Publicidad

Os metais.pdf

23 de Mar de 2023
Publicidad

Más contenido relacionado

Publicidad

Os metais.pdf

  1. OS METAIS
  2. METAIS • Nesta unidade centrarémonos nos metais, os distintos tipos de metais, as súas propiedades, como se obteñen e as súas diferentes aplicacións. En particular, centraranse no aceiro e no proceso de fabricación do aceiro. OBXECTIVOSS • Comprenderdeondeobtemosometal,assúaspropiedadesecomoseusa. • Clasificaosmetaisenférreosounonférreosecomprendeassúaspropiedadeseasprincipaisaliaxes. • Comprendereutilizarashabilidadesbásicasparaconformar,utilizar,unirerematarcorrectamenteosmetais,cumprindoasnormasdeseguridadeesaúdeadecuadas. • Comprenderoimpactoambientaldaminería,transformaciónedesguacedemetaisetaménosbeneficiosdereciclar.
  3. METAIS • Os metais son substancias procedentes de minerais que conteñen un ou máis elementos metálicos, e ás veces substancias non metálicas como o carbono. • Teñen moitos usos e son un elemento fundamental no transporte, as telecomunicacións, a agricultura, a construción ou a industria manufactureira, entre outros sectores. • Imos ver o proceso desde a extracción de minerais (materia prima) ata o uso do metal para facer diferentes obxectos.
  4. COMO SE OBTEÑEN OS METAIS • Os metais proceden de minerais que forman parte das rochas. • O aluminio, por exemplo é extraído de minerais como a bauxita. • A minería realízase en minas superficiais se os minerais están preto da superficie, ou en minas subterráneas se están máis profundas baixo a superficie. • Nas minas, os minerais útiles, ou mineral, e os minerais inútiles, ou ganga están xuntos e deben separarse mediante diferentes procesos físicos. Cando se separa o mineral da ganga, o seguinte paso é facer metal a partir do mineral. O mineral lévase a unha ferrería e sofre complexos procesos físicos e químicos. Autor: Daniavieira https://geoinnova.org
  5. COMO SE OBTEÑEN OS METAIS • A metalurxia é o grupo de industrias implicadas na minería e transformación de minerais metálicos. https://pixnio.com/ Autor: Tama66
  6. CLASIFICACIÓN DOS METAIS • Segundo a súa orixe, os metais pódense clasificar en férreos ou non férreos: • Metais férreos: O seu compoñente principal é o ferro (Fe). Inclúen ferro puro, aceiro e fundición. • Metais non férreos: o seu compoñente principal non é o ferro, ou o conteñen moi pouco. Este grupo inclúe cobre, bronce, aluminio, cinc, e as súas aleacións.
  7. PROPIEDADES DOS METAÍS • Como probablemente verás, os metais son duros, non adhesivos, fríos e moi lisos se foron puídos ou tratados. • Algunhas características son: • Brillo característico. • Máis denso e pesado que outros materiais. • Gran resistencia mecánica. Soportan grandes esforzos, presións e golpes. • Adoitan ser resistentes, maleables e dúctiles, polo que é fácil darlles forma. • Son bos condutores da electricidade e da calor. • Adoitan ser sólidos a temperatura ambiente, agás o mercurio, que é un líquido. • Son maleables e dúctiles: poden deformarse formando chapas e fíos sen sufrir rotura. • Os metais teñen plasticidade cando non son capaces de recuperar a súa forma inicial ao final da forza que tende a deformalo. O oposto á plasticidade é a elasticidade. • Os metais oxídanse o reaccionar o metal co osíxeno do aire ou da auga e cuberto cunha capa de ferruxe. Os metais férreos oxidan con bastante facilidade, pero o ouro case non se oxida. • Os metais pódense reciclar: é dicir, unha vez descartados, pódense reutilizar máis tarde. • Os metais son materiais non renovables: é dicir, algún día esgotaranse metais, pois as minas esgotarán as súas reservas minerais. • Algúns metais son tóxicos: é dicir, danan aos seres vivos. Temos o caso do chumbo e o mercurio. • Sofren modificación do seu volume (expansión e contracción): un metal dilatase cando aumenta de tamaño ao aumentar temperatura e contrae cando diminúe de tamaño coa diminución da temperatura. • Todos os metais teñen estado sólido e líquido. O súa capacidade de cambio o aumentar a temperatura é a fusibilidade. • Soldabilidade: é a capacidade dalgúns metais de unirse a altas temperaturas..
