رینگ ریختگی منیزیمی خودرو

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو
فارسیEnglish
چرخ آلیاژ بر روی یک ماشین سواری

در صنعت خودرو، رینگ‌های آلیاژی هستند که از از آلیاژ از آلومینیوم یا منیزیم ساخته شده‌اند. آلیاژهای ترکیبی از یک فلز و دیگر عناصر هستند. آن‌ها عموماً مقاومت بیشتری به فلزات خالص می‌دهند که معمولاً بسیار نرمتر و مرتب تر است. آلیاژهای آلومینیوم یا منیزیم به‌طور معمول سبک‌تر از همان قدرت هستند، هدایت گرمای بیشتری را ارائه می‌دهند و اغلب ظاهر زیبایی ظاهری را در برابر چرخ‌های فولادی ایجاد می‌کنند. اگر چه فولاد، شایع‌ترین مواد استفاده شده در تولید چرخ، آلیاژ آهن و کربن است، اصطلاح «چرخ آلیاژ» معمولاً برای چرخ‌های ساخته شده از آلیاژهای غیر آهنی است.

اولین چرخ‌های سبک آلیاژ ساخته شده از آلیاژهای منیزیم بود. اگرچه آن‌ها از وسایل نقلیه عمومی استفاده نکردند اما در دهه ۱۹۶۰ محبوبیت زیادی داشتند، هرچند در تعداد بسیار محدود. در اواسط تا اواخر دهه ۱۹۶۰، اصلاح آلومینیوم ریخته‌گری اجازه ساخت چرخ‌های ایمن را داد که شکننده نبودند. تا این زمان، بیشتر چرخ‌های آلومینیومی دچار کمبود انعطاف‌پذیری، معمولاً از ۲–۳٪ طول انقباض، می‌شدند. از آنجایی که چرخ‌های آلیاژ-آلیاژ در آن زمان اغلب از منیزیم ساخته می‌شدند (اغلب به عنوان "mags" نامیده می‌شدند)، این شکست‌های چرخ اولیه بعدها به ضعف کم منیزیم منجر شد، در حالی که در بسیاری از موارد این چرخ‌ها آلومینیوم چرخ آلومینیومی ضعیفی بودند. هنگامی که این پیشرفت‌های آلومینیوم ریخته‌گری به‌طور گسترده‌ای پذیرفته شد، چرخ آلومینیوم منیزیم را به عنوان ارزان قیمت و چرخ‌های با کارایی بالا برای مسابقات موتور جایگزین کرد.

مشخصات[ویرایش]

چرخ آلیاژ سنگین Alcoa، برای اتوبوس‌ها و کامیون‌ها.

چرخ‌های سبک‌تر می‌توانند با کاهش حجم توده‌های غیرمجاز بهبود یابند، به این ترتیب امکان تعلیق بیشتر از سطح زمین به دست می‌آید و در نتیجه باعث بهبود وضعیت می‌شود، با این وجود تمام چرخ‌های آلیاژی از مقیاس فولادی آن‌ها سبک‌تر نیستند. کاهش حجم وسیع خودرو نیز می‌تواند به کاهش مصرف سوخت کمک کند.

هدایت حرارتی بهتر و طراحی چرخ چرخشی بیشتر می‌تواند به کاهش گرما از ترمز کمک کند، که باعث افزایش عملکرد ترمز در شرایط رانندگی شدیدتر می‌شود و احتمال کاهش عملکرد ترمز یا حتی شکست را به دلیل گرمای بیش از حد کاهش می‌دهد.

یک چرخ آلیاژ آلومینیومی طراحی شده برای به یاد آوردن پیچ‌های متقاطع یک چرخ سیم

چرخ‌های آلیاژی برای اهداف آرایشی نیز خریداری شده‌اند، هرچند که آلیاژهای ارزان‌تر استفاده می‌شوند معمولاً مقاوم به خوردگی نیستند. آلیاژهای آلومینیوم اجازه استفاده از پوشش‌های فلزی جذاب را می‌دهند، اما این‌ها باید با پوشش‌های رنگی یا چرخ مهر و موم شده باشند. حتی اگر محافظت شود، استفاده از چرخ‌ها در نهایت پس از ۳ تا ۵ سال سقوط خواهد کرد، اما بازسازی اکنون با هزینه ای به‌طور گسترده‌ای در دسترس است. فرایندهای تولید نیز به طرح‌های پیچیده و جسور اجازه می‌دهد. در مقابل، چرخ‌های فولادی معمولاً از ورق فلزی فشرده می‌شوند و سپس با هم جوش می‌شوند (اغلب ضربه‌های ناخوشایندی را ترک می‌کنند) و باید برای جلوگیری از خوردگی و / یا پنهان شدن با کلاه‌های چرخ / کلاهک‌ها رنگ زد.

