Tipos de acero para piezas mecanizadas: cuál pedir y por qué

Cuando se cotiza una pieza, la primera pregunta después de las medidas es el material. Esta guía explica, sin fórmulas, en qué se diferencian los aceros que más se usan en un taller de tornería y mecanizado, cuándo conviene bronce o un plástico técnico, y qué decir al cotizar si no tiene plano.

Le responde Marcelo Muñoz Carvajal, gerente general.

Tochos de acero oxidados agrupados sobre una mesa y una pieza igual ya torneada
El material en bruto y, al lado, la misma pieza ya torneada

El material lo define el trabajo de la pieza, no el catálogo

Antes de elegir un acero conviene responder cuatro cosas: cuánta carga soporta la pieza, contra qué roza, en qué ambiente trabaja (seco, húmedo, con químicos, con agua de mar) y si después se va a soldar o a templar. Con esas cuatro respuestas el material sale casi solo.

Si la pieza viene con plano, el material está escrito ahí y se respeta. Si no hay plano, se decide a partir del uso y de la pieza original. Cambiar de material sin conversarlo no es una buena idea: una pieza más dura de lo necesario puede desgastar la contraparte, y una más blanda dura menos.

SAE 1020: acero de bajo carbono para piezas sin gran exigencia

Es un acero blando, fácil de mecanizar y de soldar. Se usa en bases, soportes, separadores, placas, pasadores de bajo esfuerzo y en general en piezas que después se sueldan a una estructura. No se templa en profundidad; cuando se necesita una superficie dura sobre un núcleo blando se cementa.

Conviene cuando la pieza no trabaja a carga ni a roce alto y sí se va a soldar. Es también el material habitual de las planchas y perfiles estructurales.

SAE 1045: el acero de máquina habitual para ejes y pasadores

Acero al carbono medio. Tiene mejor resistencia y mejor comportamiento al desgaste que el 1020, se mecaniza bien y admite temple. Por eso es el material que más se pide para ejes, pasadores, pernos especiales, tapas, bujes de acero y piezas de máquina de exigencia media.

Se puede soldar, pero con precaución: al tener más carbono tiende a fragilizarse en la zona soldada si no se hace con el procedimiento adecuado. Cuando una pieza de 1045 va a llevar mucha soldadura, conviene revisar si no basta con 1020.

SAE 4140: acero aleado para piezas muy cargadas

Es un acero al cromo-molibdeno que suele venir bonificado, es decir, templado y revenido de fábrica. Ofrece más resistencia y más tenacidad que el 1045 y se usa en ejes de gran esfuerzo, pernos de alta resistencia y piezas de maquinaria pesada y minera.

Cuesta más que el 1045 y se mecaniza con más cuidado, así que conviene pedirlo cuando el 1045 se queda corto o cuando la pieza original era de acero aleado. Si el plano lo indica, no se reemplaza por un acero al carbono.

Acero inoxidable 304 y 316: se piden por corrosión, no por resistencia

El 304 es el inoxidable de uso general: alimentos, bebidas, ambientes húmedos, piezas que se lavan seguido. El 316 agrega molibdeno y resiste mejor los cloruros, el agua de mar y varios químicos, por eso aparece en la industria pesquera y en plantas de proceso.

Ninguno de los dos se endurece por temple y los dos endurecen mientras se mecanizan, lo que hace el trabajo más lento que en un acero al carbono. Se eligen cuando el problema es la corrosión; para carga pura un 1045 o un 4140 rinden más por menos.

Bronce: cuando la pieza roza contra un eje de acero

Los bujes, casquillos, tuercas de husillo y anillos de desgaste se hacen en bronce porque roza bien contra el acero, no se agarrota y se sacrifica antes que el eje, que es la pieza cara. El SAE 660 es el bronce de bujes más común; el SAE 64, fosforado, se pide para cargas y velocidades mayores.

Para bujes de diámetro grande la barra perforada de bronce ahorra material y tiempo de máquina frente a la barra maciza. Si tiene el buje gastado, mande también el eje donde monta: la medida buena se saca de ahí.

Hierro fundido y piezas que vienen de fundición

La fundición gris amortigua vibraciones y se mecaniza bien, por eso se usa en carcasas, bancadas, poleas y tapas. En estos casos la pieza llega fundida desde la fundición del cliente y en el taller se mecanizan los asientos, los agujeros y las caras de apoyo que exige el plano.

Lo que hay que tener claro es que una pieza de fundición no se suelda como el acero ni se repara igual: cuando se rompe, en general se repone.

Plásticos técnicos: nylon, polietileno UHMW y teflón

Sirven cuando la pieza debe ser liviana, trabajar sin lubricación o no marcar la contraparte. El nylon se usa en bujes, rodillos y guías de carga baja; absorbe algo de humedad, así que sus medidas se mueven más que las del metal. El polietileno UHMW rinde en guías y placas de desgaste con roce bajo, incluida la industria de alimentos. El teflón (PTFE) se pide por químicos y temperatura, pero es blando y no soporta carga.

Un plástico técnico no reemplaza al bronce en un buje con carga alta o temperatura: ahí dura poco. Sí lo reemplaza en aplicaciones livianas y en las que la lubricación es un problema.

Dureza y tratamiento térmico: qué significa cuando aparece en el plano

La dureza se expresa en Rockwell C (HRC) o en Brinell (HB). Un acero al carbono sin tratar anda en una dureza baja; bonificado o templado sube bastante. Cementado significa superficie dura y núcleo tenaz, que es lo que quiere un pasador o un eje que roza y a la vez recibe golpes.

Si la pieza necesita templarse o cementarse, indíquelo al cotizar: el tratamiento cambia el material que conviene y el orden de fabricación, porque hay medidas que se dan antes del temple y otras después.

Qué decir al cotizar si no tiene plano

Con esta información el material se define sin adivinar. En Integra Metal trabajamos acero, hierro, bronce y plásticos técnicos; el tipo exacto se acuerda en la cotización a partir de lo que haga la pieza.

  • Qué hace la pieza y en qué máquina va montada.
  • Contra qué trabaja: si gira dentro de un buje, si recibe golpes, si carga peso.
  • El ambiente: seco, húmedo, con químicos, con agua de mar, con temperatura.
  • Si después se suelda, se templa o se pinta.
  • Cuántas unidades y si el pedido se repite.
  • La pieza original, aunque esté gastada, o una foto con las medidas principales.

Preguntas frecuentes

¿Qué acero pido para un eje si no tengo plano?

Para un eje de exigencia media, SAE 1045 es el punto de partida habitual. Si la carga es alta o la pieza original era de acero aleado, SAE 4140. Si el problema es la corrosión, inoxidable 304 o 316 según el ambiente.

¿Se puede saber de qué acero era la pieza original mirándola?

A simple vista no. Se deduce por el plano o el catálogo del equipo y, si no existen, por el trabajo que hace la pieza. Con esa información se elige un material equivalente o mejor.

¿Bronce o nylon para un buje?

Bronce cuando hay carga, velocidad o temperatura. Nylon cuando la pieza es liviana, trabaja con poca carga, sin lubricación o no debe marcar el eje.

¿El acero 1045 se puede soldar?

Sí, con el procedimiento adecuado. Si la pieza lleva mucha soldadura y poca carga, conviene revisar si no basta con SAE 1020, que suelda sin problema.

¿Tiene una pieza que cotizar? Cuéntenos qué hace y definimos el material

Envíe el plano, una muestra o una foto con medidas. Le responde Marcelo Muñoz, gerente general.