Llantas (página 2)

4. Los expulsores empujan la pieza fundida y la
sacan del molde por el lado del eyector. A medida que el
émbolo va destapando el agujero de llenado, el metal
fundido fluye a través de la entrada para rellenar el
sifón, como en el paso (1).

Ventajas de la cámara caliente sobre la
cámara fría

• Control preciso de la temperatura
  del metal, que mejora la fluidez, y permite que las presiones
  de inyección sean menores, lo que somete a los equipos a
  menores esfuerzos. Una mejor fluidez proporciona un mejor
  llenado de la cavidad, produce piezas más compactas, y
  permite paredes de menor espesor.
• El cilindro sumergido de la colada (sifón),
  que se llena automáticamente, elimina la
  variación, acorta el tiempo del
  ciclo, y facilita el control de
  la temperatura
  del metal.
• No se produce enfriamiento de la carga (colada
  calculada), como puede ocurrir cuando se transfiere metal
  fundido al cilindro de la colada de una máquina de
  cámara fría.
• El metal fundido es sometido a una menor
  oxidación y a menos contaminantes provenientes de la
  exposición a la atmósfera.

Desventajas del proceso de cámara
caliente

• Se pueden alcanzar presiones de inyección y
  velocidades más bajas, por lo que las piezas fundidas
  pueden ser menos compactas.
• Mayores costos de
  mantenimiento.

2.2 Operaciones
posteriores a la fundición – Operaciones
secundarias

Desbarbado

Después del moldeo, la llanta será
sometida a un tratamiento de desbarbado. Algunas veces
será necesario un chorro de aire o agua para
enfriar la pieza antes de desbarbar.

Vista de cerca de la
eliminación

de rebabas por cepillos de copa
NAF

Mecanizado

Para el conformado de llantas ésta no es
una operación necesaria ya que después del moldeo
su forma ya es la deseada.

Sin embargo, en algunas ocasiones se realizará.
Esta aleación tiene una excelente propiedad para
el mecanizado debido a la compacta estructura
hexagonal del magnesio. Siempre existe el riesgo de
incendio cuando se mecanizan aleaciones de magnesio,
especialmente cuando se producen astillas o virutas finas.
Durante el mecanizado y el manejo de las virutas de magnesio
deben cumplirse ciertas reglas generales:

• Utilizar altas velocidades de avance para
producir viruta gruesa.

• No permitir que las herramientas
rocen con la pieza de trabajo.

• Evitar cualquier fuente de ignición de las
virutas.

• Mantener el puesto de mecanizado limpio y libre
de acumulación excesiva de viruta.

• Tener siempre a mano una cantidad adecuada de
agentes extintores (fundente seco, arena seca, extintores clase
D).

• Utilizar soluciones
cáusticas diluidas / emulsiones de aceite o refrigerantes
sintéticos especialmente homologados para minimizar la
formación de hidrógeno.

• Garantizar un abundante flujo de lubricante de
corte.

• Las cabinas cerradas de mecanizado deben tener
una buena ventilación para evitar las concentraciones
excesivas de hidrógeno.

• Guardar las virutas húmedas en bidones de
acero ventilados
por la parte superior, colocados en un área de almacenamiento
adecuada, alejada de las áreas de mecanizado y
fundición.

• Transportar las virutas húmedas en
contenedores bien ventilados, en vehículos
ventilados.

2.3 Defectos en las piezas de
fundición

Las grietas y las uniones frías probablemente
representan las formas más frecuentes de defectos en las
fundiciones por moldeo; sin embargo, una variedad de defectos
pueden ocurrir:

• Llenado incompleto del molde
• Rechupes
• Porosidades
• Tensiones internas debidas al diseño del molde
• Deformaciones debidas a las fuerzas de
  contracción

3.
TRATAMIENTOS

3.1 TRATAMIENTOS TÉRMICOS

Para esta aleación realizaremos dos de los
tratamientos térmicos más comunes de las aleaciones
no férreas: recocido y bonificado. Según la
normativa UNE 38 – 513 – 75 (que adjuntamos en el
anexo) éstos se realizarán de la siguiente
manera:

Los tratamientos térmicos mejoran la resistencia y dan
como resultado una máxima dureza y mayor resistencia al
choque. El envejecimiento artificial después del
tratamiento da aún mayor dureza y límite
elástico al material.

