Lättmetallfälgar
Inom bilindustrin är lättmetallfälgar hjul som är gjorda av en legering av aluminium eller magnesium . Legeringar är blandningar av en metall och andra element. De ger i allmänhet större styrka jämfört med rena metaller, som vanligtvis är mycket mjukare och mer formbara. Legeringar av aluminium eller magnesium är vanligtvis lättare för samma styrka, ger bättre värmeledning och ger ofta ett förbättrat kosmetiskt utseende över stålhjul. Även om stål , det vanligaste materialet som används i hjulproduktion, är en legering av järn och kol , är termen "legeringshjul" vanligtvis reserverad för hjul gjorda av icke- järnlegeringar.
De tidigaste lättmetallfälgar var gjorda av magnesiumlegeringar. Även om de förlorade gunst på vanliga fordon, förblev de populära under 1960-talet , om än i mycket begränsat antal. I mitten till slutet av 1960-talet möjliggjorde förfining av aluminiumgjutning tillverkning av säkrare hjul som inte var lika spröda. Fram till denna tid led de flesta aluminiumhjul av låg duktilitet , vanligtvis från 2-3% töjning. Eftersom lättmetallfälgar på den tiden ofta var gjorda av magnesium (ofta kallade "mags"), tillskrevs dessa tidiga hjulfel senare till magnesiums låga duktilitet, när dessa hjul i många fall var dåligt gjutna aluminiumfälgar. När dessa förbättringar av aluminiumgjutning väl antogs, tog aluminiumhjulet magnesiumets plats som lågprishjul med hög prestanda för motorsport .
Egenskaper
Lättare hjul kan förbättra hanteringen genom att minska den ofjädrade massan , vilket gör att fjädring kan följa terrängen närmare och därmed förbättra greppet, dock är inte alla lättmetallfälgar lättare än sina stålmotsvarigheter. Minskning av fordonets totala massa kan också bidra till att minska bränsleförbrukningen .
Bättre värmeledning och en mer öppen hjuldesign kan hjälpa till att avleda värme från bromsarna, vilket förbättrar bromsprestanda under mer krävande körförhållanden och minskar risken för minskad bromsprestanda eller till och med fel på grund av överhettning.
Lättmetallfälgar köps också för kosmetiska ändamål, även om de billigare legeringarna som används vanligtvis inte är korrosionsbeständiga . Legeringar tillåter användning av attraktiva ytbehandlingar av bar metall, men dessa måste förseglas med färg eller hjulkåpor . Även om de är så skyddade kommer hjulen som används så småningom att börja korrodera efter 3 till 5 år, men renovering är nu allmänt tillgänglig till en kostnad. Tillverkningsprocesserna tillåter också intrikat, djärv design. Däremot pressas stålhjul vanligtvis av plåt och svetsas sedan ihop (ofta lämnar fula stötar) och måste målas för att undvika korrosion och/eller gömmas med hjulkåpor/navkapslar.
Aluminiumfälgar är benägna att utsättas för galvanisk korrosion , vilket kan få däcken att läcka luft om lämpliga förebyggande åtgärder inte vidtas. Dessutom är lättmetallfälgar svårare att reparera än stålfälgar när de är böjda, men deras högre pris gör vanligtvis reparationer billigare än utbyte.
Lättmetallfälgar är dyrare att tillverka än vanliga stålfälgar och ingår därför ofta inte som standardutrustning, utan marknadsförs istället som valfria tillägg eller som en del av ett dyrare trimpaket . Emellertid har lättmetallfälgar blivit betydligt vanligare sedan 2000 [ behövd hänvisning ] och erbjuds nu på ekonomibilar och subkompakta bilar, jämfört med ett decennium tidigare där lättmetallfälgar ofta inte var fabriksalternativ på billiga fordon. Lättmetallfälgar har länge inkluderats som standardutrustning på billigare lyx- eller sportbilar, med större eller "exklusiva" lättmetallfälgar som tillval. Den höga kostnaden för lättmetallfälgar gör dem attraktiva för tjuvar; För att motverka detta använder biltillverkare och återförsäljare ofta låsmuttrar eller bultar som kräver en speciell nyckel för att ta bort.
De flesta lättmetallfälgar tillverkas med gjutning , men en del är smidda . Smidda hjul är vanligtvis lättare, starkare, men mycket dyrare än gjutna hjul. Det finns två typer av smidda hjul: ett stycke och modulära. Modulära smidda hjul kan ha två- eller tredelad design. Typiska flerdelade hjul består av den inre fälgbasen, den yttre fälgläppen och hjulets mittstycke med öppningar för muttrar. Alla delar av ett modulärt hjul hålls med bultar. BBS RS är ett av de mest kända tredelade modulära smidda hjulen.
Alcoas kraftiga lättmetallfälgar, för bussar och lastbilar.
