Metales, Propiedades y clasificación

1. Dpto. de Tecnologías 1
TEMA 6
LOS METALES
Obtención, propiedades y aplicaciones.

2. Dpto. de Tecnologías 2
EsquemaEsquema

3. Dpto. de Tecnologías 3
1.Los metales son materiales que se obtienen a partir
de minerales.
2.Al conjunto de procesos de transformación que se
llevan a cabo desde la extracción del mineral hasta
la obtención final del metal se las denomina
“Metalurgia”. En el caso de los metales ferrosos, se
dice “Siderurgia”. Por tanto, la siderurgia es una
rama de la metalurgia.
3.Los metales se clasifican en “Ferrosos” y “No
ferrosos”. Los metales ferrosos constituyen más del
90% de los metales utilizados. Todos los demás son
“No Ferrosos”, que a su vez se clasifican en
“pesados”, “Ligeros” y “Ultraligeros”.
Ideas Claras (1)Ideas Claras (1)

4. Dpto. de Tecnologías 4
4.Las propiedades de los metales varían mucho de
unos a otros. Sin embargo, existen una serie de
características que se pueden considerar comunes
a todos los metales:
• Presentan buena resistencia mecánica.
• Son dúctiles y maleables. Por lo tanto poco elásticos.
• Son buenos conductores eléctricos.
• Son buenos conductores acústicos.
• Son buenos conductores térmicos.
• La mayoría pueden soldarse.
• Alto coeficiente de dilatación.
• Facilidad de oxidación.
• La mayoría son reciclables.
• Algunos son altamente tóxicos.
Ideas Claras (2)Ideas Claras (2)

5. Dpto. de Tecnologías 5
5.Cuando dos metales se funden, mezclan y se deja
que solidifiquen juntos, se dice que forman una
aleación.
6.Cuando una pieza es de un metal puro y por
motivos estéticos o para protegerlo de la oxidación,
se baña con otro metal que lo recubre por
completo, se llama recubrimiento.
Ideas Claras (3)Ideas Claras (3)

6. Dpto. de Tecnologías 6
7. Para obtener piezas y productos a partir de los
metales, se someten a “Procesos de
conformación”, tales como la deformación, el
moldeo o la metalurgia de polvos.
8. Una vez conformados los metales, en ocasiones
deben ser sometidos a “Técnicas de
manipulación” para modificar su forma o pulir su
superficie. Podemos destacar: Marcado, corte,
perforado, rebajado y pulido.
9. Las piezas de metal pueden funcionar solas o
unidas a otras. Para unir piezas de metal se
utilizan las uniones desmontables (con rosca) o
las uniones fijas (soldadura, remachado, etc..).
Ideas Claras (3)Ideas Claras (3)

7. Dpto. de Tecnologías 7
• Los metales son materiales que se obtienen a partir
de minerales que forman parte de las rocas.
Obtención de los metalesObtención de los metales
• La extracción del mineral se realiza
en minas a cielo abiertominas a cielo abierto si la capa
del mineral se halla a poca
profundidad.
• O mina subterráneamina subterránea si el yacimiento
o filón es profundo,la excavación se
lleva a cabo bajo tierra

8. Dpto. de Tecnologías 8
• En el yacimiento se
encuentra tanto la
menamena que es la parte
útil como la gangaganga que
es un conjunto de
arenas y otros
minerales no
aprovechables.
• Como la mena y la
ganga están mezclados
resulta necesario
separarlos.
Obtención de los metalesObtención de los metales

9. Dpto. de Tecnologías 9
Obtención de los metalesObtención de los metales
Menas
y
gangas

10. Dpto. de Tecnologías 10
• Tamizado:Tamizado:Consiste en la separación de
las partículas solidas según su tamaño
mediante tamices o cribas.
• Filtración:Filtración:EsEs la separación de partículas
sólidas en su suspensión en un liquido a
través de un filtro.
• Flotación:Flotación: Se trata de la separación de
partículas solidas en un líquido.
Técnicas de separaciónTécnicas de separación

11. Dpto. de Tecnologías 11
Tipos de metalesTipos de metales
• Existen varios criterios de clasificación
de los metales.
– Metales ferrosos: Son aquellos cuyo
componente principal es el hierro
– Metales no ferrosos: Son materiales
metálicos que no contienen hierro o que
lo contiene en muy pequeñas cantidades
Clasificación de los metalesClasificación de los metales

