Jante alliage - Alloy wheel
Dans l'industrie automobile, les roues en alliage sont des roues fabriquées à partir d'un alliage d' aluminium ou de magnésium . Les alliages sont des mélanges d'un métal et d'autres éléments. Ils offrent généralement une plus grande résistance que les métaux purs, qui sont généralement beaucoup plus mous et plus ductiles. Les alliages d'aluminium ou de magnésium sont généralement plus légers pour la même résistance, offrent une meilleure conduction thermique et produisent souvent une apparence esthétique améliorée par rapport aux roues en acier. Bien que l' acier , le matériau le plus couramment utilisé dans la production de roues, soit un alliage de fer et de carbone , le terme « roue en alliage » est généralement réservé aux roues en alliages non ferreux .
Les premières jantes en alliage léger étaient fabriquées en alliages de magnésium. Bien qu'ils aient perdu la faveur des véhicules courants, ils sont restés populaires dans les années 1960 , bien qu'en nombre très limité. Entre le milieu et la fin des années 1960, les raffinements de la fonte d'aluminium ont permis la fabrication de roues plus sûres et moins cassantes. Jusqu'à cette époque, la plupart des roues en aluminium souffraient d'une faible ductilité , allant généralement de 2 à 3 % d'allongement. Parce que les roues en alliage léger à l'époque étaient souvent faites de magnésium (souvent appelées "mags"), ces premières défaillances de roues ont ensuite été attribuées à la faible ductilité du magnésium, alors que dans de nombreux cas, ces roues étaient des roues en alliage d'aluminium mal coulé. Une fois que ces améliorations du moulage d' aluminium ont été plus largement adoptées, la roue en aluminium a remplacé le magnésium en tant que roues hautes performances à faible coût pour les sports mécaniques .
Caractéristiques
Des roues plus légères peuvent améliorer la maniabilité en réduisant la masse non suspendue , permettant à la suspension de suivre le terrain de plus près et ainsi d'améliorer l'adhérence, mais toutes les roues en alliage ne sont pas plus légères que leurs équivalents en acier. La réduction de la masse globale du véhicule peut également contribuer à réduire la consommation de carburant .
Une meilleure conduction thermique et une conception de roue plus ouverte peuvent aider à dissiper la chaleur des freins , ce qui améliore les performances de freinage dans des conditions de conduite plus exigeantes et réduit le risque de diminution des performances de freinage ou même de défaillance due à une surchauffe.
Les jantes en alliage sont également achetées à des fins esthétiques, bien que les alliages moins chers utilisés ne soient généralement pas résistants à la corrosion . Les alliages permettent l'utilisation de finitions en métal nu attrayantes, mais celles-ci doivent être scellées avec de la peinture ou des enjoliveurs . Même si elles sont ainsi protégées, les roues utilisées finiront par se corroder au bout de 3 à 5 ans, mais la remise à neuf est désormais largement disponible à un coût. Les processus de fabrication permettent également des conceptions complexes et audacieuses. En revanche, les roues en acier sont généralement pressées à partir de tôle , puis soudées ensemble (laissant souvent des bosses disgracieuses) et doivent être peintes pour éviter la corrosion et/ou cachées avec des enjoliveurs/enjoliveurs.
Les roues en alliage sont sujettes à la corrosion galvanique , ce qui peut provoquer des fuites d'air dans les pneus si des mesures préventives appropriées ne sont pas prises. De plus, les roues en alliage sont plus difficiles à réparer que les roues en acier lorsqu'elles sont pliées, mais leur prix plus élevé rend généralement les réparations moins chères que le remplacement.
Les roues en alliage sont plus chères à produire que les roues en acier standard et ne sont donc souvent pas incluses en tant qu'équipement standard, mais sont plutôt commercialisées en tant qu'accessoires optionnels ou dans le cadre d'un ensemble de garnitures plus coûteux . Cependant, les jantes en alliage sont devenues considérablement plus courantes depuis 2000, désormais proposées sur les voitures économiques et sous-compactes, par rapport à une décennie plus tôt où les jantes en alliage n'étaient souvent pas des options d'usine sur les véhicules bon marché. Les jantes en alliage ont longtemps été incluses en équipement standard sur les voitures de luxe ou de sport à prix plus élevé, les jantes en alliage de plus grande taille ou «exclusives» étant des options. Le coût élevé des jantes en alliage les rend attrayantes pour les voleurs ; pour contrer cela, les constructeurs automobiles et les concessionnaires utilisent souvent des écrous ou des boulons de blocage qui nécessitent une clé spéciale pour être retirés.
La plupart des jantes en alliage sont fabriquées par moulage , mais certaines sont forgées . Les roues forgées sont généralement plus légères, plus solides, mais beaucoup plus chères que les roues coulées. Il existe deux types de roues forgées : monobloc et modulaire. Les roues forgées modulaires peuvent présenter une conception en deux ou trois pièces. Les roues multi-pièces typiques se composent de la base de la jante intérieure, de la lèvre de la jante extérieure et de la pièce centrale de la roue avec des ouvertures pour les écrous de roue. Toutes les parties d'une roue modulaire sont maintenues par des boulons. BBS RS est l'une des roues forgées modulaires en trois pièces les plus célèbres.
