Acero para Engranajes: Una Necesidad Fundamental en la Fabricación de Equipos

I. "La Piedra Angular de la Transmisión" – Acero para Engranajes

1. Definición
El acero para engranajes es un término general para el acero que puede utilizarse en la fabricación de engranajes. Después del tratamiento térmico según los requisitos de uso, este tipo de acero generalmente posee buena resistencia, dureza y tenacidad, o presenta resistencia al desgaste superficial con un núcleo tenaz y resistente al impacto.

2. Clasificación
Según el contenido de carbono y aleación, el acero para engranajes se puede clasificar en acero de bajo carbono como el grado 20, acero de baja aleación como 20Cr y 20CrMnTi, acero de medio carbono como los grados 35 y 45, y acero de media aleación como 40Cr, 42CrMo y 35CrMo.

De acuerdo con la serie de aleación, el acero para engranajes se puede clasificar en serie Cr-Mn-Ti, serie Cr, serie Mn-Cr, serie Cr-Mo, serie Cr-Mn-B y serie Cr-Ni-Mo.

China: Los grados tradicionales de acero para engranajes siguen las antiguas normas soviéticas, siendo los más utilizados la serie Mn y la serie Mn-Cr. Los grados más representativos son 20CrMnTi y 20CrMo. Las normas nacionales GB/T 3077-2015, GB/T 5216-2014, GB/T 33160-2016 y la norma de la asociación de engranajes CGMA 001-2012 "Condiciones Técnicas para el Acero de Engranajes de Vehículos" especifican los requisitos técnicos para el acero de engranajes, entre las cuales GB/T 33160 aborda principalmente el acero para engranajes de generación eólica.

Japón: El acero para engranajes se subdivide según aplicaciones prácticas, consistiendo principalmente en la serie Cr, serie Cr-Mo y serie Ni-Cr-Mo. Por ejemplo, la serie Cr (como SCr415) se utiliza principalmente en engranajes de transmisión de vehículos pequeños; la serie Cr-Mo (como SCM420) se aplica en los engranajes motrices y conducidos de los ejes traseros de automóviles pequeños (entre los cuales SCM822, con mayor contenido de Mo, se usa para engranajes motrices y conducidos de ejes traseros de vehículos medianos); la serie Ni-Cr-Mo (como SNCM415) se utiliza en vehículos pesados que requieren alta templabilidad y tenacidad del núcleo. La norma japonesa JIS G4052 especifica los principales requisitos técnicos para el acero de engranajes.

EE. UU.: Para transmisiones de vehículos pequeños, se utiliza predominantemente acero al Mo 4023. Para engranajes de transmisión de vehículos medianos y engranajes motrices y conducidos de ejes traseros, se emplean principalmente aceros con menor contenido de Ni, como 8260 y 8720. Para vehículos pesados, se utilizan principalmente aceros con mayor contenido de Ni, como 4320, y aquellos con mayor contenido de Mo, como 8822, utilizándose en algunos vehículos pesados el acero con boro 94B17. Las normas estadounidenses SAE J1268 y ASTM A304 especifican los principales requisitos técnicos para el acero de engranajes. Alemania: Incluye principalmente la serie Mn-Cr, serie Cr-Mo, serie ZF (serie Mn-Cr con adición de B), serie Cr-Ni-Mo, etc., como 17CrNiMo6. Los principales requisitos técnicos para el acero de engranajes se especifican en las normas alemanas DIN EN 10084 y DIN 17210.

3. Proceso de Producción
En China, existen esencialmente dos tipos de rutas de proceso de producción para el acero para engranajes:
(1) Horno eléctrico (o convertidor al oxígeno) + refinado en cuchara (o VAD o RH) → colada de lingotes en molde → laminación (o forja) primaria a desbastes/palanquillas → acabado en tren de laminación abierto o semi-continuo → acabado final → inspección y almacenaje;
(2) Proceso de ultra alta potencia (para producción de acero limpio) (o horno de arco eléctrico con sangrado excéntrico de fondo) + refinado LF/VD → colada continua de palanquillas cuadradas de acero aleado → acabado en tren de laminación (semi-)continuo → acabado final → inspección y almacenaje.

II. Crecimiento estable de la producción y mejora de la calidad, con aceleración de la concentración
La producción de acero para engranajes ha mantenido una tendencia de crecimiento estable durante muchos años consecutivos. Según estadísticas de la Asociación de Empresas de Aceros Especiales de China, la producción de acero bruto de acero para engranajes de sus empresas miembros clave alcanzó 5,02 millones de toneladas en 2024, un 39,1 % más en comparación interanual con 2021. En el contexto de una competencia cada vez más feroz en el mercado de acero de bajo valor añadido, las empresas de primer nivel están acelerando su incursión en la vía de la "especialización, refinamiento, diferenciación e innovación". Mediante medidas como la optimización de costos de todo el proceso, la modernización de líneas de producción inteligentes y la integración profunda con la demanda de usuarios finales, han logrado reducir costos y mejorar la eficiencia, lo que ha llevado a una mejora continua en la calidad del desarrollo del sector. Según el ritmo actual de puesta en marcha de capacidad y las previsiones de demanda del mercado, se espera que la producción de acero bruto de acero para engranajes de las empresas miembros clave alcance los 5,6 millones de toneladas en 2025, un 11,6 % más en comparación interanual.