El recocido disminuye las tensiones internas y aumenta
la ductilidad facilitando, de este modo, el posterior mecanizado
de la pieza. Además incrementando el tiempo de
envejecimiento se aumenta considerablemente la tensión de
límite elástico.

Modificaciones sobre estos tratamientos térmicos
se están desarrollando para algunas aleaciones
específicas para obtener las combinaciones de propiedades
mecánicas deseadas, por ejemplo, incrementando el tiempo
de envejecimiento aumenta el límite elástico
aún perdiendo ductilidad.

3.2 TRATAMIENTOS
SUPERFICIALES

El magnesio puede ser utilizado en la mayoría de
aplicaciones sin especial tratamiento superficial. Con adecuadas
medidas anti-galvánicas, nuestra aleación AZ91D
trabaja satisfactoriamente sin apenas protección. El
magnesio desarrollará oxidación natural y
producirá películas que servirán de
protección en algunos ambientes severos.

Sin embargo, en muchos otros necesitara
protección adicional o acabados decorativos superficiales
apropiados a su uso. Cuando se aplican, es principalmente para
mejorar su aspecto y resistencia a la corrosión. La necesidad de
protección superficial y de diferentes tratamientos
varía ampliamente según los requerimientos
estéticos, la composición de la aleación y
la forma deseada.

Algunos de los tratamientos posibles pueden ser:
mecánicos, químicos o iónicos.

4. ENSAYOS
METALÚRGICOS

Una vez realizados los tratamientos térmicos
apropiados realizaremos los siguientes ensayos:

4.1 Ensayo de
material

En el ensayo de
material de nuestra aleación distinguiremos los siguientes
pasos:

1. Análisis químico de la materia
   prima
2. Comprobación de otras características mecánicas de
   piezas tomadas en el centro del área de montaje y en el
   disco para bordear el área de transición o en el
   área de fallo si existiera. Se realizarán
   ensayos
   tensiles y además ensayos de dureza y de resistencia a
   la penetración.
3. Análisis de los defectos metalúrgicos y
   de la estructura de las piezas sacadas del centro del
   área de montaje y en el disco para bordear el
   área de transición o en la zona de fallo si
   existiera. Se observará la microestructura con el
   microscopio
   para evaluar las siguientes condiciones:

• Porcentaje de fase perlítica en los
  precipitados
• Porosidad
• Cavidades internas
• Tamaño de grano

4.2 Ensayo de
corrosión

Este ensayo consiste en realizar una prueba con una
solución salina según la norma ISO 9227
durante 384 horas.

Los pasos a seguir en este ensayo son:

1. Preparación de la muestra:
   Cogeremos de la producción una pieza con la superficie
   tratada. Ésta será atacada con piedras (ISO 565)
   para simular los daños causados por el uso normal del
   vehículo (los daños estarán situados en el
   área del reborde y en el interior de la
   llanta).
2. Desarrollo del ensayo: La superficie deberá
   ser tratada con la solución salina. Durante el ensayo la
   muestra y
   cualquier componente que esté normalmente en contacto
   con ella son colocados en posición vertical. La llanta
   es girada 90º cada 48 horas.
3. Evaluación: Las medidas individuales que
   pueden afectar la corrosión deben ser evaluadas. La
   documentación del ensayo incluirá
   fotografías mostrando los puntos de máxima
   corrosión que anteriormente habrán sido lavados
   mecánicamente para así mostrar los defectos del
   material. Después de un ensayo de
   192 horas no habrá corrosión significante.
   Después de 384 horas la funcionalidad de la llanta, los
   componentes del montaje y del neumático ya no
   están afectados por la corrosión.

La corrosión es considerada como uno de los
problemas
más importantes del magnesio. Posibles soluciones
para la corrosión son:

• Uso de aleaciones de gran pureza con el mínimo
  contenido de impurezas de hierro. Esto
  da lugar a un aumento en la resistencia a la
  corrosión.
• Protección química especial
  del disco antes de pintar. Un recubrimiento químico es
  también una subcapa muy buena para la coloración
  posterior.
• Cubierta de tres capas con polvos epoxide (tipo de
  resina).

4.3 Ensayos mecánicos

Ensayo de
torsión

1. Descripción del ensayo: Durante el ensayo de
   torsión se simulan las fuerzas laterales que
   actúan en la llanta cuando se conduce en curvas.
   Realizaremos el ensayo de cuatro llantas, dos al 50% y las
   otras dos al 75% de la fuerza lateral máxima. El borde
   de la llanta se fija y se aplica un momento M de
   torsión en el centro del área de
   montaje.

