Cobre

COBRE (Cu)
Escuela: Pascual Iaccarini 4-006
Profesor: Alberto Granero
Espacio Curricular: Tecnología de los materiales
Alumna: Petronel Schoeman
Curso: 4to 1ra
Año: 2015

Características:
Símbolo: Cu
Número Atómico: 29
Valencia: 1,2
Estado de oxidación: +2
Masa Atómica (g/mol) : 63,54
Densidad: 8,96
Punto de ebullición: 2595°C
Punto de ebullición: 1083°C
Descubridor: Los antiguos

• Metal de Transición no ferroso.
• Uno de los primeros metales usados por los humanos.
• Su utilidad se debe a sus propiedades químicas, físicas y
mecánicas.
• Se obtiene de los sulfuros minerales (calcocita, covelita,
calcopirita, bornita y enargita)
• Minerales oxidados: tenorita, malaquita, azurita,
crisocola y brocantita.
• Hay grandes cantidades de cobre en la Tierra.
• Si se utilizan los minerales de los grados más bajos
• Estructura electrónica: 1s22s22p63s23p63d104s1
• Mueve unos 30.000 millones de dólares anuales

• Peso atómico: 63.546
• Isótopos naturales estables: 63Cu y 65Cu
• Posee baja actividad química
• Las valencias: 2+ (cúprico), 1+ (cuproso)
• Cobre sólido puro: densidad de 8.96 g/cm3 a 20ºC
• Tipo comercial: densidad de 8.90 y 8.94
• Poco paramagnético
• Conductividades térmica y eléctrica son muy altas
• Moderadamente duro
• Resistente al desgaste
• Es tenaz en extremo
• Cobre puro es blando

Aleaciones de cobre
• Más duras que el metal puro.
• Mayor resistencia.
• No pueden utilizarse en aplicaciones eléctricas
• Su resistencia a la corrosión es casi igual que
del cobre puro.
• Son de fácil manejo.
• Aleaciones más importantes: latón, cinc,
bronce, estaño.
• Otros aleaciones con: oro, plata y níquel.

Metalurgia del cobre
• Varía según la composición de la mena
• Depende de que el mineral se presente en forma
de sulfuros o de óxidos.
• El cobre se tritura, se lava y se prepara en barras.
• Las menas no contienen más de un 12% de cobre
• Se funden en un horno de reverbero que produce
cobre metálico con una pureza
del 98%.

Aleaciones de cobre
Calcosina
(Cu2S)
Calcopirita
(CuFeS2)
Cuprita
(Cu2O)
Covellina
(CuS)
Tenerita
(CuO)
Procesos de
Extracción
Pirometalúrgico
Procesos de
Extracción
Hidrometalúrgico

Etapas del Proceso de flotación
• Molienda:
• Acondiciona-
miento:
• Aireación:
• Remoción de
espuma:
Realiza con el fin de
lograr que el mineral
adquiera la
granulometría

• Molienda:
• Acondiciona-
miento:
• Aireación:
• Remoción de
espuma:
Se realiza para otorgar el
tiempo necesario para que
los reactivos establezcan las
condiciones más favorables.

• Molienda:
• Acondiciona-
miento:
• Aireación:
• Remoción de
espuma:
Introduce una corriente
ascendente de burbujas de aire,
las cuales se adhieren a las
partículas del mineral valioso para
formar una espuma estable en la
superficie.

• Molienda:
• Acondiciona-
miento:
• Aireación:
• Remoción de
espuma:
La espuma contiene el
mineral valioso y debe ser
recolectada

Pirometalurgia
• Obtención de metales a
partir de sus minerales
por medio del calor.
• Se trata en extraer el
metal del mineral,
eliminar la ganga del
mineral y purificar los
metales.
1
• Conminución del mineral
2
• Concentración (flotación)
3
• Fundición en horno
4
• Paso a convertidores
5
• Afino
6
• Moldeo de ánodos
7
• Electrorefinación
8
• Cátodo

Hidrometalurgia
• Proceso de recuperar el cobre que hay en los residuos minerales
• Solubilizacion de metales en soluciones acuosas
1. Molienda –
Trituración
2. Apilamiento
3. Lixiviación
4. Extracción
5. Electrólisis
6. Cátodo
Etapas de la
HIDROMETALURGIA

1. Molienda –
Trituración
2. Apilamiento
3. Lixiviación
4. Extracción
5. Electrólisis
6. Cátodo

Tratamientos térmicos del cobre
•Recocido:
•Refinado:
•Temple:
Se produce calentando
el cobre en un horno
eléctrico y luego se
deja enfriar al aire.