چرخ‌های آلومینیومی مستعد ابتلا به خوردگی گالوانیکی هستند، در صورتی که اقدامات پیشگیرانه مناسب صورت نگیرد، می‌تواند باعث ریزش هوا شود. همچنین چرخ‌های آلیاژی سخت‌تر از چرخ‌های فولادی سخت‌تر می‌شوند، اما قیمت بالاتر آن‌ها معمولاً تعمیرات را ارزان‌تر از جایگزینی می‌کند.

چرخ آلیاژ کرایسلر

چرخ‌های آلومینیومی گران‌تر از چرخ‌های فولادی استاندارد تولید می‌شوند و به همین دلیل اغلب به عنوان تجهیزات استاندارد در نظر نمی‌گیرند بلکه به عنوان افزودنی‌های اختیاری یا به عنوان بخشی از بسته‌بندی ترمیم گران‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، چرخ‌های آلیاژی از سال ۲۰۰۰ به میزان قابل توجهی افزایش یافته‌است [نیازمند منبع]، که در حال حاضر در خودروها و وسایل نقلیه ارزان قیمت عرضه می‌شود، در مقایسه با یک دهه قبل که در آن چرخ‌های آلیاژی اغلب گزینه‌های کارخانه در وسایل نقلیه ارزان قیمت نیست. چرخ‌های آلومینیومی به عنوان تجهیزات استاندارد برای ماشین‌های لوکس یا اتومبیل‌های ورزشی با قیمت‌های بالا در نظر گرفته شده‌اند. چرخ‌های آلیاژی بزرگتر یا «منحصر به فرد» گزینه ای هستند. هزینه بالای چرخ‌های آلیاژی آن‌ها را برای دزدان جذاب می‌سازد؛ برای مقابله با این، خودروسازان و نمایندگی مجاز و فروش اغلب استفاده از مهره قفل یا پیچ و مهره که نیاز به یک کلید ویژه برای حذف استفاده می‌شود.

بیشتر چرخ‌های آلیاژی با استفاده از ریخته‌گری تولید می‌شوند، اما برخی از آن‌ها جعلی هستند. چرخ‌های جعلی معمولاً سبک‌تر، قوی تر، اما بسیار گران‌تر از چرخ‌های چرخ است. دو نوع چرخهای جعلی وجود دارد: یک قطعه و مدولار. چرخ‌های جعلی مدولار ممکن است طراحی دو یا سه قطعه داشته باشند. چرخ‌های معمولی چند قطعه ای شامل پایه لبه درونی، لبه بیرونی لب و مرکز چرخ با بازکردن برای مهره‌های چاقو است. تمام قسمت‌های یک چرخ مدولار با پیچ و مهره نگه داشته می‌شود. BBS RS یکی از معروف‌ترین سه قطعه چرخ‌های جعلی مدولار است.[۱]

انتخاب‌های قابل توجهی از چرخ‌های آلیاژی برای صاحبان خودروهایی که می‌خواهند اتومبیل‌های سبک‌تر، جذاب تر، نادرتر یا بزرگتر باشند، در دسترس هستند. اگر چه جایگزین چرخ‌های استاندارد فولادی و تایر با چرخ‌های آلیاژی سبک‌تر و به‌طور بالقوه پایین‌تر از لاستیک‌های مشخصات می‌تواند عملکرد و دست زدن به آن را افزایش دهد، این امر لزوماً هنگامی که چرخ‌های به شدت بزرگ استفاده می‌شود وجود دارد. تحقیق انجام شده توسط ماشین و راننده با استفاده از مجموعه ای از متفاوت انجام اندازه چرخ‌های آلیاژی از ۱۶ تا ۱۹ اینچ (۴۱ تا ۴۸ سانتیمتر) که همه با همان مدل و مدل لاستیک نشان داده شده بودند نشان دادند که هر دو شتاب و اقتصاد سوخت با چرخ‌های بزرگتر رنج می‌برند.[۲] آن‌ها همچنین خاطر نشان کردند که راحتی و سر و صدای سواری توسط چرخ‌های بزرگ تحت تأثیر منفی قرار دارند.

