Как делают кованые диски

Все мы знаем что литые диски лучше стальных (штампованных), также многие из нас знаю что кованые диски лучше чем литые. Но далеко не каждый знает как куются кованые диски. К сожалению никаких наковален и мехов в этом деле не применяется.

Теперь, давайте почитаем статью из журнала «Популярная механика», о том как делают кованые диски…

Мы стоим в кузнечно-прессовом цехе Ступинской металлургической компании, над нами возвышается гигантский пресс, развивающий усилие в 10 000 тонн. Бригада рабочих меняет оснастку штамповочного пресса, а Александр Ловчев, заместитель начальника производства дисков автомобильных и мотоциклетных колес Ступинской металлургической компании (СМК), раскрывает нам секреты производства кованых колес. «Вообще-то ‘кованые’ – это не совсем точно с технической точки зрения, правильнее было бы называть их дисками, изготовленными методом горячей объемной штамповки в закрытых матрицах, – улыбается Александр. – Но столь сложное название с первого раза мало кто способен выговорить, так что слово ‘кованые’ вполне прижилось».

«Эти диски – дальние родственники самолетов, – продолжает Александр. – В начале 1990-х множество предприятий, работавших в советское время на авиацию и космос, с уникальным оборудованием и технологией, оказались без госзаказов. И, чтобы выжить, вынуждены были перейти на товары народного потребления. Кто-то стал делать кастрюли, а СМК – в том числе и колесные диски. Технологии используются действительно самолетные – как при производстве некоторых силовых элементов конструкции планеров». В этом отношении российским автомобилистам повезло: такие прессы есть далеко не во всех странах. А даже где есть – подобное чрезвычайно дорогое оборудование, как правило, работает в основном на авиационно-космическую (а вовсе не на автомобильную) промышленность.

От отливки к колесу

Литейный цех – первый этап любого металлургического производства

Для дисков используется сплав типа АВ на основе алюминия с легирующими добавками магния, меди, меди, кремния и марганца. Он не только высокопрочен, но и пластичен. За рубежом аналог этого сплава обычно называют «авиационный алюминий 6061» (aircraft grade Al 6061). Готовую отливку – цилиндр диаметром примерно 20 см – режут на куски нужной длины (в зависимости от размера будущих колес), складывают в корзины и отправляют в кузнечно-прессовый цех.

Секторный штамп. При горячей объемной штамповке используются вот такие штампы, состоящие из нескольких секторов. При окончательном формировании диска верхняя часть штампа опускается, и сектора сходятся. Излишки металла при этом выдавливаются через щели, образуя облой

Там эти заготовки, пока даже отдаленно не напоминающие колесные диски, разогревают и с помощью пресса «осаживают» – сплющивают, превращая в «блинчики» толщиной сантиметров двадцать и диаметром около полуметра. Процесс дальнейшего превращения в колеса происходит в несколько этапов. Сначала «блинчики» разогревают до 430С и с помощью предварительного штампа (разогретого примерно до 350С) превращают в «кастрюли» – предварительные заготовки для автомобильных колес.

После термообработки колеса ожидают отправки в цех мехобработки

«Кастрюли» вновь отправляются в печь для разогрева, а затем специальный конвейер подает их к прессу с другим установленным штампом – окончательным. «Пауза между выходом заготовки из печи и собственно штамповкой не должна быть больше 11 секунд, иначе заготовка остынет ниже критической температуры», – поясняет Александр. Один из рабочих смазывает разогретый штамп специальной смазкой, двое других ловко хватают «кастрюлю» длинными щипцами и переносят на пресс-форму. Верхняя часть пресса опускается, поднимается – и вот из-под пресса достают готовое, если не считать облоя (излишков материала, выдавленных при штамповке), колесо. Первые четыре отштампованных колеса после освоения нового штампа идут на контроль геометрии – только после этого дается разрешение на использование штампа для серийного производства дисков.

Цилиндрические катки – это заготовки будущих колес для автоспорта

Пресс с усилием в 10 000 тонн (в СМК таких два) позволяет изготавливать диски большого диаметра. «Мы – единственное предприятие в России, кто освоил производство дисков диаметром до 22 дюймов! – с гордостью говорит Александр. – Меньшим усилием их просто не продавить – придется разогревать сплав до почти жидкого состояния, а это уже не объемная, а ‘жидкая штамповка’ – так мы называем литье под высоким давлением».

Термообработка и контроль

Несмотря на уже проступившее внешнее сходство, механические свойства колес пока еще далеки от тех чудных качеств, которыми славится «ковка». А славится она высокой прочностью (превышает прочность литых дисков при существенно меньшей массе), пластичностью (в отличие от литых дисков, кованые при высоких нагрузках деформируются, а не разрушаются) и упругостью (при умеренных нагрузках они деформируются упруго).

Для получения всего этого как раз и нужна термообработка. Сначала колеса подвергают закалке – равномерно прогревают в течение нескольких часов в печи до 515С, а затем быстро охлаждают, погружая в воду. После закалки сплав уже имеет нужную мелкозернисто-волокнистую структуру, но для того, чтобы колеса приобрели нужные механические свойства, их нужно «состарить» – подождать, пока структура выровняется, и убрать внутренние механические напряжения. В обычных условиях на это может уйти пара месяцев, но, чтобы не терять время, заготовки искусственно состаривают: выдерживают в печи при температуре 150–160С примерно 12–14 часов, после чего медленно охлаждают.