12. Dpto. de Tecnologías 12
• Al tacto,los materiales metálicos son duros,
no adherentes,fríos y muy suaves si su
superficie ha sido pulida.
Propiedades de los metalesPropiedades de los metales

13. Dpto. de Tecnologías 13
• Propiedades mecánicas:Propiedades mecánicas: Los metales son enLos metales son en
general duros, tenaces y plásticos (maleables ygeneral duros, tenaces y plásticos (maleables y
dúctiles).dúctiles).
• Propiedades térmicas:Propiedades térmicas: Los metales son buenos
conductores térmicos, se dilatan, y tienen buena
fusibilidad y soldabilidad.
• Propiedades eléctricas y magnéticas:Propiedades eléctricas y magnéticas: Los
metales son en general buenos conductores
eléctricos. Sólo unos pocos metales tienen
propiedades magnéticas: Hierro, cobalto y
níquel.
Propiedades físicasPropiedades físicas

14. Dpto. de Tecnologías 14
• La propiedad química mas importante de los
metales es su elevada capacidad de
oxidaciónoxidación
Propiedades químicasPropiedades químicas

15. Dpto. de Tecnologías 15
• Los metales son muy buenos conductores
de el sonido.
• Los metales son impermeables es decir no
deja pasar el agua
Otras propiedadesOtras propiedades

16. Dpto. de Tecnologías 16
Metales Ferrosos
Se denominan metales ferrosos o férricos a
aquellos que contienen como elemento base
el hierro; pueden llevar posteriormente
pequeñas proporciones de otros elementos.

17. Dpto. de Tecnologías 17
Minerales de Hierro
Hematites
Pureza: 70%
Magnetita
Pureza: 75%

18. Dpto. de Tecnologías 18
Minerales de Hierro
Limonita
Pureza: 60%
Siderita
Pureza: 50%

19. Dpto. de Tecnologías 19
Localización del mineral
Este enlace muestra las diferentes técnicas de minería empleadas

20. Dpto. de Tecnologías 20
Obtención en altos hornos
• El Alto horno
funciona de
manera
ininterrumpida.
• El producto
que sale del
alto horno se
denomina
arrabio.

21. Dpto. de Tecnologías 21
Obtención en altos hornos
El arrabio se afina
para obtener acero

22. Dpto. de Tecnologías 22
Horno Eléctrico
El acero se
afina en
hornos
convertidores.
A veces estos
hornos son
eléctricos.

23. Dpto. de Tecnologías 23
Colada del producto liquido
Metal fundido
Por
colada
convencional
Por
colada
continua
Por
colada
sobre
lingoteras

24. Dpto. de Tecnologías 24
Los Productos Férricos
• Hierro puro: Su concentración de carbono se
sitúa entre el 0,008% y el 0,03%
• Acero: La concentración de carbono se oscila
entre el 0,03% y el 1,76%
• Fundición: La concentración de carbono se
encuentra entre el 1,76% y el 6,67%
• Grafitos: Con concentraciones superiores al
6,67% de carbono.
Dependiendo del porcentaje de carbono disuelto
en el hierro podemos hablar de:

25. Dpto. de Tecnologías 25
• Hierro
• Acero
• Fundición
• Grafito
Los Productos Férricos

26. Dpto. de Tecnologías 26
• El hierro (puro) es un material maleable,
ferromagnético, y blando.
• Debido a su poca resistencia su única aplicación
es en la fabricación de imanes.
• Después del aluminio es el segundo metal mas
abundante en la corteza de la tierra
• Sus principales aleaciones son aquellas de la
familia de los ferro-carbonos.
El Hierro

27. Dpto. de Tecnologías 27
• El acero es una aleación Fe-C en la
que el carbono esta por debajo de
1.76% en peso.
• Dependiendo de si el acero esta
aleado con una determinada cantidad
de otro elemento o no el acero se
clasifica en dos grupos principales: los
aceros “puros” y los aleados
El Acero

28. Dpto. de Tecnologías 28
Aceros “Puros”

29. Dpto. de Tecnologías 29
Aceros especiales o aleados

30. Dpto. de Tecnologías 30
• El acero es un material que conduce bien la
electricidad, es dúctil, maleable, y muy tenaz. Por el
contrario al no ser que se le añada un determinado
elemento extra a la aleación el acero es propenso a
oxidarse, acortando de manera considerable su
vida útil.
Propiedades de los aceros