مارک‌های پس از مارک[ویرایش]

بیشتر چرخ‌های پس از فروش بازی می‌کنند، در حالی که فقط چند نفر از بالا جعلی هستند مانند Donz, Vellano و Weld. [نیازمند منبع] بسیاری از شرکت‌ها در طول چند سال (بعضی از اخیراً) با توجه به افزایش تقاضا برای چرخ‌های قطر بزرگ شکل گرفته‌اند. تقاضا برای چرخ‌های بزرگتر توسط اختراع چرخ دنده‌های چرخ توسط American Tru-Spinners تحریک شد. ثبت اختراع ایالات متحده آمریکا شماره ۵٬۲۹۰٬۰۹۴ که توسط بنیان‌گذار Tru-Spinners آمریکایی James JD Gragg اختراع شد و چندین تولیدکننده چرخ را مجوز داد و سری خود را از چرخ‌های چرخ Spinners تولید کرد که چرخ‌های چرخشی جداگانه ای یکپارچه و برخی چرخ‌های چرخ Spinner را به جایی که مرکز چرخ پس از اینکه خودرو به توقف متوقف شد، چرخش خود را ادامه دهد. Tru-Spinners آمریکایی همچنین مجموعه دیگری از چرخهای چرخان را اختراع کرد که در حال چرخش به عقب بودند در حالی که چرخ به جلو حرکت می‌کرد و برخی از آن‌ها در یک مکان ثابت قرار داشتند و تمرکز خود را روی سطح آلیاژ تولیدکننده چرخ در حالی که در حال حرکت با استفاده از بلبرینگ‌های تخصصی بودند. Tru-Spinners آمریکایی همچنین استفاده از هولوگرام‌ها را در چرخ‌های چرخ دنده نشان داد که بدون استفاده از باتری یا منبع الک

مسابقات آمریکایی، که Motegi Racing را در میان سایر مارک‌های مانند TIS, TIS Modular دارد، قدیمی‌ترین شرکت چرخ پس از فروش است که از سال ۱۹۵۶ تشکیل شده‌است. قدیمی‌ترین شرکت بریتانیایی Wolfrace است که اولین شرکت برای ارائه چرخ فلزی جلا در اروپا و رسیدن به تأیید TÜV بود. Wolfrace همچنین چرخ‌ها را برای SSC Thrust و رکورد سرعت رانندگی در انگلستان ارائه داد. روند اخیر در این صنعت شامل مشارکت‌های سرمایه‌گذاری مشترک بین تولیدکنندگان دریایی و واردکنندگان / توزیع کنندگان محلی مانند PDW Wheels که در سال ۲۰۰۶ در استرالیا در میان چندین نفر ایجاد شد، تشکیل می‌شود.

برخی از «پس از فروش» نیز / به عنوان سازنده تجهیزات اصلی سازنده (OEM) نیز موجود بوده و BBS یکی از مهم‌ترین تأمین کننده‌های اصلی Volkswagen است.

برخی از تولیدکنندگان همچنین الگوها و ریخته‌گری‌ها را به اشتراک می‌گذارند، مثلاً (موتورسیکلت) مجوز طراحی پنج اسب بخار Marchesini به Brembo برای تولید چرخ‌های آلیاژ (غیر منیزیم) برای دوچرخه‌های Ducati است.

