Diferencias entre las brocas de titanio y las de cobalto

«¿Qué brocas son mejores para taladrar metal, las de titanio o las de cobalto?» Esta es una duda muy frecuente que le surge a muchas personas a la hora de comprar brocas de buena calidad para perforar metales.

Antes de discutir cuál de las dos brocas es mejor para taladrar metales duros, es vital aclarar dos cosas:

  1. Las brocas de titanio no son de titanio
  2. Las brocas de cobalto no son de cobalto

En el primer caso, al hablar de titanio, nos estamos refiriendo a brocas recubiertas con titanio, o mejor dicho, con nitruro de titanio (TiN). En el segundo caso, al hablar de broca de cobalto, en realidad, nos estamos refieriendo a una broca de acero rápido aleado con cobalto (Co).

Es decir, las llamadas brocas de titanio solo están recubiertas con dicho metal y las brocas de cobalto, contienen cobalto, pero no toda la broca está hecha con dicho metal, ni mucho menos (por lo general contienen un 5 % de cobalto).

¿De qué están hechas las brocas HSS con titanio y cobalto?

Las brocas para taladrar metales están fabricadas con acero rápido. Si algo es rápido, eso quiere decir 'que tarda poco tiempo en hacer una cosa' pero ¿qué cosa? El corte en el metal, evidentemente. Ahora bien, ¿qué es realmente el acero rápido?

El acero rápido es una aleación (mezcla de metales) que fue descubierta en 1898 por Frederick Winslow Taylor. Este americano es más conocido por la especialización del trabajo en el proceso industrial con el objetivo de aumentar la productividad, pero esto es tema aparte.

La aleación que Taylor descubrió permitía aumentar la velocidad de la broca sin quemarla, por eso se llama a este material acero rápido. Las brocas fabricadas con acero rápido también se las conoce como brocas HSS. HSS son las siglas en inglés de High Speed Steel, 'acero de alta velocidad', otro nombre por el que es conocido el acero rápido.

Recapitulemos. Aunque tienen una pequeña parte, ni las brocas de titanio, ni las de cobalto están hechas con estos metales, sino con acero rápido.

El acero rápido es una mezcla de hierro y carbono y otros materiales como el vanadio, cromo, molibdeno o wolframio. Estos materiales se añaden para mejorar la resistencia al desgaste y a la temperatura del material, que es, precisamente, lo que permite aumentar la velocidad de corte de la broca.

Llegados a este punto, te estarás preguntando qué pinta el titanio o el cobalto en todo esto y qué tienen que ver estos elementos con el acero rápido. Empecemos primero con el cobalto.

Acero rápido aleado con cobalto

Hemos dicho que el acero rápido es una aleación, es decir, una mezcla de metales. Sin embargo, en función de los tipos de metales que se mezclen y de qué proporciones se usen, encontramos diferentes tipos de acero rápido.

Entre las muchas variedades de acero rápido, encontramos el HSS-Co, es decir, el acero rápido aleado con cobalto. Añadir cobalto al acero rápido mejora su resistencia al destemplado, es decir, hace más difícil que este pierda el temple.

¿Qué son los aceros templados?

El templado es un tratamiento térmico que sirve para aumentar la dureza de algunos metales, en concreto, aleaciones de acero o vidrio. Para templar un acero, se calienta a una gran temperatura y después se enfría bruscamente la superficie.

El templado de un acero hace que la superficie del metal sea más dura. En el caso de una broca o un cuchillo de acero templado, el resultado es que estos permanecen afilados por más tiempo.

La fricción de una broca contra la pieza de trabajo produce calor y, en consecuencia, la broca se calienta. Si la broca supera la temperatura de templado, ese aumento de dureza que se había conseguido con dicho proceso térmico se pierde. Cuando esto ocurre, decimos que la broca se ha destemplado.