  8. OS MATERIAS FÉRRICOS • Os metais férricos son o ferro e as súas aliaxes, o ferro doce ou foxado, o aceiro e a fundición. • Son os máis utilizados debido ó seu baixo custe de extracción e obtención. • O ferro é o elemento químico (fe) que constitúe o 5% da codia terrestre (2º metal máis abundante). • Non está presente en estado puro senón en combinación con outros elementos en minerais:magnetita, siderita, hematita… • Presenta propiedades magnéticas: 1) é atraído polos imáns. 2) pode convertirse nun imán temporal (magnetización ou imantación) por fricción cun imán permanente ou en presenza dunha corrente eléctrica (electroimán). • O principal inconveniente é que pode oxidarse ó reaccionar co osíxeno do aire ou auga degradando o metal ata provocar a súa rotura.
  9. OS MATERIAS FÉRRICOS • O ferro ten alta temperatura de fusión, máis de 1.500ºc. Este é o motivo polo que a súa metalurxia foi tardía, posterior ó cobre e ó bronce. Supón a 3ª idade dos metais, a idade de ferro (700 a.C.). O domiño da metalurxia do ferro e as súas aplicacións foron cruciais para o avance da agricultura, da gandería, guerras… • A forxa. A forxa artesanal dos ferreiros era a forma tradicional de moldear o metal: consiste nunha fragua ou fogón no que se aviva o lume mediante aire procedente dun fuelle. O metal ponse ó “roxo vivo” ou incandescente (800ºc) e golpéase co martelo sobre un yunque para moldealo e eliminar impurezas. Logo deixábase enfriar rápidamente (templar) nun recipiente. https://www.termiser.com/
  10. TIPOS DE METAIS FÉRRICOS • O ferro puro ten moi poucas aplicacións técnicas debido a que as súas propiedades son moi deficientes. Pero se o combinamos con pequenas cantidades de carbono, un non metal, mellora notablemente as súas propiedades. Segundo a cantidade carbono que se agrega ó ferro, podemos distinguir as seguintes aliaxes: ferro doce, aceiros e fundicións. Os aceiros supoñen o metal máis importante polas súas aplicacións. • Segundo a porcentaxe de carbono, os metais ferrosos clasifícanse como: • Ferro puro ou doce: a concentración de carbono está entre o 0,008% e o 0,03%. • Aceiro: entre 0,03% e 1,76%. • Fundicións: entre 1,76% e 6,67%.
