Si fabrica miles de tornillos, racores o conexiones hidráulicas, el comportamiento del material al mecanizarlo se convierte en una de las partidas más importantes del coste por pieza. Los aceros de fácil mecanizado se desarrollaron precisamente para eso: aceros que se mecanizan en tornos automáticos a alta velocidad, con larga vida de herramienta y buen acabado superficial.
¿Para qué sirven el azufre y el plomo?
En los aceros de fácil mecanizado el contenido de azufre se mantiene alto a propósito (aprox. 0,15–0,40 %). El azufre se combina con el manganeso y forma inclusiones de sulfuro de manganeso (MnS) en el acero. Estas inclusiones hacen que la viruta se rompa en trozos cortos en lugar de formar largas espirales, con lo que se reducen los enredos de viruta y las paradas de máquina.
A algunas calidades se les añade además un 0,15–0,35 % aproximado de plomo. Durante el corte, el plomo actúa como lubricante entre la herramienta y la viruta; reduce las fuerzas de corte y el desgaste de la herramienta y permite velocidades de corte más altas.
¿Cómo se leen los nombres?
- 11SMnPb30 — aproximadamente 0,11 % de carbono, con azufre (S) y manganeso (Mn), con plomo (Pb); el 30 indica en torno a un 0,30 % de azufre. Antigua designación DIN 9SMnPb28, equivalente SAE 12L13.
- 11SMn37 — la versión sin plomo, con aproximadamente 0,37 % de azufre; antiguo 9SMn36, equivalente SAE 1215.
- SAE 12L14 — en el sistema estadounidense, la letra “L” indica la adición de plomo.
¿Dónde se usan?
Los aceros de fácil mecanizado se usan en piezas pequeñas y medianas en las que importan más la precisión dimensional y la eficiencia de producción que la resistencia:
- Tornillos, tuercas, pasadores y elementos de unión especiales
- Racores, niples y conexiones hidráulicas y neumáticas
- Casquillos, extremos de eje y piezas de torneado de precisión
Estos aceros suelen emplearse en forma de barra calibrada (estirada en frío), hexagonal y rollo, listos para entrar directamente en el torno automático. Algunos aceros de fácil mecanizado de bajo carbono admiten cementación (p. ej. 10S20) y los de más carbono, bonificado (p. ej. 35S20).
Limitaciones
- Soldabilidad deficiente: El azufre elevado aumenta el riesgo de fisuración en caliente al soldar.
- Tenacidad dependiente de la dirección: Las inclusiones de MnS alargadas en la dirección de laminación reducen la tenacidad y la resistencia a la fatiga, sobre todo en sentido transversal. No son adecuados para piezas de seguridad con altas cargas dinámicas e impactos.
- Restricciones sobre el plomo: En algunos sectores y mercados el contenido de plomo está regulado. Compruebe la especificación del cliente antes de elegir una calidad con plomo y, si es necesario, elija una sin plomo.
Composición química (DIN 1651)
Rangos de composición de los aceros de fácil mecanizado más habituales, en porcentaje en masa:
| N.º material | DIN | C | Mn | S | Pb |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.0711 | 9 S 20 | 0.13 | 0.60-1.20 | 0.180-0.250 | - |
| 1.0715 | 9 SMn 28 | 0.14 | 0.90-1.30 | 0.240-0.320 | - |
| 1.0718 | 9 SMnPb 28 | 0.14 | 0.90-1.30 | 0.240-0.320 | 0.15-0.30 |
| 1.0736 | 9 SMN 36 | 0.15 | 1.00-1.50 | 0.320-0.400 | – |
| 1.0737 | 9 SMnPb 36 | 0.15 | 1.00-1.50 | 0.320-0.400 | 0.15-0.30 |
| 1.0721 | 10 S 20 | 0.07-0.13 | 0.50-0.90 | 0.150-0.250 | - |
| 1.0722 | 10SPb20 | 0.07-0.13 | 0.50-0.90 | 0.150-0.250 | 0.15-0.30 |
| 1.0726 | 35 S 20 | 0.32-0.39 | 0.50-0.90 | 0.150-0.250 | - |
| 1.0727 | 40 S 20 | 0.42-0.50 | 0.50-0.90 | 0.150-0.250 | - |