Todos los materiales utilizados para el escape de motocicletas se consideran los mejores en función de sus características naturales y su idoneidad científica. El titanio, el acero inoxidable y el Inconel son materiales de alta especificación con características únicas, adecuados para su uso según la estabilidad química, la dureza, el peso y la resistencia al calor.
Aquí, explicaremos estos diferentes materiales por sus características principales, usos y modo de producción para hacer evidentes las diferencias entre el acero inoxidable, el titanio y el Inconel.
Titanio
Este elemento metálico, conocido por su excelente relación resistencia-peso, es muy funcional para aplicaciones de bajo peso, como las bicicletas de carreras. El peso del titanio es la mitad que el del acero, pero están a la par en cuanto a resistencia. El titanio es más caro que el acero y el aluminio, pero menos costoso que el Inconel.
A temperatura ambiente, no se produce reacción entre el titanio, la humedad y el oxígeno. Tanto el titanio como el Inconel son similares en cuanto a la protección del material, ya que desarrollan una capa superficial pasiva protectora contra la oxidación sobre el material. De ahí la potente propiedad anticorrosiva del titanio. ¡Incluso frente al ácido clorhídrico y sulfúrico, el titanio es resistente!
Además, el titanio se enfría rápidamente, por lo que cuando se utiliza para componentes de motocicletas, como el escape, no se deforma con tanto calor.
En el mercado se encuentran titanio comercial puro y aleaciones de titanio. La aleación de titanio más estándar fabricada con vanadio y aluminio es la Ti 6AI-4V. Esta constituye la mitad del titanio utilizado en aplicaciones en todo el mundo. En comparación con el titanio puro, estas versiones tienen más resistencia, más tenacidad y se pueden mecanizar fácilmente. Si bien es muy resistente a la corrosión, el titanio comercial puro es más flexible y plástico que sus contrapartes de aleación.
Mecanizado de titanio
El titanio también sufre un endurecimiento complejo, lo que dificulta su mecanizado. El titanio comercial puro es gomoso y, al cortarlo, genera virutas largas que pueden romper las herramientas de corte. Por eso, también se producen caídas durante el mecanizado del titanio. Pero con refrigerante a alta presión, las virutas se pueden eliminar durante el corte y los dispositivos se pueden mover con mayor facilidad, lo que reduce la dificultad.
Se deben evitar los cortes cortos e intermitentes al mecanizar titanio; la herramienta de corte debe seguir trabajando cuando entra en contacto con la materia prima. Es posible que se produzcan rozamientos si la herramienta entra en contacto con demasiada fuerza, lo que genera demasiado calor que provoca el endurecimiento por deformación. Una velocidad menor y un estilo de mecanizado con una velocidad de avance alta reducirán la formación de calor.
Para mecanizar materias primas de titanio se necesita una configuración de máquina rígida y un agarre seguro. ¿Por qué? El titanio y las aleaciones de titanio son muy dúctiles, lo que genera vibraciones y rebotes durante el corte y puede dar lugar a un acabado superficial menos impresionante.
Soldadura de titanio
Es fácil soldar titanio y aleaciones de titanio. La misma técnica de soldadura que se utiliza con el acero inoxidable se aplica al titanio.
Pero en este caso, la limpieza y la protección contra gases inertes son fundamentales. La contaminación del aire puede hacer que la soldadura de titanio salga mal.
Usos del titanio
La industria aeroespacial y automotriz utiliza titanio por su impresionante relación resistencia-peso. El 50 % de las aleaciones que se utilizan en la ingeniería aeroespacial son Ti 6AI-4V. Las motocicletas utilizan titanio para los escapes por su peso ligero, su capacidad de gestión del calor y su disponibilidad en hermosos colores.
El titanio funciona para:
- Buques de guerra
- Equipamiento deportivo
- Industria médica
- Trenes de aterrizaje
- Misiles, etc.
Inconel
Las aleaciones de níquel-cromo de calidad superior tienen el nombre comercial Inconel. Este material también puede soportar altas temperaturas (hasta 2000 °F) según el tipo de aleación sin pérdida de resistencia. Incluso a bajas temperaturas, este material es muy adecuado.
