最前面写着:改造界有句话叫“轮子轻1公斤,轮子轻10公斤”。也就是说,如果能减轻车轮这个高速旋转部件的重量,即使只有1公斤,整体驾驶控制灵活性的提高也和车身减重10公斤的效果差不多。车轮的减重侧重于轮毂,对于轻量化轮毂,不可能包裹高(贵)大(死)“锻造轮”。
锻造和铸造有什么区别?为什么锻造轮子这么贵?咬紧牙关做锻造轮子有必要吗?希望这篇文章能给你花钱的正当理由.
让我们从最常见的铸造车轮开始。我们周围接触最多的铸造产品就是冰块。铸造的不严谨定义可以解释为“原材料加热到熔点,倒入模具中,冷却型”。
大部分量产车轮都是以铸造方式生产的。铸造适合大规模生产,所以多个轮子同时涌出,同时冷却,生产节拍快,生产成本低。
入门级改装轮一般以铸造为主。铸造车轮的售价对亲民来说当然是好事,但铸造车轮的问题是金属在液相和固相之间发生变化,金属晶格的状态发生变化,不同熔点的物质同时析出、粘合,形成的结构力学性能略有下降。
左边是铸造轮的微观分子结构,右边是锻造轮。
固体化后,从金相(即金属微观排列)来看,分子晶格没有锻造轮那么紧密。制造同样强度的车轮所需的材料也比锻造车轮多一点。这就是为什么铸造轮一般比锻造轮重。
除低压铸造和高压铸造外,还有新衍生的“半熔状态铸造”。低压铸造最常见,成本最低,工艺最简单。高压铸造在铸造过程中施加压力,使铝水流动到更细的缝隙中,从而完成更复杂的形状。
半熔铸造到底是铸造还是锻造,港内各坚持一句话,但更多的品牌使用“flow forming”来模糊。
将铝块加热到略低于液体的半熔融软化状态(类似于麦芽糖拔丝或面团面团状态),然后施加压力,放入模具中。与液体铸造相比,半熔融状态的“液体-相”转换没有那么彻底,凝固的金商会更像锻造轮。因此,像Enkei、SSR品牌这样用半熔融技术生产的车轮具有与锻造轮相似的刚度,价格只需要锻造轮的三分之二。
除了半熔成型外,铸造车轮也有其他方法“勤补”。也就是说,在车轮设计中加入加强设计。而且,铸造设计的复杂性没有锻造轮的限制那么大。锻造轮的加强件需要考虑是否可以锻造,但铸造的自由度理论上是无限的,只要有打开模具的方法。
为什么很多“xx”轮子是铸造的?因为铸造车轮更容易“反转”,所以基本上拿走车轮,打开音型就可以开始录制了。
这是在BBS工厂拍的照片。右下角是第一个锻造结束后的轮子。
单调
轮圈,因为有的轮圈是二次锻造甚至是三次锻造,而中间形态的模具,通常就是一个锻造轮圈品牌的核心技术所在(例如我五年前参观的日本BBS工厂,模具是严格禁止拍照的),很难“逆向”出来。锻造轮圈的复杂性,除了轮圈是二次还是三次锻造成形,还有锻造压力的区别,锻造用的原材料,这里面都是江湖,再来还有市面上至少存在着两种生产方法完全不同的锻造轮圈。我们慢慢说。
我们身边使用的最多的锻造制品,就是菜刀。不过由于铝合金的延展性一般要比钢材低,因而锻造铝件的难度要更高,锻铝产品就没那么常见了。因而只有高性能轮圈、赛车轮圈这些“奢侈毂”,才会有锻造的待遇。
铝合金稍微加热一点让其稍微软化,有点延展性,然后就可以放进锻压机进行锻造了。注意,锻造过程中的温度控制是锻造轮圈技术的一个很重要指标,一般来说,温度能控制得越低,锻造的技术就越高。