  11. TIPOS DE METAIS FÉRRICOS
  12. TIPOS DE METAIS FÉRRICOS
  13. TIPOS DE METAIS FÉRRICOS
  14. O PROCESO DE ELABORACIÓN DO ACEIRO • O proceso de fabricación de aceiro inclúe as seguintes etapas: • O mineral de ferro lávase para eliminar calquera impureza. • Tritúrase e peneirase para separar a ganga do mineral. • O mineral mestúrase con coque e pedra caliza, e despois métese nun alto forno con temperaturas superiores a 1 500 °C, conséguese • Escoira (slag) e un subproduto composto por carbono e outras impurezas. • Arrabio (pig iron), lévase a un conversor para: • reducir a porcentaxe de carbono. • eliminar impurezas. • axustar a composición do aceiro engadindo outros elementos como níquel ou cromo. Mineral ferro Aire quente Escoria Arrabio
  15. O PROCESO DE ELABORACIÓN DO ACEIRO • Para mellorar as propiedades mecánicas do aceiro, sofre diferentes procesos térmicos. • Temperado: A súa finalidade é aumentar a dureza e a resistencia do aceiro. Para iso, quéntase o aceiro a unha temperatura lixeiramente máis elevada que a crítica superior ac (entre 900-950 °C) e arrefríase logo máis ou menos rapidamente (segundo características da peza) nun medio como auga, aceite etc. • Revenimento: aplícase a pezas que foron previamente temperados e reteñen defectos ou tensións consecuencia deses procesos. Con este proceso conservan parte da dureza e aumentan a tenacidade. O revenido consegue diminuír a dureza e resistencia dos aceiros temperados, elimínanse as tensións creadas na témpera e mellórase a tenacidade, deixando ao aceiro coa dureza ou resistencia desexada. Distínguese basicamente do temperado en canto á temperatura máxima e velocidade de arrefriado. • Recocemento: consiste basicamente nun quecemento ata temperatura de austenitización (800-925 °c) seguido dun arrefriado lento. Con este tratamento lógrase aumentar a elasticidade, mentres que diminúe a dureza. Tamén facilita o mecanizado das pezas ao homoxeneizar a estrutura, afinar o gran e abrandar o material, eliminando a acritude que produce o traballo en frío e as tensións internas. • Normalizado: ten por obxecto deixar un material en estado normal, é dicir, ausencia de tensións internas e cunha distribución uniforme do carbono. Adóitase empregar como tratamento previo ao temperado e ao revenimento.
  16. OS MATERIAS NON FÉRROSOS • Propiedades como baixo peso específico (son materiais en xeral blandos), pouca ou nula oxidación en condicións normais, así coma fácil manipulación (teñen pouca resistencia mecánica), contribúen a que os metais non ferrosos teñan gran aplicación na fabricación de produtos. • Os metais non ferrosos pódense clasificar segundo o seu peso específico: Tipo Valor de densidade Exemplo Pesados ≥ 5kg/dm3 Estaño, cobre, zinc, chumbo, cromo, níquel, wolframio e cobalto. Lixeiros 2kg/dm3< d < 5kg/dm3 Aluminio e titanio Ultralixeiros d ≈ 2kg/dm3 Magnesio e berilio.
  17. OS MATERIAS NON FÉRROSOS • Ultralixeiros Metal Propiedades Usos Orixe Magnesio Branco brillante e prateado; moi lixeiro, brando e maleable, pero pouco dúctil; reacciona moi fortemente co osíxeno. A pirotecnia (fogos de artificio), a industria aeroespacial e do automóbil, e as bicicletas. Magnesita, dolomita, carnalita, epsomita e olivina
  18. OS MATERIAS NON FÉRROSOS • Lixeiros Metal Propiedades Usos Orixe Aluminio Branco prateado; altamente resistente á corrosión; moi suave; baixa densidade; alta maleabilidade e ductilidade; bo para conducir electricidade e calor. Liñas eléctricas de alta tensión, avións, coches, bicicletas, carpintería lixeira, cubertas8, decoración, utensilios de cociña e latas de bebidas. Bauxita
  19. OS MATERIAS NON FÉRROSOS • Lixeiros Metal Propiedades Usos Orixe Titanio Branco prateado, brillante; luz; moi duro e forte. A industria aeroespacial, construción de estruturas e próteses médicas (membros artificiais). Rutile and ilmenite
