Este documento presenta información sobre diferentes materiales metálicos como el hierro, el acero, el cobre y el aluminio. Explica sus propiedades, formas de obtención, usos comunes y técnicas de fabricación como el corte, doblado y soldadura. El documento está organizado en secciones que cubren temas como los materiales férricos y no férricos, sus aplicaciones industriales y procesos productivos básicos para trabajar con metales.

1. MATERIALES METÁLICOSPresentación realizada por:Virgilio Marco Aparicio.Profesor de Apoyo al Área Práctica delIES Tiempos Modernos.ZARAGOZA

2. MATERIALES METÁLICOSÍNDICELos materiales metálicosEl hierro y el aceroMateriales metálicos no férricosFabricación con metales. Trazado y corteFabricación con metales. Deformación y arranque de virutaFabricación con metales. Uniones y acabadosFabricación industrial con metales.

3. Volver al índiceLos materiales metálicos cuyo componente principal es el hierro son llamados materiales férricos. Son ejemplos de estos el hierro y el acero.

4. Los materiales metálicos obtenidos a partir de otros metales son llamados materiales no férricos. LOS MATERIALES METÁLICOS.GeneralidadesSon aquellos que están compuestos básicamente por uno o más metales. También pueden contener otros materiales como el carbono. AceroHierroCincCobre

5. Volver al índiceLOS MATERIALES METÁLICOS. PropiedadesLos materiales metálicos: conducen bien el calor y la electricidad. Su aspecto presenta un cierto brillo. A temperatura ambiente suelen ser sólidos, excepto el mercurio.Funden a la temperatura que llamamos punto de fusión.Son maleables y dúctiles. Los que más el oro, la plata y el cobre.ConductoresSe fundenMercurioOro nativoPlata nativaCobre

6. Volver al índiceLOS MATERIALES METÁLICOS. AleacionesUna aleación es un material metálico que se obtiene al mezclar y fundida y dejar que solidifique una mezcla de un metal con otros materiales, casi siempre otros metales. El producto resultante tiene características metálicas y alguna propiedad que no tenían los componentes por separado. El latón, por ejemplo, es una mezcla de cobre y cinc y resulta más duro y con resistencia eléctrica.LatónAleaciones

7. Volver al índiceLOS MATERIALES METÁLICOS. Formas comercialesFormas comerciales más habituales de materiales metálicos son: Largos: barras cuadradas o redondas y alambres. Planos: superficies de diferentes espesores, las más finas se denominan chapas. Perfiles: barras con formas especiales: en u, triangular, ... Lingotes: bloques obtenidos al vaciar metal líquido en un molde.LargosPlanosPerfilesLingotes

8. Volver al índiceLOS MATERIALES METÁLICOS. ObtenciónLos metales no suelen aparecer puros, sino combinados con otros elementos y formando minerales: La Minería se encarga de extraer minerales metálicos o menas. La Metalurgia trata de los metales elaborados y sus propiedades.Calcinación y tostación: es un proceso para obtener metales libres o puros calentando las menas en hornos y eliminando los óxidos que se producen.Electrolisis: es un proceso para obtener metales libres fundiendo el mineral, introduciendo en la fundición dos electrodos y haciendo circular una corriente eléctrica de modo que el metal puro se deposita en un electrodo. MineríaCalcinadorNave de electrolisis

9. Volver al índiceLOS MATERIALES METÁLICOS. De uso frecuente en el aula taller En el aula taller solemos utilizar materiales metálicos ya sea en sus formas comerciales o reciclándolos a partir de objetos fuera de uso. Algunos de uso muy frecuente son: Latas de latónPiezas de cobrePiezas de aluminioPiezas de acero

10. Volver al índicePara saber más sobre la siderurgia pulsa aquíEL HIERRO Y EL ACERO.La siderurgiaEl proceso siderúrgico, a grandes rasgos, transcurre en las siguientes etapas.1. Extracción del mineral5. B) Transformación del arrabio en Hierro dulce o fundición de hierro2. Separación de menas y gangas5. A) Transformación del arrabio en acero3. Calcinación4. Separación de Escoria y arrabio

11. Volver al índiceEL HIERRO Y EL ACERO.El hierro dulceEs hierro puro en un 99,9 % o más. Tiene pocas aplicaciones industriales y resulta muy difícil de obtener. También se llama hierro forjado por que es muy dúctil y maleable.Se emplea en trabajos de forja y para construir electroimanes y transformadores eléctricos. Trabajo en forjaElectroimánTransformador