چرخ آلیاژهای منیزیم[ویرایش]

چرخ آلیاژ منیزیم در Porsche Carrera GT

چرخ‌های آلیاژی منیزیم اولین چرخ‌های ریخته‌گری تولید شده بود و اغلب به عنوان "چرخ‌های منحصر به فرد" نامگذاری می‌شدند. در ابتدا چرخ‌های منیزیم برای مسابقه استفاده می‌شدند، اما محبوبیت آن‌ها در دهه ۱۹۶۰ باعث توسعه سایر چرخ‌های چرخ دنده، به خصوص از آلیاژهای آلومینیومی بود. اصطلاح "mag wheels" مترادف با چرخ‌های ریخته‌گری ساخته شده از هر ماده، از آلیاژ آلومینیوم مدرن مدرن به چرخ‌های پلاستیکی و کامپوزیت مورد استفاده در موارد مانند دوچرخه، صندلی چرخدار و اسکیت بورد.[۳][۴]

با این حال، چرخ‌های منیزیم خالص دیگر تولید نمی‌شوند، فقط در اتومبیل‌های کلاسیک یافت می‌شود. منیزیم خالص از بسیاری از مشکلات رنج می‌برد. رینگ‌های منیزیوم منگنز بسیار حساس به پیت، ترک خوردگی و خوردگی بودند. منیزیم به صورت انبوه سخت است اما می‌توان از چرخ‌های منیزیم خالص توسط یک تایر سوزان یا از طریق سقوط طولانیمدت چرخ روی سطح جاده به دنبال یک سوراخ جرقه کرد. بعدها از آلیاژهای منیزیم برای کاهش بیشتر این مشکلات توسعه یافت.[۵] در حقیقت، اداره هواپیمایی فدرال ایالات متحده در دهه گذشته آزمایشات گسترده‌ای انجام داده‌است و به این نتیجه رسیده‌است که اشتعال پذیری احتمالی منیزیم بیشتر نگران‌کننده نیست.[۶] فناوری‌های مدرن درمان سطح فراهم می‌کند حفاظت از خوردگی و به‌طور قابل توجهی گسترش متوسط چرخه حیات منیزیم.

جرم یک چرخ معمولی منیزیم حدود ۵–۹ کیلوگرم (۱۱–۲۰ پوند) (بسته به اندازه)[۷]

روش‌های تولید[ویرایش]

آهنگری[ویرایش]

جعل را می‌توان با یک فرایند یک یا چند مرحله انجام جعل شده از آلیاژهای منیزیم مختلف، اغلب AZ80، ZK60 (MA14 در روسیه). چرخ‌های تولید شده توسط این روش معمولاً از چقرمگی و انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به چرخ‌های آلومینیومی استفاده می‌کنند، گرچه هزینه‌ها بسیار بالاتر است.[۸] فورج کردن یک فرایند پیچیده‌است که شامل پروسه‌هایی مانند گرمایش، نورد، فشار بالا، چکش یا ترکیبی از این‌ها می‌باشد.[۹] در نتیجه، ساختار مولکولی آلیاژ تغییر می‌کند و در نتیجه مواد قوی تر و سبک‌تر می‌شوند. این بدان معنی است که تولیدکنندگان چرخ‌های پس از فروش محصولات خود را تولید می‌کنند. چرخ‌های یک و دو و سه تکه وجود دارد. هر قطعه در ابتدا یک آلیاژ مشبک است که به صورت چرخ چرخنده، در موارد چرخ دنده یک قطعه یا در قسمت چرخ در موارد چرخ‌های چند قطعه تبدیل می‌شود.

ریخته‌گری فشار بالا (HPDC)[ویرایش]

این فرایند با استفاده از یک قالب در یک ماشین بزرگ که دارای نیروی بالایی برای بستن بستن می‌باشد استفاده می‌شود. منیزیم مذاب به یک لوله پرکننده به نام یک آستین شل ریخته می‌شود. یک پیستون فلز را به سرعت با سرعت و فشار بالا هل می‌دهد، منیزیم به صورت جامد و میله باز می‌شود و چرخ آزاد می‌شود. چرخ‌های تولید شده توسط این روش می‌توانند کاهش قیمت‌ها و بهبود مقاومت در برابر خوردگی را ارائه دهند، اما آن‌ها به دلیل ماهیت HPDC، کم مجرب و کم قدرت هستند.

ریخته‌گری فشار پایین (LPDC)[ویرایش]

این فرایند عموماً یک میله فولادی را به کار می‌برد، در بالای بوته پر شده با منیزیم مذاب قرار دارد. به‌طور معمول، منیزیم در برابر ذره‌ها مهر و موم شده‌است و مخلوط مخلوط هوای گرم / مخزن تحت فشار قرار می‌گیرد تا فلز مذاب را به یک لوله پرکنندهٔ شبیه به مواد خرد تبدیل کند.