锻造的过程,一般要经过“锻压(有的需要锻压两次甚至三次)-热处理-拉伸轮框-热处理(主要是释放内部应力)-机械处理-上色”等几个步骤,制作过程复杂,工艺门槛高(尤其是锻压工步设计和热处理),用时长,因而成本高。
不过由于锻造轮圈是一个从固态到固态的过程,金属没有发生相态的变化,因而金属内部的晶格并没有受到破坏,仅仅是受到锻模的作用而变形,所以微观分子团结合非常紧密,也不会有混入杂质的风险(主要发生在山寨铸造轮圈上)。分子晶格按照轮圈形状延展开去,就像拉面一样,自然韧劲十足。
不过锻造轮圈因为是将一块难以加工的固态金属“捏”出一个轮圈,成形难度挺高的,所以轮圈的设计不会过于复杂和花俏,一般都是粗条幅,或者非相交细条幅的设计。简洁的力量感就是锻造轮圈的魅力所在。
那么那些造型复杂的锻造轮圈又是怎么回事?其实这严格意义来说是半锻造。这种“锻造轮圈”,一般是将铝坯压成一块“饼”,就像压饺子皮一样。然后将这块饼放进机械切割机器里面,用数控刀具“雕刻”出条幅的形状。
很明显,和传统锻造相比,这种条幅用割的方式,就像是“拉面”和“刀削面”的区别,原来的分子晶格并不是按照条幅的流向自然延展的,因此强度和传统锻造相比依然有所不及。
这种轮圈的特性,和传统的锻造轮圈又完全不一样,轻量化、刚性都差一些。当然,可以完成很复杂很精致的造型,是这类锻造轮圈的最大优势,并且通过多片组装的方式(多片组装就不要考虑轻量化了),可以自由搭配出不同的轮圈规格,很适合造型党选择。
款型类似的两个BBS轮圈,左边是德国产铸造圈,右边是日本产锻造圈,可以看到锻造圈的条幅更纤细,重量比左侧轻不少。
锻造轮圈比起铸造轮圈,性能优势在于同等重量下的强度,所以锻造轮圈可以用较少的材料,达到足够的强度,是极致轻量化玩家的终极归宿。而铸造轮圈则可以用更多的料子,弥补和锻造轮圈刚性方面的不足,甚至可以用更复杂的造型,做得比锻造轮圈更强。
锻造圈和铸造圈的极致性能有什么区别,能够在赛车上进行说明。
在理想化的、路况可控的场地中比赛,就可以追求极致轻量化,例如各级别方程式、原型赛车、GT赛车,用的是锻造轮圈。
在复杂多变的地方比赛,轮圈强度优先的,例如拉力赛、穿越赛、越野赛等,用的是铸造轮圈。
当然,价格也有很大的差距。国际一线品牌的铸造轮圈,像OZ、Enkei、Rays(铸造品)、BBS(德国),同样尺寸下,是一线锻造轮圈,如BBS(日本)、锻荣舍(TWS)、Rays(锻造品)价格的二分之一甚至三分之一。
所以,锻造轮圈肯定是比铸造轮圈好的(这不废话吗),不过一套下来万把块钱,门槛挺高的。而铸造轮圈也可以通过优化设计、采用“半熔融”等技术,尽量地弥补先天的重量差距(这不也是废话吗),但这些技术会提高铸造轮圈的成本。
一言蔽之,轻量化、高强度、低价格这三者,是形成三元悖论的。也就是说,改轮圈(其实改什么都一样吧),永远只能满足这三条中的两条。
说句实话,改轮圈是有消费门槛的,便宜山寨圈千万别碰。名牌轮圈要钱,山寨圈要命啊。
下一篇我们继续聊轮圈,聊聊具体怎么选择轮圈尺寸规格,聊聊什么叫“+1+1-1”配胎法则,还有改了轮圈轮胎之后有什么要注意的。
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