Применение титановых прутков, листов, трубу в промышленности                                                             

Титановый прокат от производителя


По 3D-модели колеса ведется его статический расчет на прочность

Механическая обработка диска начинается на токарном станке

Между четырьмя гидропрессами заготовки перемещаются по подогреваемой «ленте»

Максимальное усилие штамповки — 20 тысяч тонн

В таком виде диски поступают на термо- и механическую обработку


До и после фрезерной обработки каждый диск проходит проверку «геометрии»

На стенде для раскатки узкие «блины» вытягиваются в полноразмерное колесо

По этой маркировке можно вычислить исполнителей всех технологических операций

На окрасочном участке промежуточная промывка колес производится обычной водой

Скоростной бомбардировщик АНТ-40, советский реактивный истребитель Су-11, знаменитая «летающая крепость» Ту-4 — во всех этих самолетах применялись легкосплавные детали, сделанные на уральском предприятии ВСМПО. А в ходе конверсии завод освоил выпуск кованых автомобильных колес, знакомиться с производством которых я и отправился в Верхнюю Салду.

Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение (ВСМПО) поражает своим масштабом — участок, на котором делают автомобильные колеса, буквально затерян в огромных цехах. Основной профиль завода — авиакосмический. Алюминиевые и титановые заготовки с Урала становятся деталями самолетов Boeing и Airbus, ракетных двигателей Daimler-Benz Aerospace и авиационных моторов Rolls-Royce, General Electric, Snecma... Мне, в частности, довелось стать свидетелем «рождения» титановой балки шасси для новейшего 800-местного самолета Airbus A380.

А начиналось все еще до войны, в 1929 году, в подмосковном поселке Сетунь, где в то время располагался огромный завод по выпуску полуфабрикатов из дюралюминия. Во время войны предприятие было эвакуировано на Урал, в Верхнюю Салду. После войны на ВСМПО продолжили работать «на оборонку» и «на космос» — например, произведенные здесь детали применялись в стыковочном узле космического комплекса «Союз-Апполон» и в ракетоносителе «Энергия». В конце восьмидесятых годов на ВСМПО производилось около 100 тысяч титановых слитков в год — больше, чем где-либо в мире! А из алюминия здесь делали, например, опорные катки для танков, которые нижнетагильский Уралвагонзавод выпускал по триста штук в месяц. Но после перестройки все изменилось...

С начала девяностых годов на линии, созданной в 1984 году для выпуска танковых катков, куют (или, по-научному, изотермически штампуют) колеса из алюминиевых сплавов для обыкновенных автомобилей. Кованые диски, как известно, получаются более легкими (в среднем на 1 кг) и прочными, нежели литые. Но и оборудование для их производства требуется совсем другое. Прежде всего — мощные прессы. На колесном участке ВСМПО работают четыре гидропресса, самый могучий из которых деформирует заготовку усилием в 20 тысяч тонн! Немудрено, что выпуск кованых колес в России по силам только военно-промышленным предприятиям. Где еще найдешь такие ресурсы?

Серийно кованые колеса у нас делают на трех заводах. Причем ВСМПО обеспечивает самый массовый выпуск — около 16 тысяч штук в месяц. За ним идет Белокалитвенское металлургическое объединение, где ежемесячно производится по 6 тысяч колес марки Zepp. А на третьем месте по объему производства — Ступинская металлургическая компания, которая выпускает колеса собственной марки МК и штамповки для знаменитой итальянской фирмы OZ. Вообще иностранцы с радостью (и немалой выгодой!) покупают российские полуфабрикаты. Например, Каменск-Уральский металлургический завод мелкими сериями поставляет на OZ заготовки для колес Формулы-1 и суперкаров Bugatti Veyron...
Любопытно, что производство колес на ВСМПО началось с поставок алюминиевых полуфабрикатов в Ступино, где тогда делали колеса под маркой Авиатехнология. А потом, поднабравшись опыта и получив от ступинцев часть оборудования для механической обработки, на Урале стали делать кованые колеса самостоятельно. Поначалу — 13-дюймовые, «жигулевской» размерности. А ныне больше половины выпускаемых колес — пятнадцатидюймовые, в расчете на иномарки.

Как куют диски?

В Верхней Салде применяют две технологии — объемную штамповку колес, освоенную еще на танковых катках, и так называемую раскатку. В первом случае нагретые до температуры 450—480°С заготовки последовательно перемещаются от пресса к прессу, а затем подвергаются термообработке. Размеры дисков, сделанных объемной штамповкой, задаются пресс-формами. А на раскаточный стенд идут более узкие штампованные «блины», которые специальными роликами «вытягиваются» в полноразмерное колесо. Словно на гончарном круге.

С коммерческой точки зрения раскатка более эффективна — масса заготовки, например, для 13-дюймового колеса снижается с 12,5 до 8 кг, а переход на новую размерность не требует дорогостоящих штампов. Однако из-за разницы в структуре (у штампованного диска волокна металла располагаются вдоль, а у раскатанного — перпендикулярно приходящимся на колесо изгибающим нагрузкам) готовое колесо, полученное раскаткой, оказывается немного тяжелее.

Затем колеса обрабатывают на фрезерных и токарных станках, дважды проверяют геометрию, а потом окрашивают порошковыми эмалями фирмы Akzo Nobel в электростатическом поле. Заканчивается наведение лоска в специальной печи: сначала при температуре 180°С там полимеризуется краска, а потом твердеет лак. Готовые колеса имеют две маркировки: механическую гравировку с обратной строны ступицы (дата производства, номер партии) и нанесенный лазером логотип «ВСМПО» на внешней стороне обода.



Колесо должно выдержать косой удар (слева), который имитирует столкновение с неподвижным препятствием под углом 30° и на скорости 60 км/ч, и около миллиона циклов нагружения изгибающим моментом с вращением (справа)

Колесо после испытаний на косой удар — без трещин

А что с качеством? Специалисты испытательной лаборатории дважды показательно «уронили» тысячекилограммовый молот на одно и то же колесо — обод немного погнулся, но не треснул. Однако вопросы остались. Те, кто следит за отечественным автоспортом, наверняка помнят, как накануне первого этапа чемпионата в классе Honda Civic на трассе в Мячкове сразу у нескольких машин сломались колеса. А ведь «колесным» партнером серии выступает именно ВСМПО...

— Было дело, — признают специалисты, — в погоне за малым весом мы перестарались, сделали спицы в местах крепления к ступице слишком тонкими, вот они и не выдержали. Но это произошло только потому, что у нас нет возможности проводить все виды испытаний для мизерных серий гоночных колес. А с «гражданскими» колесами, будьте уверены, такого не случится!

И вообще, по словам местных специалистов, колеса ВСМПО ждет блестящее будущее. В прямом смысле. Для финишной обработки дисков в Верхней Салде планируют купить дробемет, который позволит добиться зеркальной поверхности колес, — как это делают гранды вроде BBS и OZ. А еще здесь надеются наладить поставки колес на российские сборочные предприятия. Хотя в случае неудачи ВСМПО сможет обойтись и вторичным рынком. Кроме того, есть еще и главный бизнес — аэрокосмический. Ведь одна заготовка для Боинга стоит столько же, сколько сотни колес...


Титановая балка шасси самолета Airbus А380

Выпуск опорных катков для танков Т-72 и Т-90 (на снимке) положил начало производству автомобильных колес

Мелкосерийные «грузовые» диски предназначены для КамАЗов и отправки в ЮАР — на завод по сборке прицепов