2022年7月1日 星期五

輪圈鍛造、鑄造、旋壓哪個比較輕?哪個比較硬?

鑄造、鍛造、旋壓三種都是什麼意思?


經常我們都會聽過或看過鑄造、鍛造、旋壓,但你知道什麼意思嗎?或許這些名詞只是在哪看過或聽過,但我們會詳細介紹這三種來意。


鑄造就是字面含義,將鋁合金原料加熱融化成液體,然後傾倒在模具里,冷卻凝固之後就成了一顆輪圈啦。鑄造輪圈還分爲低壓鑄造和高壓鑄造。低壓鑄造成本低、生產節拍快,原廠輪圈一般就是低壓鑄造的。改裝輪圈爲了追求輕量化效果,會在鋁水模具後加壓,令金屬冷卻後的分子結合更緊密些,來優化力學性能,達到輕量化效果。


鍛造輪圈就是直接把鋁材「捏」成一個輪圈,靠的是可以產生幾千上萬噸鍛造壓力的鍛壓機。因爲鍛造輪圈不需要經歷融化-固化的過程,分子形態不發生變化,分子鍵不發生斷裂,而且在加壓鍛造的過程中,分子間的結合變得更加緊密了,所以力學性能比鑄造輪圈好。


目前國內能夠買到的鍛造輪圈,無外乎Rays的Volk Racing系列,金章BBS、鍛榮社(TWS),和個別OZ、Enkei品牌旗下的輪圈。


半融鍛造就是介乎於鍛造和鑄造之間,如果說「鑄造」是「用果汁做冰激凌」,「鍛造」是麵團捏成點心,那麼「半融鍛造」就是用蛋液和麵粉混合成的糊狀物做蛋糕,成本、力學性能都處在鑄造和鍛造之間。價格不如鑄造便宜,追求性價比不買它,性能不如鍛造出色,追求極致也看不上它,所以半融鍛的輪圈製法從來都不是主流。


同樣重量,鍛造的輪圈剛性更高;或者換一個角度,要達到相同剛性目標,鍛造輪圈可以做到更輕。所以,不能說鍛造輪圈就一定是最好,畢竟價格擺在那啊。不差錢上鍛造當然沒問題,如果捨不得上鍛造但是又想擁有鍛造輪圈的性能,上面提到的這些鑄造輪圈也很值得推薦的。一顆輕量化很到位的鑄造輪圈,比起極度輕量化的鍛造輪圈,也就重了500克不到,性價比很高。


旋壓鑄造一般的OE輪圈,是整體鑄造的,鑄造模具就是輪圈的形狀,輪輻、輪圈都在鑄造過程中成型。一次鑄造完成,輪圈的形狀就出來了,而旋壓鑄造就有點「半鑄半鍛」的意思,鑄造工藝生產出輪輻,然後圈體(如果把輪圈看成一個「桶」,就是指桶壁)是在鑄胚上,用一個滾壓機,好像玩陶藝那樣「擠」出來的,就像用一小塊麵團碾成餃子皮一樣。這個過程叫做「spinning」,鍛造輪圈的「桶」就是用這種方式延展出來的,中文就翻譯成旋壓了。這樣的輪圈,在圈體的部分,用更少的材料就達到很好的強度,所以整體更輕,可以達成比一般低壓鑄造輪圈更好的剛性重量比,價格還不貴。


辨別旋壓的方法也特別簡單,如果你在一個鍛造輪圈的「桶」上面看到一圈一圈的溝槽,這就是旋壓加工的痕跡。


那麼鍛造輪圈的缺點除了貴還有哪裡兩種:


1、鍛造輪圈的造型設計自由度受到比較大的限制。

2、既然是要「捏」,除了造型自由度受限制之外,也不能用過硬的原材料,不然很難成形;而且鍛壓工藝極難「捏」出粗壯且密的輪輻,輪輻和「圈」的過渡部分也很難做出非常大的厚度來獲得極高強度。


有的人會想知道如果定製鍛造的話會可靠嗎?大家都知道整體鍛造的特點,就是在鍛造過程中,鋁錠不像鑄造會破壞掉分子鍵,分子鍵可以最大程度地保留下來,再加上鍛壓輪輻的過程中,又會將這些微觀分子鍵在宏觀角度產生的金屬流線,進一步擠壓、強化,把微觀的金屬分子又進一步壓得更加緊實,使得鍛造輪圈擁有非常好的力學性能。而「定製鍛造」,輪輻不是由鍛壓機擠壓產生的,而是用CNC雕刻而成的,本身少了強化強化的步驟,然後切割的工藝,又會將輪圈表面邊界的分子鍵直接切斷,這對輪圈的力學性能又是一個負面影響。


所以,定製鍛造輪圈要達到整體鍛造輪圈的性能,就要使用更多的材料,導致增重;如果前者要追求輕量化,那麼它的性能就不如整體鍛造輪圈,甚至也不如相同重量的旋壓鑄造輪圈。任何一個行業都是這樣的,上限很高,但是下限也很低。現在市面上的「定製鍛造」輪圈品質良莠不齊,不排除有一些品牌的產品的確信得過,但影響國產鍛造輪圈性能的變量實在太不透明了,鋁合金原材料的品質、輪圈設計、熱處理技術,都會影響輪圈的性能甚至是使用安全性。


雖然說定製鍛造的力學性能確實不如整體鍛造,但是因爲定製鍛造的優勢在於CNC切割對輪圈設計由更高自由度,一些很誇張很個性的造型,鑄造、鍛造的工藝有局限性而沒辦法實現,就可以用CNC切割來完成,所以,華麗、多變造型是「定製鍛造」的第一個賣點;一些喜歡玩姿態的車主,需要定製指定的輪圈外拋幅度的一個參數和寬度,這就是定製輪圈的優勢了。


鍛造輪圈耐造,近身肉搏的房車賽、拉力賽、穿越賽賽車使用的是鑄造輪圈,所以只要鑄造輪圈用足料,一樣很耐造的。如果衝擊力真的很大的話,鍛造輪圈該瓢還是得瓢,不可能完全避免變形的,只是它不容易斷裂而已。因爲鍛造出來的輪圈,本身所使用的原材料就需要有一定的韌性和延展性,這樣才可以用來「捏」輪圈。那麼用具有一定韌性的材料生產出來的輪圈,即使經過了熱處理加硬,變形之後就相對不那麼容易整個斷裂。