Diagnóstico de Fallas del Rotor del Freno

Los precios de los rotores parecen estar disminuyendo en los últimos años. Solo basta con llamar a cualquier proveedor de partes y le puede ofrecer una gran diferencia de precios para la misma aplicación. Y cuando usted compara los rotores por todos lados, estos pueden parecer lo mismo, pero la diferencia entre un regreso del vehículo y un cliente satisfecho suele ocurrir a un nivel microscópico.

Regularmente casi cada rotor está hecho de hierro fundido, pero lo que puede hacer o romper un rotor son los ingredientes como el carbón, sílice y el pearlite. Además, cómo se funde y se enfría un rotor puede determinar sus propiedades finales. A esto se le llama la ciencia de la metalurgia.

Para que un fabricante se asegure que un rotor tiene la metalurgia correcta tiene que invertir tiempo y dinero. Las materias primas no necesariamente cuestan más, pero el proceso de fabricación pueden requerir de un equipo más caro. Los costos de energía y de mano de obra también pueden ser más elevados.

Sin embargo, usted podría decir, “hierro es hierro.” Esto no es necesariamente cierto cuando se trata de rotores o discos de frenos. Los fabricantes OEM utilizan diferentes grados de hierro para asegurar que una plataforma de un vehículo tenga las características adecuadas contra el desgaste, rendimiento y amortiguación del ruido. Al igual que las pastillas de freno, los rotores pueden ser específicos para cada vehículo.

Al tomarse el riesgo con algunos rotores “baratos”, “economicos” o “de bajo costo” del mercado de accesorios que no utilizan el grado de hierro o proceso de fabricación correcto podría resultar en un regreso indeseado del vehículo para su taller.

Microestructuras

Hable con cualquier ingeniero metalúrgico o de resistencia de materiales y ellos, sin duda, hablarán de microestructuras. A lo que se refieren es al vínculo o conexión que los átomos y moléculas crean entre sí para formar pequeñas estructuras cohesivas.

Imagine estas microestructuras como una pequeña jaula protectora contra vuelcos de un auto de carreras. Una jaula protectora fuerte se solda al chasis en varios puntos, y las barras se intersectan en muchos puntos. Entre más fuerte sea la jaula protectora más capaz será de resistir cualquier volcadura, ya que tendrá conexiones y enlaces más fuertes; una jaula protectora débil tendrá un menor número de barras y conexiones. Por otro lado una jaula protectora bien diseñada también puede influir en el rendimiento general del vehículo.

Lo mismo puede decirse de la mezcla de hierro fundido que compone un rotor. Según como interactúa el hierro con otros elementos como el grafito (una forma de carbono), sílice y otros materiales también puede afectar la microestructura del hierro e influir en el producto final. Estas microestructuras pueden influir en las propiedades del rotor como el desgaste, coeficiente de fricción y el control del ruido.

Los metalúrgistas pueden afinar la mezcla de hierro y ciertos elementos para dar a un rotor las características adecuadas para un vehículo. Por ejemplo, al agregar más grafito a una mezcla se pueden mejorar las propiedades de amortiguación del ruido del rotor – pero el aumento del contenido de grafito puede disminuir la resistencia del rotor al desgaste y la abrasión. Si las características contra el desgaste debieran ser mejoradas, se podría añadir a la mezcla una sustancia llamada pearlite.
Para lograr el mejor rendimiento de un rotor se requiere de un acto de equilibrio. La adición de demasiada cantidad de un componente puede afectar en última instancia la capacidad del rotor para generar fricción y disipar el calor.

Estrés y Calor

La fundición de los rotores puede estresar al rotor. Pasar de material frío, bruto, a un líquido caliente, después enfriarlo para darle una nueva forma provoca estrés en la fundición.

La microestructura del rotor se contrae a medida que se enfría. Como se puede imaginar, los rotores con grandes áreas o con una gran área de barrido tienen secciones que se enfrían en diferentes tiempos. Si un área del rotor se enfría más rápido que un área contigua, las diferentes tasas de contracción causan estrés entre las dos áreas.

Este estrés puede influir en el rendimiento del rotor bajo el calor y las fuerzas mecánicas – esto incluye la deformación y la falla mecánica del rotor. En otras palabras, este estrés también puede causarle a usted el estrés de un regreso del vehículo en algunos casos.

Para evitar estos problemas para algunas aplicaciones, un fabricante de rotores de renombre llevará a cabo un proceso llamado alivio del estrés. En este proceso, el rotor recién fundido se mantiene a una temperatura constante durante un determinado periodo de tiempo. El proceso de aliviar el estrés regularmente se lleva a cabo en un rango de temperatura entre 500° C y 650° C durante períodos de hasta 24 horas. Esto puede costarle tiempo y dinero al fabricante del rotor.

El alivio del estrés en los rotores de hierro fundido se realiza para minimizar la deformación del rotor o la variación del espesor que puede ocurrir bajo condiciones extremas de servicio. El alivio del estrés no tiene ningún efecto sobre la microestructura. Si bien puede ser no necesario para cada rotor del mercado de accesorios, pero para algunas aplicaciones es muy importante.

Algunos en el mercado de accesorios creen que el alivio de la tensión se puede hacer más rápido mediante el proceso de enfriamiento del rotor con nitrógeno líquido, comúnmente conocido como congelación criogénica. Este proceso es similar al alivio de la tensión, pero en lugar de utilizar alta temperatura, el rotor se enfria a menos 300º C. De acuerdo a compañías que realizan este servicio, este proceso alivia el estrés del rotor y mejora la microestructura.

Este proceso se utilizó anteriormente en los autos exóticos de carreras, pero muchas flotas municipales de ambulancias y los interceptores de policía están utilizando rotores tratados criogénicamente para reducir los costos del reemplazo.

Demasiado Bueno Para Ser Verdad
La venta de un rotor barato conlleva más a una mano de obra barata y a normas ambientales relajadas de un país del tercer mundo. Por ser el rotor más barato, la reducción de los costos se producen a expensas de la metalurgia.

No todos los rotores del extranjero tienen la metalurgia incorrecta. De hecho, algunos de las mejores fundiciones provienen del extranjero, pero depende de usted el investigar las marcas y la reputación del rotor.