Materiales para cilindros hidráulicos: tubos de camisa y vástagos de pistón

La camisa: tubo bruñido

Las camisas de los cilindros hidráulicos suelen ser tubos sin soldadura o estirados en acero de clase E355 (St52), suministrados bruñidos o escariados y bruñidos por rodillos hasta un acabado interno fino; el tubo DOM en SAE 1020/1045 cubre el mismo terreno en la práctica en pulgadas. Puntos clave:

• La tolerancia interna es habitualmente de alrededor de H8–H9, con una rugosidad superficial lo suficientemente baja (típicamente Ra ≈ 0.2–0.4 µm tras el bruñido por rodillos) para que las juntas se deslicen sobre una película de aceite en lugar de sobre las marcas de mecanizado.
• La soldabilidad importa — los puertos, las bridas y las tapas de fondo van soldados —, lo que es una de las razones por las que los aceros al carbono medio de clase E355 superan aquí a opciones de mayor aleación.
• El espesor de pared sigue las reglas de presión y pandeo de los códigos de diseño de cilindros, no solo el grado del material.

El vástago: barra cromada

Los vástagos de pistón son con mayor frecuencia de CK45 / SAE 1045, con cromado duro:

• El núcleo de acero soporta la carga de tracción y de pandeo; estado de temple y revenido o normalizado según el servicio.
• El cromo duro (típicamente del orden de 20–30 µm) proporciona protección contra la corrosión y una superficie de rodadura dura y de baja fricción, acabada a aproximadamente Ra 0.1–0.3 µm.
• Donde el impacto o el daño por piedras amenaza al vástago, el CK45 templado por inducción bajo el cromo resiste las abolladuras que, de otro modo, cortarían las juntas.
• Los vástagos de servicio más pesado o muy cargados pasan a 42CrMo4 (4140) templado y revenido, cromado de la misma manera.

El acabado es una especificación funcional

La vida de las juntas depende menos del acero que de las superficies: una superficie demasiado rugosa abrasa las juntas, una demasiado lisa puede privarlas de lubricación, y los defectos del cromo (picaduras, grietas, bordes finos en los cuellos) se convierten en vías de fuga y óxido. Las clasificaciones de niebla salina y el espesor de cromo deben figurar en la especificación de un vástago junto al grado de acero; en los tubos, el acabado de bruñido/bruñido por rodillos y la tolerancia del diámetro interior son las especificaciones de compra. Ninguna de las dos piezas es exótica — los cilindros tienen éxito con materiales ordinarios y consistentes ejecutados con acabados consistentes.

Variantes de acero para vástagos que conviene conocer

Junto al CK45, los aceros microaleados tipo 20MnV6 se utilizan ampliamente para vástagos: ofrecen un límite elástico mayor y más consistente que el 1045 en estado laminado, con buena soldabilidad para la unión del extremo del vástago — relevante porque el ojo o la brida del vástago se suelda antes del cromado. Para entornos corrosivos (marino, alimentario, offshore), los vástagos pasan a acero inoxidable con cromado duro o, cada vez más, a recubrimientos alternativos (capas proyectadas térmicamente o recargadas por láser) donde los procesos con cromo hexavalente están restringidos; la lógica del acero base — resistencia, soldabilidad, resistencia a las abolladuras — permanece igual bajo el sistema superficial.

Lo que realmente se especifica

Una designación completa del material de un cilindro hidráulico normalmente nombra, para la camisa: norma y grado del tubo, estado de suministro (con alivio de tensiones para tubo bruñido), tolerancia del diámetro interior y rugosidad, y requisito de ensayo de presión; para el vástago: grado de acero y estado, espesor y dureza del cromo, rugosidad, y duración del ensayo de corrosión. Omitir los elementos de acabado y recubrimiento especificando el acero en detalle es la debilidad más común en las especificaciones de compra reales.