Tratamientos térmicos del
cobre
•Recocido:
•Refinado:
•Temple:
Es un proceso controlado
de oxidación para reducir
las impurezas con el fin de
obtener cobre de gran
pureza.

Tratamientos térmicos del cobre
•Recocido:
•Refinado:
•Temple:
Se calienta a unos
600 °C y se enfría
rápidamente.

Usos y aplicaciones del cobre
• Cobre metálico:
• Cobre no metálico:
• Electricidad y
telecomunicaciones:
• Medios de transporte:
• Construcción y
ornamentación:
Fabricación de
cables eléctricos y
radiadores de
coches y
camiones.

• Electricidad y
telecomunicaciones:
• Construcción y
ornamentación:
El sulfato de cobre (II)
se emplea como
abono y pesticida en
agricultura y para la
decoración de azulejos
y cerámica.

• Electricidad y
telecomunicaciones:
• Construcción y
ornamentación:
Empleado para
fabricar cables
eléctricos y cables
telefónicos.

• Electricidad y
telecomunicaciones:
• Construcción y
ornamentación:
Se emplea en
varios
componentes de
coches y
camiones.

• Electricidad y
telecomunicaciones:
• Construcción y
ornamentación:
Tuberías
Estructura
Elementos
arquitectónicos.

Productos del cobre
• Fundición: blister y
ánodos:
• Refinería: cátodos:
• Subproductos de
fundición y refinería:
• Alambrón:
• Alambre de cobre
desnudo:
• Trefilado
• Tubos:
• Para elaborar
productos de alta
calidad, como, los
cátodos de cobre.
• 98% a 99,5% de cobre.
• Su principal aplicación
es su transformación en
ánodos de cobre.

Productos del cobre
ánodos:
• Subproductos de
• Alambrón:
desnudo:
• Trefilado
• Tubos:
• Para la producción
de alambrón de
cobre.
• 99,99% de cobre

Productos del cobre
ánodos:
• Subproductos de
• Alambrón:
desnudo:
• Trefilado
• Tubos:
Para la obtención de
Ácido sulfúrico, Escoria
granulada, Lodos
electrolíticos, Sulfato
de níquel, Yeso.

Productos del cobre
ánodos:
• Subproductos de
• Alambrón:
desnudo:
• Trefilado
• Tubos:
Para la fabricación
de cables eléctricos
que requieran una
alta calidad.

Productos del cobre
ánodos:
• Subproductos de
• Alambrón:
desnudo:
• Trefilado
• Tubos:
• Alta conductividad,
ductilidad y resistencia
mecánica y a la
corrosión .
• 99,9% de Cu.

Productos del cobre
ánodos:
• Subproductos de
• Alambrón:
desnudo:
• Trefilado:
• Tubos:
• Es el proceso de
adelgazamiento del
cobre a través del
estiramiento
mecánico para
generar flexibilidad.
• Cables eléctricas
ailados.

Productos del cobre
ánodos:
• Subproductos de
• Alambrón:
desnudo:
• Trefilado:
• Tubos:
Es un producto hueco,,
que tiene una periferia
continua y que es
utilizado en gasfitería,
fontanería y sistemas
mecánicos para el
transporte de líquidos
o gases.

Etapas de fabricación de tubos
• Corte:
• Calentamiento:
• Extrusión:
• Laminación:
• Trefilado:
• Recocido:
• Acabado:
• Control de
Calidad:
• Embalaje:
Alrededor de 700 mm de
largo.