چرخ دوچرخه آلی ریخته‌گری گرانش چرخه تاشو Bootie 1960s

هنگامی که با استفاده از بهترین روش‌های پردازش، چرخ‌های LPDC می‌توانند پیشرفت‌هایی در انعطاف‌پذیری بر روی چرخ‌های منیزیم و هر چرخ آلومینیومی ارائه دهند، آن‌ها کمتر نسبت به منیزیم جعلی باقی می‌مانند.

ریخته‌گری گرانشی[ویرایش]

چرخ‌های منیزیم گرانشی تولید شده از اوایل دهه ۱۹۲۰ تولید شده‌اند و قابلیت انعطاف‌پذیری خوب و خواص نسبی را از آنچه که می‌تواند با ریخته‌گری آلومینیوم ساخته شود، فراهم می‌کند. هزینه‌های ابزار برای چرخ‌های چرخ گرانش یکی از ارزان‌ترین هر فرایند است. این به تولید دسته ای کوچک، انعطاف‌پذیری در طراحی و زمان کوتاه توسعه اجازه می‌دهد.

منابع[ویرایش]

  1. Brad Bowling (27 Feb 2004). Complete Wheel and Tire Buyer's Guide. KP Books. p. 95. ISBN 978-0-87349-661-2.
  2. "Effects of Upsized Wheels and Tires Tested - Tech Dept. - Auto Reviews". Car and Driver. Retrieved 2011-08-08.
  3. نهایی راد داغ فرهنگ لغت: یک بمب به zoomies جف Breitenstein را، تروی Paiva از - MBI انتشار 2004 صفحه 130
  4. کتاب راهنمای مهندسی زیست پزشکی توسط جوزف دی. برنزینو - CRC Press 2000 Page 141-4
  5. جزئیات خودرو: یک راهنمای کامل مراقبت از خودرو برای علاقه‌مندان به خودرو و متخصصین جزئیات توسط دون تیلور - HP Books 1998 Page 72
  6. "Evaluating the Flammability of Various Magnesium Alloys During Laboratory- and Full-Scale Aircraft Fire Tests" (PDF). Federal Aviation Administration.
  7. "Wheelweights.Net". Wheelweights.Net. Archived from the original on 24 July 2011. Retrieved 2011-08-08.
  8. https://f1wheels.com
  9. "What is Forging?". Thomasnet.com. April 2018.

پیوند به بیرون[ویرایش]

Alloy wheel on a Mercury Grand Marquis

In the automotive industry, alloy wheels are wheels that are made from an alloy of aluminium or magnesium. Alloys are mixtures of a metal and other elements. They generally provide greater strength over pure metals, which are usually much softer and more ductile. Alloys of aluminium or magnesium are typically lighter for the same strength, provide better heat conduction, and often produce improved cosmetic appearance over steel wheels. Although steel, the most common material used in wheel production, is an alloy of iron and carbon, the term "alloy wheel" is usually reserved for wheels made from nonferrous alloys.

The earliest light-alloy wheels were made of magnesium alloys. Although they lost favor on common vehicles, they remained popular through the 1960s, albeit in very limited numbers. In the mid-to-late 1960s, aluminium-casting refinements allowed the manufacture of safer wheels that were not as brittle. Until this time, most aluminium wheels suffered from low ductility, usually ranging from 2-3% elongation. Because light-alloy wheels at the time were often made of magnesium (often referred to as "mags"), these early wheel failures were later attributed to magnesium's low ductility, when in many instances these wheels were poorly cast aluminium alloy wheels. Once these aluminium casting improvements were more widely adopted, the aluminium wheel took the place of magnesium as low cost, high-performance wheels for motorsports.

Characteristics

Alcoa's heavy-duty alloy wheel, for buses and trucks.

Lighter wheels can improve handling by reducing unsprung mass, allowing suspension to follow the terrain more closely and thus improve grip, however not all alloy wheels are lighter than their steel equivalents. Reduction in overall vehicle mass can also help to reduce fuel consumption.

Better heat conduction and a more open wheel design can help dissipate heat from the brakes, which improves braking performance in more demanding driving conditions and reduces the chance of diminished brake performance or even failure due to overheating.

