¿De qué están hechos los tornillos? Descubra los materiales utilizados para fabricar elementos de fijación

Los tornillos son componentes esenciales en innumerables proyectos de construcción y ensamblaje, como los tornillos para madera y los tornillos para maquinaria; sirven como medio sencillo pero sofisticado de mantener unidos firmemente los materiales. Normalmente, los tornillos se fabrican con una variedad de metales, cada uno seleccionado por sus propiedades particulares que se adaptan a diferentes usos y entornos. Los materiales más comunes de los tornillos son el acero -que suele ser acero al carbono para aumentar su resistencia-, el acero inoxidable, el latón, el aluminio y, a veces, aleaciones especiales para aplicaciones específicas.

A la hora de seleccionar el tornillo adecuado para su proyecto, es fundamental tener en cuenta las propiedades del material, ya sea que requiera un determinado nivel de resistencia a la tracción o al cizallamiento, o que tenga que soportar retos ambientales como la humedad, los productos químicos o las fluctuaciones de temperatura.

En este artículo hablaremos del material con el que se fabrican los tornillos.

El tipo de material de los tornillos 

A medida que explore el mundo de los tornillos, descubrirá que están hechos de una variedad de metales y materiales no metálicos, cada uno seleccionado por sus propiedades únicas para adaptarse a diferentes aplicaciones.

Metales comunes para tornillos

• Acero: Los tornillos de acero, un caballo de batalla de la industria, son asequibles y robustos. Suelen fabricarse con acero al carbono, que les proporciona la dureza necesaria.
• Acero inoxidable: Con cromo añadido, los tornillos de acero inoxidable resisten la corrosión y son adecuados para aplicaciones en las que la durabilidad es clave.
• De latón: Sus tornillos de latón ofrecen un atractivo estético con mayor resistencia a la corrosión, y se utilizan habitualmente en aplicaciones decorativas.
• Cobre: Cuando se necesita una mayor resistencia a la corrosión, los tornillos de cobre son fiables, aunque tienen un coste más elevado.
• Aluminio: Los tornillos de aluminio son más ligeros y resistentes a la corrosión; son los preferidos en aplicaciones en las que el peso es un factor importante.
• Titanio: Los tornillos de titanio ofrecen la mejor relación resistencia-peso, aunque son más caros que otros metales.

Materiales no metálicos

Los tornillos no se limitan a los metales; algunos se fabrican con robustas opciones no metálicas:

• De plástico: Ligeros y resistentes a la corrosión, los tornillos de plástico son útiles en aplicaciones eléctricas y donde los tornillos metálicos causarían interferencias.
• Aleación de aluminio: Este material combina el aluminio con otros elementos para mejorar propiedades como la fuerza y la resistencia a la corrosión, ampliando la gama de aplicaciones de los tornillos de aluminio.

Cada material ofrece ventajas distintas, y su elección dependerá en gran medida de los requisitos específicos de su proyecto, como la resistencia necesaria, la exposición a los elementos y si la conductividad es un factor importante.

He aquí una visión rápida de la composición y las ventajas de algunos materiales habituales para tornillos.

Propiedades de los materiales

Al explorar los distintos materiales que componen los tornillos, encontrará una combinación de durabilidad, resistencia a la corrosión y solidez que determinarán su elección.

Atributos del metal

A la hora de seleccionar tornillos, los atributos del metal, como el punto de fusión, la durabilidad y la conductividad, son cruciales. Acero inoxidableespecialmente el grado 316, es conocido por su excelente resistencia a la corrosión y durabilidad, lo que lo hace adecuado para su uso en entornos duros o marinos. Por ejemplo, el acero inoxidable 316 contiene molibdeno, que mejora su resistencia a los cloruros. Por otro lado, un metal como el aluminio es apreciado por su ligereza y sus propiedades anticorrosivas, aunque tiene un punto de fusión y una resistencia inferiores a los del acero.

Grados de material

Los grados de material le dan una idea de las características específicas y el rendimiento que puede esperar de sus tornillos. En grados son identificadores que informan sobre el composición de la aleación, fuerzay resistencia a la corrosión.

