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汽车与公路设备 |
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钢车轮卷土重来 |
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作者：Kermit Whitfield |
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铝合金在渗透传统上属于钢材的汽车领域方面取得了各式各样的成功，但是获取最明显胜利的零部件领域则属车轮。1980年，钢材仍占车轮生产选用材料的90%，但是到了2003年，铝合金材料骤增到产量的60%，使得钢材只占了一半不到的市场，而这个市场曾几乎全部属于它。为什么会这样？最大的原因可能是随着二十世纪九十年代经济的飞速发展，消费者对高档装饰产品的兴趣不断上升。汽车制造商发现在汽车中增加充满时尚味的铝合金车轮会大大增加汽车的优势，这个方法简单有效。所以他们更看中车轮的装饰成分，从而推动了产量的上升。此外，通过铸造及机加工的铝合金车轮在精度上的确超出了经冲压并焊接的钢车轮，从而可产生更好的稳定性，也将少了在路面上的振动。如果SUV进一步普及，那这将变得更为重要。这是因为，轮子高大的车辆更容易产生振动效果。（有趣的是，最常见应用铝合金的原因往往是其较轻的重量，但在这里，这个原因竟然最多只能排到第三位。）但是铝合金带来的高成本在高利润时代也许还能勉强生存，但这个缺点已经越来越变得明显。而成本较低的钢车轮则开始有机会收复曾一度丢失的市场份额。更具体地讲，Hayes Lemmerz公司（Northville, MI）产品工程部长Tom Heck估计在2006车型年里，单是他的公司就将负责在各种车辆平台上使用钢车轮更换200万只低端铝合金车轮，仅一年就将使钢车轮数量恢复到同等水平。 
如Hayes Lemmerz公司的“柔性车轮系统”所展示的那样，结合更大通风面积与附着包层的钢车轮不久将在很多车型上替代低端铸铝车轮。
更好的钢材，更好的车轮
需要澄清的一点是：我们所谈论的不是那些低预算的只见于廉价车的未包层的钢车轮，而是提供大通风口并模仿铝合金细轮辐外观的新设计。制造商一直想要把冲压并焊接的钢车轮的生产成本优势与运动型设计结合在一起，问题是材料上的限制。要使传统的钢材牌号（如目前在车轮生产中占支配地位的高强度低合金钢HSLA）达到铝合金的疲劳强度，他们不得不在通常难以成型加工的地方增加材料厚度。于是他们开始采用双相钢试验，并发现它的特性能很好地满足其用途要求 ：它允许更薄的壁与更轻的重量；它具有的高延展率使其成型性更好；而且它在屈服强度与抗拉强度之间有更好的延伸，所以它将在深冲压模具里很容易地弯曲而不断裂。双相的另一个有利因素是在很大程度上有一个已知的数量。自上世纪八十年代后期以来，它已经成为欧洲车轮制造商的用钢选择，而且在美国的试生产也可追溯到七十年代，虽然由于富含硅化学元素引起的“红鳞”变形问题与缺乏实用性使得它被采用的机率大大减少。可是如今，高铬配方减少了红鳞问题，而且据Heck透露，某个美国钢厂已生产双相钢并在一年内会再增添三个品种上线生产，双相钢更好的实用性时代即将到来。
铝车轮产量在过去二十年不断上升，但是更好的材料、设计与加工技
术有望让钢车轮重返榜首
但是即使双相钢拥有很多优势，如果没有设计与制造商的改进，钢车轮可能仍没有能力挑战铝合金车轮。ArvinMeritor公司 (Troy, MI)车轮部门工程经理Zeferino Bacchineto说，在过去几年里仿真软件已有很大发展，可用于更精密的设计。他补充道，即使是象气体保护电弧焊这样用于焊接中心盘与轮缘的标准操作，ArvinMeritor公司也已能通过一种专利方法获得效率的提高。Heck对外界的观点回应道，更好的CAD/CAM工具数据已能使Hayes Lemmerz大大提高车轮的一致性与尺寸精度。“在尺寸控制方面，我们比5年前提高了25%到30%，”他说。
包层与成本
如果没有一些表面的处理，要让冲压的钢车轮在外观上能与机加工的铝合金车轮相媲美仍是困难的。所以新型“高通风”车轮的重要元件是包层，虽然其在钢车轮上的型式比塑料盘要更为复杂。使用中心盘的辐条作为龙骨，车轮制造商正在试验用不锈钢与接近高端机加工或镀铬铝合金车轮外观的喷镀塑料附件。当然，这增加了整个车轮的成本，但是Heck 估计，即使包括装饰，每个钢车轮的成本仍比铝合金低15美元。假定当前在削减成本上的标准很高，每辆车仅节约60美元是难以让OEM采购部门通过的。但应该注意到的是，钢车轮制造商把他们的期望限定在取代大产量的低端铝合金车轮，而不是一线车型。为什么？两个原因 ：(1)由于铸造与机加工工艺的多功能性，成本高的铝合金车轮仍能继续控制钢车轮所无法相比的时尚优势 ；(2) 低产量的豪华名牌铸铝车轮实际上比冲压的要便宜。据Heck称，实际上由于一套级进冲压模投资需500,000美元左右，为此，钢车轮需要约400,000套的年产量才能击败铝合金。但这应该不是问题，因为钢车轮的产量预计在今后的几年里可以达到几百万。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(4/25/2005) |
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