An aluminium alloy wheel designed to recall the crossed spokes of a wire wheel

Alloy wheels are also purchased for cosmetic purposes although the cheaper alloys used are usually not corrosion-resistant. Alloys allow the use of attractive bare-metal finishes, but these need to be sealed with paint or wheel covers. Even if so protected the wheels in use will eventually start to corrode after 3 to 5 years but refurbishment is now widely available at a cost. The manufacturing processes also allow intricate, bold designs. In contrast, steel wheels are usually pressed from sheet metal, and then welded together (often leaving unsightly bumps) and must be painted to avoid corrosion and/or hidden with wheel covers/hub caps.

Alloy wheels are prone to galvanic corrosion, which can cause the tires to leak air if appropriate preventive measures are not taken. Also, alloy wheels are more difficult to repair than steel wheels when bent, but their higher price usually makes repairs cheaper than replacement.

Chrysler alloy wheel

Alloy wheels are more expensive to produce than standard steel wheels, and thus are often not included as standard equipment, instead being marketed as optional add-ons or as part of a more expensive trim package. However, alloy wheels have become considerably more common since 2000[citation needed], now being offered on economy and subcompact cars, compared to a decade earlier where alloy wheels were often not factory options on inexpensive vehicles. Alloy wheels have long been included as standard equipment on higher-priced luxury or sports cars, with larger-sized or "exclusive" alloy wheels being options. The high cost of alloy wheels makes them attractive to thieves; to counter this, automakers and dealers often use locking lug nuts or bolts which require a special key to remove.

Most alloy wheels are manufactured using casting, but some are forged. Forged wheels are usually lighter, stronger, but much more expensive than cast wheels. There are two types of forged wheels: one piece and modular. Modular forged wheels may feature two- or three-piece design. Typical multi-piece wheels consist of the inner rim base, outer rim lip and wheel center piece with openings for lug nuts. All parts of a modular wheel are held with bolts. BBS RS is one of the most famous three-piece modular forged wheels.[1]

Aftermarket wheels

A sizable selection of alloy wheels are available to automobile owners who want lighter, more visually appealing, rarer, and/or larger wheels on their cars. Although replacing standard steel wheel and tire combinations with lighter alloy wheels and potentially lower profile tires can result in increased performance and handling, this doesn't necessarily hold when increasingly large wheels are employed. Research by Car and Driver conducted using a selection of differently sized alloy wheels from 16 to 19 in (41 to 48 cm) all outfitted with the same make and model of tires showed that both acceleration and fuel economy suffered with larger wheels.[2] They also noted that ride comfort and noise were negatively affected by the larger wheels.

Aftermarket brands

Most aftermarket wheels are cast, while only a few above are forged, such as Donz, Vellano and Weld.[citation needed] Many companies have been formed over the years (some recently) due to the rising demand for larger diameter wheels. The demand for larger wheels was spurred on by the invention of wheel spinners by American Tru-Spinners. The original U.S. patent #5,290,094 that was invented by the founder of American Tru-Spinners James JD Gragg that licensed several wheel manufacturers and manufactured their own series of spinner wheels that were one-piece integral spinner wheels and some adaptable spinner wheels to where the center of the wheel continues spinning after the vehicle comes to a stop. American Tru-Spinners also invented another series of wheel spinners that spun backwards while the wheel traveled forwards and some traveled in a stationary position focusing on the wheel manufacturer logo staying level while in motion utilizing specialized bearings. American Tru-Spinners also introduced the use of Holograms in the spinner wheels that gave a lighted strobe effect without the use of a battery or electric source.

American Racing, which owns Motegi Racing among other brands such as TIS, TIS Modular, is the oldest aftermarket wheel company dating back to 1956. The oldest British company is Wolfrace which was the first company to offer a polished alloy wheel in Europe and to achieve TÜV approval. Wolfrace also provided the wheels for Thrust SSC and the UK's land speed record bid. A recent trend in the industry includes joint venture partnerships being formed between offshore manufacturers and local importers/distributors such as PDW Wheels which started in Australia in 2006, amongst a few others.

Some "aftermarket" are/were also available as original equipment manufacturer (OEM) fitments, with BBS, Ronal and Borbet being a notable original equipment suppliers to Volkswagen.

Some manufacturers also share patterns and castings, with an example (motorcycle) being the licensing of Marchesini five-spoke design to Brembo, for the production of alloy (non-magnesium) wheels for Ducati road bikes.

