Brocas de acero rápido / Brocas cobalto / Brocas Carburadas

Es bien sabido que hoy en día podemos encontrar mechas o brocas en una gran variedad de formas y tamaños, por lo que dar con el modelo correcto para el trabajo adecuado puede parecer desalentador.

Sin embargo, en FERRINDUSTRIAL SAC ya hemos presentado diversos tipos de brocas diseñadas para madera, metal o mampostería, de manera que ya contamos con una primera clasificación que nos permite familiarizarnos con diferentes tipos de brocas antes de adquirirlas en el comercio.

También nos ayuda el hecho de que las brocas diseñadas para metal se pueden usar normalmente en materiales más blandos como madera o plástico. No obstante, lo contrario no es cierto, ya que si usamos una broca destinada a un material blando sobre un material duro, como metal o mampostería, podríamos terminar con una broca dañada o inservible.

Además de conocer la respuesta a la pregunta básica que nos formularía cualquier vendedor (“¿cuál es el material a perforar?) también debemos saber que las brocas contienen una amplia gama de revestimientos y pueden fabricarse con diferentes materiales. Por lo tanto, debemos elegir la broca con la dureza adecuada y las características de durabilidad necesarias.

Teniendo en cuenta las múltiples variables que caracterizan la elección de una mecha, en este enfoque vamos a considerar las tres más importantes:

• Material a perforar
• Composición de la broca
• Forma de la broca

Sin embargo, primero es esencial conocer los componentes fundamentales de una broca para después poder encontrar las características de estos que deseamos. Por lo tanto, comencemos, como es habitual en toda enseñanza, por el principio.

Componentes de una broca

La figura debajo muestra las partes más representativas de una broca, donde el diagrama “A” presenta los componentes principales, el diagrama “B” es una vista frontal de la punta, y el diagrama “C” detalla los ángulos más comunes de una broca.

Describamos brevemente cada componente.

Vástago (también conocido como mango o cola): es la parte externa de la broca que se sujeta en un portabrocas o mandril. Como ampliaremos más adelante, puede tener diversos diseños: liso, ranurado, hexagonal o cónico, donde cada uno cumple una finalidad diferente.

Canales (o flautas): son ranuras que comienzan desde el filo o labio de corte y se extienden formando una hélice o espiral a lo largo del cuerpo de la broca, definido entre la punta y el vástago. Las funciones y ventajas de los canales son varias:

• Dan un ángulo de inclinación correcto a los filos.
• Hacen que las virutas formadas se plieguen firmemente a su alrededor para ocupar la mínima cantidad de espacio.
• Forman conductos a través de los cuales las virutas pueden salir del agujero perforado, facilitando así su remoción durante la operación de taladrado.
• Si se usa lubricante durante el taladrado, permite que este fluya fácilmente hacia el corte.

Plano: es el área entre los canales en espiral y se desgasta gradualmente debido a la abrasión y otras condiciones severas.

Núcleo (o alma): es la columna metálica que separa los canales.

Margen (o faja guía): es una porción estrecha del plano, la cual no tiene filo y se extiende a lo largo de toda la longitud de los canales. Es parte de un cilindro interrumpido por los canales, por lo que se conoce como espacio libre del cuerpo. El margen también guía la broca en el orificio y mantiene su diámetro.

Destalonado: el talón de una broca es la parte posterior de la punta de los filos, por lo que el destalonado es el ángulo que se forma entre el talón y la superficie de la pieza de trabajo. Se trata de un rebaje que se realiza sobre la punta de la mecha desde su filo principal hasta el talón, para permitir que los filos penetren libremente en el material. El destalonado promedio que se da a las brocas helicoidales forman un ángulo entre 12º y 15º, pero varía de acuerdo con el grado de dureza del material a taladrar.

Ángulo de la hélice (o espiral): es el ángulo formado por el borde de una hélice y el eje de la broca.

Eje: es la línea central de la broca, se extiende a través del núcleo y es perpendicular al diámetro.

Cincel (o centro muerto): es el borde afilado en el extremo de la punta de la broca. Está formado por la intersección de las superficies cónicas de la punta, es decir que conecta los filos, y debe estar siempre en el centro exacto del eje de la mecha.

Punta: es toda la superficie cónica en el extremo de corte y no debe confundirse con el cincel o centro muerto. Está formada por los labios de corte o filos y, en el caso de brocas para madera, de un espolón o pinche ubicado en el centro de la punta (ver video más abajo) y que ayuda a colocar el taladro en posición para comenzar la perforación.