31. Dpto. de Tecnologías 31
• La mayoría de las utilidades de este material
tienen que ver con la mecánica. A excepción
de los usos para las estructuras de edificios,
el resto de aplicaciones del acero tienen que
ver generalmente la construcción de el
cuerpo y/o alguna pieza especifica de algún
sistema mecánico por ejemplo, un coche.
Los astilleros y sistemas ferroviarios son
también grandes consumidores de este
material.
Aplicaciones de los aceros

32. Dpto. de Tecnologías 32
• El acero puede ser sometido a una serie de tratamientos
superficiales y/o térmicos que pueden aportar al material
nuevas cualidades.
• Superficiales:
– Cromado
– Galvanizado (Cinc)
– Y Niquelado
• Térmicos:
– Templado
– Revenido
– Recocido
- Y Normalizado
Tratamientos (para acero)

33. Dpto. de Tecnologías 33
• El acero puede también combinarse con una gran
variedad de elementos que mejoran cualidades
especificas, previamente seleccionadas según el
trabajo que la nueva aleación vaya a realizar.
• Las aleaciones mas importantes son:
– Níquel: Aporta resistencia a la oxidación
– Cromo: aporta dureza y resistencia a la abrasión y
oxidación
– Cobalto: Produce un aumento de la dureza del acero en
caliente y a la abrasión
– Vanadio: aumenta la resistencia a la fatiga
Aleaciones del acero

34. Dpto. de Tecnologías 34
• La fundición es un
compuesto Fe-C en
el que el carbono
supera en peso el
1.76%
• Por norma general
son frágiles y duras
pero adquieren
diferentes
propiedades según
el proceso de
obtención
Las Fundiciones

35. Dpto. de Tecnologías 35
• Debido a que no
aceptan muchas de
las formas de
transformación del
acero la fundición es
usada para hacer
principalmente piezas
de moldeo, o piezas
que deben de ser
sometidas a grandes
esfuerzos mecánicos.
Aplicaciones de las Fundiciones

36. Dpto. de Tecnologías 36
• Si hablamos del grafito como producto
férrico, hablamos de una aleación Fe-C que
supera el 6.67% en peso de carbono.
• En la actualidad debido a su fragilidad el
grafito no tiene ningún uso significativo
El Grafito

37. Dpto. de Tecnologías 37
Reciclado de metales ferrosos

38. Dpto. de Tecnologías 38
• Durante todo el
proceso de obtención
se producen
contaminaciones en
las tres etapas de la
obtención del material:
a la hora de obtener la
materia prima, durante
la transformación, y al
reciclar o desechar.
Impacto medioambiental

39. Dpto. de Tecnologías 39
Metales no ferrosos
Se clasifican según su densidad:
• Metales pesados: Son
aquellos cuya densidad es
mayor de 7 Kg/l. Son casi
todos los metales.
• Metales ligeros: Aquellos cuya
densidad es inferior a 7 Kg/l,
es decir, el aluminio, el titanio
y el magnesio.

40. Dpto. de Tecnologías 40
• Obtención: se obtiene a partir de los
minerales cuprita calcopirita y malaquita.
• Propiedades: Buen conductor térmico y
eléctrico. Maleable y dúctil.
• Aplicaciones: Cables eléctricos, tuberías,
calderas y radiadores.
Principales aleaciones a base de cobre:
• Latón: Aleación de cobre y cinc
• Bronce: Aleación de cobre y estaño
Metales no ferrosos pesados
Cobre

41. Dpto. de Tecnologías 41
• Obtención: se obtiene de la galena
Propiedades: Muy pesado, blando y
plástico. Tóxico. Aislante de
radiaciónes X.
• Aplicaciones: Proyectiles, baterías
eléctricas. Trajes protectores
antiradiación.
Plomo
Metales no ferrosos pesados

42. Dpto. de Tecnologías 42
• Obtención: se obtiene de la
casiterita.
• Propiedades: Blando, dúctil y
maleable.
• Aplicaciones: Hojalata.
Estaño
Metales no ferrosos pesados

43. Dpto. de Tecnologías 43
• Obtención: se obtiene de la blenda
y la calamina.
• Propiedades: Inoxidable y brillante.
• Aplicaciones: Galvanizado
(recubrimiento) de piezas de acero.
Fabricación de canalones y
quitamiedos, farolas, etc… , piezas
que van a estar a la intemperie.
Cinc
Metales no ferrosos pesados

44. Dpto. de Tecnologías 44
• Obtención: se obtiene de la bauxita.
• Propiedades: No se corroe, ligero y
gran ductilidad y maleabilidad.
Buen conductor térmico y eléctrico.
• Aplicaciones: Piezas de motores,
fuselaje de aviones, carpintería
metálica, cables eléctrico y latas de
bebida.
Aluminio
Metales no ferrosos ligeros

