Los cigüeñales fundidos, aunque obsoletos en la mayoría de los motores de automóviles modernos, aún existen en vehículos antiguos y de producción, así como en máquinas más pequeñas. Hoy en día, los fabricantes optan por forjar el cigüeñal en las versiones de alto rendimiento, pero Los cigüeñales fundidos que todavía existen Se fabrican mediante un proceso que requiere mucho esfuerzo. Para que te hagas una idea, te explicaremos todo sobre el proceso de fundición del cigüeñal y los materiales utilizados.
¿Qué es un cigüeñal fundido?
Así que aquí está la cuestión de los cigüeñales de fundición. Hay tres maneras de fabricar un cigüeñal: fundición, forja y Mecanizado CNCDe estos, el casting es el que cuesta menos, así que principales fabricantes de cigüeñales Generalmente lo hacen cuando quieren ahorrar dinero.
Pero el problema con los cigüeñales fundidos es que Son frágiles, porque su resistencia a la tracción y ductilidad son mucho menores en comparación con las que se mecanizan a partir de un tocho.
Los cigüeñales fundidos tienen una resistencia a la tracción típica de alrededor de 60,000 a 100,000 psi y una índice de elongación de alrededor del 2% al 3%, que es la medida de ductilidad o cuánto se puede deformar una pieza antes de romperse.
La clasificación de elongación de cigüeñales forjados Su vida útil antes de la falla es del 20% al 22%, y son más duraderos que los cigüeñales de fundición. Cuando el porcentaje es bajo, ya se sabe que la pieza no va a soportar mucho desgaste.
Los cigüeñales fundidos se fabrican fundiendo metal en un molde y dejándolo fraguar. Esto suele dar como resultado... una estructura de grano bastante aleatoriaLa estructura del grano se refiere a la forma en que se disponen las diminutas partículas metálicas dentro del cigüeñal y juega un papel importante en la resistencia o debilidad de la pieza.
Antes, se veían cigüeñales fundidos en coches, motos y prácticamente cualquier vehículo con motor. Pero ahora, las cosas han cambiado.
Aunque estos cigüeñales todavía se utilizan en vehículos de producción o en cualquier escenario donde exista la necesidad de reducir el costo, los fabricantes hoy en día se adhieren principalmente a la forja porque produce piezas mucho más fuertes y más cigüeñales fiables.
¿Cuáles son los materiales utilizados en la fundición del cigüeñal?
Al fundir cigüeñales, el material utilizado hace una gran diferencia en el resultado. motor realiza. Hay tres materiales: hierro gris, hierro dúctil y acero.
Ahora hablando específicamente de hierro grisEn realidad, es una aleación. Esto significa que es una mezcla de hierro, carbono, silicio y manganeso. El carbono en el hierro gris suele representar entre el 2.5 % y el 4 % de la mezcla, mientras que el silicio suele estar entre el 1 % y el 3 %.
Lo que hace que el hierro gris sea una opción tan buena es principalmente que es barato, fácil de mecanizar con tolerancias estrictas, lo que significa que se puede cortar y darle forma al tamaño exacto, y resiste muy bien el desgaste.
Entonces, tienes hierro dúctil, que también se llama Hierro nodularEn lugar de láminas de grafito convencionales, presenta una estructura de grafito nodular. Esta estructura se forma añadiendo magnesio o cerio al hierro fundido.
Debido a esa estructura nodular, el hierro dúctil acaba teniendo una mayor resistencia a la tracción que el hierro gris, por lo que es una mejor opción para motores de alto rendimiento.
Por último, hay acero, una aleación de carbono y hierro, que se utiliza en motores de gama alta porque tiene la mayor resistencia y rigidez de las tres.
El acero contiene hasta un 2% de carbono. Sin embargo, es más caro y difícil de mecanizar que la fundición gris y la fundición dúctil.
¿Cuál es el proceso de fundición de un cigüeñal?
Hablemos del proceso de fundición de cigüeñales. Con este método, el cigüeñal resulta más preciso y afilado.
Paso 1. Preparación del molde
El proceso comienza con creando un moldeEsto se suele hacer mediante técnicas de fundición en arena. Consiste en crear una cavidad en un molde de arena, cuya forma coincide exactamente con la del cigüeñal. Para ello, se utiliza un patrón que se presiona contra la arena para que la cavidad del molde se adapte a su forma.
Al mismo tiempo, un sistema de compuerta Se diseña durante esta etapa. Esto incluye piezas como compuertas, elevadores y respiraderos. Este sistema garantiza que el metal fluya correctamente hacia el molde durante los siguientes pasos.
El molde suele estar hecho en dos partes, que se denominan la capa y el arrastreEsta configuración de dos partes es importante porque permite retirar el cigüeñal terminado una vez finalizado el proceso de fundición.
Paso 2. Derretir y verter
Una vez listo el molde, se forma un trozo redondo y fuerte de puerto de metal Se coloca justo encima del sistema de compuerta.
Luego, el seleccionado aleación de metalEl metal, que puede ser hierro fundido, acero, etc., se funde en un horno. Se calienta hasta alcanzar la temperatura y consistencia adecuadas para la fundición del cigüeñal.
Después de eso, el metal fundido se tritura cuidadosamente. vierte en la cavidad del molde utilizando el sistema de compuerta.
Mientras esto ocurre, el metal líquido debe fluir con fluidez para evitar turbulencias y no mezclarse con el gas. De lo contrario, podría oxidarse o desarrollar poros.
El velocidad tangencial También es necesario mantenerlo bajo control, porque si llega a ser demasiado alto, podría salpicar y chocar contra la pared interna de la cavidad y el núcleo de arena.
Paso 3. Enfriamiento y desmoldeo
Tras el vertido, el molde se retira con cuidado del soporte de fijación. Se saca al exterior para que se enfríe a temperatura ambiente, y este enfriamiento continúa hasta que el metal fundido se solidifica y adquiere la forma completa del cigüeñal.
Una vez que la pieza se ha enfriado, el molde de arena se rompe con un martillo u otra herramienta para revelar el cigüeñal.
Paso 4. Acabado del cigüeñal fundido
Cuando la pieza fundida del cigüeñal está lista, pasa por una serie de procesos de mecanizado para poder alcanzar la forma final y la precisión requeridas.
Estos procesos incluyen: molienda, perforación y equilibrio.
Una vez terminado todo el mecanizado se procede al mecanizado del cigüeñal. pulido y limpio Por lo que está completamente listo para ser instalado en un motor.
Conclusión
La fundición del cigüeñal es un proceso manual arduo hasta el final para producir una pieza vital. pieza de la máquina Es asequible, fiable y requiere menos mecanizado. La forja, en cambio, es la norma cuando se necesita la resistencia y durabilidad adicionales del acero forjado para soportar las exigencias de un motor de alto rendimiento.
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