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L'arbre à cames est un composant critique d'un moteur à combustion interne, responsable du contrôle de l'ouverture et de la fermeture des vannes. Ses performances affectent directement l'efficacité du moteur, la puissance de sortie et la durabilité. Parmi les différents matériaux utilisés pour la fabrication d'arbre à cames, la fonte réfrigérée et la fonte nodulaire sont deux des plus courantes.
La fonte réfrigérée est une forme spécialisée de fonte où la surface est rapidement refroidie (réfrigérée) pour créer une couche dure et résistante à l'usure tout en maintenant un noyau relativement plus doux pour la ténacité.
Caractéristiques clés:
Dureté de surface: 45–55 HRC (échelle Rockwell C)
Dureté centrale: 20-30 HRC
Résistance à l'usure: excellent en raison de la couche de surface durcie
Machinabilité: modérée, nécessite du broyage pour la finition finale
Coût: généralement inférieur à la fonte nodulaire
Avantages:
Résistance à l'usure élevée aux lobes de la came
Coût-efficace pour la production de masse
Convient aux applications à stress élevé
Inconvénients:
Cassant par rapport à la fonte nodulaire
Ductilité limitée, ce qui le rend sujette à la fissuration sous des charges extrêmes
La fonte nodulaire, également connue sous le nom de fer ductile, contient du graphite sous une forme sphérique, offrant une résistance et une ductilité améliorées par rapport à la fonte traditionnelle.
Caractéristiques clés:
DURYAGE: 25–35 HRC (peut être traité à la chaleur pour une dureté plus élevée)
Force de traction: 450–600 MPa
Allongement: 10 à 18% (plus élevé que la fonte réfrigérée)
Machinabilité: bon, plus facile à machine que la fonte réfrigérée
Avantages:
Meilleure résistance à l'impact et résistance à la fatigue
Plus durable dans des conditions de stress élevé
Peut être traité à la chaleur pour une dureté améliorée
Inconvénients:
Un peu plus cher que la fonte réfrigérée
Dureté de surface inférieure à moins que des traitements supplémentaires ne soient appliqués
| Propriété | Fonte réfrigérée | Fonte nodulaire |
|---|---|---|
| Dureté de surface (HRC) | 45–55 | 25–35 (jusqu'à 50 avec traitement) |
| Dureté centrale (HRC) | 20–30 | 25–35 |
| Résistance à la traction (MPA) | 200–350 | 450–600 |
| Allongement (%) | <1% | 10–18% |
| Se résistance à l'usure | Excellent | Bon (avec traitement) |
| Résistance à l'impact | Faible | Haut |
| Cost | Inférieur | $ Supérieur |
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