Materiales para árboles de levas & Acero para herramientas
Un árbol de levas de competición desempeña un papel fundamental en el rendimiento del motor. La disposición y el perfil de sus lóbulos se han diseñado y fabricado con una precisión excepcional para garantizar un rendimiento óptimo. Aunque los fallos catastróficos en los árboles de levas son poco frecuentes, las exigentes condiciones en las que funcionan —como las elevadas fuerzas de los resortes de válvula, las geometrías agresivas de los lóbulos y el uso de aceites de baja viscosidad para mejorar el rendimiento— plantean importantes retos para los materiales de endurecimiento superficial y de acero para herramientas que se utilizan habitualmente. Estas condiciones adversas pueden provocar dos tipos principales de daños en la superficie:
1. Desgaste adhesivo/abrasivo o deformación, especialmente en los extremos de los lóbulos
2. Picaduras y desconchado, causados por fatiga justo debajo de la superficie de los lóbulos
Para garantizar el rendimiento en condiciones extremas, los árboles de levas de competición se fabrican cada vez más con aceros de alta resistencia y endurecidos en toda su sección, diseñados para ofrecer una resistencia superior al desgaste. Estas aleaciones se han optimizado mediante un refinamiento químico preciso, una mayor pureza del material y una templabilidad constante, lo que les permite soportar elevadas tensiones de contacto y resistir la fatiga subsuperficial. Probados en el mundo del automovilismo de élite, estos aceros ofrecen la fiabilidad necesaria para mantener la integridad y el rendimiento del tren de válvulas a lo largo de exigentes ciclos de carrera.
Causas más comunes de fallos relacionados con los materiales
Desgaste adhesivo/abrasivo o deformación, especialmente en los extremos de los lóbulos
- El desgaste por adherencia se produce cuando las superficies metálicas que están en contacto bajo alta presión sufren un proceso de soldadura y desgarro localizado, lo que da lugar a la transferencia de material y a la rugosidad de la superficie. Esto resulta especialmente importante en las puntas de los lóbulos, donde se concentran el contacto deslizante y las cargas elevadas.
- El desgaste por abrasión y la deformación se deben a que las partículas duras o las asperezas se clavan en la superficie, eliminando material gradualmente y alterando el perfil de la leva. Esto puede afectar a la precisión de la sincronización de las válvulas y aumentar la tensión mecánica en todo el tren de válvulas.
Mayor dureza superficial: el desgaste adhesivo y abrasivo se ve acelerado por una resistencia insuficiente a las tensiones de contacto y a la fricción.
Los aceros de alto rendimiento de Böhler están diseñados para:
- Alta resistencia del núcleo para resistir la deformación bajo cargas extremas
- Excelente pulido para mantener las superficies de contacto lisas y reducir la fricción
Estas propiedades de los materiales, presentes en aceros como BÖHLER S693 & S390, mejoran considerablemente la resistencia al desgaste y la integridad de la superficie, lo que los convierte en la opción ideal para árboles de levas de alto rendimiento que funcionan en condiciones de competición extremas.
Picaduras y desconchado, causados por fatiga justo debajo de la superficie de los lóbulos
- La corrosión por picaduras y el desprendimiento se deben a la fatiga subsuperficial, en la que las tensiones de contacto repetidas provocan microfisuras justo debajo de la superficie. Con el tiempo, estas grietas se extienden y provocan el desprendimiento de pequeños fragmentos, lo que compromete la integridad de la superficie y da lugar a rugosidad, ruido y una disminución del rendimiento.
Los aceros de alto rendimiento de BÖHLER están diseñados con:
- Pureza excepcional del material para eliminar las inclusiones que provocan fatiga
- Alta dureza superficial y en el núcleo para resistir el desgaste y la deformación
- Resistencia superior a la fatiga para soportar ciclos repetidos de carga elevada
Los aceros como el BÖHLER S690 combinan estas propiedades para ofrecer una gran durabilidad y fiabilidad en los árboles de levas de competición, incluso en las condiciones de funcionamiento más exigentes.
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