• Acero aleado: Conocido por su gran resistencia, a menudo se clasifica con números como 8.8, 10.9 y 12.9.
• Acero inoxidable: Disponible en 304, 316 y 410.
  • 304: Una elección habitual para uso general.
  • 316: Ofrece una mayor resistencia a la corrosión y se utiliza en aplicaciones marinas.
  • 410: Acero inoxidable templado de gran resistencia y resistencia a la corrosión leve.

El acero inoxidable de grado 410 suele utilizarse cuando se necesita una mayor dureza y resistencia al desgaste, mientras que el 316 es su aliado en la lucha contra la corrosión, sobre todo en ambientes salinos. Es la adición de elementos como el carbono, el cromo y el níquel en distintas cantidades lo que crea los diferentes grados y afecta a propiedades como la resistencia y la resistencia a la corrosión. Considere el grado de acero inoxidable junto con factores como el entorno y la tensión que debe soportar el tornillo para asegurarse de elegir el adecuado para sus necesidades.

Calidad del material

A la hora de elegir tornillos para sus proyectos, es importante tener en cuenta las cualidades de sus materiales, que influyen en su comportamiento en distintos entornos. Aquí tienes un desglose que te ayudará a entender con qué estás trabajando.

Fuerza: Las tareas más duras requieren tornillos resistentes, y es entonces cuando el acero o el titanio entran en escena. Están diseñados para soportar la presión, por lo que no tendrás que preocuparte de que cedan cuando sea necesario. Por otro lado, el latón y el aluminio, aunque siguen siendo opciones sólidas, es mejor reservarlos para trabajos más ligeros.

Resistencia a la corrosión: ¿Odia el óxido? El acero inoxidable, el latón y algunos plásticos dicen "¡ni hablar!" a la corrosión y mantienen todo impoluto. El acero inoxidable es un campeón al aire libre, especialmente cerca de la costa. Si el acero es tu única opción, considera un acabado protector para mantener a raya el temido óxido.

Peso: Si las cargas ligeras son imprescindibles, como en el vertiginoso mundo de las carreras o en la ingeniería aeroespacial que desafía a la gravedad, el aluminio y el titanio son los pesos ligeros que necesitas. Aportan resistencia sin abultar, manteniendo todo aerodinámico y eficiente.

Conductividad: Para sus necesidades eléctricas, la conductividad del cobre es inigualable, por lo que se encuentra a menudo en aplicaciones de cableado. Y si lo que quieres es evitar la corriente, los tornillos de plástico son el aislante perfecto para que la electricidad se quede donde debe.

He aquí una tabla de referencia rápida para resumir las cosas:

*Puede mejorarse con revestimientos.

Recuerde que sus proyectos merecen el tipo adecuado de resistencia, protección contra los elementos, un peso manejable y las propiedades conductoras adecuadas. Si adaptas las cualidades del material a tus necesidades, el éxito está asegurado.

Recubrimientos y acabados

Cuando seleccione tornillos para su proyecto, comprender la importancia de los revestimientos y acabados puede influir enormemente en la durabilidad y eficacia del elemento de fijación. Esto es lo que debe saber.

Tratamientos superficiales

Cincado es el tratamiento más frecuente debido a su equilibrio entre buena resistencia a la oxidación y precio asequible. El proceso de galvanización consiste en aplicar un revestimiento de zinc al acero o al hierro para evitar la corrosión. Para un acabado más estético, cromado capas de cromo sobre el cierre, ofreciendo una mayor resistencia a la corrosión y una superficie brillante. Si necesita aún más protección contra el desgaste, tornillos con revestimiento cerámico ofrecen una capa avanzada de defensa, especialmente adecuada en entornos difíciles.

• Recubrimiento de zinc: Común y rentable, proporciona una protección decente contra la corrosión.
• Niquelado: Ofrece un equilibrio entre durabilidad y atractivo decorativo.
• Cromo: Conocido por su dureza y un brillo impresionante.
• Revestimiento cerámico: Las capas cerámicas sirven de barrera contra las altas temperaturas y la exposición química.

