Ruedas de aluminio fundido

Ves. también las ruedas de aluminio de soldadura

Generalmente distinguen entre ruedas de acero y llantas de aleación. Las llantas de aleación ligera se utilizan solo aluminio y magnesio. Las ruedas de magnesio en los automóviles convencionales son extremadamente raras debido a su alto costo y, lo que es más importante, su baja resistencia a la corrosión.Ruedas

: acero y aluminio

La principal ventaja de las ruedas de aluminio fundido sobre el acero: es posible obtener un diseño diverso, una alta precisión dimensional y características mecánicas estáticas y dinámicas óptimas.

La pérdida de peso de las ruedas de aluminio sobre el acero es una de sus ventajas, pero a menudo no es decisiva. En algunos casos, el peso de las ruedas de aluminio fundido es igual o solo ligeramente más ligero que el acero estándar con un diseño simple,.

Llantas de aluminio: fundidas o forjadas

La mayoría de las ruedas de aluminio son fundidas o forjadas. Un pequeño número de discos, principalmente para autos deportivos y de élite, fabricados a partir de varias partes constituyentes y tecnologías mixtas que incluyen métodos de fundición, herrado, punzonado, prensado, laminado, soldadura y otros.

Ruedas de aluminio fundido

Cuando se trata de discos fundidos, generalmente se refiere solo a ruedas de aleación de aluminio. Las ruedas de acero no se fabrican mediante fundición y estampado, y las ruedas de aleación de magnesio se utilizan solo por razones de automóviles exclusivos, lo anterior.

Figura 1-Llanta de fundición

Ruedas de aluminio de fundición

Para la producción de ruedas de aluminio utilizando diversos métodos de fundición. el método de fundición de aluminio Depende de la calidad de la llanta de la rueda fundida, externa e interna. La elección del método de fundición está determinada principalmente por la calidad de la microestructura de fundición (por ejemplo, porosidad), los tipos aplicables de aleaciones de aluminio y los regímenes de tratamiento térmico. Todo esto determina no solo la resistencia y la fiabilidad de las ruedas, sino que también afecta el nivel de calidad de su apariencia.

Los métodos básicos de fundición de ruedas

Los métodos principales de fundición, que se utilizan en la fabricación de ruedas, son los siguientes:

• la fundición a baja presión es el método principal;
• colada fría: se usa con menos frecuencia;
• Colada con contrapresión , incluso más rara.

Tecnología a veces aplicada, que combina forja de fundición y estampado.

Fundición en la rueda de enfriamiento

En términos generales, el moldeo por inyección, cuando el metal se inyecta en el molde, es más preferido que el simple vertido en él bajo gravedad. Sin embargo, la fundición a presión por gravedad sigue siendo un proceso de fundición bastante relevante para la producción de ruedas. La fundición a presión por gravedad es más barata, se usa principalmente cuando no persigue la pérdida de peso y desea obtener el diseño original. Como el proceso de llenado del molde depende solo de la gravedad, la estructura de fundición generalmente tiene más defectos (por ejemplo, porosidad), algo y, que se obtiene mediante moldeo por inyección. Por lo tanto, los discos, fundidos en un molde de metal, generalmente tienen más peso para proporcionar la resistencia deseada.

Ruedas de fundición, baja presión

La mayoría de las ruedas de aleación están hechas por fundición a baja presión (imagen 2). El método de fundición a baja presión utiliza una presión relativamente baja (aproximadamente 2 bar) para, para lograr el llenado rápido del molde y obtener una microestructura más densa, a, En consecuencia, y mejores propiedades mecánicas, en comparación con la fundición a presión por gravedad. Además, esta tecnología también proporciona un rendimiento ligeramente superior (figura 3).

Figura 2-ruedas de aluminio, hechas por fundición, baja presión

Figura 3-Esquema de ruedas de moldeo, baja presión

Otros métodos de fundición de ruedas

Además del método clásico de fundición a baja presión, se utilizaron numerosas opciones tecnológicas, que están optimizadas para la producción de ruedas. por ejemplo, obtenga ruedas aún más ligeras y resistentes, cuando se utiliza un equipo especial, que proporciona una fundición a alta presión.

Ruedas huecas

Un nuevo desarrollo interesante es el método patentado de la empresa BBC de “tecnología de aire interior”. Su idea básica es el uso de una estructura de cámaras huecas con borde y radios en lugar de un metal sólido. El resultado es una rueda más ligera con mejor dinámica y confort de conducción. Esta tecnología incluye las operaciones de fundición de adición, como el moldeo y la soldadura.

