Materiali per alberi a camme & Acciaio per utensili
Un albero a camme da competizione svolge un ruolo fondamentale nel determinare le prestazioni del motore. Il posizionamento e il profilo dei suoi lobi sono progettati e realizzati con eccezionale precisione per garantire prestazioni ottimali. Sebbene i guasti agli alberi a camme siano rari, le condizioni estreme in cui operano – quali le elevate forze delle molle delle valvole, le geometrie aggressive dei lobi e l’uso di oli a bassa viscosità per migliorare le prestazioni – pongono sfide significative per la superficie cementata e gli acciai per utensili tipicamente utilizzati. Queste condizioni estreme possono causare due tipi principali di danni alla superficie:
1. Usura abrasiva/adesiva o deformazione , in particolare sulle estremità dei lobi
2. L’erosione da contatto e lo spallamento, causati da fatica appena al di sotto delle superfici dei lobi
Per garantire prestazioni ottimali in condizioni estreme, gli alberi a camme per il racing vengono sempre più spesso realizzati con acciai ad alta resistenza temprati a cuore, progettati per garantire una resistenza all’usura superiore. Queste leghe sono ottimizzate grazie a una composizione chimica calibrata, ad una maggiore pulizia del materiale e ad una tempra efficente ed uniforme, il che consente loro di sopportare elevate sollecitazioni da contatto e di resistere alla fatica sub-superficiale. Collaudati nelle competizioni di alto livello, questi acciai garantiscono l’affidabilità necessaria per preservare l’integrità e le prestazioni del sistema di distribuzione durante i cicli di gara più impegnativi.
Cause più comuni di guasti legati ai materiali
1. Usura abrasiva/adesiva o deformazione , in particolare sulle estremità dei lobi
- L’usura adesiva si verifica quando le superfici metalliche a contatto tra loro sottoposte ad elevata pressione subiscono fenomeni localizzati di microsaldatura e successivi lacerazioni, che provocano il trasferimento di materiale e l’aumento della rugosità della superficie. Ciò è particolarmente importante nei naselli a lobi, dove si verifica il contatto radente e i carichi elevati.
- L’usura abrasiva e la deformazione sono causate da particelle dure o asperità che incidono la superficie, asportando gradualmente materiale e alterando il profilo della camma. Ciò può compromettere la precisione della fasatura delle valvole e aumentare lo stress meccanico su tutto il sistema di distribuzione.
Maggiore durezza superficiale: l’usura adesiva e quella abrasiva sono accelerate da resistenza insufficiente alle sollecitazioni da contatto e all’attrito.
Gli acciai ad alte prestazioni Böhler sono progettati per:
- Elevata resistenza del nucleo per resistere alla deformazione in caso di carichi estremi
- Ottima lavorabilità e lucidabilità per mantenere le superfici di contatto lisce e ridurre l’attrito
Queste proprietà , presenti in acciai come BÖHLER S693 & S390, migliorano notevolmente la resistenza all’usura e la resistenza della superficie, rendendoli materiali ideali per la costruzione di alberi a camme ad alte prestazioni utilizzati in condizioni di gara .
2. L’erosione da contatto e lo spallamento, causati da fatica appena al di sotto delle superfici dei lobi
- L’ erosione da contatto e lo spallamento sono causati dalla fatica sub-superficiale, in cui le sollecitazioni da contatto ripetute danno origine a microfessurazioni appena sotto la superficie. Con il passare del tempo, queste crepe si propagano e provocano il distacco di piccoli frammenti, compromettendo l’integrità della superficie , aumentando la rugosità, innsecando quindi rumore e un calo delle prestazioni.
Gli acciai ad alte prestazioni BÖHLER sono progettati con:
- Eccellente purezza del materiale per eliminare le inclusioni che possono innsecare la fatica
- Elevata durezza superficiale e interna per resistere all’usura e alla deformazione
- Resistenza alla fatica superiore per sopportare cicli ripetuti di carico elevato
Acciai come il BÖHLER S690 combinano queste caratteristiche per garantire una lunga durata e affidabilità negli alberi a camme da competizione, anche nelle condizioni operative più estreme.
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