NUEVOS MATERIALES PARA FABRICACION DE BLOQUES, CABEZOTES Y PISTONES BLOQUE: Durante ya varias décadas el hierro fundido y las aleaciones de aluminio han mandado mundialmente en la fabricación de bloques de motor para vehículos a gasolina y diésel, este elemento relativamente grande que constituye entre 20-25% del peso total del motor.
Los bloques de motores iniciales fabricados a partir de aleaciones de hierro fund fundid ido o se cara caract cter eriz izab aban an por por su alta alta resi resist sten enci cia a y bajo bajo cost costo, o, pero pero la necesidad de nuevas propiedades en los bloques de motor, abrió las puertas a las aleaciones de aluminio que todavía son las más usadas en la fabricación de bloque bloques, s, ahora ahora con la proyec proyecció ción n de nuevos nuevos materi materiale ales s estas estas aleaci aleacione ones s tenderán a quedar fuera dentro de pocos años. Actualmente los fabricantes de bloques de motor han enfatizado en mejorar la eficiencia del motor a través de la reducción del peso principalmente, para ello han han busc buscad ado o alte altern rnat ativ ivas as con con alea aleaci cion ones es que que son son más más lige ligera ras s que que los los ya mencio mencionad nados os hierro hierro fundid fundido o y aleac aleacion iones es de alumin aluminio; io; Las cuales cuales son las aleaciones de magnesio y el hierro fundido con grafito compactado, las cuales por por sus sus buena buenas s prop propie ieda dade des s mecá mecáni nica cas s y bajo bajo cost costo o se encue encuent ntra ran n a la vanguardia en el sector automotriz mundial.
Estas dos nuevas nuevas aleacione aleaciones s se destacan porque aparte de cumplir cumplir con todos todos los requisitos funcionales de un bloque de motor moderno aportan grandes
propiedades como el mejoramiento en la vida útil del motor, por tener mejor resistencia a la fatiga, facilitan el mantenimiento y soportan mucho mejor las presiones creadas el proceso de combustión, el cual es uno de los eventos que más acorta la vida útil de un bloque de motor. Para que estos nuevos materiales puedan servir para la fabricación de bloques deben satisfacer requisitos funcionales como una alta resistencia; resistencia a la abrasión, resistencia a la corrosión, baja densidad de expansión térmica, baja conductividad térmica, buena maquinabilidad y colabilidad. Además de estas propiedades mencionadas, las aleaciones deben poseer buena amortiguación de vibraciones para absorber el estremecimiento de las partes móviles. Las características principales del hierro fundido con grafito compactado (CGI), es que tiene una mayor resistencia a la tracción y el módulo elástico que el hierro fundido gris debido al grafito compactado encontrado en la micro estructura de CGI. Este material también tiene buena capacidad de amortiguación y la conductividad térmica, pero su dificultad para maquinarlo ha limitado su uso a gran escala. Pero un nuevo proceso de fabricación que consiste en herramientas de inserción giratorias que facilitan la maquinabilidad permite a los fabricantes utilizar hoy este material innovador. En cuanto a las aleaciones de magnesio se puede decir que no es un material tan reciente, ya que se había utilizado ya en los autos pero nunca en el bloque de motor, por ejemplo en piezas como cubiertas de válvulas, tapas de culata, colectores de admisión, tapas de balancines, adaptadores de entrada de aire, sistemas de inducción, y los soportes de mando auxiliar. La mayor cualidad para los fabricantes es que el material es mucho más ligero que el hierro fundido y aleaciones de aluminio y tiene la misma resistencia o mejor que las anteriores. La implementación de estos materiales genera grandes expectativas comerciales, puesto que se esperan vehículos ampliamente mejorados con relación a la ergonomía, potencia del motor, peso, economía y reducción de emisiones.