La concentración entre los productores de acero para engranajes es actualmente alta. CITIC Pacific, Baowu Group, Shagang Group, Valin Group y HBIS Group poseen conjuntamente una cuota de mercado superior al 50 %. Además de estos, también están Ansteel Group y Jianlong Group, entre otros. Las empresas de primer nivel, aprovechando sus fortalezas en capacidad de I+D, control de costos y estabilidad de recursos de clientes, están expandiendo su escala mediante fusiones y adquisiciones, sustitución de capacidad y otros medios. Mientras tanto, las pequeñas y medianas empresas, presionadas por múltiples factores como los umbrales medioambientales, las barreras tecnológicas y las fluctuaciones en los precios de las materias primas, ven reducido continuamente su espacio de supervivencia, lo que lleva a reorientar su negocio o a salir del mercado. El patrón industrial de "los fuertes se fortalecen" es cada vez más evidente. III. Demanda automotriz estable y efectos significativos de aglomeración industrial
El acero para engranajes es la materia prima fundamental para la producción de engranajes, los cuales, como componentes básicos clave e indispensables en la industria mecánica, actúan como los principales transmisores en la gran mayoría de equipos mecánicos completos. Los escenarios de aplicación del acero para engranajes son amplios y, en correspondencia, la industria china de engranajes se compone principalmente de tres segmentos: engranajes para vehículos, engranajes industriales y equipos especializados de engranajes. Entre estos, los engranajes para vehículos representan el 62% de la cuota de mercado; los engranajes industriales, que incluyen engranajes de uso general y especializados, ocupan cuotas de mercado del 18% y 12%, respectivamente; y los equipos de engranajes constituyen el 8% de la cuota de mercado.

Desde la perspectiva de la estructura de demanda de los usuarios finales, la industria automotriz es el sector de consumo central, representando más del 50% y actuando como el principal impulsor del crecimiento de la producción de acero para engranajes; le sigue la industria mecánica, con una participación cercana al 30%; el resto de la demanda se distribuye en sectores como electrodomésticos, médicos y transporte ferroviario.

Regionalmente, los clusters industriales nacionales de engranajes muestran efectos significativos. Influenciados por limitaciones como costos de transporte, ciclos de suministro y niveles de coordinación productiva, los participantes en la industria china de engranajes se concentran y estandarizan cada vez más a nivel regional. Actualmente, el mayor cluster industrial de engranajes en China se encuentra en el este del país, representando más del 50% del mercado nacional de engranajes en términos de producción y ventas. Le siguen las concentraciones en las regiones de Beijing-Tianjin-Hebei, el noreste de China, y Sichuan y Chongqing. Entre estas, los productos de engranajes manuales medianos y grandes para automóviles se ubican principalmente en Changchun y Chongqing, mientras que los engranajes especializados, de uso general y de alta resistencia se distribuyen mayormente en Hebei, Zhejiang, Jiangsu y otras regiones.

IV. Doble Impulso de Oferta y Demanda: El Acero para Engranajes Entra en una Nueva Fase de Crecimiento Simultáneo en Cantidad y Calidad
Por el lado de la oferta, en un contexto de profunda involución en la industria siderúrgica, el sector se ve obligado a acelerar la iteración tecnológica y los avances en procesos, impulsando los productos de acero para engranajes hacia un desarrollo de gama alta y rendimiento extremo. Sumado a la continua aplicación de controles ambientales y políticas de doble control sobre el consumo y la intensidad energética, las pequeñas y medianas empresas están abandonando o transformándose gradualmente, acelerando aún más la consolidación industrial y destacando las ventajas de capacidad y tecnología de las empresas líderes. Por el lado de la demanda, la industria automotriz sigue siendo el pilar central del consumo de acero para engranajes, con la rápida penetración de los vehículos de nueva energía compensando efectivamente la disminución de la demanda de vehículos de combustión interna. El sector de maquinaria de ingeniería, respaldado por el doble impulso del cierre de brechas de infraestructura nacional y las exportaciones al extranjero, está impulsando un crecimiento estable en la demanda de acero para engranajes a través de modelos clave como excavadoras, grúas y cargadoras. Mientras tanto, campos emergentes de fabricación como los robots industriales y las máquinas herramienta de precisión están creciendo rápidamente, convirtiéndose en nuevos puntos de crecimiento para la demanda de acero para engranajes. En resumen, la industria del acero para engranajes está entrando en una nueva fase de "crecimiento simultáneo en cantidad y calidad", siendo el desarrollo de gama alta, la personalización y la sostenibilidad las direcciones centrales en la evolución de toda la industria.