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Densidad: 2,7 kg/dm3
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Cinc
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Densidad: 7,14 kg/dm3
Punto de fusión: 419°C
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Cromo
Propiedades
Densidad: 6,8 kg/dm3.
Punto de fusión: 1900°C.
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Magnesio
Propiedades
Densidad: 1,74 kg/dm3
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Para ello usamos un horno convertidor.
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El latón, es una aleación de Cobre y Zinc que se realiza en cri...
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Anexo tecnologia materiales informe 5

  1. 1. Tecnología de materiales Fredy Apaza Ccallata C2 “E” Los metales no ferrosos, ordenados de mayor a menor utilización, son: cobre aluminio estaño cinc níquel cromo titanio magnesio Distintos metales no ferrosos Cobre Propiedades Densidad: 8,90 kg/dm3. Punto de fusión: 1083 °C Resistividad: 0,017 W·mm2/m. Resistencia a la tracción 18 kg/mm2. Alargamiento: 20%. Características Es muy dúctil (se obtienen hilos muy finos) y maleables (pueden formarse láminas hasta de 0,02 mm de espesor).  Posee una alta conductividad eléctrica y térmica.  Oxidación superficial (verde) Cobre
  2. 2. Tecnología de materiales Fredy Apaza Ccallata C2 “E” Aluminio Propiedades Densidad: 2,7 kg/dm3 Punto de fusión: 660 °C. Resistividad: 0,026 W·mm2/m. Resistencia a la tracción: 10 - 20Kg/mm2 Alargamiento: 50% Características  Es el metal más abundante en la naturaleza. Se encuentra como componente de arcillas, esquistos, feldespatos, pizarras y rocas graníticas.  No se encuentra en la naturaleza en estado corriente, sino combinado con el oxígeno y otros elementos.  El mineral del que se obtiene el aluminio se llama bauxita Al2O3- 2H2O, que está compuesto por alúmina y es de color rojizo.  Es muy ligero e inoxidable al aire, pues forma una película muy fina de óxido de aluminio (Al2O3) que lo protege.  Es buen conductor de la electricidad y del calor. Se suele emplear en conducciones eléctricas (cables de alta tensión) por su bajo peso. Estaño Características El estaño puro tiene un color muy brillante. A temperatura ambiente se oxida perdiendo el brillo exterior, es muy maleable y blando, y pueden obtenerse hojas de papel de estaño de algunas décimas de milímetro de espesor. En caliente es frágil y quebradizo. Por debajo de -18°C empieza a descomponerse y a convertirse en un polvo gris. A este proceso se le conoce como enfermedad o peste del estaño. Cuando se dobla se oye un crujido denominado grito del estaño.
  3. 3. Tecnología de materiales Fredy Apaza Ccallata C2 “E” Cinc Propiedades Densidad: 7,14 kg/dm3 Punto de fusión: 419°C Resistividad: 0,057 W·mm2/m Resistencia a la tracción: Piezas moldeadas: 3 kg/mm2. Piezas forjadas: 20 kg/mm2. Alargamiento: 20%. Características  Color blanco azulado.  Es muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y en el agua, pero poco resistente al ataque de ácidos y sales.  Tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales.  A temperatura ambiente es quebradizo, pero entre 100 y 150 °C es muy maleable. Níquel Propiedades Densidad: 8,85 kg/dm3. Punto de fusión: 1450°C. Resistividad: 0,11 W·mm2/m. Características  Tiene un color plateado brillante y se puede pulir muy fácilmente.  Es magnético (lo atrae un imán como si fuese un producto ferroso).  Es muy resistente a la oxidación y a la corrosión.  Se emplea para:  Para fabricar aceros inoxidables (aleado con el acero y el cromo).  En aparatos de la industria química.  En recubrimientos de metales (por electrólisis).
  4. 4. Tecnología de materiales Fredy Apaza Ccallata C2 “E” Cromo Propiedades Densidad: 6,8 kg/dm3. Punto de fusión: 1900°C. Resistividad: 1,1 W·mm2/m. Características Tiene un color grisáceo acerado. Es muy duro y tiene un gran acritud. Resiste muy bien la oxidación y corrosión. Titanio Propiedades Densidad: 4,45 kg/dm3 Punto de fusión: 1800 °C. Resistividad: 0,8 W·mm2/m. Resistencia a la tracción: 100Kg/mm2 Alargamiento: 5% Características  Se encuentra abundantemente en la naturaleza, ya que es uno de los componentes de casi todas las rocas de origen volcánico que contienen hierro.  En la actualidad, los minerales de los que se obtiene el titanio son el rutilo y la ilmenita.  Es un metal blanco plateado que resiste mejor la oxidación y la corrosión que el acero inoxidable.  Las propiedades mecánicas son análogas, e incluso superiores, a las del acero, pero tiene la ventaja de que las conserva hasta los 400 °C.
