En la industria automotriz , las llantas de aleación son llantas 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 la misma resistencia, proporcionan una mejor conducción del calor y, a menudo, producen una apariencia cosmética mejorada en comparación con las llantas de acero. Aunque el acero, el material más común utilizado en la producción de llantas, es una aleación de hierro y carbono , el término "llanta de aleación" generalmente se reserva para las llantas hechas de aleaciones no ferrosas .
Las primeras llantas de aleación ligera se fabricaban con aleaciones de magnesio. Aunque perdieron popularidad en 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 de la fundición de aluminio permitieron la fabricación de llantas más seguras que no eran tan frágiles. Hasta ese momento, la mayoría de las llantas de aluminio adolecía de baja ductilidad , que generalmente oscilaba entre el 2 y el 3 % de elongación. Debido a que las llantas de aleación ligera de la época a menudo se fabricaban con magnesio (a menudo denominado "mags"), estas primeras fallas de las llantas se atribuyeron más tarde a la baja ductilidad del magnesio, cuando en muchos casos estas llantas eran llantas de aleación de aluminio mal fundidas. Una vez que estas mejoras en la fundición de aluminio se adoptaron más ampliamente, la llanta de aluminio reemplazó al magnesio como llanta de bajo costo y alto rendimiento para los deportes de motor .
Las ruedas más ligeras pueden mejorar la maniobrabilidad al reducir la masa no suspendida , lo que permite que la suspensión siga el terreno más de cerca y, por lo tanto, mejore el agarre; sin embargo, no todas las ruedas de aleación son más ligeras 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 del frenado en condiciones de conducción más exigentes y reduce la posibilidad de una disminución del rendimiento del freno o incluso una falla debido al sobrecalentamiento.
Las llantas de aleación también se compran con fines estéticos, aunque las aleaciones más baratas que se utilizan normalmente no son resistentes a la corrosión . Las aleaciones permiten el uso de acabados atractivos de metal desnudo, pero estos deben sellarse con pintura o tapacubos . Incluso si se protegen de esta manera, las llantas en uso eventualmente comenzarán a corroerse después de 3 a 5 años, pero ahora es posible restaurarlas a un costo mayor. Los procesos de fabricación también permiten diseños intrincados y audaces. En contraste, las llantas 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/o ocultarse con tapacubos o tapacubos.
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 se doblan, pero su precio más elevado suele hacer que las reparaciones sean más económicas 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 caro . Sin embargo, las llantas de aleación se han vuelto considerablemente más comunes desde el año 2000 [ cita requerida ] , y ahora se ofrecen en automóviles económicos y subcompactos, en comparación con una década antes, cuando 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 automóviles deportivos o de lujo de mayor precio, y las llantas de aleación de mayor tamaño o "exclusivas" son opciones. El alto costo de las llantas de aleación las hace atractivas para los ladrones; para contrarrestar esto, los fabricantes de automóviles y los concesionarios a menudo usan tuercas o pernos de seguridad que requieren una llave especial para quitar.
La mayoría de las llantas de aleación se fabrican mediante fundición , pero algunas son forjadas . Las llantas forjadas suelen ser más ligeras y resistentes, pero mucho más caras que las llantas de fundición. Hay dos tipos de llantas forjadas: de una pieza y modulares. Las llantas forjadas modulares pueden tener un diseño de dos o tres piezas. Las llantas de varias piezas típicas constan de la base de la llanta interior, el borde de la llanta exterior y la pieza central de la llanta con aberturas para las tuercas de las ruedas. Todas las partes de una llanta modular se sujetan con pernos. BBS RS es una de las llantas forjadas modulares de tres piezas más famosas. [1]
Los propietarios de automóviles que desean llantas más livianas, visualmente más atractivas, más raras y/o más grandes en sus autos tienen a su disposición una amplia selección de llantas de aleación, que van desde llantas estándar de 14 y 15 pulgadas hasta llantas de 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 26, 28 y 30 pulgadas. Con las llantas de aleación más grandes llegaron las ruedas Tru-Spinner y los spinners adicionales para llantas 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 fue el original y líder en la industria. Otra función de los Tru-Spinners era que también podían girar hacia atrás mientras la llanta de aleación rodaba hacia adelante. [2] Aunque reemplazar las combinaciones estándar de llantas y neumáticos de acero con llantas de aleación más livianas y neumáticos de perfil potencialmente más bajo puede resultar en un mayor rendimiento y manejo, esto no necesariamente se mantiene cuando se utilizan llantas cada vez más grandes. Una investigación realizada por Car and Driver con una selección de llantas de aleación de distintos 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 llantas más grandes. [3] También observaron que la comodidad del viaje y el ruido se vieron afectados negativamente por las llantas más grandes.
Las ruedas de aleación de magnesio fueron las primeras ruedas fundidas a presión que se produjeron y, a menudo, se las denominaba simplemente "ruedas de magnesio". Las ruedas de magnesio se utilizaron originalmente para carreras, pero su popularidad durante la década de 1960 condujo al desarrollo de otras ruedas fundidas a presión, en particular de aleaciones de aluminio. El término "ruedas de magnesio" se convirtió en sinónimo de ruedas fundidas a presión hechas de cualquier material, desde las modernas ruedas de aleación de aluminio hasta las ruedas de plástico y compuesto utilizadas en artículos como bicicletas , sillas de ruedas y patinetas . [4] [5]
Sin embargo, las ruedas de magnesio puro ya no se producen, y solo se encuentran en los coches clásicos. El magnesio puro sufre de muchos problemas. Las llantas de magnesio antiguas eran muy susceptibles a picaduras , grietas y corrosión. El magnesio a granel es difícil de encender, pero las ruedas de magnesio puro pueden encenderse con un neumático en llamas o por el raspado prolongado de la rueda en 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 inflamabilidad potencial 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, las más comunes son AZ80, ZK60 (MA14 en Rusia). Las ruedas producidas por 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 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 más liviano.
Existen llantas forjadas de una, dos y tres piezas. Cada pieza es originalmente un tocho de aleación, que luego se transforma en una llanta, en el caso de llantas forjadas de una pieza, o en una parte de llanta, en el caso de llantas de varias piezas.
Este proceso utiliza una matriz colocada en una gran máquina que tiene una gran fuerza de cierre para sujetarla. El magnesio fundido se vierte en un tubo de llenado llamado manguito de inyección. Un pistón empuja el metal hacia la matriz a alta velocidad y presión, el magnesio se solidifica, la matriz se abre y la rueda se libera. Las ruedas producidas mediante 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 alta presión.
Este proceso suele emplear una matriz de acero, que se coloca encima del crisol lleno de magnesio fundido. Lo más común es que el crisol se selle contra la matriz y se utilice una mezcla de aire presurizado y gas de cobertura para forzar el metal fundido a subir por un tubo de relleno con forma de paja hasta la matriz. [10]
Cuando se procesan utilizando los mejores métodos, las ruedas de fundición a presión de baja presión pueden ofrecer mejoras en la ductilidad con respecto a las ruedas de magnesio y cualquier rueda de aluminio fundido; siguen siendo menos dúctiles que las de magnesio forjado.
Las ruedas de magnesio fundidas por gravedad se fabrican desde principios de la década de 1920 y ofrecen una buena ductilidad y propiedades relativamente superiores a las que se pueden lograr con la fundición de aluminio. Los costos de las herramientas para las ruedas fundidas por gravedad están entre los más económicos de cualquier proceso. Esto ha permitido la producción en lotes pequeños, flexibilidad en el diseño y un tiempo de desarrollo corto.
