Materiales compuestos de matriz aleación de aluminio-silicio como alternativa en la fabricación de motores de combustión interna para la reducción de combustible

Abstract

El presente artículo tiene por objetivo realizar un análisis entre los materiales de aleación aluminio-silicio, utilizados en la fabricación de blocks de motores de combustión interna, con los materiales compuestos de matriz metálica (MCMM); dando a conocer los problemas y beneficios que poseen las aleaciones de aluminio-silicio, al estar expuestos los cilindros del block a elevadas solicitaciones mecánicas con temperaturas que superan los 700 °C; así como las características y beneficios que presentarían los MCMM, si se los utilizaría en la manufactura de esta parte del motor. Además, se presenta, que los materiales compuestos de matriz aleación aluminio-silicio reforzada con materiales cerámicos, podrían ser una estrategia en el empleo de fabricación de blocks de motores, dando como resultado que la combinación razonada de la aleación aluminio-silicio con partículas cerámicas de carburo de silicio (SiC), para obtener el material compuesto (MC o composite), conjuga entre si propiedades de bajo peso, excelente transferencia de calor, alta resistencia a la tracción, gran tenacidad, resistente a procesos de desgaste y corrosión, lo que genera un alto rendimiento con un menor consumo de combustible. Un análisis entre las aleaciones de aluminio con los MCMM Al-Si reforzada con partículas cerámicas, muestran que los MC podrían ser una alternativa de material para la manufactura de blocks de automóviles, camiones y buses, ya que la característica del cerámico otorga estabilidad térmica al interior del cilindro, específicamente en la cámara de combustión (material no sufre de reblandecimiento), a elevadas temperaturas. La resistencia última y la dureza de un MCMM ANSI AA A359/SiC/20p-T6, con proceso de fabricación stir casting y colado por gravedad en molde de arena, es de 242 MPa y 120 HB; que respecto a una aleación de aluminio ANSI AA A356.0-T1, con proceso de fabricación en molde permanente, con valores de 207 MPa y 90 HB; muestra que el composite tiene mejores propiedades de resistencia y dureza, lo cual podría tener potenciales aplicaciones para la manufactura de todo tipo de blocks de motores de combustión interna, lo cual, si estos materiales pudieran ser utilizados, la reducción de combustible como objetivo, sería beneficioso para el impacto ambiental.