Tipos de llantas

Para hablar acerca de los diferentes tipos de materiales de aleación para la fabricación de llantas, conviene destacar que no es lo mismo fabricar una llanta para un utilitario, un todoterreno, un deportivo, un camión o un automóvil de competición. Cada uso exige una resistencia y características que hacen recomendable la utilización de un material y un proceso de fabricación específico. Así pues, básicamente se puede hablar de materiales de aleación para la fabricación de llantas basados en aleación de acero, en aluminio y en magnesio, siendo el más común el aluminio.

Las llantas de aleación de acero son las comúnmente conocidas como “llantas de chapa”, ampliamente utilizadas en vehículos de gama baja y gama media. Este tipo de llanta posee como ventajas sus buenas cualidades mecánicas y un bajo coste. Por el contrario, tiene como principal inconveniente un elevado peso debido a que deben ser muy macizas, ya que la resistencia del material no permite un diseño con radios; esto a su vez permite una peor evacuación del calor disipado en el sistema de frenos.

Por otra parte, las llantas de aluminio cada vez son más frecuentes en los vehículos, sobre todo en vehículos de características deportivas. Son elaboradas a partir de lingotes de aluminio de primera fusión con un contenido de hierro que debe mantenerse por debajo del 0,18%, por ser una impureza perjudicial para las propiedades requeridas por la llanta. Generalmente, para su elaboración se emplean aleaciones Al – Si (Siluminios), añadiendo Magnesio en cantidades comprendidas entre el 0,3 y el 0,7% para mejorar sus propiedades mecánicas de resistencia y límite elástico, entre otros aspectos.

Un aspecto a remarcar en las llantas de aluminio es que las características mecánicas del material de la zona exterior de la llanta son sensiblemente mayores que las de la zona del cubo en cuanto a valores de resistencia mecánica y deformación a rotura. En algunos ensayos de tracción a baja velocidad de deformación, se ha llegado a producir un incremento de hasta un 23% en el límite elástico al pasar de las zonas internas de la llanta al exterior. Los aumentos de rotura aún son mayores y pueden llegar al 43%. En el caso de la deformación de rotura, el aumento puede alcanzar el 20%. En ensayos a elevadas velocidades de deformación también se produce un aumento del límite elástico, variando entre un 2% y un 9% dependiendo de las zonas. Se sigue obteniendo el aumento del límite elástico a medida que se mueve hacia las zonas del exterior de la llanta. Otro detalle que conviene destacar, es que el proceso de fractura en este tipo de llantas está acompañado de una importante absorción de energía.

Este tipo de llanta posee la ventaja de las buenas propiedades específicas del aluminio. Además, permite diseños muy variados debido a la mayor resistencia del material y su peso más ligero, logrando también una mejor evacuación del calor disipado en los frenos. Por el contrario, tiene como inconveniente un precio más elevado que una llanta de aleación de acero.

Las llantas de magnesio son utilizadas básicamente en campos de altos requerimientos, principalmente en el aeronáutico, en la aviación militar y en la alta competición.

Como características principales en este tipo de llanta, el magnesio es el material ideal para aplicaciones donde la ligereza del componente sea prioritaria, ya que tiene la densidad más baja de todos los metales estructurales. La estructura del magnesio es HCP (estructura hexagonal compacta). Como es casi tan ligero como el plástico, el magnesio ofrece la ventaja de una mayor resistencia y rigidez, junto con una durabilidad, disipación de calor y plena capacidad de reciclaje inherentes.

Hay que tomar precauciones especiales al realizar el mecanizado debido a las limitaciones de fluencia de las aleaciones de magnesio, ya que con el transcurso del tiempo y/o a temperaturas elevadas se produce un cambio en la estructura metalúrgica de la aleación que afecta a sus propiedades mecánicas. Por otra parte, estas aleaciones presentan una excelente capacidad de amortiguación y atenuación de vibraciones en comparación con las aleaciones de aluminio para piezas fundidas a presión.

Virutas de magnesio

Así pues, como ventajas de las aleaciones de magnesio, pueden definirse las siguientes:

• El magnesio es el más ligero de los metales estructurales (1,5 veces más ligero que el aluminio y 4,3 veces que el acero).
• Buena rigidez y relación resistencia-peso.
• Alta conductividad eléctrica y térmica, y buena resistencia a altas temperaturas de trabajo.
• Fácil de mecanizar.
• Ventajas económicas en comparación con los plásticos y el aluminio. Actualmente puede competir con el aluminio a nivel unitario específico.
• Alta precisión dimensional y estabilidad.
• Buena resistencia a la corrosión y a la fatiga.
• Buenas características de acabado, presentando también poca deformación residual.
• Plena capacidad de reciclaje.

Por el contrario, el inconveniente principal de las aleaciones de magnesio es su costoso y exigente proceso de fabricación del producto final como llanta, convirtiendo a dichas llantas en un capricho al alcance de los bolsillos más desahogados.