CABEZOTE: Se fabrica generalmente de fundición aleada con otros materiales, que añaden características de resistencia, rigidez y conductividad térmica. En otras ocasiones se usan aleaciones de aluminio. Este material combina la ligereza con un alto grado de conductividad térmica. Esta característica es muy deseable. Asegura que el calor de la combustión sea evacuado al exterior, evitándose la formación de puntos calientes que pueden ocasionar la detonación. Se logra con estas culatas elevar la relación de compresión, con la mejora del rendimiento del motor.
compuesta de aluminio, silicio y magnesio. Ofrecen buena resistencia, peso reducido y gran conductividad térmica… permite alcanzar rápidamente una temperatura de funcionamiento y facilidad de refrigeración, propensa a las deformaciones y el precio es más elevado. Aleación de aluminio:
compuesta por aleación de hierro, cromo y níquel, gran resistencia mecánica y térmica, características son la robustez y la resistencia a la deformación. Hierro fundido:
PISTONES: Debido a las condiciones de trabajo a las que están sometidos los pistones han de construirse de tal manera que sean; Robustos, ligeros, resistentes a las
altas temperaturas, resistentes al desgaste, bajo coeficiente de dilatación y gran conductividad térmica. Para conseguir todas estas propiedades se construyen de aleación ligera a base de aluminio - silicio con ligeros contenidos de cobre, magnesio y níquel. Los tipos de pistones más comunes son:
Pistones de aluminio fundido Uno de los procesos más antiguos y aún vigente, es el de la fundición de lingotes de aluminio en grandes crisoles (donde se calientan los metales hasta que se funde) que luego se vacían en moldes enfriados por agua bajo sistemas especiales. Posteriormente, comienza el proceso de mecanizado, efectuado por diferentes maquinarias controladas por computadoras y por último pasan por una serie de procesos térmicos que les dan las propiedades requeridas por las empresas fabricantes de equipo original.
Pistones forjados a presión En éste proceso se utilizan trozos de barras de aleaciones de aluminio cortados a la medida y sometidos a presiones de hasta 3000 toneladas de fuerza. En los troqueles se forja con exactitud las dimensiones del pistón y las ranuras de los anillos con maquinados a precisión para brindar óptima calidad y confiabilidad en el uso de estos, tanto en motores de uso diario como de trabajos pesados e incluso en los motores de autos de competencias.
Pistones Hipereutecticos Estos pistones son fabricados con modernos sistemas de la más alta tecnología metalúrgica en la cual se emplean nuevas formulaciones que permiten agregar una mayor cantidad de silicio, lográndose una expansión molecular uniforme de los elementos utilizados en su composición. Esta técnica de manufactura proporciona a éstos pistones características especiales, tales como soportar mayor fuerza, resistencia y control de la dilatación a temperaturas altas, disminuyendo el riesgo de que el pistón se pegue o agarre en el cilindro, la vida útil es mayor ya que las ranuras de los anillos y el orificio del pasador del pistón son más duraderas, además se pueden instalar en los nuevos motores e igualmente se usan en motores de años anteriores.
Pistones con capa de recubrimiento Los primeros minutos de funcionamiento de un motor nuevo o reparado son cruciales para la vida del motor. Los pistones de este tipo han estado a la vanguardia de la tecnología del recubrimiento de las faldas del pistón. Inicialmente se utilizó el estaño (éste le da un color opaco) pero por ser nocivo a la salud ha sido eliminado por los fabricantes de pistones. En sustitución se está aplicando el nuevo recubrimiento antifricción compuesto por molibdeno y grafito en las faldas (dándole un color negro). Este proceso extiende la vida útil de los motores que lo usan, evita que los pistones se rayen, ayuda a prevenir daños por la lubricación inadecuada y mejora el sellado de los pistones.
Estos son los 4 tipos de pistones más comunes, cabe mencionar que todos son de aluminio, lo único que varía es el proceso de tratamiento que se la al pistón, así como recubrimientos especiales.