La ventaja de las brocas de acero rápido al cobalto

Pues bien, añadir cobalto al acero rápido mejora la resistencia al destemplado. Lo que ocurre, es que un acero aleado al cobalto eleva la temperatura de templado del material. El resultado es que la broca se puede calentar ahora a una mayor temperatura sin perder el temple.

Broca de acero al cobalto con vástago triangular

Broca de cobalto

Cuanto mayor sea el porcentaje de cobalto, mejor será la broca. Las hay de varios tipos:

  • Brocas de acero rápido HSSE: este acero también es conocido como acero M35 o HSS-Co5 (5 % de cobalto). Esta broca es muy buena para taladrar acero inoxidable y otros metales duros.
  • Brocas de acero rápido M42: estas brocas contienen molibdeno y un 8 % de cobalto. Son aún mejores que las anteriores. Se suelen usar en la industria.

Ahora que tenemos claro para qué sirven las brocas de cobalto y cuáles son sus propiedades, pasemos al titanio.

Brocas de acero rápido recubiertas con nitruro de titanio

Como acabas de ver, el calor es el mayor enemigo de una broca. Las altas temperaturas pueden producir el destemplado de una broca. Si esto ocurre, la broca perderá el filo y dejará de cortar. Hemos visto que añadir cobalto reduce en parte este fenómeno, sin embargo, existen otras formas de evitar que la broca pierda el temple: con recubrimientos especiales.

Existen varios tipos de recubrimientos para brocas de acero rápido. El más conocido es el recubrimiento de óxido negro. Las brocas para taladrar metal más baratas son de color negro debido a este revestimiento. El óxido negro actúa como lubricante, reduce la fricción y mejora la resistencia de la broca frente a la corrosión.

Broca de acero rápido revestido con recubrimiento de nitruro de titanio

Broca de titanio

Pues bien, otro tipo de recubrimiento muy común de brocas para metal, de color dorado en este caso, es el nitruro de titanio (TiN). El recubrimiento de titanio puede prolongar hasta 5 veces la vida útil de una broca, puesto que reduce la fricción y hace que soporte mejor la temperatura. Además, al reducirse la fricción, se puede usar una velocidad de corte mayor, lo que sirve para mejorar el rendimiento de la broca.

¿Entonces, son mejores las brocas recubiertas con titanio o las de acero rápido al cobalto?

Como hemos visto, titanio y cobalto sirven para lo mismo: para alargar la vida útil de la broca. Sin embargo, estos dos tipos de brocas no funcionan de la misma manera.

En el caso de las brocas con cobalto, las propiedades están en todo el cuerpo de la broca. En cambio, en el revestimiento de titanio, las propiedades antidesgaste solo están en la superficie. Eso quiere decir, por ejemplo, que al afilar la broca, se pierde el revestimiento en la punta de la broca (se conserva en los laterales). Sin embargo, esto no ocurre con las de cobalto.

Por otro lado, las brocas de acero rápido aleado con cobalto son algo más resistentes a la rotura. De hecho, estas brocas son mucho más caras que las revestidas con titanio. Tal vez te estés preguntando si las brocas de acero al cobalto no se pueden revestir con titanio. Pues efectivamente, se puede hacer. Dichas brocas existen y tienen las ventajas de ambos tipos de broca.

Broca de acero HSS aleado con cobalto recubierta con titanio y con vástago hexagonal

Broca de titanio y cobalto

Por ejemplo, estas brocas de la marca Graztai están fabricadas con acero rápido M35, es decir, acero al 5 % de cobalto y están revestidas con TiN (nitruro de titanio). Además, su vástago es hexagonal, y no cilíndrico, lo que evita que la broca resbale en el taladro. Son unas brocas un poco caras, pero muy buenas:

Juego Brocas Cobalt Ø 2.0-10.0 Mango HEX, HSSCo (M35), Revestidas Al TiN, Rapido Cambio Herramienta