• Corte:
• Calentamiento:
• Extrusión:
• Laminación:
• Trefilado:
• Recocido:
• Acabado:
• Control de
Calidad:
• Embalaje:
• En un horno de túnel a
una temperatura entre 800
y 900 °C.
• Aquí, el metal alcanza un
mayor grado de capacidad
de deformación plástica.

• Corte:
• Calentamiento:
• Extrusión:
• Laminación:
• Trefilado:
• Recocido:
• Acabado:
• Control de
Calidad:
• Embalaje:
Prensa por donde
atraviesa el billete a
través de una matriz,
esto es perforado por
un mandril.

• Corte:
• Calentamiento:
• Extrusión:
• Laminación:
• Trefilado:
• Recocido:
• Acabado:
• Control de
Calidad:
• Embalaje:
Es una operación "en frío"
que consiste en pasar el
pretubo a través de dos
cilindros que giran en
sentido contrario.

• Corte:
• Calentamiento:
• Extrusión:
• Laminación:
• Trefilado:
• Recocido:
• Acabado:
• Control de
Calidad:
• Embalaje:
La reducción sucesiva de
diámetros para obtener los
diversos productos
comerciales.

• Corte:
• Calentamiento:
• Extrusión:
• Laminación:
• Trefilado:
• Recocido:
• Acabado:
• Control de
Calidad:
• Embalaje:
La deformación plástica en
frío origina un
endurecimiento del metal
(c/ pérdida en la
plasticidad)

• Corte:
• Calentamiento:
• Extrusión:
• Laminación:
• Trefilado:
• Recocido:
• Acabado:
• Control de
Calidad:
• Embalaje:
Aplicación de un
revestimiento externo
de protección o
aislante.

• Corte:
• Calentamiento:
• Extrusión:
• Laminación:
• Trefilado:
• Recocido:
• Acabado:
• Control de
Calidad:
• Embalaje:
El tubo terminado se
somete a pruebas para
determinar
imperfecciones.

• Corte:
• Calentamiento:
• Extrusión:
• Laminación:
• Trefilado:
• Recocido:
• Acabado:
• Control de
Calidad:
• Embalaje:
Son embalados
cuidadosamente para
evitar deformaciones
por los movimientos.

Procesos
• Laminación:
• Fundición de
piezas:
• Forjado:
• Mecanizado
• Soldadura
• Calderería
• Embutición
• Estampación
• Troquelado
• Reciclado
La maleabilidad del cobre
permite producir todo tipo
de láminas desde grosores
muy pequeños, mediante
las instalaciones de
laminación adecuadas.

Procesos
• Laminación:
• Fundición de
piezas:
• Forjado:
• Mecanizado
• Soldadura
• Calderería
• Embutición
• Estampación
• Troquelado
• Reciclado
• El cobre puro no es para
fundición por moldeo, porque
produce galleo.
• Las aleaciones si permiten
fabricar piezas de los procesos de
fundición de piezas.
•Los métodos son por:
 moldeo:
 centrifugado:

Procesos
• Laminación:
• Fundición de
piezas:
• Forjado:
• Mecanizado:
• Soldadura:
• Calderería:
• Embutición:
• Estampación:
• Troquelado:
• Reciclado:
Se deforma un taco metálico a
temperatura adecuada entre dos
matices, esta contiene un hueco
grabado con el molde deseado al
que se le proporciona potencia
mediante una prensa.

Procesos
• Laminación:
• Fundición de
piezas:
• Forjado:
• Mecanizado
• Soldadura
• Calderería
• Embutición
• Estampación
• Troquelado
• Reciclado
Se realiza bajo el concepto de
mecanizado rápido en seco con la
herramienta refrigerada por aire
si es necesario.
Las máquinas giran a velocidades
muy altas.

Procesos
• Laminación:
• Fundición de
piezas:
• Forjado:
• Mecanizado:
• Soldadura:
• Calderería:
• Embutición:
• Estampación:
• Troquelado:
• Reciclado:
Para soldar uniones de cobre
o de sus aleaciones se
utilizan dos tipos de
soldadura diferentes:
Soldadura blanda.
Soldadura fuerte.