12. Volver al índiceEL HIERRO Y EL ACERO.Los acerosLos aceros son aleaciones de hierro y de carbono (entre el 0´03 y el 1´76 %)a las que se añaden otros materiales (manganeso, níquel, titanio, etc.) según las propiedades del tipo de acero que se desee lograr. Se aplican en muchos campos industriales. Hay dos tipos de aceros:Aceros comunes. Hechos sólo con hierro y carbono. Son muy fáciles de soldar y poco resistentes a la corrosión. Se emplean en estructuras, clavos, tornillos, herramientas, ...Aceros aleados. Hechos con hierro, carbono y otros elementos.Muy resistentes a la corrosión, al desgaste y a las altas temperaturas. Se emplean para fabricar instrumentos y piezas especiales.Acero comúnAceros aleados

13. Volver al índiceEL HIERRO Y EL ACERO.Las fundicionesLas fundiciones son aleaciones de hierro y carbono (entre el 1`76 y el 6´67 %). Al tener más carbono resisten mejor la corrosión y los cambios de temperatura. Son fáciles de moldear y se emplean en la fabricación de piezas de gran tamaño. Se clasifican en:Fundiciones ordinarias. Hechos sólo con hierro y carbono y alguna pequeña parte de otro material. No se pueden trabajar en la forja.Fundiciones aleadas. Hechos con hierro, carbono y otros elementos con los cuales mejoran sus propiedades.Fabricados con fundición

14. Volver al índiceMATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOSLos materiales no férricos son más caros y difíciles de obtener que los férricos, sin embargo presentan algunas propiedades que los hacen necesarios: son más difíciles de oxidar, conducen mejor la electricidad y el calor, funden a temperaturas más bajas, son más fáciles de mecanizar, etc. Se clasifican en:Metales pesados. Su densidad es igual o mayor a 5 Kg./dm3. Entre ellos están el cobre, el plomo, el cinc, el estaño, el níquel, el mercurio, el volframio, etc.Metales ligeros. Su densidad es entre 2 y 5 Kg./dm3. Son ejemplos el aluminio y el titanio.Metales ultraligeros. Con densidad menor de 2 . El magnesio es el más utilizado en la industria.Metales ligeros. Aluminio y titanio. Metales ultraligeros. Magnesio natural y elaboradoMetales pesados.Cinc, cobre, mercurio, volframio.

15. Volver al índiceMATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOS. El cobreEl cobre es un metal de color rojo brillante, muy resistente a la corrosión, conduce bien el calor y la electricidad, es muy dúctil y maleable. Se obtiene de minerales como la cuprita, la calcopirita y la malaquita.Se ha usado desde la antigüedad para hacer armas, adornos, monedas, etc. Hoy se usa en conductores eléctricos, alambiques, y conducciones de gas y agua, así como otros usos en construcción. Sus aleaciones principales son:Los bronces. Aleaciones de cobre y estaño, tanto más duras cuanto más estaño contienen.Los latones. Aleaciones de cobre y cinc usadas para hacer canalizaciones, tornillos, válvulas de gas y agua, bisagras, etc..Minerales de cobre. Cuprita, calcopirita y malaquita. Bronce. Latones. Cobre.

16. Volver al índiceMATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOS. El aluminioEl aluminio es un metal de color plateado claro, es muy resistente a la oxidación, ligero, buen conductor del calor y la electricidad y fácil de mecanizar. Se obtiene de la bauxita.Se emplea en aleaciones ligeras, tan resistentes como el acero y mucho menos pesadas. Con ellas se fabrican productos muy variados, desde latas de refrescos como fuselajes de aviones, ventanas, maquinaria, etc.Bauxita.Productos de aluminio.

17. Volver al índiceMATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOS. El estañoEl estaño es un metal de aspecto blanco brillante, muy resistente al aire, fácil de fundir y de trabajar. Es muy maleable en frío y en caliente se torna quebradizo. Se obtiene de la casiterita.Se emplea, aleado con plomo o con plata, para soldadura blanda. También para recubrir el hierro, obteniendo hojalata, y para recubrir el cobre, pues al no ser tóxico puede usarse en instrumentos de alimentación.Productos de estaño, hojalata y otras aleaciones. Casiterita.

18. Volver al índiceMATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOS. El cincEl cinc es un metal blando de color blanco azulado, resistente a la intemperie. Se obtiene de la blenda.Se emplea en la fabricación de recipientes, canalones y planchas para cubiertas. También para recubrir planchas de hierro por dos procedimientos:Cincado. Introduciendo las piezas de hierro en un baño de cinc fundido.Galvanizado. Recubriendo las piezas de hierro por electrolisis.Chapa de hierro galvanizado. Blenda.Nave de cincado.

