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离心铸造_重量通常都在11kg以上



  一颗好的轮毂除了必须兼顾美观耐用,其轻量化科技更是有效提升加速性与油耗的一大重点,目前市面上除了一般耳熟能详的铸造与锻造工艺之外,还有一种「铸造旋压技术」,其能够兼具轻量、高强度,却又不过于昂贵的价格,实属。

  改装轮毂一直都是一个相当微妙的项目,由于轮毂所牵涉的改装层面相当广泛,许多人升级爱车的步就是加大轮毂尺寸,离心铸造除了视觉外观之外,更是为了提升操控性能。

  适时地将轮毂直径与宽度加大,以搭配低扁平比宽胎,能够有效增进轮胎的摩擦力,并同时以较薄的胎壁换来操控感受(提高侧偏刚度)。

  从另一方面来看,轮毂其实也能视为传动系统的终端,毕竟引擎动力还是得通过传动轴传递到轮毂,使轮胎旋转推动车身,传动系统中所有需要旋转的零件都必须克服转动时的惯性,自然是越轻越有效率,就如同轻量化飞轮或是碳纤维传动轴一般,能让车辆在加速与减速时的反应更好。

  所谓的非黄载质量包含了刹车、Hub、下摆臂、羊角等所有能够独立工作的悬挂部件,非黄载质量的减轻对操控有着莫大的帮助。

  如果从减轻非黄载质量的角度来看,所谓的「非黄载质量」基本上就是包含轮胎以及悬挂,会随着路面与起伏的部位;除了刹车系统、Hub、下摆臂、羊角这些部位之外,有机会大幅度轻量化的就是轮毂,在同样尺寸下,一组好的轻量化轮毂能够轻上近20公斤。

  而较轻的非黄载质量能使悬挂工作时的惯性降低,进而降低避震与弹簧的负荷,使得悬挂反应速度更加敏锐,让轮胎更加贴于地面,除了能够降低乘坐时的不适与晃动之外,也是随时让胎面维持的正向力与抓地力,对于操控有着明显的影响。

  市面上推出了许多以轻量化为主打的锻造轮毂,其中有些还可以多片式定制尺寸与造型,多片式的锻造实在是贵的飞起。离心铸造

  除了性能之外,轮毂要如何兼具耐用与强度则又是另外一大特点,离心铸造好的轻量化轮毂不只是中心盘面需要重新设计,就连轮毂唇缘以及轮框本体厚度都会进行缩减。

  对于使用加大轮毂或是低扁平比轮胎的车主,常碰到的就是遇到坑洞、井盖或是冲击时,所导致轮毂变形,要避免这种状况就必须针对工艺进行加强,因此除了传统「重力铸造」之外,更衍生出了「低压铸造」、「旋压铸造」、「锻造」等多种工艺。

  同时刹车系统也不轻,到也可以考虑通过换锻造刹车,分体盘的方式减重,一些运动轮胎也比原胎、特别是那些防爆胎轻的非常多。

  先从传统铸造工艺说起,一般的「重力铸造」轮毂采用含有硅、镁元素的A356铝合金,特点在于流动性优异,将金属加热至800度高温成为液态,在倒入模具中借由液态金属本身的流动性充满整个模具,优点是轮毂的形状可以拥有较多变化与细节,成本也,因此成为常见的轮毂制造方式。

  只可惜缺点就是在进行大尺寸轮毂(18寸以上)制造时,由于金属流动需要时间,有可能造成离浇铸口较远处金属温度较低,更是凸显出温度控制上的难度,若是提高铝水温度,轮圈中心部位容易毛隙过多及脱气现象,造成内部气泡孔洞等小瑕疵,为了保有一定强度,必须使用更多的金属材料维持厚度,因此重量难以减少。