Procesos
• Laminación:
• Fundición de
piezas:
• Forjado:
• Mecanizado:
• Soldadura:
• Calderería:
• Embutición:
• Estampación:
• Troquelado:
• Reciclado:
Es una especialidad profesional
que tiene como función la
construcción de depósitos aptos
para el almacenaje y transporte
de sólidos (forma de granos o
áridos), líquidos y gas así como
todo tipo de construcción naval y
estructuras metálicas.

Procesos
• Laminación:
• Fundición de
piezas:
• Forjado:
• Mecanizado:
• Soldadura:
• Calderería:
• Embutición:
• Estampación:
• Troquelado:
• Reciclado:
Proceso de conformado en frío
por el que se transforma un disco
o piezas recortada en piezas
huecas, e incluso partiendo de
piezas previamente embutidas,
estirarlas a una sección menor
con mayor altura.

Procesos
• Laminación:
• Fundición de
piezas:
• Forjado:
• Mecanizado:
• Soldadura:
• Calderería:
• Embutición:
• Estampación:
• Troquelado:
• Reciclado:
Es la operación mecánica que se
realiza para grabar un dibujo o
una leyenda en la superficie
plana de una pieza
Las chapas de cobre y sus
aleaciones son muy buenas para
realizar en ellas todo tipo de
grabados.

Procesos
• Laminación:
• Fundición de
piezas:
• Forjado:
• Mecanizado:
• Soldadura:
• Calderería:
• Embutición:
• Estampación:
• Troquelado:
• Reciclado:
• Para producir piezas de chapa
metálica o donde sea necesario
realizar diversos agujeros en las
mismas.
• Se utilizan simples mecanismos
de accionamiento manual o
sofisticadas prensas mecánicas de
gran potencia.

Procesos
• Laminación:
• Fundición de
piezas:
• Forjado:
• Mecanizado:
• Soldadura:
• Calderería:
• Embutición:
• Estampación:
• Troquelado:
• Reciclado:
El cobre es uno de los pocos
materiales que no se degradan ni
pierden sus propiedades
químicas o físicas en el proceso
de reciclaje.

Principales
aleaciones del
cobre
Latón
(Cu-Zn)
Bronce
(Cu-Sn)
Alpaca
(Cu-Ni-Zn)

Latón (Cu-Zn)
• Una aleación de cobre y zinc
• Se realiza en crisoles o en un horno de
reverbero o de cubilote.
• Su porcentaje de Zn es menos de 50%
• Su densidad: entre 8,4g / cm3 y 8,7g / cm3

Propiedades del latón en general
• Fácilmente moldeable
• Funde alrededor de 980° C
• Se puede fundir y colar piezas de latón con
moldes de arena, con moldes metálicos o
coquillas
• Excelente plasticidad en la estampación en
caliente.
• Admite bien la deformación en frío (aleación con
+ del 60 % de cobre).
• Buen conductor térmico y electricidad.
• Buena resistencia a la corrosión.

• Excelentes propiedades de soldadura.
• Excelente maquinabilidad.
• Fácilmente reciclable .
• No se altera a temperaturas comprendidas
entre -100° C y 200° .
• Aspecto brillante y dorado del latón.
• Buena resistencia al desgaste .
• No produce chispas por impacto mecánico

Bronce (Cu-Sn)
• Aleación metálica de cobre y estaño.
• Aleación básica para la fabricación de armas,
utensilios y la monedas acuñadas.
• Su calor específico es alto.

Principales aleaciones del bronce
• Tipos básicos:
• Bronce
arsenical:
• Kara kane:
• Bronce para
armas de fuego:
• Bronce para
campanas:
• Aleaciones con
plomo;
• Bronce sol:
•88% de cobre y 12% de estaño.
•La aleación alfa de bronce se
utiliza para monedas, resortes,
turbinas, y herramientas de
corte.