  20. OS MATERIAS NON FÉRROSOS • Pesados Metal Propiedades Usos Orixe Cobre Avermellado, moi brillante; brando; bo condutor eléctrico e térmico; moi maleable e dúctil; ferruxe facilmente.. Cableado eléctrico, liñas telefónicas, tubaxes, radiadores, decoración, arquitectura, xoiería e artesanía. Cuprita, calcopirita e malaquita
  21. OS MATERIAS NON FÉRROSOS • Pesado Metal Propiedades Usos Orixe Latón Moi resistente á corrosión. Artesanía, xoiería, fontanería, condensadores e turbinas. Cobre e zinc Bronce Resistente ao desgaste xeral e á corrosión Hélices de barcos, filtros, campás da igrexa, esculturas, porcas, rodamentos e engranaxes. Cobre e estaño
  22. OS MATERIAS NON FÉRROSOS • Pesados Metal Propiedades Usos Orixe Zinc Gris azulado; fráxil; non moi difícil. Cubertas, fontanería e na industria do automóbil. Unha capa de cinc emprégase noutros materiais para deter a corrosión Sphalerite e hemimorphite
  23. OS MATERIAS NON FÉRROSOS • Pesados Metal Propiedades Usos Orixe Estaño Branco brillante; moi suave e maleable; non se oxida a temperatura ambiente. Folla de estaño e placa de estaño (unha folla de aceiro recuberta por ambos lados cunha fina capa de estaño). Aliado con chumbo, úsase para soldar suavemente. Cassiterite
  24. OS MATERIAS NON FÉRROSOS • Pesados Metal Propiedades Usos Orixe Chumbo Gris prateado; suave e maleable; os fumes de chumbo son tóxicos cando se inhalan. Baterías, medidas de protección contra a radiación nuclear. Un aditivo en vidro para aumentar a súa dureza e engadir peso Galena
  25. TÉCNICAS DE CONFORMADO • Para fabricar pezas para a venda ou para a industria, o metal pasa por unha serie de procesos de conformación, dependendo do tipo de metal e do que queremos facer. • Son técnicas utilizadas para cambiar a forma da peza de metal mediante a aplicación dunha forza externa. Pódese facer cando o metal está quente ou a temperatura ambiente.
  26. TÉCNICAS DE CONFORMADO • Laminación O metal non procesado pásase por unha serie de rolos que o comprimen, reducen o seu espesor e aumentan a súa lonxitude. Normalmente faise cando o metal está quente. Usos: chapas, chapas, barras... • Extrusión O metal quente é empuxado a través dun burato por un pistón, usando compresión. Usos: Barras, tubos e outras formas.
  27. TÉCNICAS DE CONFORMADO • Forxa A peza metálica está conformada mediante forzas de compresión repetidas e continuas utilizandomartelos, pinzas e yunques. A forxa manual foi substituída pola forxa industrial ou mecánica. A peza colócase nunha plataforma que fai de yunque. Mediante unha máquina neumática ou hidráulica, o martelo sobe e cae sobre a peza unha e outra vez. A forxa adoita realizarse cando a peza está quente. Usos: varandas, cabeceiras de cama, ferraduras, chaves, ferramentas, cravos, parafusos, remaches, pezas do motor...
  28. TÉCNICAS DE CONFORMADO • Estampación O metal quentado colócase entre dous troqueles, un fixo e outro móbil. Os troqueles son a forma do obxecto que queremos facer. Presionan entre si para que a peza tome a forma do troquel. Usos: pezas de carrocería, radiadores...
  29. TÉCNICAS DE CONFORMADO • Punzoado Trátase dun proceso de forxa en frío: unha chapa de metal é golpeada cun punzón para dar a forma necesaria nun molde. Usos: pezas ocas de 15, como rodamentos, a partir de pezas planas. • Dobrado Unha chapa metálica é sometida a forza para facer unha forma curva cun raio de curva específico. Usos: Pezas curvas ou con ángulos.
  30. TÉCNICAS DE CONFORMADO • Trefilado Un fío é tirado por un burato que ten as dimensións necesarias. Emprégase un tambor xiratorio para tiralo a través do burato para aumentar a súa lonxitude mentres se reduce o seu diámetro. Usos: cordas e fíos metálicos.
  31. TÉCNICAS DE MOLDEO • O metal fundido bótase nun recipiente cun espazo oco no seu interior, que é a forma do obxecto que queremos facer. O molde pode ser de area, aceiro ou ferro fundido. • O metal quéntase nun forno. • O metal líquido bótase no molde. • Déixase arrefriar. • Retírase a peza do molde. • Usos: Bloques motor, bocas de incendio, pezas pequenas e aliaxes con baixo punto de fusión, adornos, xoias, esculturas e implantes dentais.