Один из рабочих с помощью кисти смазывает штамповую оснастку специальной смазкой, чтобы готовая деталь не прилипала к пресс-форме

После термообработки не менее 10% заготовок из каждой партии подвергаются контролю. Их поверхность протравливают: на светлой травленой поверхности хорошо заметны дефекты штамповки и складки. А одно колесо из партии безжалостно распиливают, вырезая из него специальный фрагмент – так называемый шаблон. Шаблон шлифуют и протравливают, а затем тщательно изучают в лаборатории на наличие дефектов деформации, термообработки и однородности сплава. «Чаще всего дефекты встречаются в ступичной части, – поясняет Александр. – Там наиболее сложный с металлургической точки зрения характер деформаций и термических нагрузок». На этом этапе также проводится контроль механических свойств сплава – образцы закрепляются в специальной разрывной машине, с помощью которой определяется предел прочности, предел текучести, относительное удлинение и твердость. Если дефекты и значения характеристик материала не укладываются в допуски, изучению подвергается еще одно колесо из партии. Если же и повторная проверка подтверждает эти выводы, значит, имело место нарушение технологической цепочки – и вся партия бракуется. Если же все параметры в норме – партия колес уходит на механическую обработку.

Сделано в России

С заготовки, уже напоминающей по форме будущее колесо, на токарном станке снимают лишний припуск металла, в ободе просверливают ниппельное отверстие, а в ступичной части – крепежные отверстия под болты. Затем колесо устанавливают на фрезерный станок с ЧПУ, который и вырезает запрограммированный дизайн.

«Есть ли ограничения по дизайну? В общем-то, нет – рисунок может быть любым, колесо можно сделать очень легким и ажурным, и единственное ограничение связано с нагрузкой, которую оно должно выдерживать, – отвечает на мой вопрос Александр. – Вот, например, этот 15-дюймовый диск весит чуть больше 5 кг, почти в два раза меньше стального штампованного аналога. И при этом параметры его значительно превосходят требования российского ГОСТа. Кстати, такая масса не является рекордной – в свое время мы сделали для японского рынка самое легкое в мире 15-дюймовое колесо – оно весило 3950 г».

Практически готовое колесо – остается только слесарка и покраска

«Некоторые диски после механической обработки дополнительно полируются. Для дисков марки M&K, которыми представлен наш премиум-сегмент, эти операции производятся за рубежом, – продолжает Александр. – Для остальных проводится обычная слесарная обработка – снимаются острые кромки, а затем производится окончательный контроль на соответствие геометрических размеров чертежу, биения обода и дисбаланс.

Последний параметр по ГОСТу контролировать необязательно, но мы это делаем, причем наш ‘внутренний’ стандарт в этом отношении в два раза более жесткий, чем российский ГОСТ. В СМК вообще очень строгая и хорошо налаженная система контроля качества – сказывается авиационное прошлое: на каждом этапе, от отливок до готового колеса, детали отслеживаются по маркировке. Видите, на колесе выбит номер? После покраски, окончательной проверки и одобрения ОТК колесо упаковывают, а его заводской паспорт будет храниться у нас еще в течение десяти лет. Сколько времени занимает производство диска? Около недели чистого времени, но, если учитывать производственный график, получается около месяца».

Российские технологии в области изготовления кованых колес вполне признаны и за рубежом. «В прошлом году на немецком ‘Мотор-шоу’ в Эссене, главной европейской ежегодной выставке в сфере тюнинга автомобилей, несколько тюнинговых ателье выставили очень дорогие машины – Bentley и Aston Martin – именно на наших дисках M&K», – говорит Александр. «А посетители знали о том, что эти диски российские?» – спрашиваю я. «Да, конечно! Клейма ‘Сделано в России’ мы не стесняемся. Мы им гордимся».

К слову сказать в России довольно много производителей кованных дисков, но у них есть один большой недостаток, который объясняется экономической составляющей. Недостаток этот – дизайн, а точнее практически полное его отсутствие.

Посмотрите на диски ВСМПО, хорошие диски, но дизайн сильно на любителя.

Посмотрите на Slik — очень мало дизайнов…

И такая ситуация практически у всех производителей ковки.

Дело немного поправило ателье AGFORGED, ребята договорились с СМК (или Магалтек?), делают дизайн и на заказ, можно сказать в штучном варианте делают диски для всех желающих. Минус такого подхода один – довольно продолжительное время необходимое на изготовление заказа.

Но и их выдавила штука под названием Жизнь. Завод СМК прекратил своё существование, а АГ не имели свои производственные мощности… В итоге все наработки достались Solomon Alsberg`y…

Если верить пользователю VITALIY8, то в РФ на сегодняшний день остаётся один производитель кованых дисков — КРАМЗ, их поковки использует СЛИК.

Вот еще немного видео в тему:

Rays

BBS

Над диском издеваются, а ему хоть бы хны…

Источник: https://www.drive2.ru/b/4062246863888251706/

Добавить комментарий