En este artículo podemos encontrar más detalles sobre algunos de estos componentes, que incluyen las magnitudes de los ángulos mencionados.

Medidas de las brocas

Como suele ser costumbre en muchos otros accesorios imprescindibles para la construcción (por ejemplo, las roscas) las medidas del diámetro de las brocas responden a cuatro sistemas diferentes. Es así como dependiendo de la ubicación geográfica y/o del fabricante, podemos encontrar en el comercio brocas clasificadas por:

1) Sistema imperial: las medidas vienen dadas en fracciones de pulgada, de 1/64″ a 3″ en diámetros que van aumentando de 1/64″ (0,396 mm) por vez. Los tamaños fraccionarios y sus equivalentes en fracciones decimales de pulgada.

2) Números: las medidas van del número 1, que mide 0,228 pulgadas o 5,79 mm, al número 80, que mide 0,0135 pulgadas o 34 mm.

3) Letras: las medidas están expresadas en letras de la A a la Z. La broca “A” es la más delgada (0.234 pulgadas o 5,94 mm) y la “Z” es la más gruesa (0.413 pulgadas o 10,49 mm).

4) Sistema métrico: las medidas vienen dadas en milímetros, y van de 0,35 mm a 50 mm, los cuales aumentan en fracciones diversas, por ejemplo, si se trata de un juego de varias brocas, como vemos en las figuras de abajo, entre 0,5 mm y 0,025 mm por vez.

Tipos de brocas según el material a perforar

Como expresamos más arriba, una primera y primordial clasificación para las brocas es según el material que vamos a perforar con ellas.

A tal fin podemos agruparlas en tres grandes grupos de materiales, dejando el cuarto grupo para todo material que no quede comprendido en alguno de los tres primeros. Es muy importante que sepamos entonces, cuáles son estos tres materiales básicos para los que sirven la gran mayoría de las brocas que encontraremos en el comercio:

• Metal
• Mampostería
• Madera
• Otros materiales (vidrio, plástico, cerámica, etc.)

Aprender a identificar cada tipo de mecha según estos tres materiales es muy útil para los principiantes y aficionados al bricolaje.

Ahora que sabemos cómo diferenciar las brocas para los principales materiales a trabajar, vamos a entrar un poco más en detalles. En realidad, esta primera clasificación de las brocas no obedece estrictamente al tipo de material a perforar, sino más bien a la dureza de dicho material. No es lo mismo hacer orificios en madera (material blando) que en acero (material más duro) o en hormigón (material extremadamente duro). Estos diferentes grados de dureza determinan la resistencia que debe tener la broca para no romperse durante la perforación.

Por lo tanto, es obvio que el material que compone la broca juega un papel fundamental y posibilita una segunda clasificación, que nuevamente abre un amplio abanico de posibilidades, con sus diversas prestaciones y precios.

Tipos de brocas según su propia composición

En un principio, todas las brocas se fabricaban de acero al carbono, ya sea con porcentaje bajo o alto de carbono. El acero al carbono es económico, pero las mechas de este material están diseñadas para funcionar a bajas velocidades de taladrado en materiales dúctiles como madera, plástico y metales blandos. Si se emplean mayores velocidades, el filo se sobrecalienta y pierde su temple o dureza, de manera que después de un ciclo limitado de uso y reafilado, la broca finalmente queda inutilizada.

Para resolver estos inconvenientes, aparecieron las brocas de acero de alta velocidad o acero rápido (llamadas “brocas HSS“). Son duras y mucho más resistentes al calor que las de acero al carbono, por lo que pueden usarse para metal, madera dura y la mayoría de los demás materiales a velocidades mayores que las de las brocas de acero al carbono.

Hoy por hoy, las brocas de acero rápido son el estándar de la industria. Sin embargo, la innovación no quedó allí, ya que también se comercializan brocas HSS con diversas aleaciones y/o recubrimientos (cobalto, titanio, tungsteno, carburo, etc.), así como brocas diamantadas, especiales para vidrio y cerámica.

La siguiente tabla muestra los tipos principales de materiales de brocas y sus aplicaciones. Nos puede ayudar a identificar a priori la broca que mejor se adaptaría a nuestro trabajo.

Las brocas para hormigón/albañilería y las brocas para metal son helicoidales, mientras que las brocas para madera, además de ser helicoidales, también pueden ser planas (tipo pala).