  • MANGO HEXAGONAL. Las brocas estan diseñadas especialmente para su uso en los destornilladores eléctricos de acumulador.
  • MATERIAL. Las brocas se producen a partir del acero rápido de alta calidad HSSCo(M35).
  • REVESTIMIENTO AL TITÁNEO. El revestimiento especial al TiN drásticamente reduce el calor resultante,el desgaste físico de la broca por marcadamente reducirse la fricción de la broca contra la superficie del agujero cuando se taladra de manera intensiva.
  • HECHO EN EUROPA. Se produce en Lituania por la fábrica de brocas GRAZTAI,fundada en el año 1957. Esta nuestra experiencia de muchos años nos permite producir las brocas de altísima calidad industrial para satisfacer las necesidades de nuestros clientes mundialmente.

¿Cómo diferenciar las brocas de titanio de las de cobalto?

Suponiendo que, como en el ejemplo anterior, una broca de acero al cobalto no esté revestida con titanio, dicha broca se puede distingue fácilmente de las recubiertas con titanio, a simple vista.

El acero al cobalto sin revestir es mucho más apagado que el recubrimiento de titanio. Una broca al cobalto tiene un color que recuerda al del acero inoxidable, pero algo más amarillento. Por el contrario, la broca revestida con titanio es mucho más amarilla y brillante.

Brocas titanio y cobalto diferencias La broca bañada con titanio es más amarillenta y brillante que la de acero al cobalto

Información adicional sobre los metales cobalto y titanio

Cobalto

La palabra cobalto procede del aleman Kobolds, que significa 'gnomos'.

¿Qué tienen que ver los gnomos con el cobalto? En breve historia de la química, Isaac Asimov nos cuenta como descubrió el cobalto el químico sueco George Brandt.

En 1730, Brandt se encontraba estudiando un mineral azulado del cual, aunque su mena azulada era similar a la del cobre, no se podía extraer cobre de la manera habitual. Los mineros culpaban de esto a unos espíritus de la tierra, los Kobolds, que habrían embrujado el mineral.

George Brandt logró demostrar que dicho mineral no contenía cobre, sino un nuevo elemento, un metal similar al hierro, según sus propiedades químicas. En honor a dichos espíritus, Brandt lo llamó cobalto. Brandt fue la primera persona que descubrió un metal desconocido en la antigüedad.

Propiedades del cobalto

El cobalto es un metal brillante duro de color gris azulado. Su número atómico (Z) es el 27. En la tabla de los elementos químicos el cobalto es un metal de transición. La densidad de este metal es de 8860 kg/m³. El punto de fusión del cobalto es de 1495º C. La dureza de este metal según la escala Mohs es intermedia (5).

Titanio

William Gregor descubrió el titanio en Cornwall, Gran Bretaña, en 1791. Sin embargo, fue el químico alemán Martin Heinrich Klaproth quien le puso el nombre, y decidió llamar a este elemento titanio, en honor a los titanes de la mitología griega.

El titanio es un metal que está ampliamente distribuido en la corteza terrestre y la litosfera. Se encuentra en casi todos los seres vivos, así como en las masas de agua, roca y suelo. El principal uso del titanio no es del de recubrimiento antifricción para las brocas, sino, en forma de dioxido de titanio, como componente esencial para la fabricación de pigmento de color blanco para pinturas y esmaltes.

Propiedades del titanio

El titanio es un metal grisáceo-blanquecino-plateado que tiene el número atómico 22 y se encuentra, al igual que el cobalto, en la zona de los metales de transición en la tabla periódica de los elementos. El titanio es mucho más ligero que el cobalto, su densidad es de 4506 kg/m³. Su punto de fusión es de 1668º C y tiene dureza 6 en la escala Mohs.

Si quieres saber más sobre brocas para perforar metal, echa un vistazo a estos artículos:

  1. Brocas para metal: información general sobre los diferentes tipos de brocas para taladrar metal.
  2. Recubrimientos de brocas: información sobre los recubrimientos de brocas.

Deja un comentario