Árbol de levas automotriz: comparación de materiales y rendimiento

El árbol de levas es un componente crítico en un motor de combustión interna, responsable de controlar la apertura y el cierre de las válvulas. Su rendimiento afecta directamente la eficiencia del motor, la potencia de salida y la durabilidad. Entre los diversos materiales utilizados para la fabricación del árbol de levas, el hierro fundido fría y el hierro fundido nodular son dos de los más comunes.

Árbol de levas de hierro fundido

El hierro fundido frío es una forma especializada de hierro fundido donde la superficie se enfría rápidamente (se enfría) para crear una capa dura resistente al desgaste mientras se mantiene un núcleo más suave para la dureza.

Características clave:
Dureza de la superficie: 45–55 hrc (escala de Rockwell C)
Dureza del núcleo: 20-30 hrc
Resistencia al desgaste: excelente debido a la capa superficial endurecida
Machinabilidad: Moderado, requiere molienda para el acabado final
Costoo: generalmente más bajo que el hierro fundido nodular

Ventajas:
Alta resistencia al desgaste en los lóbulos de la cámara
Rentable para la producción en masa
Adecuado para aplicaciones de alto estrés

Desventajas:
Frágil en comparación con el hierro fundido nodular
Ductilidad limitada, por lo que es propensa a agrietarse bajo cargas extremas

Árbol de levas de hierro fundido nodular (árbol de levas de hierro dúctil)

El hierro fundido nodular, también conocido como hierro dúctil, contiene grafito en una forma esférica, proporcionando una mayor fuerza y ​​ductilidad en comparación con el hierro fundido tradicional.

Características clave:
Dureza: 25–35 hrc (se puede tratar con calor para una mayor dureza)
Resistencia a la tracción: 450–600 MPa
Alargamiento: 10-18% (más alto que el hierro fundido fría)
Machinabilidad: bueno, más fácil de mecanizar que el hierro fundido

Ventajas:
Mejor resistencia al impacto y resistencia a la fatiga
Más duradero en condiciones de alto estrés
Se puede tratar con calor para una dureza mejorada

Desventajas:
Un poco más caro que el hierro fundido
Mayor dureza de la superficie a menos que se apliquen tratamientos adicionales

Comparación de rendimiento: hierro fundido frente a hierro fundido nodular