  5. 5. Tecnología de materiales Fredy Apaza Ccallata C2 “E” Magnesio Propiedades Densidad: 1,74 kg/dm3 Punto de fusión: 650 °C. Resistividad: 0,8 W·mm2/m. Resistencia a la tracción: 18Kg/mm2 Alargamiento: 5% Características  Tiene un color blanco, parecido al de la plata.  Es maleable y poco dúctil.  Es más resistente que el aluminio.  En estado líquido o en polvo es muy inflamable ( flash de las antiguas cámaras de fotos).  Los minerales de magnesio más importantes son:  carnalita (es el más empleado y se halla en forma de cloruro de magnesio, que se obtiene del agua del mar)  dolomita  magnesita Explique acerca del afino de los materiales no ferrosos y de que formas se realiza. Cuando tenemos el material de hierro dentro del arrabio, el porcentaje de carbono que contiene es demasiado alto y por tanto, hay que reducirlo hasta determinados porcentajes, según queramos aceros, fundiciones ..
  6. 6. Tecnología de materiales Fredy Apaza Ccallata C2 “E” Para ello usamos un horno convertidor. Es muy sencillo. Con el arrabio cargado en una gran cubeta, se introduce una lanza por la que entramos el oxígeno. El oxígeno en contacto con el carbono que sobra produce una reacción por la que aporta más calor y se produce CO2. Se suele añadir chatarra a la mezcla para reutilizar el material de nuevo. El tiempo que esté la lanza dentro del convertidor, determinará cuanto carbono quedará en la cubeta y de esa manera obtenemos el hierro o la fundición” a la carta”. Obtención de otros metales por electrólisis Para el cobre o el aluminio, entre otros, es necesario emplear otros sistemas para sacar el metal puro del mineral que lo contiene. Veremos como se hace para el aluminio, siendo el resto muy similar. Para la obtención del aluminio primario se realiza por electrólisis de la alúmina ( óxido de aluminio (Al2O3) ) en criolita fundida. Una de las funciones de la criolita (Na3AlF6) es bajar el punto de fusión desde los 2054ºC a los 950ºC. Además se añade otros compuestos menos importantes. De manera simplificada, el proceso es el siguiente: Entre el ánodo ( tensión positiva ) y el cátodo ( tensión negativa ) hacemos pasar una corriente eléctrica con alta intensidad y voltaje reducido. Al pasar los electrones de un grafito al otro, el aluminio metálico se queda en el cátodo y el oxígeno se queda en el ánodo, reaccionando con carbono y produciendo CO2. Es un proceso caro dado el coste energético del proceso, por ello , aunque el aluminio es muy abundante en la naturaleza ( en forma de óxidos ) el proceso lo encarece mucho. En el Cátodo tenemos que se produce la reacción 2Al2O3 + 3C  4Al + 3CO2.
  7. 7. Tecnología de materiales Fredy Apaza Ccallata C2 “E” En este proceso se forma el aluminio en el Cátodo y oxígeno en el ánodo, que al reaccionar con el Carbono se genera Dióxido de carbono Nuestro alumno José Antonio Moreno Tejeda nos ha creado una animación para entender un poquito mas este concepto. Pinchar en la imagen para agrandar Proceso de producción del cobre. El cobre nativo suele acompañar a sus minerales en bolsas que afloran a la superficie explotándose en minas a cielo abierto. El cobre se obtiene a partir de minerales sulfurados (80 %) y de minerales oxidados (20 %), los primeros se tratan por un proceso denominado pirometalurgia y los segundos por otro proceso denominado hidrometalurgia.70 Generalmente en la capa superior se encuentran los minerales oxidados (cuprita, melaconita), junto a cobre nativo en pequeñas cantidades, lo que explica su elaboración milenaria ya que el metal podía extraerse fácilmente en hornos de fosa. A continuación, por debajo del nivel freático, se encuentran las piritas (sulfuros) primarias calcosina (Cu2S) y covellina (CuS) y finalmente las secundarias calcopirita (FeCuS2) cuya explotación es más rentable que la de las anteriores. Acompañando a estos minerales se encuentran otros como la bornita (Cu5FeS4), los cobres grises y los carbonatos azurita y malaquita que suelen formar masas importantes en las minas de cobre por ser la forma en la que usualmente se alteran los sulfuros. La tecnología de obtención del cobre está muy bien desarrollada aunque es laboriosa debido a la pobreza de la ley de los minerales. Los yacimientos de cobre contienen generalmente concentraciones muy bajas del metal. Ésta es la causa de que muchas de las distintas fases de producción tengan por objeto la eliminación de impurezas.71