Las características mecánicas del Inconel a temperatura ambiente son excelentes. Como ya sabrás, el grado Inconel 725 tiene una resistencia a la tracción de aproximadamente 180 ksi; esto es el doble de la resistencia del acero estructural. Otras aleaciones como el Inconel 718 están endurecidas para soportar la precipitación, lo que las hace más fuertes. La corrosión y sus secuelas: corrosión por corrosión por corrosión, oxidación, agrietamiento por corrosión y corrosión por grietas no afectan al Inconel.
Las aplicaciones más exigentes se satisfacen con las excelentes propiedades del Inconel. Sin embargo, un material como el Inconel es más caro que el titanio, el acero inoxidable y el aluminio.
Mecanizado de Inconel
Debido a su alta resistencia, el mecanizado es un desafío. El inconel es tan duro que las herramientas de corte se dañan durante el mecanizado y el material puede torcerse y doblarse.
La inmersión del Inconel en una solución puede reducir la dureza del material y evitar el desgaste de las herramientas de corte. Para mecanizar el Inconel, se recomiendan herramientas de cerámica, ya que ofrece un corte rápido y continuo, lo que hace que el proceso de trabajo sea más manejable. Se debe evitar el picado, ya que dificulta el trabajo.
Soldadura de Inconel
Debido a que se agrieta, el Inconel no es fácil de soldar. Sin embargo, las aleaciones de Inconel se pueden soldar como el Inconel 625, un relleno que se suelda rápidamente y que normalmente se suelda con gas de tungsteno inerte (TIG). Esta técnica de soldadura normalmente no necesita relleno, pero funciona muy bien para unir Inconel. Por eso se recomienda.
Usos del Inconel
Cuando las temperaturas extremas y la corrosión son un problema, Inconel es un material ideal, particularmente cuando otros metales no resisten la oxidación y la deformación causadas por la temperatura intensa.
Inconel tiene una excelente resistencia química y a la temperatura y es útil para motocicletas de carreras, turbinas, sistemas de escape de motores a reacción y en los sectores de petróleo y gas, aeroespacial y marino, donde hay demanda de componentes de maquinaria pesada.
Acero inoxidable
El acero inoxidable es resistente, no magnético y estable en términos termoquímicos. Es un material que se destaca por su facilidad de fabricación y asequibilidad. El acero inoxidable de grado 304 es el estándar de la industria para la fabricación de escapes. El grado 304 se destaca en su aplicación para escapes de motocicletas asequibles que tienen un alto rendimiento y duran mucho tiempo.
A diferencia del titanio, cuyo elevado coste no permite la producción en masa de sistemas de escape de motocicletas, el acero es relativamente más barato y de uso cotidiano. El acero es más asequible que el Inconel, pero es más pesado que el titanio y tiene una baja resistencia a la tracción, a diferencia del Inconel, cuya resistencia es muy alta. Por eso su uso es limitado para la fabricación de piezas de escape funcionales. Y en cuanto al sonido, las paredes gruesas del acero producen un sonido de escape bastante apagado en comparación con el titanio. ¡Eso suena metálico!
Además, el acero es anticorrosivo y muy resistente. La mayoría de las veces, los tubos de escape de las motos de cross están hechos de acero inoxidable.
Mecanizado de acero inoxidable
Algunos grados de acero inoxidable son más fáciles de mecanizar que otros, dependiendo del contenido mineral aceptable. En general, el acero inoxidable austenítico se considera difícil de mecanizar. Es más fácil mecanizar el acero de la serie 400 que el de la serie 300, incluidos los grados 304 y 316. El grado 303 es el acero inoxidable más mecanizable. El acero de grado 316 es un desafío y requiere herramientas de corte especiales.
La adición de selenio y azufre facilita el mecanizado del acero inoxidable, pero expone la materia prima a la corrosión y altera la soldadura.
Soldadura de acero inoxidable
Cuanto menor sea el contenido de carbono del acero, más fácil será su soldabilidad. El contenido máximo de carbono permitido para el acero inoxidable de grado 304 es de 0,08 %, mientras que el de grado 304L contiene hasta 0,03 % de carbono.
Usos del acero inoxidable
La alta resistencia, anticorrosión, eficiencia mecánica y asequibilidad del acero inoxidable lo hacen adecuado para la producción en masa de escapes de motocicletas y en la industria alimentaria, de la construcción, médica y marina.