During the 1980s and before, there wasn't being a massive demand for aftermarket alloy wheels, as there were being less than 200 manufacturers existed around the world.

Magnesium alloy wheels

Magnesium alloy wheel on a Porsche Carrera GT

Magnesium alloy wheels were the first die-cast wheels produced, and were often referred to as simply "mag wheels." Magnesium wheels were originally used for racing, but their popularity during the 1960s led to the development of other die-cast wheels, particularly of aluminium alloys. The term "mag wheels" became synonymous with die-cast wheels made from any material, from modern aluminium alloy wheels to plastic and composite wheels used on items like bicycles, wheelchairs, and skateboards.[3][4]

However, pure magnesium wheels are no longer produced, being found only on classic cars. Pure magnesium suffers from many problems. Vintage magnesium rims were very susceptible to pitting, cracking and corrosion. Magnesium in bulk is hard to ignite but pure magnesium wheels can be ignited by a burning tire or by prolonged scraping of the wheel on the road surface following a puncture. Alloys of magnesium were later developed to alleviate most of these problems.[5] In fact, US Federal Aviation Administration has conducted wide-ranging tests over the past decade, and has reached a conclusion that potential flammability of magnesium is no longer deemed to be a concern.[6] Modern surface treatment technologies provide protection from corrosion and significantly extend the average lifecycle of magnesium rims.

Production methods

Forging

Forging can be done by a one or multi-step process forging from various magnesium alloys, most commonly AZ80, ZK60 (MA14 in Russia). Wheels produced by this method are usually of higher toughness and ductility than aluminium wheels, although the costs are much higher.[7] Forging is a complicated process that involves such processes, as heating, rolling, applying high pressure, hammering and/or combination of these.[8] As a result, the molecular structure of the alloy changes, and as a result the material becomes stronger and more lightweight.

Assembly

There are one- two- and three-piece forged wheels. Every piece is originally an alloy billet, which is further transformed into a wheel, in cases of one-piece forged wheels, or into a wheel part in cases of multi-piece wheels.

High pressure die casting

This process uses a die arranged in a large machine that has high closing force to clamp the die closed. The molten magnesium is poured into a filler tube called a shot sleeve. A piston pushes the metal into the die with high speed and pressure, the magnesium solidifies and the die is opened and the wheel is released. Wheels produced by this method can offer reductions in price and improvements in corrosion resistance but they are less ductile and of lower strength due to the nature of high pressure die casting.

Low pressure die casting

This process usually employs a steel die, it is arranged above the crucible filled with molten magnesium. Most commonly the crucible is sealed against the die and pressurized air/cover gas mix is used to force the molten metal up a straw-like filler tube into the die.

Gravity cast alloy bicycle wheel. 1960s Bootie Folding Cycle

When processed using best practice methods, low pressure die casting wheels can offer improvements in ductility over magnesium wheels and any cast aluminium wheels, they remain less ductile than forged magnesium.

Gravity casting

Gravity-cast magnesium wheels have been in production since the early 1920s and provide good ductility, and relative properties above what can be made with aluminium casting. Tooling costs for gravity-cast wheels are among the cheapest of any process. This has allowed small batch production, flexibility in design and short development time.

References

  1. ^ Brad Bowling (27 Feb 2004). Complete Wheel and Tire Buyer's Guide. KP Books. p. 95. ISBN 978-0873496612.
  2. ^ "Effects of Upsized Wheels and Tires Tested - Tech Dept. - Auto Reviews". Car and Driver. Retrieved 2011-08-08.
  3. ^ The ultimate hot rod dictionary: a-bombs to zoomies By Jeff Breitenstein, Troy Paiva - MBI Publishing 2004 Page 130
  4. ^ The biomedical engineering handbook By Joseph D. Bronzino - CRC Press 2000 Page 141-4
  5. ^ Automotive Detailing: A Complete Car Care Guide for Auto Enthusiasts and Detailing Professionals By Don Taylor - HP Books 1998 Page 72
  6. ^ "Evaluating the Flammability of Various Magnesium Alloys During Laboratory- and Full-Scale Aircraft Fire Tests" (PDF). Federal Aviation Administration.
  7. ^ https://f1wheels.com
  8. ^ "What is Forging?". Thomasnet.com. April 2018.

External links