  8. 8. Tecnología de materiales Fredy Apaza Ccallata C2 “E” Proceso de producción del aluminio FABRICACION DEL ALUMINIO Aunque el aluminio es un material muy abundante en la corteza terrestre (8%), raramente se encuentra libre debido a su alta reactividad, por lo que normalmente se encuentra formando óxidos e hidróxidos, que a su vez se hallan mezclados con óxidos de otros metales y con sílice de Bauxita El mineral del que se extrae el aluminio casi exclusivamente se llama bauxita. Una vez obtenida la bauxita, se refina y reduce mediante lavados hasta lograr polvo de alúmina. El proceso de fundición comienza con una técnica llamada Hall-Hérault, en la cual la alúmina (Al2O3) es disuelta dentro de una cuba con criolita mineral fundida (Na3AlF6), revestida interiormente de carbón en un baño electrolítico. Electrolítica La alúmina se descompone en aluminio y oxígeno molecular. Como el aluminio líquido es más denso que la criolita se deposita en el fondo de la cuba, de forma que queda protegido de la oxidación a altas temperaturas. El oxígeno se deposita sobre los electrodos de carbón, quemándose y produciendo el CO2. El aluminio fundido se enfría en moldes para dales forma de lingote y se vende a los fabricantes con esta forma, sin embargo Son necesarios más de 2.000° C para fundir el aluminio recién producido, por lo que Hoy en día, la receta se adapta a la aplicación final; Con la ayuda de aditivos (magnesio, silicio, manganeso, etc.), se preparan distintas aleaciones que posteriormente conforman las propiedades mecánicas. Por lo tanto, las posibilidades de procesado del cliente pueden establecerse en una fase muy temprana. Otra forma de presentar el aluminio en el mercado es en forma de tochos de extrusión, esto es una especie de barra guesa de material puro que tiene la forma precisa para introducirse en una prensa de extrusión. Esta tecnica es muy común, debido a la gran gama comercial del aluminio en perfiles para ventanas, puertas corredizas, etc. La extrusión consiste en hacer pasar un tocho de aluminio precalentado (450-500ºC) a alta presión (1600-6500) toneladas, dependiendo del tamaño de la prensa) a través de una matriz, cuya abertura corresponde al perfil transversal de la extrusión.
  9. 9. Tecnología de materiales Fredy Apaza Ccallata C2 “E” Tabla de Propiedades de los materiales mencionados
  10. 10. Tecnología de materiales Fredy Apaza Ccallata C2 “E” Bronce Propiedades físicas Datos para una aleación promedio con 89 % de cobre y 11 % de estaño: Densidad: 8,90 g/cm³. Punto de fusión: de 830 a 1020 °C Punto de ebullición: de 2230 a 2420 °C Coeficiente de temperatura: 0,0006 K-1 Resistividad eléctrica: de 14 a 16 µOhmio/cm Coeficiente de expansión térmica: entre 20 y 100 °C ---> 17,00 x 10-6 K-1 Conductividad térmica a 23 °C: de 42 a 50 Wm-1 Propiedades mecánicas Elongación: <65 % Dureza Brinell: de 70 a 200 Módulo de elasticidad: de 80 a 115 GPa Resistencia a la cizalla: de 230 a 490 MPa Resistencia a la tracción: de 300 a 900 MPa
  11. 11. Tecnología de materiales Fredy Apaza Ccallata C2 “E” Latón El latón, es una aleación de Cobre y Zinc que se realiza en crisoles o en un horno de reverbero a una temperatura de fundición de unos 980 ºC. Las proporciones de Cobre y Zinc pueden ser variadas para crear un rango de latones con propiedades variables. En los latones industriales el porcentaje de Zn se mantiene siempre entre el 30 y 40%. Su composición influye en las características mecánicas, la fusibilidad, y la capacidad de conformación por fundición, forja, estampación y mecanizado. Generalmente se suele agregar plomo a la aleación en proporciones de entre 2 y 4% para mejorar el corte de viruta y hacer el material más mecanizarle. En frío, los lingotes obtenidos pueden transformarse en láminas de diferentes espesores, barras, planchuelas, caños, perfiles o cortarse en tiras susceptibles de estirarse para fabricar alambres. Su densidad también depende de su composición. En general, la densidad del latón ronda entre 8,4 y 8,7gr / cm3 Los usos industriales más comunes para este metal son los siguientes: Tornería. Autopartes Piezas para maquinaria en general. Válvulas de bombas de alta y baja presión, rotores, accesorios para vapor, cojines de fricción, barras de deslizamiento Burlonería: tuercas, tornillos y arandelas. Fabricación de piezas para el armado de productos industrializados en general. Fabricación de candados y cerraduras.
  12. 12. Tecnología de materiales Fredy Apaza Ccallata C2 “E” Taladrado de los materiales
  13. 13. Tecnología de materiales Fredy Apaza Ccallata C2 “E” Aserrado de los materiales
  14. 14. Tecnología de materiales Fredy Apaza Ccallata C2 “E” Limado de los materiales

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