En la industria automotriz, las llantas de aleación son ruedas que están hechas de una aleación de aluminio o magnesio . Las aleaciones son mezclas de un metal y otros elementos. Generalmente proporcionan mayor resistencia que los metales puros, que suelen ser mucho más blandos y dúctiles. Las aleaciones de aluminio o magnesio suelen ser más ligeras para tener la misma resistencia, proporcionan una mejor conducción del calor y, a menudo, producen una apariencia cosmética mejorada en comparación con las ruedas de acero. Aunque el acero , el material más común utilizado en la producción de ruedas, es una aleación de hierro y carbono , el término "llanta de aleación" suele reservarse para ruedas fabricadas con aleaciones no ferrosas .
Las primeras llantas de aleación ligera estaban fabricadas con aleaciones de magnesio. Aunque perdieron popularidad entre los vehículos comunes, siguieron siendo populares durante la década de 1960 , aunque en cantidades muy limitadas. A mediados y finales de la década de 1960, los refinamientos en la fundición de aluminio permitieron la fabricación de ruedas más seguras y no tan quebradizas. Hasta ese momento, la mayoría de las ruedas de aluminio presentaban una baja ductilidad , que normalmente oscilaba entre un 2 y un 3 % de alargamiento. Debido a que las llantas de aleación ligera en ese momento a menudo estaban hechas de magnesio (a menudo denominadas "mags"), estas primeras fallas de las ruedas se atribuyeron más tarde a la baja ductilidad del magnesio, cuando en muchos casos estas ruedas eran llantas de aleación de aluminio mal fundidas. Una vez que estas mejoras en la fundición de aluminio se adoptaron más ampliamente, las ruedas de aluminio reemplazaron a las de magnesio como ruedas de bajo costo y alto rendimiento para deportes de motor .
Las ruedas más ligeras pueden mejorar el manejo al reducir la masa no suspendida , lo que permite que la suspensión siga más de cerca el terreno y mejore así el agarre; sin embargo, no todas las llantas de aleación son más livianas que sus equivalentes de acero. La reducción de la masa total del vehículo también puede ayudar a reducir el consumo de combustible .
Una mejor conducción del calor y un diseño de rueda más abierto pueden ayudar a disipar el calor de los frenos , lo que mejora el rendimiento de frenado en condiciones de conducción más exigentes y reduce la posibilidad de que el rendimiento de los frenos disminuya o incluso falle debido al sobrecalentamiento.
Las llantas de aleación también se compran con fines estéticos, aunque las aleaciones más baratas que se utilizan no suelen ser resistentes a la corrosión . Las aleaciones permiten el uso de atractivos acabados de metal desnudo, pero estos deben sellarse con pintura o tapacubos . Incluso si están protegidas de esta manera, las ruedas en uso eventualmente comenzarán a corroerse después de 3 a 5 años, pero ahora es posible renovarlas a un costo. Los procesos de fabricación también permiten diseños complejos y atrevidos. Por el contrario, las ruedas de acero generalmente se prensan a partir de chapa metálica y luego se sueldan entre sí (a menudo dejando protuberancias antiestéticas) y deben pintarse para evitar la corrosión y/u ocultarse con cubiertas o tapacubos de ruedas.
Las llantas de aleación son propensas a la corrosión galvánica , lo que puede provocar que los neumáticos pierdan aire si no se toman las medidas preventivas adecuadas. Además, las llantas de aleación son más difíciles de reparar que las de acero cuando están dobladas, pero su precio más alto generalmente hace que las reparaciones sean más baratas que el reemplazo.
Las llantas de aleación son más caras de producir que las llantas de acero estándar y, por lo tanto, a menudo no se incluyen como equipo estándar, sino que se comercializan como complementos opcionales o como parte de un paquete de equipamiento más costoso . Sin embargo, las llantas de aleación se han vuelto considerablemente más comunes desde 2000 [ cita requerida ] , y ahora se ofrecen en automóviles económicos y subcompactos, en comparación con una década antes, donde las llantas de aleación a menudo no eran opciones de fábrica en vehículos económicos. Las llantas de aleación se han incluido durante mucho tiempo como equipo estándar en los autos deportivos o de lujo de mayor precio, siendo opcionales las llantas de aleación de mayor tamaño o "exclusivas". El elevado coste de las llantas de aleación las hace atractivas para los ladrones; Para contrarrestar esto, los fabricantes y distribuidores de automóviles suelen utilizar tuercas o pernos de bloqueo que requieren una llave especial para quitarlos.