  32. TRABALLO DO METAL • Usamos ferramentas manuais e eléctricas para estas técnicas. Observaremos marcado, corte, perforación, conformación e acabado. • Marcado. • Punzón central e trazador • O punzón central utilízase para marcar liñas e o trazador para marcar puntos nas follas de metal. • Como marcar unha peza de metal: 1. Coloca o punzón central no punto que queres marcar e golpea con forza o outro extremo do trazador unha vez cun martelo. 2. Use o trazador para marcar liñas rectas no metal. Debes usar regras e regras de carpinteiro como as que podes ver nas imaxes.
  33. TRABALLO DO METAL • Usamos ferramentas manuais e eléctricas para estas técnicas. Observaremos marcado, corte, perforación, conformación e acabado. • Marcado. • Punzón central e trazador • O punzón central utilízase para marcar liñas e o trazador para marcar puntos nas follas de metal. • Como marcar unha peza de metal: 1. Coloca o punzón central no punto que queres marcar e golpea con forza o outro extremo do trazador unha vez cun martelo. 2. Use o trazador para marcar liñas rectas no metal. Debes usar regras e regras de carpinteiro como as que podes ver nas imaxes. 3. Tamén pode usar divisores para debuxar liñas, círculos e arcos e para transferir medidas
  34. TRABALLO DO METAL • Cortado. • Taladrado e punzonado
  35. TRABALLO DO METAL • Lixado
  36. TRABALLO DO METAL • Maquinas CNC • Son maquinas de control numérico • Baseanse na introducción de coordeadas. • Son unha mezcla de tornos com fresadoras.
  37. ACABADO • Acabado • O acabado consiste en eliminar as imperfeccións da superficie, pulir e protexer os metais da auga e da corrosión. • Lixadora. Un lixadora úsase para refinar as superficies a dimensións precisas e precisas e para eliminar calquera imperfección. Podemos utilizalo en pezas planas ou cilindros. • Lapeado. Unha máquina lapeadora ten un asa vertical e discos abrasivos. Normalmente úsase para rematar ocos e superficies cónicas, e é moi preciso. • Bruñido. Esta técnica produce un brillo, utilizando unha roda de pulido xiratorio, rodas ou tiras abrasivas. • Pulido. Esta técnica tamén produce un brillo. Utilízase unha roda de pulido mecánica cun disco ou rolo de aceiro, que pode ser abrasivo. • Revestimento. Esta técnica úsase para protexer o metal. O metal está revestido18 de plástico ou doutros metais, por exemplo. zinc, prata, ouro, níquel ou cromo. Esta técnica chámase galvanización. Tamén se poden utilizar pinturas, vernices e esmaltes.
  38. TÉCNICAS DE UNIÓN • Cando a peza estea rematada e lista, podemos unila a outra peza mediante unións permanentes ou temporais. • Unións permanentes: • Soldadura: é o proceso de unir metal entre si, usando presión e calor na superficie. Hai varios tipos: • Branda: Usamos unha aliaxe de estaño e chumbo. Este quéntase cun soldador eléctrico, que alcanza temperaturas de 400 °C. • Forte: O latón ou o cobre quéntase con un soplete a unha temperatura de 800 °C. Támen o aceiro com soldaduras por arco e por sistemas de oxiacetileno, as cales acadan ata 3000ºC.
  39. TÉCNICAS DE UNIÓN • Unións permanentes: • Remaches: Este é un tubo metálico cunha cabeza nun extremo, introdúcese nas unidas e despois, cunha ferramenta coñecida como remachadora, colócase unha cabeza no outro extremo, e unense as pezas.. • Presión: . Neste tipo de xuntas, introdúcese nas aberturas das pezas para ter un diámetro algo maior que a abertura mediante un martelo ou presión . A veces é necessário quentar. • Pegamentos.
  40. TÉCNICAS DE UNIÓN • Unións temporais • Se se usan unións temporais, pódense unir e separar de novo sen romper a unión nin danar as pezas. Porcas e parafusos Parafusos Parafusos de soporte roscados Chaveta e peche Eixos estriados Articulacións deslizantes
Publicidad