   Mmax = S ·
   Fv · (μ ·
   rdyn + d)

   Mmax: Momento máximo de
   torsión

   Fv: Capacidad máxima de carga de
   la llanta

   rdyn: Radio
   dinámico del mayor neumático recomendado para
   la llanta

   d: Inserción

   μ: Coeficiente de fricciσn

   S: Coeficiente de seguridad

2. La fórmula para calcular el momento de
   torsión M es el siguiente:
3. El ensayo se lleva a cabo con los dos valores
   porcentuales del 50 y el 75% del valor del
   momento máximo y siguiendo los siguientes
   estándares:

Ensayo de
rodamiento

1. Descripción del ensayo: En el ensayo de
   rodamiento se simula la tensión en la llanta
   haciéndola rodar contra un tambor
   estandarizado.
2. Fórmula para calcular la carga:

FP = S ·
Fv

FP: Carga de ensayo

Fv: Capacidad máxima de carga de
la llanta

S: coeficiente de seguridad

Ensayo de
impacto

1. Descripción del impacto: Se comprobarán
   las fracturas en los bordes y otros puntos críticos
   cuando la llanta se encuentre con un
   obstáculo.
2. Cálculo de la carga:

D = 0,6 · Fv / g +
180

D: Valor de
la masa que cae

Fv: Capacidad de carga
máxima

g: gravedad

Criterios de fallo:

La llanta no se considerará apta
cuando:

• Fracturas visibles penetren a través de una
  sección del miembro central de la llanta
• El miembro central se separa del borde
• El neumático pierde toda la presión
  del aire en un
  minuto.

Ensayo del par
alternado

1. Descripción del ensayo: En este ensayo se
   simulará el par que actúa en las llantas durante
   la frenada y la aceleración. Las llantas serán
   probadas al 50% y 75% del máximo valor del par
   calculado. Cada borde de la llanta es fijado rígidamente
   en la mesa de ensayo y es tensionado por un par que se alterna
   entre ± MT.
2. Fórmula para el cálculo
   del par:

MT = S · Fv
· rdyn

4.4 Control de
calidad
Los ensayos de rayos X
garantizan la fiabilidad y durabilidad de las llantas de
magnesio. Ésta es una de las razones por la cual las
llantas de magnesio son utilizadas en súper coches como
Porche, Lamborghini y Ferrari. El chasis de estos coches
está también fabricado con aleaciones de
magnesio.

5. BIBLIOGRAFÍA

Magnesium and Magnesium Alloys. ASTM
Editions.

Para la realización de este proyecto hemos
consultado, entre otras muchas, las siguientes páginas
web:

http://dmoz.org/Business/Industries/Manufacturing/Automotive/Parts_and_Accessories/Wheels/

http://www.rs4.org/articles/rs4-org/RS4_wheel_report.doc

http://www.skulte.com/adapterfaq.html

http://www.wipo.int/classifications/fulltext/new_ipc/ipc7/eb21b.htm

http://www.afonline.com/articles/99win03.html

http://www.ktu.lt/en/science/journals/medz/medz006.html#Peculiarities

http://www.hiper-technology.com/FAQ.htm

http://www.billetwheel.com/info/FAQ.html

http://gypsy.cad.gatech.edu/courses/me4041/1996/summer/me4041_summer.html

http://www.butler-eng.com/techsupp/passport/eng/chapt2e.html

http://www.magnesiumwheels.com/index.php

http://www.braid.es/braidwheels/i+d/i+dENG.htm

http://www.teksid.com/pdf/Riv-18-1.pdf

http://www.magnesiumwheels.com

http://www.speedlinecorse.co.uk/

http://www.tirerack.com/wheels/oz/oz.htm

http://www.alessiowheels.com/eng/

http://www.cosmos.com.mx/pqs/_ip_s_.htm

http://search.eb.com/eb/article?eu=80063&tocid

También hemos consultado la normativa UNE para
aleaciones de Aluminio-Silicio y para aleaciones de Magnesio por
forja. De la misma manera hemos consultado y trabajado con la
normativa americana.

Elisenda Gómez Renom

Alberto Morodo de Pablo

Maria Prats Torruella

Fco. Javier Prieto Soliva