Roues de rechange
Une sélection importante de jantes en alliage est disponible pour les propriétaires d'automobiles qui souhaitent des jantes plus légères, plus attrayantes, plus rares et/ou plus grandes sur leurs voitures, allant des jantes standard de 14 et 15 pouces à 16, 17, 18, 19, 20, Tailles de roues 21, 22, 24, 26 et 28 pouces. Avec les roues en alliage plus grandes, des Tru-Spinners en alliage faisaient partie intégrante de la roue en alliage qui tournaient librement et continuaient à tourner librement après que la roue en alliage elle-même se soit immobilisée. Certaines roues en alliage Tru-Spinner tournaient également vers l'arrière lorsque la roue en alliage roulait vers l'avant. Bien que le remplacement des combinaisons de roues et de pneus en acier standard par des jantes en alliage plus légères et des pneus à profil potentiellement plus bas puisse améliorer les performances et la maniabilité, cela ne vaut pas nécessairement lorsque des roues de plus en plus grandes sont utilisées. Des recherches menées par Car and Driver à l' aide d'une sélection de jantes en alliage de différentes tailles de 16 à 19 pouces (41 à 48 cm) toutes équipées de la même marque et du même modèle de pneus ont montré que l'accélération et l'économie de carburant souffraient avec des roues plus grandes. Ils ont également noté que le confort de roulement et le bruit étaient affectés négativement par les roues plus grandes.
Jantes en alliage de magnésium
Les roues en alliage de magnésium ont été les premières roues moulées sous pression produites et étaient souvent appelées simplement « roues magnétiques ». Les roues en magnésium étaient à l'origine utilisées pour la course, mais leur popularité au cours des années 1960 a conduit au développement d'autres roues moulées sous pression, en particulier en alliages d'aluminium. Le terme « roues magnétiques » est devenu synonyme de roues moulées sous pression fabriquées à partir de n'importe quel matériau, des roues modernes en alliage d'aluminium aux roues en plastique et composites utilisées sur des articles comme les vélos , les fauteuils roulants et les planches à roulettes .
Cependant, les roues en magnésium pur ne sont plus produites et ne se trouvent que sur les voitures classiques. Le magnésium pur souffre de nombreux problèmes. Les jantes en magnésium vintage étaient très sensibles aux piqûres , aux fissures et à la corrosion. Le magnésium en vrac est difficile à enflammer, mais les roues en magnésium pur peuvent être enflammées par un pneu en feu ou par un grattage prolongé de la roue sur la surface de la route à la suite d'une crevaison. Des alliages de magnésium ont ensuite été développés pour atténuer la plupart de ces problèmes. En fait, la Federal Aviation Administration des États-Unis a mené des tests de grande envergure au cours de la dernière décennie et est parvenue à la conclusion que l'inflammabilité potentielle du magnésium n'est plus considérée comme un problème. Les technologies modernes de traitement de surface offrent une protection contre la corrosion et prolongent considérablement la durée de vie moyenne des jantes en magnésium.
Méthodes de production
Forgeage
Le forgeage peut être effectué par un processus de forgeage en une ou plusieurs étapes à partir de divers alliages de magnésium, le plus souvent AZ80, ZK60 (MA14 en Russie). Les roues produites par cette méthode sont généralement d'une ténacité et d'une ductilité plus élevées que les roues en aluminium, bien que les coûts soient beaucoup plus élevés. Le forgeage est un processus compliqué qui implique des processus tels que le chauffage, le laminage, l'application de haute pression, le martelage et/ou la combinaison de ceux-ci. En conséquence, la structure cristalline de l'alliage change et, par conséquent, le matériau devient plus résistant et plus léger.
Assemblée
Il existe des roues forgées en une, deux et trois pièces. Chaque pièce est à l'origine une billette d'alliage, qui est ensuite transformée en une roue, dans le cas des roues forgées en une seule pièce, ou en une pièce de roue dans le cas des roues multi-pièces.
Moulage sous pression haute pression
Ce processus utilise une matrice disposée dans une grande machine qui a une force de fermeture élevée pour serrer la matrice fermée. Le magnésium fondu est versé dans un tube de remplissage appelé manchon de tir. Un piston pousse le métal dans la matrice avec une vitesse et une pression élevées, le magnésium se solidifie et la matrice est ouverte et la roue est libérée. Les roues produites par cette méthode peuvent offrir des réductions de prix et des améliorations de la résistance à la corrosion, mais elles sont moins ductiles et moins résistantes en raison de la nature du moulage sous pression à haute pression.
Moulage sous pression basse pression
Ce procédé utilise généralement une filière en acier, elle est disposée au dessus du creuset rempli de magnésium fondu. Le plus souvent, le creuset est scellé contre la filière et un mélange air/gaz sous pression est utilisé pour forcer le métal en fusion dans un tube de remplissage en forme de paille dans la filière.
Lorsqu'elles sont traitées selon les meilleures pratiques, les roues de moulage sous pression basse pression peuvent offrir des améliorations de ductilité par rapport aux roues en magnésium et à toutes les roues en aluminium moulé, elles restent moins ductiles que le magnésium forgé.
Coulée par gravité
Les roues en magnésium coulé par gravité sont en production depuis le début des années 1920 et offrent une bonne ductilité et des propriétés relatives supérieures à celles qui peuvent être obtenues avec un moulage d'aluminium. Les coûts d'outillage pour les roues coulées par gravité sont parmi les moins chers de tous les processus. Cela a permis une production en petites séries, une flexibilité de conception et un temps de développement court.