Ventajas del revestimiento

La longevidad y el rendimiento de sus tornillos están directamente relacionados con su acabado. Un revestimiento capaz como zinc o cerámica no sólo protege contra la corrosión, sino que también puede lubricar, lo que facilita el proceso de instalación. Además, algunos revestimientos son estéticamente agradables.níquel y cromo ofrecen un elegante acabado plateado que puede complementar el diseño visual de su proyecto.

• Resistencia a la corrosión: Imprescindible para exteriores o entornos propensos a la humedad.
• Atractivo estético: Acabados como el níquel y el cromo son visualmente atractivos y pueden aportar un valor añadido al diseño.
• Facilidad de uso: Algunos revestimientos reducen la fricción, lo que facilita la instalación de los tornillos.

Al elegir el revestimiento o chapado adecuado, se asegura de que sus tornillos rindan al máximo durante el mayor tiempo posible.

Resistencia a los elementos

A la hora de seleccionar tornillos para su proyecto, es fundamental conocer su resistencia a diversos elementos. Esto garantizará la longevidad y durabilidad tanto del tornillo como de la aplicación en la que se utilice.

Resistencia a la corrosión

Tornillos de acero inoxidable son muy resistentes a la corrosión gracias a la adición de cromo a la aleación. Tornillos galvanizadosque son tornillos de acero recubiertos con una capa de zinc, también proporcionan una mayor resistencia a la corrosión. Este recubrimiento de zinc forma una barrera que impide que la humedad y el oxígeno lleguen al acero. Sin embargo, si el revestimiento galvanizado se daña, puede producirse óxido.

Para aplicaciones en entornos marinos, bronce al silicio son excelentes opciones por su gran resistencia a la corrosión del agua salada. El bronce al silicio es una aleación de cobre, silicio y otros metales, que ofrece una longevidad superior en condiciones duras.

Uso en diversos entornos

Para uso general en exteriores, tanto los tornillos de acero inoxidable como los galvanizados son adecuados; el acero inoxidable ofrece un equilibrio entre coste y rendimiento para muchos entornos. Por el contrario, los tornillos de bronce al silicio son la mejor opción para exposiciones severas, especialmente cuando la presencia de sal u otros elementos corrosivos es un problema. Recuerde tener en cuenta las condiciones específicas a las que se enfrentarán sus tornillos para seleccionar el tipo más adecuado a sus necesidades.

Proceso de fabricación de tornillos

Cuando se piensa en tornillos, es posible que se dé por sentada su presencia, pero el proceso de fabricación es intrincado y esencial para producir los elementos de fijación duraderos que se utilizan en las aplicaciones cotidianas.

Procesos de fabricación

El recalcado en frío es un método clave en el que el alambre se corta a una longitud determinada y, a continuación, se forma la cabeza a temperatura ambiente.. Este proceso es eficaz y rentable, ya que garantiza que la cabeza del tornillo tenga la forma perfecta para adaptarse al destornillador. Hilo rodante a continuación, se forman las roscas en el tornillo. Esto se realiza a alta presión entre dos matrices: Troquel alternativodonde un dado se mueve hacia adelante y hacia atrás, y Troquel planetariocon varias matrices que se mueven alrededor del tornillo. Este proceso no solo da forma a las roscas, sino que también las endurece para aumentar su resistencia.

Conformado en frío consisten en alterar la forma y el tamaño de las piezas metálicas sin añadir calor. Los tornillos suelen someterse a este proceso para conseguir las dimensiones precisas y la durabilidad requerida para su uso previsto. Al utilizar la Conformado en frío la estructura del metal se vuelve más densa en las crestas y raíces de la rosca, lo que aumenta la resistencia general del tornillo.

Cabezas y roscas de tornillos

Al explorar el diseño de los tornillos, comprenderá cómo los distintos estilos de cabeza y tipos de rosca se adaptan a diversas aplicaciones. 