De hecho, existen muchas otras formas de brocas, como las Forstner, las ajustables, las escalonadas y las cónicas, pero son casos particulares que revisaremos en otra oportunidad.

Por lo tanto, con los conocimientos que hemos adquirido hasta ahora, vamos a profundizar caso por caso y veremos cómo proceder para elegir el tipo y forma de broca para cada uno de los tres grupos principales de materiales. Para ello, comencemos por el caso más simple.

¿Cómo elegir brocas para madera?

La gran mayoría de las mechas para madera están fabricadas en acero endurecido y su elección es simple, pues se basa en optar entre una broca plana tipo pala y una helicoidal. Para resolver esto rápidamente, tengamos en cuenta que:

Las brocas planas se usan cuando el diámetro de perforación es ancho, generalmente desde los 13 mm en adelante, aunque hay brocas planas de 6 mm. Debemos recordar que una broca pala se usa para profundidades pequeñas de taladrado.

Las brocas helicoidales están disponibles principalmente hasta 17 mm de diámetro, aunque puede haber de más de 20 mm. Se usan para grandes profundidades de taladrado en material sólido, por ejemplo, de 20 cm; por eso el vástago de las brocas helicoidales es largo, hasta 45 cm.

Hay dos tipos diferentes de brocas helicoidales para madera:

• Brocas en espiral: especialmente diseñadas para la evacuación de virutas al taladrar agujeros de gran diámetro o en tareas de armado de estructuras de construcción en seco.
• Brocas con tres puntas: las más comunes y precisas, como las que se usan en carpintería en todos los agujeros de pequeño diámetro. Están fabricadas de acero al cromo-vanadio y pueden tener diferentes filos, aunque el rendimiento es casi el mismo. Se distinguen por poseer tres puntas en la cabeza: la central sirve para fijar la broca y las de los costados que marcan el círculo antes de taladrar. Se pueden usar en todo tipo de maderas, por ejemplo, duras, blandas y contrachapados.

Cómo elegir brocas para hormigón/mampostería

La elección de brocas para mampostería es sencilla en la medida en que se determinan los materiales blandos y duros, y porque el material preferido para las brocas para mampostería es el carburo de tungsteno.

Las brocas de carburo de tungsteno son eficaces en hormigón, granito, ladrillo silicocalcáreo y piedras naturales. La diferencia de calidad entre dos brocas para mampostería depende de la calidad de la punta de la mecha y del número de filos de corte: dos, tres o cuatro. Para una mayor eficiencia en los materiales más resistentes y en hormigón armado, se requiere una cabeza de cuatro puntas y carburo sólido usada con taladros percutores o rotomartillos. Otras brocas de varias composiciones, como una broca diamantada, son útiles para taladrar vidrio, azulejos, baldosas, cerámica, azulejos, etc.

En cuanto al diseño del vástago de las brocas para mampostería, debemos distinguir tres clases:

• Liso: presente en brocas usadas con taladros en modo percusión provistos de portabrocas o mandril de sujeción automática.
• SDS: el vástago SDS es acanalado (ver figura de abajo) para encajar con un clic en el portabrocas. Este encastre se encuentra en todos los taladros percutores y rotomartillos, y puede ser de dos tipos:
  • SDS Plus (+): usado en rotomartillos que pesan generalmente entre 2 y 4 kg y tienen una potencia ≤ 1200 watts. Es el más común del surtido general de brocas para mampostería, al punto que es habitual que se comercialicen en juegos de varias piezas de distinto tamaño.
  • SDS Max: es para trabajos más pesados e intensivos, usado en rotomartillos de más de 4 kg de peso con una potencia típicamente ≥ 1200 watts.
• Hexagonal: usado para montar en atornilladores/destornilladores eléctricos, generalmente equipados con el modo percusión.

Cómo elegir brocas para metal

A diferencia de los casos anteriores, este ya no es tan sencillo dado los diversos grados de dureza de los metales y por ende, la gran variedad de brocas disponibles.

Evidentemente, las grandes protagonistas de la perforación de metales son las brocas de acero rápido (HSS) que mencionamos más arriba, así como sus múltiples variedades que componen las aleaciones de acero con otros metales para lograr numerosas propiedades ventajosas.

En función de la amplitud del tema, en un próximo artículo brindaremos detalles acerca de la elección de brocas para metales y nos enfocaremos en las brocas HSS.