La fabricación actual de sujetadores abarca seis procesos principales, cada uno de los cuales está diseñado teniendo en cuenta materiales, requisitos de rendimiento y consideraciones de costos específicos:
Proceso de partida en frío
El estampado en frío es el método de conformado más frecuente en la producción de sujetadores. Implica el uso de troqueles de alta-presión para extruir alambre metálico (como acero al carbono, acero inoxidable o aleación de aluminio) a temperatura ambiente en formas básicas como pernos y tuercas. Las principales ventajas de este proceso son la alta eficiencia y la utilización superior del material; una sola operación de conformado puede reducir la necesidad de mecanizado (corte) posterior entre un 30% y un 50%, al mismo tiempo que se logra una precisión dimensional de ±0,05 mm. Las aplicaciones típicas incluyen pernos de motores de automóviles y componentes de -tuercas de construcción de alta resistencia- que exigen resistencia y consistencia excepcionales. Los aspectos técnicos clave incluyen:
- Diseño de troqueles: optimización de los ángulos de la cavidad del troquel en función de la ductilidad del material para evitar grietas;
- Lubricación: utilizar lubricantes a base de grafito o{0}}agua para reducir el coeficiente de fricción y prolongar la vida útil del troquel;
- Recocido: Realizar un recocido esferoidal después del tratamiento en frío para aliviar la tensión interna y mejorar la trabajabilidad para el procesamiento posterior.
Proceso de forjado en caliente
Para sujetadores de gran-escala o de alta-resistencia (como pernos de torres de turbinas eólicas y conectores de puentes), el proceso de forjado en caliente implica calentar el metal por encima de su temperatura de recristalización (normalmente entre 800 y 1200 grados) y aplicar presión mediante una prensa de forjado para inducir la deformación plástica. Las ventajas clave incluyen la capacidad de producir formas de sección transversal-complejas y lograr una alta densidad del material, lo que da como resultado una resistencia a la tracción entre un 15 % y un 20 % mayor que la de las piezas con cabeza fría-. Los puntos de control críticos incluyen:
- Control de temperatura: Se requiere un control estricto de la temperatura de calentamiento y el tiempo de mantenimiento para evitar la formación excesiva de incrustaciones de óxido o el engrosamiento del grano;
- Relación de forjado: normalmente se requiere una relación de deformación total mayor o igual a 3 para garantizar un flujo continuo de grano de metal;
- Post-procesamiento: el ajuste de la dureza mediante normalización o enfriamiento y revenido es necesario para cumplir con el rango estándar HRC 28–38.
Proceso de torneado
Aunque es menos eficiente que el cabezal en frío, el proceso de torneado sigue siendo indispensable para producir sujetadores con formas especiales (como pernos y pasadores perforados no-estándar). El proceso implica rotar la pieza de trabajo en un torno CNC y utilizar una herramienta de corte para eliminar el exceso de material. Las características técnicas clave incluyen:
- Alta precisión: alcanza grados de tolerancia IT5–IT7, lo que lo hace adecuado para conectores de instrumentos de precisión;
- Amplia adaptabilidad del material: capaz de procesar materiales que son difíciles de formar mediante estampación en frío, como aleaciones de cobre y titanio;
Proceso de estampado
Este proceso, que se utiliza principalmente para fabricar sujetadores planos como arandelas y arandelas de resorte, emplea una prensa mecánica para accionar un troquel que realiza operaciones como cortar y doblar láminas de metal. Sus ventajas clave son la producción de alta-velocidad (capaz de producir cientos de piezas por minuto) y el bajo costo; sin embargo, los siguientes factores requieren atención:
- Desgaste de matrices: los punzones y matrices deben reemplazarse periódicamente para evitar rebabas excesivas;
- Selección de materiales: se prefieren láminas de acero con bajo-carbono y buena ductilidad, como Q235 o SPCC;
- Tratamiento de superficie:-tratamientos posteriores al estampado-como galvanoplastia o ennegrecimiento-son necesarios para prevenir la oxidación y la corrosión.
Proceso de enrollado de hilo
Utilizado para roscar pernos y tornillos, el proceso de laminación de roscas forma roscas en la superficie de la pieza de trabajo mediante la compresión rotacional de dos o tres matrices de laminación. En comparación con el corte de hilo, sus ventajas incluyen:
- Mayor resistencia: el endurecimiento por trabajo en frío aumenta la resistencia al corte de las roscas entre un 20% y un 30%;
- Calidad de la superficie: la rugosidad de la superficie de la rosca puede alcanzar Ra 0,8 μm, lo que reduce la pérdida por fricción;
- Ahorro de material: No se producen virutas, lo que da como resultado una utilización del material cercana al 100%.
Procesos de tratamiento de superficies
La resistencia a la corrosión y la calidad estética de los sujetadores dependen del tratamiento de la superficie; Los procesos comunes incluyen:
- Electro-galvanizado: Bajo costo, adecuado para ambientes interiores, con un espesor típico de 5 a 12 μm;
- Dacromet: No hay riesgo de fragilización por hidrógeno, resiste entre 500 y 1000 horas de pruebas de niebla salina y se usa comúnmente para componentes de chasis de automóviles;
- Recubrimiento de difusión de zinc: forma una capa de aleación de zinc-hierro sobre la superficie del acero mediante difusión, lo que ofrece entre 3 y 5 veces la resistencia a la corrosión del electro-galvanizado;
- Pulverización: como el recubrimiento en polvo de poliéster, que se utiliza para tornillos decorativos arquitectónicos para proporcionar una amplia gama de opciones de color.