Figura 4-llantas de aluminio con elementos huecos,
fabricadas con tecnología “Air-Inside”

Ruedas de aleación de control de calidad

Cada disco fundido se expone a inspección por rayos X, y luego generalmente se somete a un tratamiento térmico y mecanizado. A partir de entonces, la superficie del disco se somete a una preparación especial para pintar y la pintura o el revestimiento protector aplicado. Luego, las muestras de los accionamientos de muestreo estadístico son el control de tamaño tridimensional, la verificación del equilibrio dinámico, las pruebas de fatiga y resistencia al impacto.

requisitos de aleaciones de aluminio para ruedas

Los materiales para que las ruedas cumplan una serie de requisitos, que pueden entrar en conflicto entre sí.

La aleación de fundición debe tener buenas propiedades de fundición:

• relleno perfecto del molde,
• sin metal pegado al molde,
• Tendencia mínima a agrietarse y encogerse en caliente.

El material debe tener

• alta capacidad para soportar choques mecánicos (ductilidad, resistencia al impacto).

El material de la llanta debe tener

• alta resistencia a la corrosión tanto en atmósfera normal como salina.

El material ROM debe ser

• de alta resistencia a la fatiga.

Aleaciones de aluminio y silicio para ruedas

De acuerdo con estos requisitos para la fabricación de llantas utilizadas aleaciones hipoutécticas de aluminio y silicio con un contenido de silicio del 7 al 12 %. Estas aleaciones también tienen varias cantidades aditivas de magnesio para proporcionar buenas combinaciones de resistencia y ductilidad. Además, estas aleaciones tienen un bajo contenido de hierro y otras impurezas.

Aleación de aluminio AlSi11Mg

Hasta 80 años en Alemania e Italia, aplicada cerca de la composición eutéctica aleación AlSi11Mg que contiene silicio 11-12 %. Esta aleación tiene muy buenas propiedades de fundición, especialmente con respecto al llenado de moldes y la contracción mínima. Por otro lado, la composición química de la aleación de aluminio no proporciona una suficientemente alta resistencia y el límite de fatiga, lo que permitiría reducir aún más el peso de la llanta.

Figura 5-La llanta de rueda fundida de una aleación de aluminio AlSi11Mg

Aleación de aluminio AlSi7Mg0.3 (A356)

Actualmente, el estándar para la fabricación de llantas de rueda de aleación es la aleación de aluminio fundida AlSi7Mg0,3, que se conoce más comúnmente como aleación A356, con un estroncio modificador adicional. Por primera vez, esta aleación se utiliza para la fabricación de llantas de ruedas en Francia, donde no se aplicó el tratamiento térmico.

Sin embargo,la ventaja de esta aleación es exactamente AlSi7Mg0, 3, que se refuerza térmicamente y le permite proporcionar resistencia adicional a los discos. En los Estados Unidos y Japón, esta aleación desde el principio se aplicó con tratamiento térmico T6, es decir, en el estado después del enfriamiento y el envejecimiento artificial.

Ruedas de aluminio de endurecimiento térmico

El patrón de gráficos 6 muestra la dependencia de las propiedades de resistencia de la aleación AlSi7Mg, sodio modificado, el contenido de magnesio. Las características de resistencia AlSi7Mg0,3 de la aleación brindan la mejor combinación de resistencia a la fatiga y alargamiento. Con un aumento en el contenido de magnesio, la resistencia a la fatiga no aumenta sustancialmente, el alargamiento disminuye significativamente.

Figura 6-Resistencia a la tracción, tensión de fluencia, elongación y resistencia a la fatiga de la fundición de aleación de aluminio AlSi7Mg-T6

Se realizaron estudios similares para varios contenidos de silicio. establecido, que con el aumento del contenido de silicio disminuye la ductilidad de la aleación, especialmente a baja velocidad de curado en engrosamientos de lugares. Sin embargo, las aleaciones con un contenido de silicio del 11-12% continúan aplicándose en los casos, aumentando la fluidez cuando se necesita aluminio fundido.

De gran importancia para la resistencia a la fatiga de la aleación tiene un nivel de porosidad de AlSi7Mg en la fundición. La figura 7 muestra la dependencia de la resistencia a la fatiga de la aleación de aluminio AlSi7Mg0,3 tamaño máximo de poro en el material de la muestra de prueba.

Figura 7-Aleación de aluminio de fundición resistente a la fatiga AlSi7Mg0, 3
dependiendo del tamaño del poro