  而后来所衍伸出来的「低压铸造」则是以低压氮气来推动模具中的液态金属,可使金属更快充满整个模具,并减少内部气泡,虽然无法提高金属密度。

  但可使得整体材质为更均匀,并减少瑕疵,等于是间接的提高了轮毂本身的强度与安全性,并且可以保有轮辐造型变化丰富的优点。

  再来提到的就是本次的介绍重点「旋压铸造」,这项工艺算是近年来轮毂生产的新方法,早以旋压铸造技术做为主打介绍的轮毂大,就是来自日本的ENKEI,主要就是标榜能够达到接近于锻造轮毂的强度与重量,但是却只比一般铸造成本高上一点。

  首先以「铸造」的方式,将盘面造型与本体粗胚生产出来,在这个步骤之前,与一般的铸造方式完全相同,制造出来的粗胚看起来就像是宽度较短的轮毂,而轮框的厚度较厚,看起来短而肥。

  接下来则是将粗胚送进加热炉当中,加热至度的高温,因为还不到铝合金的熔点温度,离心铸造所以铝合金毛坯仍然保持固体状态,只是稍微软化至可以加工的温度,不论是「锻造」或是「旋压」大约都是加热至此温度,而「旋压」则是以高压滚轮将轮毂粗胚的侧面加压延伸。

  简单来说「旋压」成型的原理就像是「手拉坏制陶」,在旋转的同时对侧面施以压力,将铝合金胚料拉长拉薄,由于高压将铝合金重新塑型,可让加工时的铝合金密度上升,使得铝合金内部晶体结构更加紧密。

  这点与「锻造」以高压力压制,提升金属密度的做法原理相同,由于金属材质更强,以更轻薄的轮毂本体即可达到强度上的需求。

  也许此时会有车友好奇,旋压铸造与锻造两者间的细节差异到底是什么,其实「锻造」轮毂一开始也是将一块实心金属圆柱,先以高压锻造成一个粗胚,使粗胚金属本身强度提高,离心铸造接着相同以「旋压」的方式将轮框侧面拉高成型,后再加工中央的轮辐区域,做出不同的造型(总之就是很麻烦……)。离心铸造

  严格来说这种作法应该称为「旋压锻造」,与「旋压铸造」不同之处在于,一开始的锻造工艺必须花费较高的成本,其中包含时间与能量上的消耗,包括大型压力设备与高电力消耗。

  而正面轮辐的造型,受限于加工,大多数以较简单的直柱状为主,样式简单但细节变化较少,反观「旋压铸造」一开始的粗胚就已经铸造出中心轮辐造型,除了造型丰富之外,无需再经切削加工,成本下降自然反应到零售价之上。

  至于重量方面,虽然经由「锻造」处理过粗胚本体强度较高,因此可以使用更少材料即达成所需的强度,在轻量化方面是无庸置疑的。

  但其实多数车友都知道,一个轮毂容易损坏的其实不是中心轮辐的部位,而是侧面的轮毂唇缘。由于侧面与轮胎结合,不论是遇到坑洞冲击,或是不小心压到马路牙子,都会直接“中奖”,导致轮毂破损变形。

  因此一般的传统铸造轮毂,都必须将侧面与唇缘的地方加厚,以维持一定的强度,因此整体重量难以下降。

  「旋压铸造」就是在这样的方向之下,反向思考而来的制造方式,对于中心轮辐较为粗壮且不与地面接触的部位保留铸造方式,至于轮框侧面则以「旋压」再拉薄的同时,增加密度与强度,使得容易受损的轮框与唇缘拥有较高的强度。在这里提供一个基本数据给车友们参考:

  一般铸造而成轮框侧面厚度约在5mm~6mm之间,而旋压后的铸造轮毂仅有2.9mm~3.3mm,由于整圈的轮框体积并不小,对于一个18吋的轮毂而言,「旋压铸造」后的圈重约在8.5kg左右(会根据造型款式影响)。

  同样造型的「传统铸造」轮毂,重量通常都在11kg以上,单个重量至少相差2.5公斤,差异相当的大。

  而18寸的锻造轮毂重量则在7.5kg左右,虽然比旋压铸造还要轻上1kg,不过价钱却贵得多,因此「旋压铸造」提供了有意升级轮毂的车主们一个更为实际的选项,也是在轻量与售价上取的一个平衡。

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