• Tipos básicos:
• Bronce
arsenical:
• Kara kane:
• Bronce para
armas de fuego:
• Bronce para
campanas:
• Aleaciones con
plomo;
• Bronce sol:
Es una aleación
blanquecina, muy dura y
frágil.

• Tipos básicos:
• Bronce
arsenical:
• Kara kane:
• Bronce para
armas de fuego:
• Bronce para
campanas:
• Aleaciones con
plomo;
• Bronce sol:
60% de cobre, 24% de
estaño, y 9% de zinc,
con agregados de hierro
y plomo.

• Tipos básicos:
• Bronce
arsenical:
• Kara kane:
• Bronce para
armas de fuego:
• Bronce para
campanas:
• Aleaciones con
plomo;
• Bronce sol:
Se utilizó cañones
compuesto por 90% a 91%
de cobre y 9% a 10% de
estaño.

• Tipos básicos:
• Bronce
arsenical:
• Kara kane:
• Bronce para
armas de fuego:
• Bronce para
campanas:
• Aleaciones con
plomo:
• Bronce sol:
Es frágil presentan una
coloración que varia del
ceniza oscuro al blanco
grisáceo.

• Tipos básicos:
• Bronce
arsenical:
• Kara kane:
• Bronce para
armas de fuego:
• Bronce para
campanas:
• Aleaciones con
plomo:
• Bronce sol:
Para la fabricación de
cojinetes y otras piezas
sometidas a fricción.
10% de plomo.

• Tipos básicos:
• Bronce
arsenical:
• Kara kane:
• Bronce para
armas de fuego:
• Bronce para
campanas:
• Aleaciones con
plomo;
• Bronce sol:
Es una aleación utilizada
en joyería, tenaz, dúctil y
muy dura y está constituida
hasta por un 60% de
cobalto.

Alpaca (Cu-Ni-Zn)
• Compuesta por:
Zinc: 8 - 45 %
Cobre:45 - 70 %
Níquel: 8 - 20 %
• Color y brillo parecido al de la plata.
• Aleaciones que contienen más de un 60% de
cobre son monofásicas (se caracterizan por su
ductilidad y por la facilidad para ser trabajadas a
temperatura ambiente)
• Adición de níquel = resistencia a la corrosión.

Aplicaciones de Alpaca
• Imágenes religiosas.
• Vajillas de mesa.
• Bombillas para mate.
• Cremalleras.
• Objetos de bijouterie.
• Llaves de los instrumentos musicales (ej. oboe),
• Diales de los aparatos de radio.
• Monedas.
• Instrumentos quirúrgicos y dentales.
• Reóstatos.

Efectos del Cobre sobre la salud
• Es esencial para la
salud de los
humanos.
• Mucho Cobre
puede causar
problemas de
salud.
Se encuentra
en:
Casas con
tuberías de cobre
Comidas
En el Ambiente
de trabajo
Aire
Agua
Causas:
Dolor de cabeza y
estomago.
Irritar la nariz, la
boca y los ojos
Vómitos y diarreas
Daño al hígado y
los riñones
Disminución de la
inteligencia.

• Posee un importante papel
biológico en el proceso de
fotosíntesis de las plantas
• Contribuye a la formación de
glóbulos rojos.
• Se encuentra en una gran
cantidad de alimentos
habituales de la dieta tales
como ostras, mariscos,
legumbres, vísceras y nueces
entre otros,

Para la buena salud
• Cantidad de cobre en el cuerpo: 50-120mg
• Se concentra en órganos como el hígado, los
riñones, el corazón y el cerebro
• Se requiere de 1 a 3 mg por día
• El cobre es eficaz contra las bacterias que causan
enfermedades comunes.
• Las aleaciones de cobre sean ideales
para manijas de puertas, placas de
empuje y barandillas

Pulvimetalurgia
• Proceso de fabricación que,
partiendo de polvos finos y tras
su compactación para darles una
forma determinada.
• Fabricación de piezas pequeñas
de gran precisión
• Para materiales o mezclas
poco comunes y para controlar
el grado de porosidad
o permeabilidad.