Comprender las cabezas de los tornillos

El éxito de su proyecto puede depender de la elección de la cabeza de tornillo adecuada. Estos son algunos de los estilos más comunes:

• Flathead: Esta cabeza de tornillo es cónica, con una cara exterior plana y una cara interior cónica, lo que permite que el tornillo se asiente a ras de la superficie.
• Oval: Estos tornillos tienen una superficie superior ovalada y están diseñados para asentarse a ras en la superficie del material en el que se atornillan. Requieren un agujero avellanado y ofrecen un aspecto discreto gracias a su bajo perfil.
• Cegador: Estos tornillos, también conocidos como tornillos de cabeza vinculante, tienen una cabeza abovedada con los lados en ángulo para proporcionar un acabado liso. La parte inferior en ángulo de la cabeza fija el tornillo firmemente a la superficie en la que se atornilla.
• Pan: Los tornillos de cabeza plana tienen una superficie superior plana con lados inclinados. No requieren un agujero avellanado como las cabezas ovaladas, y la gran superficie de apoyo bajo la cabeza proporciona una buena fuerza de sujeción sin dañar los materiales blandos. Son muy versátiles, ya que pueden utilizarse con o sin avellanado.

Comprender los tipos de hilo 

La rosca de un tornillo es su característica definitoria, y existen dos tipos dominantes según la norma de roscas métricas:

• Roscas gruesas: Con un espaciado más ancho, están diseñados para una conducción más rápida y un mejor agarre en materiales blandos.
• Hilos finos: Estas roscas están más juntas, lo que proporciona ajustes más finos y sujeciones más fuertes en materiales duros.

He aquí 4 tipos comunes de roscas de tornillo:

• Rosca en V: El perfil de rosca más común, las roscas en V tienen un ángulo de 60 grados adecuado para aplicaciones de fijación generales.
• Hilo cuadrado: Las roscas cuadradas tienen flancos perpendiculares diseñados para reducir la fricción en la transmisión de potencia.
• Rosca Acme: Las roscas Acme son trapezoidales, lo que equilibra la resistencia y reduce la fricción; son adecuadas para tornillos de cabeza y cargas pesadas.
• Hilo de contrafuerte: Las roscas de contrafuerte tienen un flanco vertical y otro acodado para ejercer mucha fuerza en una dirección pero movimiento libre en la otra.

Herramientas y accesorios

Antes de sumergirse en su proyecto, es importante equiparse con las herramientas y accesorios adecuados para manipular los tornillos con eficacia. El equipo adecuado facilitará el trabajo y ayudará a garantizar un ajuste seguro y adecuado.

Herramientas necesarias para el uso de tornillos

Destornilladores: Sin duda, su juego de herramientas debe incluir un buen juego de destornilladores. Dependiendo de la cabeza del tornillo, necesitará el tipo correcto. Aquí tienes los imprescindibles:

• Destornillador plano: Ideal para tornillos con una sola ranura.
• Destornillador Phillips: Tiene una punta en forma de cruz, adecuada para tornillos con ranura en cruz.
• Destornillador hexagonal: Para tornillos con hueco hexagonal.

Ejercicios: Si trabaja con muchos tornillos o materiales más duros, un taladro eléctrico le ahorrará tiempo y esfuerzo.

• Taladro inalámbrico: Para mayor facilidad de uso y maniobrabilidad.
• Brocas: Un juego que se adapta a varios tamaños y formas de cabeza de tornillo.

Acuérdate, elige siempre la talla adecuada de destornillador o broca para el tornillo a fin de evitar que se rompa la cabeza.

Accesorios

Además de sus herramientas principales, tenga en cuenta estos útiles accesorios:

• Portapuntas magnético: Mantiene los tornillos sujetos a la broca, especialmente útil para lugares de difícil acceso.
• Guía de tornillos: Ayuda a clavar tornillos rectos y a la profundidad requerida.
• Ajuste del par: La mayoría de las brocas incorporan esta función para evitar apretar demasiado y dañar el material.

Utilizando estas herramientas y accesorios, abordará sus tareas relacionadas con tornillos con mayor precisión y facilidad.