесса, но перевод их на английский язык означает «forged». Путаница в терминах выглядит вполне случайной, просто удачная игра слов. В России в обиходе более популярный термин — кованое колесо.
В это трудно поверить, но в самых развитых автомобильных странах доля «кованых» легкосплавных колес в общем объеме выпуска едва достигает 1,5-2%, у нас — почти 30%. Ни одна страна не может позволить себе столь сложную и дорогую технологию в массовом производстве.
«Легкие» сплавы уже давно привлекают внимание авто-производителей. Если попытаться охватить весь спектр «легких» материалов когда-либо опробованных для изготовления колес автомобиля, можно выделить несколько основных групп:
- алюминиевые сплавы;
- магниевые сплавы;
- титановые сплавы;
- алюминий-литиевые и магний-литиевые;
- композитные материалы на основе углепластиков.
Самыми массовыми и коммерчески успешными, из выше перечисленных, оказались все-таки алюминиевые. Они сегодня основа подавляющего большинства сплавов, из которых производят автомобильные колеса.
К 90-м годам прошлого века алюминий пришел на многие конвейеры, и аргументов «за» у потребителей накопилось достаточно.
Более легкое колесо улучшает динамические параметры автомобиля, делает его более комфортным, повышает управляемость. Кроме того, есть все возможности для оптимального охлаждения тормозных систем. Легкое колесо экономит топливо, бережет жизнь подвески и шин. И если более тяжелое литое алюминиевое колесо доступное для среднего покупателя, выигрывает дизайном крайне разнообразным, потому что технология изготовления данных колес не ограничивает фантазию создателя, то «кованое» алюминиевое колесо — атрибут дорогой комплектации. Оно повышает имидж автомобиля. Именно кованые алюминиевые колеса создают возможность для установки более крупных, спортивных тюнинговых вариантов шина + колесо.
Даже современные подвески с регулируемыми характеристиками, включающие пневматику, не всегда способны сгладить незначительные неровности дороги, здесь необходимо снижение неподрессоренной массы, а это возможно при применении легких и прочных кованых автомобильных колес. Следствие — лучшая работа подвески и с точки зрения управляемости и с точки зрения комфорта.
В настоящее время максимальную долю на рынке составляют литые моноблочные колеса. Это объясняется невысокими затратами на их изготовление и огромными возможностями для дизайна. Литое колесо может принимать самый неожиданный облик. В то же время сам процесс литья оставляет немало возможностей для скрытых дефектов — пузырьков воздуха, раковин, неровностей заполнения формы, — исключить которые фактически невозможно. Настоящие сложности начинаются при увеличении диаметра обода. Сделать отливку на 18”, 19”, 20” и более, очень сложно, приходится увеличивать толщину обода, для увеличения протока расплавленного материала в пресс-форме, соответственно резко растет вес колеса.
Радикальное решение проблемы снижение веса, улучшения прочностных характеристик, качества обработки поверхности, отсутствия пор, получения оптимальной структуры колеса — это метод объемной горячей штамповки. При таком методе используются мощные прессы, мощностью 10 тысяч тонн и более. Данное оборудование установлено в основном на оборонных предприятиях, таких как ОАО «СМК» и ОАО «КУМЗ», именно поэтому значительная часть заготовок самых дорогих «кованых» итальянских и японских колес производится в России.
В настоящее время альтернативы кованым автомобильным колесам нет ни по легкости, ни по прочности, ни по надежности.
Сравним по некоторым критериям кованые колеса с литыми и стальными колесами:
- Кованое колесо легче стального на 40%-60%, литого алюминиевого на 15%-30%.
- Кованые колеса обладают гораздо меньшим моментом инерции. Автомобиль на кованых колесах становится более динамичным с лучшими разгонными и тормозными характеристиками.
- Кованое колесо в 1,5 раза превышает требуемый по ГОСТу уровень прочностных свойств и в 2 раза пластических, следствие — повышение безопасности. Литые колеса при сильном ударе разрушаются.
- Коррозионная устойчивость кованых колес очень высокая за счет применяемого сплава и трехслойного лакокрасочного покрытия, что подразумевает длительный срок эксплуатации в любых климатических и дорожных условиях.
- Теперь поговорим о безопасности. Рассмотрим две критические ситуации: наезд на бордюр или незакрытый колодец (а это, как вы знаете, у нас не редкость) и экстренное торможение. Что происходит со стальным колесом при сильном ударе о препятствие. В лучшем случае оно сложиться в «восьмерку», одна из отбортовок выгнется наружу, и шина мгновенно спустит. Как следствие потеря управляемости и контроля над машиной. От литого колеса неприятностей может быть еще больше. Его поведение изначально предопределено составом металла. Большое количество кремния неизбежно приведет к растрескиванию, а то и к полному разрушению колеса. Кованое же колесо при фронтальном ударе тоже деформируется, как и стальное. Но упругость кованого алюминия выше, чем у стали, деформация пойдет как бы во внутрь диска, не затрагивая посадочного места покрышки. Это, как минимум, сохранит давление в шине и поможет — по крайней мере, на какое-то время — контролировать поведение автомобиля.