Fases del proceso
• Obtención de los
Polvos:
•Dosificación y
mezcla:
•Compactación en
frío:
•Sinterizado:
•Operaciones de
acabado:
• Se realiza de metales puros,
(Fe, Cu, Sn, Al, Ni, Ti,
• Y aleaciones como latones,
bronces, aceros y aceros
inoxidables o polvos pre-
aleados.
Tipos:

Fases del proceso
Polvos:
•Dosificación y
mezcla:
•Compactación en
frío:
•Sinterizado:
•Operaciones de
acabado:
• Se puede añadir aditivos
que actúen como lubricantes
durante el compactado.
• Los polvos metálicos
tienden a reaccionar con el
oxigeno generando así una
flama
• Se utilizan normalmente
cuartos de ambientes
controlados.

Fases del proceso
Polvos:
•Dosificación y
mezcla:
•Compactación en
frío:
•Sinterizado:
•Operaciones de
acabado:
Los polvos sueltos se
compactan y se conoce
como pieza verde o
compactado duro.

Fases del proceso
Polvos:
•Dosificación y
mezcla:
•Compactación en
frío:
•Sinterizado:
•Operaciones de
acabado:
Calentamiento en horno
eléctrico o mufla con
atmósfera controlada a una
temperatura en torno al 75%
de la de fusión.
Cámaras:

Fases del proceso
Polvos:
•Dosificación y
mezcla:
•Compactación en
frío:
•Sinterizado:
•Operaciones de
acabado:
Acuñado: Prensado posterior
al sinterizado para reducir las
tolerancias dimensionales de
la pieza.
Impregnación: Para penetrar
en la red porosa del material
Otras convencionales son:
Tratamientos térmicos y
superficiales y Mecanizado

Ventajas y Desventajas
No se desperdicia material.
Precisión dimensional y buen
acabado.
Tiempo de fabricación corto y
costos reducidos.
Piezas imposibles por otros
medios: porosidad
controlada, mezcla de metales
y no metales (cerámicos).
Elevado costo de las matrices
de compactación.
Características mecánicas
inferiores debido a la
porosidad del material.
Limitaciones de diseño:
sección uniforme en la
dirección de compactado,
esbeltez limitada, etc

Pulvimetalurgia II
• Elaboracion de productos comerciales a
partir de polvos metálicos.
• No siempre se utiliza el calor.
• Sinterizado: proceso c/ calor (debajo de la
temperatura de fusión).
• Mejora la resistencia y otras de sus
propiedades.

Procesos de la Pulvimetalurgia II
• Producción de
polvo:
• Mezclado de los
metales
participantes:
• Conformado de las
piezas por medio
de prensas:
• Sinterizado de las
piezas:
• Tratamientos
térmicos:
El tamaño, forma y
distribución de los polvos
afectan las características
de las piezas a producir.

Procesos de la Pulvimetalurgia II
• Producción de
polvo:
• Mezclado de los
metales
participantes:
• Conformado de las
piezas por medio
de prensas:
• Sinterizado de las
piezas:
• Tratamientos
térmicos:

Ventajas y Desventajas
La producción de carburos
sinterizados, cojinetes porosos y
bimetálicos de capas moldeadas,
sólo se puede producir por medio
de este proceso.
Porosidad controlada.
Tolerancias reducidas y acabado
superficial de alta calidad.
Se pueden obtener piezas de alta
pureza.
No hay pérdidas de material.
No se requieren operarios con alta
capacitación.
Los polvos son caros y difíciles de
almacenar
El costo del equipo es alto
Algunos productos pueden fabricarse por
otros procedimientos más económicas
Es difícil hacer productos con diseños
complicados
Existen algunas dificultades térmicas en el
proceso de sinterizado.
Algunos polvos de granos finos presentan
riesgo de explosión.
Es difícil fabricar productos uniformes de
alta densidad.

Productos de la Pulvimetalurgia
• Filtros metálicos
• Carburos cementados
• Engranes y rotores para bombas
• Escobillas para motores
• Cojinetes porosos
• Magnetos
• Contactos eléctricos

Cobre

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Similar a Cobre

Último

Cobre