19. Volver al índiceFABRICACIÓN CON METALES. Trazado y corte 1.TRAZADO. Antes de fabricar una pieza hay que trazarla o dibujarla, con las medidas del croquis, sobre el material de partida.Se traza tratando de aprovechar el material disponible lo mejor posible. Para piezas pequeñas se usarán retales. Las piezas grandes se dibujan lo más cerca posible de los bordes para no desaprovechar mucho material.Se traza con exactitud para fabricar la pieza correctamente.Se emplean útiles de dibujo sobre metal como la escuadra, la punta de trazar, la regla y el compás de puntasÚtiles de trazado sobre metales: compás, escuadra de 90º, escuadra de 120º, punta, regla metálica.

20. Volver al índiceFABRICACIÓN CON METALES. Trazado y corte 2.CORTE. El corte de piezas metálicas se realiza con diferentes herramientas, cada una de las cuales tiene su modo de uso.Tijera de chapa. Sirve para cortar chapas finas de latón u hojalata.Alicates. Empleados para cortar alambres no muy gruesos. Hay de diferentes tipos según sea la forma de la punta: universales, de corte, planos, redondos, de punta curva, etc.Alicates: de corte, universal, de punta curva, de punta redonda y de punta plana.Tijera para chapa.

21. Volver al índiceFABRICACIÓN CON METALES. Trazado y corte 3ASERRADO. El aserrado se realiza sobre alambres gruesos, varillas, chapas gruesas, tubos, perfiles, etc. Se emplea la sierra de arco cuyas hojas son intercambiables. Cuanto más duro es el metal a cortar tanto más finos deben ser los dientes de la hoja que se emplee. Para el aserrado se procede del siguiente modo:1º Se elige la hoja de sierra adecuada.2º Se sujeta la pieza fuertemente.3º Se sierra haciendo presión al avanzar y levantando al retroceder, haciendo movimientos largos y manteniendo la sierra perpendicular.4º Para cortar chapas se colocan entre dos piezas de madera, que se cortarán a la vez que la chapa, para evitar que ésta se doble.

22. Volver al índiceFABRICACIÓN CON METALES. Deformación y arranque de viruta 1.DEFORMACIÓN. El trabajo por deformación se realiza con las herramientas y las técnicas adecuadas al material que se esté trabajando. El trabajo con chapa exige siempre el uso de guantes para evitar cortarse. Muchos alambres se pueden doblar con las manos, sin embargo los doblados de cierta precisión otros deben hacerse con alicates. el uso de alicates. Si la chapa no es muy gruesa y se quiere doblar en ángulo diedro podemos apoyarnos en el borde de la mesa de trabajo.Si se pretende que la pieza se doble en forma de u, redonda, o de otra forma particular debe usarse un molde Si la chapa es gruesa y se desea doblar en ángulo diedro debe usarse un tornillo de banco para sujetar, un taco para amortiguar el golpe y un martillo para golpear.Para doblar chapas gruesas con formas especiales deben usarse los moldes sujetos al tornillo de banco.

23. Volver al índiceFABRICACIÓN CON METALES. Deformación y arranque de viruta 2.TALADRADO Si la pieza es de grosor considerable será necesaria la taladradora eléctrica con broca para metales. Para evitar que la broca se desplace al iniciar el taladro se marcará el centro con un granete.Si la pieza a taladrar es fina puede hacerse con un punzón y un martilloPara hacer taladros perfectamente rectos e usan soportes verticales para la taladradora o bien taladradoras de columna.

24. Volver al índiceFABRICACIÓN CON METALES. Deformación y arranque de viruta 3.LIMADO. Es la técnica que se emplea para rematar los cortes de las sierras, eliminar las rebabas, redondear cantos, aplanar o curvar superficies. Se realiza con limas.Las limas son herramientas de acero templado con estrías en su superficie.Las limas son de formas muy variadas: planas, redondas, triangulares, cuadradas, etc.Según la finura del trabajo a realizar las limas pueden tener el grano mayor o menor, dando lugar a limas finas, medias y bastas.

25. Volver al índiceFABRICACIÓN CON METALES. Uniones y acabados 1.UNIONES FIJAS.Remaches. Se usan para unir superficies de poco espesor. Son piezas fabricadas con materiales blandos y tenaces.Soldadura blanda. Es la unión realizada con estaño fundido. Se puede unir piezas de cobre, latón u hojalata, pero no de aluminioPegado. Hay muchos tipos de pegamentos, entre ellos está el termofusible realizado mediante barras aplicada con una pistola que las funde