45. Dpto. de Tecnologías 45
• Obtención: se extrae de el rutilo y
la limenita.
• Propiedades: Color brillante, ligero,
muy duro y resistente.
• Aplicaciones: Industria
aeroespacial, construcción y en
fabricación de prótesis médicas,
relojes.
Titanio
Metales no ferrosos ligeros

46. Dpto. de Tecnologías 46
• Obtención: se obtiene de diferentes
minerales como la magnesita y la
dolomita.
• Propiedades: Muy ligero, blando y
maleable. Explosivo.
• Aplicaciones: En combinación con
otros metales permite fabricar
aleaciones muy ligeras para
aeronautica, llantas de automóvil,
etc…. Nunca se utiliza puro.
Magnesio
Metales no ferrosos ligeros

47. Dpto. de Tecnologías 47
Deformación:
1. Laminación: Se hace pasar la
pieza metálica por una serie de
rodillos que la comprimen.
2. Forja: Se somete la pieza a
esfuerzos de compresión
repetidos y continuos mediante
un martillo.
3. Extrusión: Se hace pasar la
pieza por un orificio que tiene la
forma deseada.
Técnicas de conformación

48. Dpto. de Tecnologías 48
Deformación:
4. Estampación: Se
introduce la pieza en
caliente entre dos matrices
o estampas.
5. Embutición: Es un proceso
de conformación en frío que
consiste en golpear la
plancha de forma que se
adapte al molde
Técnicas de conformación

49. Dpto. de Tecnologías 49
Deformación:
6. Doblado: Se somete a una
plancha un esfuerzo de
flexión a fin de que adopte la
curva con un determinado
radio de curvatura
7. Trefilado: Se hace pasar la
punta afilada de un alambre
por un orificio con las
dimensiones y la forma
deseada
Técnicas de conformación

50. Dpto. de Tecnologías 50
Metalurgia de polvos:
1. El metal es molido hasta convertirlo en
polvo
2. Se prensa con unas matrices de acero
3. Se calienta en un horno una temperatura
próxima al 70% de la temperatura de fusión
normal
4. Se comprime la pieza para que adquiera el
tamaño adecuado
5. Se deja enfriar
Técnicas de conformación

51. Dpto. de Tecnologías 51
Moldeo
• Se calienta el metal en un horno hasta que se
funde.
2. El metal líquido se vierte en el interior del
molde
3. Se deja enfriar hasta que el metal se solidifica
4. Se extrae la pieza del molde
Técnicas de conformación

52. Dpto. de Tecnologías 52
CORTE Y MARCADO
• Tijeras de chapa
• Punta de trazar y granate
• Prensa o troquel
• Sierra de calar
• Gramil y compás de puntas
• Guillotina
• Sierra de arco
• Sierra circular
Técnicas de manipulación

53. Dpto. de Tecnologías 53
PERFORADO
• Punzón
• Taladradora
Técnicas de manipulación
TALLADO/REBAJADO
• Cincel y buril
• Fresadora

54. Dpto. de Tecnologías 54
DESBASTADO/AFINADO
• Lima
• Rasqueta
Técnicas de manipulación
• Lijadora
• Rectificadora

55. Dpto. de Tecnologías 55
Uniones desmontables:
permiten la unión y
separación de la pieza
mediante elementos
roscados
– Tornillo pasante con tuerca
– Tornillo de unión
– Tornillo de rosca cortante
– Espárrago
– Chaveta y lengüeta
– Ejes estriados
– Guías
Uniones de piezas

56. Dpto. de Tecnologías 56
En las uniones fijas no es
posible separar las piezas sin
que estas se deterioren o se
produzca la rotura del elemento
de unión:
– Remache
– Unión por ajuste a presión
– Adhesivos
– Soldadura
Uniones fijas

57. Dpto. de Tecnologías 57
• El acabado de un producto consiste en la
aplicación de lacas pinturas y esmaltes con una
doble finalidad, protegerlo de la humedad y la
corrosión por otro lado embellecerlo al
proporcionarle brillo y un color al objeto
acabado.
Los pinceles , las brochas y los rodillos son otros
utensilios utilizados
Acabado

58. Dpto. de Tecnologías 58
• A veces es aconsejable aplicar al metal un
recubrimiento de plástico para protegerle
de la humedad.
En ese caso el material se calienta en un
horno y se introduce en un baño de
plástico fluidizado
Otros acabados