La mayoría de las llantas de aleación se fabrican mediante fundición , pero algunas están forjadas . Las ruedas forjadas suelen ser más ligeras y resistentes, pero mucho más caras que las ruedas fundidas. Hay dos tipos de ruedas forjadas: monobloque y modulares. Las ruedas forjadas modulares pueden presentar un diseño de dos o tres piezas. Las ruedas típicas de varias piezas constan de la base del borde interior, el labio del borde exterior y la pieza central de la rueda con aberturas para tuercas. Todas las partes de una rueda modular se sujetan con pernos. BBS RS es una de las ruedas forjadas modulares de tres piezas más famosas. [1]
Una selección considerable de llantas de aleación está disponible para los propietarios de automóviles que desean llantas más ligeras, más atractivas visualmente, más raras y/o más grandes en sus automóviles, desde llantas estándar de 14 y 15 pulgadas hasta 16, 17, 18, 19, 20, Tamaños de ruedas de 21, 22, 24, 26, 28 y 30 pulgadas. Con las llantas de aleación más grandes vinieron Tru-Spinner Wheels y ruedas giratorias adicionales que giraban libremente y continuaban girando libremente después de que la llanta de aleación se detuviera. El inventor estadounidense James JD Gragg de International y American Tru-Spinners fueron los originales y líderes en la industria. Otra función de los Tru-Spinners era que también podían girar hacia atrás mientras la llanta de aleación avanzaba. [2] Aunque reemplazar las combinaciones estándar de llantas y neumáticos de acero con llantas de aleación más livianas y llantas de perfil potencialmente más bajo puede resultar en un mayor rendimiento y manejo, esto no necesariamente se cumple cuando se emplean ruedas cada vez más grandes. La investigación de Car and Driver realizada utilizando una selección de llantas de aleación de diferentes tamaños , de 16 a 19 pulgadas (41 a 48 cm), todas equipadas con la misma marca y modelo de neumáticos, mostró que tanto la aceleración como el ahorro de combustible se vieron afectados con las ruedas más grandes. [3] También observaron que la comodidad de marcha y el ruido se vieron afectados negativamente por las ruedas más grandes.
Las llantas de aleación de magnesio fueron las primeras llantas de fundición a presión producidas y, a menudo, se las denominaba simplemente "ruedas magnéticas". Las ruedas de magnesio se utilizaron originalmente para las carreras, pero su popularidad durante la década de 1960 llevó al desarrollo de otras ruedas de fundición a presión, particularmente de aleaciones de aluminio. El término "ruedas magnéticas" se convirtió en sinónimo de ruedas fundidas a presión hechas de cualquier material, desde modernas llantas de aleación de aluminio hasta ruedas de plástico y compuestos utilizadas en artículos como bicicletas , sillas de ruedas y patinetas . [4] [5]
Sin embargo, las ruedas de magnesio puro ya no se fabrican y sólo se encuentran en los coches clásicos. El magnesio puro sufre muchos problemas. Las llantas antiguas de magnesio eran muy susceptibles a sufrir picaduras , grietas y corrosión. El magnesio a granel es difícil de encender, pero las ruedas de magnesio puro pueden encenderse al quemarse un neumático o al raspar prolongadamente la rueda contra la superficie de la carretera después de un pinchazo. Posteriormente se desarrollaron aleaciones de magnesio para aliviar la mayoría de estos problemas. [6] De hecho, la Administración Federal de Aviación de EE. UU. ha realizado pruebas de amplio alcance durante la última década y ha llegado a la conclusión de que la posible inflamabilidad del magnesio ya no se considera una preocupación. [7] Las tecnologías modernas de tratamiento de superficies brindan protección contra la corrosión y extienden significativamente el ciclo de vida promedio de las llantas de magnesio.
La forja se puede realizar mediante un proceso de uno o varios pasos a partir de varias aleaciones de magnesio, más comúnmente AZ80, ZK60 (MA14 en Rusia). Las ruedas producidas con este método suelen tener mayor tenacidad y ductilidad que las ruedas de aluminio, aunque los costos son mucho más altos. [8] La forja es un proceso complicado que involucra procesos tales como calentar, laminar, aplicar alta presión, martillar y/o una combinación de estos. [9] Como resultado, la estructura cristalina de la aleación cambia y, como resultado, el material se vuelve más fuerte y liviano.
Hay ruedas forjadas de una, dos y tres piezas. Cada pieza es originalmente un tocho de aleación, que luego se transforma en una rueda, en el caso de ruedas forjadas de una sola pieza, o en una pieza de rueda en el caso de ruedas de varias piezas.
Este proceso utiliza una matriz dispuesta en una máquina grande que tiene una alta fuerza de cierre para sujetar la matriz cerrada. El magnesio fundido se vierte en un tubo de llenado llamado manga de perdigones. Un pistón empuja el metal dentro del troquel con alta velocidad y presión, el magnesio se solidifica, se abre el troquel y se suelta la rueda. Las ruedas producidas con este método pueden ofrecer reducciones de precio y mejoras en la resistencia a la corrosión, pero son menos dúctiles y de menor resistencia debido a la naturaleza de la fundición a presión a alta presión.
Este proceso suele utilizar una matriz de acero dispuesta sobre un crisol lleno de magnesio fundido. Lo más común es que el crisol se selle contra la matriz y se use una mezcla de aire presurizado y gas de cobertura para forzar el metal fundido a subir por un tubo de llenado similar a una pajita hacia la matriz. [10]
Cuando se procesan utilizando métodos de mejores prácticas, las ruedas de fundición a presión a baja presión pueden ofrecer mejoras en la ductilidad sobre las ruedas de magnesio y cualquier rueda de aluminio fundido; siguen siendo menos dúctiles que el magnesio forjado.
Las ruedas de magnesio fundidas por gravedad se fabrican desde principios de la década de 1920 y proporcionan buena ductilidad y propiedades relativas superiores a las que se pueden fabricar con fundición de aluminio. Los costos de herramientas para ruedas fundidas por gravedad se encuentran entre los más baratos de cualquier proceso. Esto ha permitido una producción en lotes pequeños, flexibilidad en el diseño y un tiempo de desarrollo corto.
