Pernos: El arroz de la industria

Los pernos, a menudo denominados 'el arroz de la industria', son indispensables en la vida diaria y en la producción industrial. Sus aplicaciones abarcan una amplia gama de campos, incluidos la electrónica, la maquinaria, los productos digitales, los equipos eléctricos, los dispositivos electromecánicos, así como en barcos, vehículos, ingeniería hidráulica e incluso experimentos químicos. Mientras exista actividad industrial en la Tierra, los pernos seguirán siendo críticos. Este artículo proporciona una introducción concisa a las técnicas de producción y procesamiento de pernos y ofrece información útil.

1. Materiales comunes para el procesamiento de pernos

Los materiales utilizados para los pernos dependen de su grado de resistencia. Los tres materiales principales disponibles en el mercado son el acero al carbono, el acero inoxidable y el cobre.

Acero carbono

Acero con poco carbono:

Contiene ≤0,25% de carbono, comúnmente conocido como acero A3 en el país y como 1008, 1015, 1018 o 1022 en el extranjero. Este material se utiliza principalmente para pernos de grado 4.8, tuercas de grado 4 y tornillos pequeños sin requisitos de dureza específicos (por ejemplo, tornillos autorroscantes).

Acero al carbono medio:

Contiene entre 0,25% y 0,45% de carbono. En China, se le conoce como acero 35# o 45#, mientras que en el extranjero se le conoce como 1035, CH38F, 1039 o 40ACR. Este material se utiliza para tuercas de grado 8, pernos de grado 8.8 y pernos con casquillo hexagonal de grado 8.8.

Acero con alto contenido de carbono:

Contiene >0,45% de carbono, aunque rara vez se utiliza en el mercado.

Acero aleado:

Agrega elementos de aleación al acero al carbono estándar para mejorar propiedades específicas, como plasticidad, resistencia, dureza y resistencia a la corrosión. Los ejemplos comunes incluyen 35CrMo, 40CrMo, SCM435 y 10B38.

Acero inoxidable

Categorizado por niveles de desempeño:

Austenítico (p. ej., 18 % Cr, 8 % Ni): excelente resistencia al calor y a la corrosión, buena soldabilidad.

Martensítico (p. ej., 13% Cr): alta resistencia, resistencia al desgaste, pero menor resistencia a la corrosión.

Ferrítico (p. ej., 18 % Cr): mejor resistencia a la corrosión que el acero martensítico y buena ductilidad.

Los materiales de acero inoxidable importados, como SUS302, SUS304 y SUS316, dominan el mercado de alta gama.

Cobre

Los grados más utilizados incluyen latón H62, H65 y H68. Las aleaciones de zinc y cobre también se utilizan frecuentemente para piezas estándar.

2. Recocido esferoidal (ablandamiento)

Objetivo:

En el caso de los tornillos avellanados y los pernos con casquillo hexagonal producidos mediante forjado en frío, la estructura de acero original afecta significativamente la formabilidad.

Requisitos:

La deformación plástica localizada durante el forjado en frío puede alcanzar entre el 60% y el 80%, lo que requiere acero con excelente plasticidad. La perlita fina esferoidizada es preferible para mejorar la deformación plástica, ya que la perlita laminar gruesa la dificulta.

Solicitud:

El acero con contenido medio de carbono y el acero de aleación con contenido medio de carbono utilizados para sujetadores de alta resistencia se someten a un recocido esferoidal antes de la forja para lograr estructuras de perlita finas y uniformes, optimizando las necesidades de producción.

Detalles del proceso:

Para acero de medio carbono, la temperatura de recocido se controla cuidadosamente cerca del punto crítico. El calentamiento excesivo puede provocar la precipitación de carburo en el límite del grano, provocando grietas en el forjado en frío.

El acero de aleación con contenido medio de carbono se somete a un recocido esferoidal isotérmico, con un enfriamiento gradual en el horno de ~700 °C a ~500 °C para refinar la estructura de acero y minimizar los riesgos de agrietamiento.

3. Procesamiento de hilos

Procesamiento en frío:

Las roscas de los pernos generalmente se forman mediante procesamiento en frío, donde los espacios en blanco de las roscas se moldean laminando o presionando entre matrices, lo que garantiza un flujo plástico continuo, mayor resistencia, alta precisión y calidad uniforme.

Diámetro en blanco del hilo:

Determinado por la precisión del hilo y si el material tiene recubrimientos.

Proceso de laminación:

La formación de roscas implica comprimir una pieza en bruto cilíndrica entre matrices con paso y forma de rosca coincidentes. A medida que la pieza en bruto gira, el troquel transfiere su patrón, formando la rosca.

Factores de eficiencia:

Las rotaciones excesivas de laminación reducen la eficiencia y pueden causar defectos en la rosca, como separación o desalineación.

Las rotaciones insuficientes pueden provocar un diámetro de rosca desigual o un aumento de presión sobre la matriz, acortando su vida útil.

Defectos comunes:

Grietas o rayones en la superficie.

Hilos desalineados.

Hilos deformados.

Un control de calidad eficaz durante la producción puede minimizar estos problemas.

Al comprender estos materiales y técnicas de procesamiento, los fabricantes pueden producir pernos de alta calidad que satisfagan las demandas industriales de manera eficiente y confiable.