En aluminiumlegeringsfälg designad för att återkalla de korsade ekrarna på ett vajerhjul
Chrysler lättmetallfälgar
Eftermarknadshjul
Ett stort urval av lättmetallfälgar finns tillgängliga för bilägare som vill ha lättare, mer visuellt tilltalande, sällsyntare och/eller större hjul på sina bilar, från 14 och 15 tums standardfälgar upp till 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 26, 28 och 30 tums hjulstorlekar. Med de större lättmetallfälgarna kom Tru-Spinner Wheels och spinnerhjul tilläggssnurror som skulle frisnurra och fortsätta att frisnurra efter att själva legeringsfälgen stannat. Den amerikanske uppfinnaren James JD Gragg från International och American Tru-Spinners var de ursprungliga och var ledande i branschen. En annan funktion hos Tru-Spinners var att de också kunde snurra bakåt när lättmetallfälgen rullade framåt. Även om att ersätta standardkombinationer av stålfälgar och däck med lättare lättmetallfälgar och potentiellt lägre profildäck kan resultera i ökad prestanda och hantering, stämmer detta inte nödvändigtvis när allt större hjul används. Forskning av Car and Driver utförd med ett urval av olika storlekar av lättmetallfälgar från 16 till 19 tum (41 till 48 cm) alla utrustade med samma märke och modell av däck visade att både acceleration och bränsleekonomi drabbades av större hjul. De noterade också att åkkomfort och buller påverkades negativt av de större hjulen.
Magnesium lättmetallfälgar
Magnesiumlegeringshjul var de första formgjutna hjulen som tillverkades och kallades ofta helt enkelt "mag-hjul". Magnesiumhjul användes ursprungligen för racing, men deras popularitet under 1960-talet ledde till utvecklingen av andra formgjutna hjul, särskilt av aluminiumlegeringar. Termen "mag-hjul" blev synonymt med formgjutna hjul gjorda av vilket material som helst, från moderna aluminiumfälgar till plast- och komposithjul som används på föremål som cyklar , rullstolar och skateboards .
Men rena magnesiumhjul tillverkas inte längre, de finns bara på klassiska bilar. Rent magnesium lider av många problem. Vintage magnesiumfälgar var mycket känsliga för gropbildning , sprickbildning och korrosion. Magnesium i bulk är svårt att antända men rena magnesiumhjul kan antändas av ett brinnande däck eller genom att hjulet skrapas under lång tid på vägytan efter en punktering. Legeringar av magnesium utvecklades senare för att lindra de flesta av dessa problem. Faktum är att US Federal Aviation Administration har genomfört omfattande tester under det senaste decenniet och har kommit till en slutsats att potentiell brandfarlighet hos magnesium inte längre anses vara ett problem. Modern ytbehandlingsteknik ger skydd mot korrosion och förlänger avsevärt den genomsnittliga livscykeln för magnesiumfälgar.
Magnesium lättmetallfälgar på en Porsche Carrera GT
Magnesiumsmidd lättmetallfälg på en BMW motorsportbil
Produktionsmetoder
Smide
Smide kan utföras genom en en- eller flerstegsprocess som smides från olika magnesiumlegeringar, oftast AZ80, ZK60 (MA14 i Ryssland). Hjul som tillverkas med denna metod är vanligtvis av högre seghet och duktilitet än aluminiumhjul, även om kostnaderna är mycket högre. Smide är en komplicerad process som involverar sådana processer som uppvärmning, valsning, applicering av högt tryck, hamring och/eller kombination av dessa. Som ett resultat förändras legeringens kristallstruktur, och som ett resultat blir materialet starkare och lättare.
hopsättning
Det finns ett-två- och tredelade smidda hjul. Varje del är ursprungligen en legeringsämne, som vidare omvandlas till ett hjul, i fall av smidda hjul i ett stycke, eller till en hjuldel i fall av flerdelade hjul.
Högtryckspressgjutning
Denna process använder en form anordnad i en stor maskin som har hög stängningskraft för att klämma fast formen. Det smälta magnesiumet hälls i ett påfyllningsrör som kallas en skotthylsa. En kolv trycker in metallen i formen med hög hastighet och tryck, magnesiumet stelnar och formen öppnas och hjulet släpps. Hjul som tillverkas med denna metod kan erbjuda sänkningar i pris och förbättringar i korrosionsbeständighet, men de är mindre duktila och har lägre hållfasthet på grund av högtryckspressgjutningens natur.
Lågtrycksgjutning
Denna process använder vanligtvis en stålform, den är anordnad ovanför degeln fylld med smält magnesium. Vanligtvis är degeln tätad mot formen och trycksatt luft/täckgasblandning används för att tvinga den smälta metallen upp i ett halmliknande påfyllningsrör in i formen.
När de bearbetas med bästa praxis-metoder, kan lågtrycksgjutningshjul erbjuda förbättringar i formbarhet jämfört med magnesiumhjul och alla gjutna aluminiumhjul, de förblir mindre sega än smidd magnesium.
Gravity gjutning
Gravity-gjutna magnesiumhjul har varit i produktion sedan tidigt 1920-tal och ger god duktilitet och relativa egenskaper över vad som kan göras med aluminiumgjutning. Verktygskostnader för gravitationsgjutna hjul är bland de billigaste av alla processer. Detta har möjliggjort produktion av små serier, flexibilitet i design och kort utvecklingstid.
