Albero a camme automobilistico: confronto sui materiali e sulle prestazioni

L'albero a camme è un componente critico in un motore a combustione interna, responsabile del controllo dell'apertura e della chiusura delle valvole. Le sue prestazioni influiscono direttamente sull'efficienza del motore, la produzione di alimentazione e la durata. Tra i vari materiali utilizzati per la produzione dell'albero a camme, la ghisa refrigerata e la ghisa nodulare ci sono due dei più comuni.

Albero a camme in ghisa fredda

La ghisa fredda è una forma specializzata di ghisa in cui la superficie viene rapidamente raffreddata (fredda) per creare uno strato duro e resistente all'usura mantenendo un nucleo relativamente più morbido per la tenacità.

Caratteristiche chiave:
Durezza superficiale: 45–55 HRC (Scala Rockwell C)
Durezza principale: 20–30 HRC
Resistenza all'usura: eccellente a causa dello strato superficiale indurito
Machinabilità: moderato, richiede la macinazione per la finitura finale
Costoo: generalmente inferiore alla ghisa nodulare

Vantaggi:
Alta resistenza all'usura nei lobi a camme
Economico per la produzione di massa
Adatto per applicazioni ad alto stress

Svantaggi:
Fragile rispetto alla ghisa nodulare
Duttilità limitata, rendendola inclini a cracking sotto carichi estremi

Albero a camme in ghisa nodulare (albero a camme di ferro duttile)

La ghisa nodulare, nota anche come ferro duttile, contiene grafite in forma sferica, fornendo una migliore resistenza e duttilità rispetto alla ghisa tradizionale.

Caratteristiche chiave:
Durezza: 25–35 HRC (può essere trattato con una maggiore durezza)
Resistenza alla trazione: 450–600 MPa
Allungamento: 10–18% (più alto della ghisa fredda)
Machinabilità: buono, più facile da macchina rispetto alla ghisa fredda

Vantaggi:
Migliore resistenza all'impatto e resistenza alla fatica
Più resistente in condizioni di stress ad alto stress
Può essere trattato termicamente per una maggiore durezza

Svantaggi:
Leggermente più costoso della ghisa fredda
Bassa durezza superficiale a meno che non vengano applicati ulteriori trattamenti

Confronto delle prestazioni: ghisa fredda vs. ghisa nodulare