Cómo elegir mechas o brocas de acuerdo al trabajo a realizar – Parte 2: brocas para metales

En otro artículo presentamos un informe detallado sobre las clases de brocas para usar en herramientas eléctricas de perforación tales como taladros, taladros percutores, atornilladores/destornilladores o rotomartillos.

También conocimos lo que debemos tener en cuenta para elegir brocas a la hora de perforar madera y otros materiales blandos, como así también hormigón y mampostería.

Sin embargo, cuando se trata de efectuar orificios en metal, la complejidad que rodea la elección de la broca correcta aumenta debido a una amplia serie de factores que no sólo atañen a la composición el metal de interés, sino además a la composición de la propia broca.

Mechas de acero rápido

Por lo tanto, en esta ocasión vamos a detenernos en los parámetros principales que debemos considerar antes de decidirnos por una broca en particular para metales. Lo esencial es formularnos una serie de preguntas clave.

¿Qué tipo de metal vamos a taladrar?

Los metales tienen densidades diferentes, lo cual se traduce en dureza y resistencia a la perforación. No es lo mismo perforar plomo que aluminio, por ejemplo. Esta característica de los metales condiciona el diseño y la composición de las brocas, las cuales deben ser siempre más duras que el metal a perforar, y a tal efecto podemos distinguir dos grandes grupos de materiales usados en brocas para metales:

Acero de alta velocidad o acero rápido (HSS): es una aleación de acero que consiste en un elemento metálico combinado con un elemento químico que le otorga al acero, conocido como acero de aleación, una cierta característica. El HSS es el más común de todos los aceros de aleación en el diseño de brocas para metal, dando lugar a mechas de gran solidez y buena resistencia, que pueden afilarse varias veces. Además del elemento químico que forma parte de la aleación, las brocas de acero rápido pueden presentar recubrimientos con diversos metales que les otorgan propiedades adicionales.

Broca HSS

Metal duro o carburo: es un compuesto sinterizado, carburo de tungsteno (es decir, carbono y tungsteno) y metales aglutinantes que suelen ser titanio o cobalto, que proporciona a la broca una mayor resistencia y durabilidad. Estas brocas pueden estar compuestas íntegramente de carburo de tungsteno o simplemente tener las puntas de carburo de tungsteno y son las preferidas en las industrias de la construcción, minería, agricultura, automotriz y talleres mecánicos debido a su larga vida útil.

Para el aficionado y el profesional contratista, sin embargo, no hay duda de que las brocas de acero rápido o HSS son la elección obligada para cualquier trabajo de perforación en metal, y por esa razón de ahora en más nos centraremos en este tipo particular de brocas.

Brocas de Cobalto -Titanio

¿Qué elementos químicos componen la aleación de una broca HSS?

La tecnología siempre ha avanzado en la búsqueda de los componentes químicos que presentaran la mejor combinación de propiedades exigidas en una broca para metal, por ejemplo:

• Elevada dureza
• Alto temple
• Buena resistencia al desgaste
• Buena tenacidad
• Resistencia a la fatiga
• Buen comportamiento frente al mecanizado a altas velocidades y temperaturas

Broca HSS

Es por ello que los primeros elementos que formaron la aleación del acero fueron el carbono, el cromo y el volframio en diversos porcentajes. No obstante, con el tiempo estos materiales y/o sus proporciones fueron modificados, permitiendo la introducción de vanadio, cobalto y molibdeno. Todos estos aditivos, sumados al rol fundamental que cumple el contenido de carbono, son los que dictan las propiedades finales del acero rápido de la broca.

Mechas de acero rápido

En esta tabla presentamos los componentes principales actuales que forman parte de la aleación HSS y las propiedades que cada uno aporta al producto final, es decir, a la broca.

¿Cuáles son los recubrimientos de las brocas HSS?

El uso de una broca para metal se realiza siempre con aceite de corte, a una velocidad reducida y una presión constante. Sin embargo, muchas veces se buscan propiedades adicionales que la aleación sola no es capaz de brindar, particularmente en el caso del mecanizado de alta productividad que involucra perforaciones a altas velocidades, en seco, o en materiales difíciles de mecanizar.

Por ello, el comercio también ofrece una gama de brocas de acero rápido que, además de presentar alguno de los componentes de aleación detallados en la tabla anterior, también presentan recubrimientos con otros metales que les confieren características adicionales, algunas de las cuales son las siguientes:

• Incremento de la dureza en la superficie, para una mayor resistencia al desgaste (desgaste abrasivo y pegajoso, desgaste de flancos)
• Reducción de los coeficientes de fricción para:
  • una mejor evacuación de viruta
  • reducir las fuerzas de corte
  • prevenir filos recrecidos
  • reducir la generación de calor, etc.
• Reducción del calentamiento de la herramienta
• Resistencia a la corrosión y oxidación gracias a la barrera química
• Resistencia a la formación de cráteres
• Mejora de la calidad superficial de las piezas acabadas

La siguiente tabla resume algunos de esos recubrimientos y sus ventajas.

¿Cuántos tipos de brocas HSS hay?

Como hemos visto, las brocas HSS para metal tienen forma helicoidal y están compuestas de diversos materiales que les confieren diferentes grados de dureza y durabilidad en función de sus propiedades intrínsecas.

No obstante, la hélice y/o la punta también pueden ser diferentes y algunos fabricantes ofrecen dos tipos distinguibles de brocas HSS según su tipo de mecanizado (rectificado o laminado) como muestra la figura siguiente.

¿Qué consejos seguir para elegir una broca para metales?

La elección de la broca que mejor se adapta a nuestro trabajo de perforación en metal está sujeta a una serie de factores. Los siguientes consejos pueden ayudarnos a resolver varias cuestiones al respecto.

• El ángulo de la punta varía según la broca, entre 90°, 120°, 135°, 140° o 145° y debe adaptarse al metal que vamos a perforar. Si el metal es duro, el ángulo de la punta debe ser grande.
• Las brocas HSS-R o laminadas constituyen la adquisición básica. Es muy conveniente equiparnos con un mínimo de brocas HSS-G o rectificadas para el uso regular y/o para una gama más amplia de materiales.
• Las brocas HSS aleado con 5% de cobalto ofrecen una buena relación calidad-precio y, si se usan con aceite de corte y a baja velocidad, permiten muchas operaciones de perforación en metal.
• Las brocas compuestas íntegramente de metal duro o carburo son de gama alta y perforan profundamente en metal.
• La mayoría de los metales se pueden perforar con cualquier broca de calidad media usando aceite de corte y una velocidad de rotación adecuada.

Mechas de acero rápido

Para mayor claridad, la tabla siguiente presenta un resumen orientativo que también será útil a la hora de decidirnos por una broca adecuada para metales, tomando como base la perforación de un orificio de 10 mm de diámetro.