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ALEACIONES NO FERROSAS

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by

Cesar Sanchez

on 15 May 2014

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Transcript of ALEACIONES NO FERROSAS

PROPIEDADES DEL COBRE
Nombre Cobre
Número atómico 29
Valencia 1,2
Estado de oxidación +2
Electronegatividad 1,9
Radio covalente (Å) 1,38
Radio iónico (Å) 0,69
Radio atómico (Å) 1,28
Configuración electrónica [Ar]3d104s1
Primer potencial de ionización (eV) 7,77
Masa atómica (g/mol) 63,54
Densidad (g/ml) 8,96
Punto de ebullición (ºC) 2595
Punto de fusión (ºC) 1083
Descubridor Los antiguos

FUNDICION
HISTORIA
Cobre

Elemento químico, de símbolo Cu, con número atómico 29; uno de los metales de transición e importante metal no ferroso. Su utilidad se debe a la combinación de sus propiedades químicas, físicas y mecánicas, así como a sus propiedades eléctricas y su abundancia. El cobre fue uno de los primeros metales usados por los humanos.
La mayor parte del cobre del mundo se obtiene de los sulfuros minerales como la calcocita, covelita, calcopirita, bornita y enargita. Los minerales oxidados son la cuprita, tenorita, malaquita, azurita, crisocola y brocantita. El cobre natural, antes abundante en Estados Unidos, se extrae ahora sólo en Michigan. El grado del mineral empleado en la producción de cobre ha ido disminuyendo regularmente, conforme se han agotado los minerales más ricos y ha crecido la demanda de cobre. Hay grandes cantidades de cobre en la Tierra para uso futuro si se utilizan los minerales de los grados más bajos, y no hay probabilidad de que se agoten durante un largo periodo.
El cobre es el primer elemento del subgrupo Ib de la tabla periódica y también incluye los otros metales de acuñación, plata y oro. Su átomo tiene la estructura electrónica 1s22s22p63s23p63d104s1. El bajo potencial de ionización del electrón 4s1 da por resultado una remoción fácil del mismo para obtener cobre(I), o ion cuproso, Cu+, y el cobre(II), o ion cúprico, Cu2+, se forma sin dificultad por remoción de un electrón de la capa 3d. El peso atómico del cobre es 63.546. tiene dos isótopos naturales estables 63Cu y 65Cu. También se conocen nueve isótopos inestables (radiactivos). El cobre se caracteriza por su baja actividad química. Se combina químicamente en alguno de sus posibles estados de valencia. La valencia más común es la de 2+ (cúprico), pero 1+ (cuproso) es también frecuente; la valencia 3+ ocurre sólo en unos cuantos compuestos inestables.
Un metal comparativamente pesado, el cobre sólido puro, tiene una densidad de 8.96 g/cm3 a 20ºC, mientras que el del tipo comercial varía con el método de manufactura, oscilando entre 8.90 y 8.94. El punto de fusión del cobre es de 1083.0 (+/-) 0.1ºC (1981.4 +/- 0.2ºF). Su punto de ebullición normal es de 2595ºC (4703ºF). El cobre no es magnético; o más exactamente, es un poco paramagnético. Su conductividad térmica y eléctrica son muy altas. Es uno de los metales que puede tenerse en estado más puro, es moderadamente duro, es tenaz en extremo y resistente al desgaste. La fuerza del cobre está acompañada de una alta ductibilidad. Las propiedades mecánicas y eléctricas de un metal dependen en gran medida de las condiciones físicas, temperatura y tamaño de grano del metal.
De los cientos de compuestos de cobre, sólo unos cuantos son frabricados de manera industrial en gran escala. El más importante es el sulfato de cobre(II) pentahidratado o azul de vitriolo, CuSO4 . 5H2O. Otros incluyen la mezcla de Burdeos; 3Cu(OH)2CuSO4; verde de París, un complejo de metaarsenito y acetato de cobre; cianuro cuproso, CuCN; óxido cuproso, Cu2O; cloruro cúprico, CuCL2; óxido cúprico, CuO; carbonato básico cúprico; naftenato de cobre, el agente más ampliamente utilizado en la prevención de la putrefacción de la madera, telas, cuerdas y redes de pesca. Las principales aplicaciones de los compuestos de cobre las encontramos en la agricultura, en especial como fungicidas e insecticidas; como pigmentos; en soluciones galvanoplásticas; en celdas primarias; como mordentes en teñido, y como catalizadores.

LATON
latones alfa

Latones amarillos

Latones rojos

Latones alfa mas beta

Latones fundidos

EL TEMPLE
Como el cobre y la mayoría de las aleaciones de cobre constituyen fases homogéneas únicas no son susceptibles a tratamiento térmico y su resistencia puede alterarse por trabajado enfrío. Hay dos clases de temple para aleaciones de cobre forjadas, no tratables térmicamente: el temple proporcionado por trabajo en frío y el temple suave o recocido. En la tabla No. 1,que se presenta a continuación se muestra los diferentes temple de trabajado en frío que se obtienen al aplicar este proceso en el material recocido.

Tabla No. 1: % de reducción aproximada mediante trabajado en frío
Descripción Tira Alambre
Un cuarto de dureza 10.9 20.7
Media dureza 20.7 37.1
Tres cuartos de dureza 29.4 50
Duro 37.1 60.5
Extra duro 50 75
Resorte 60.5 84.4
Extra resorte 68.7 90.2

La reducción de porcentaje para tiras se basa en la diferencia de espesor, y para alambres en la diferencia de área. Los temple recocidos se utilizan para operaciones de formado a temperatura ambiente y se describen por el rango de tamaño de grano o tamaño nominal de grano, expresado como diámetro de grano promedio en milímetros. La medición del tamaño de grano se ha estandarizado por la noma ASTM E79, "Estimación del tamaño de grano promedio de cobre forjado y aleaciones de base de cobre". el tamaño de grano mas adecuado para una aplicación especifica depende del espesor del metal, la profundidad del estirado y el tipo de superficie requerida después del estirado.

la siguiente tabla No. 2 presenta los tamaños de grano que mas se emplean:
Tamaño del grano, mm Recomendado para
0.015 Ligeras operaciones de formado; pulido óptimo
0.025 Fácil estiramiento, buen pulido, como los tapones de las ruedas de automóviles
0.035 Buen estiramiento y pulido como en los reflectores, para lámparas.
0.050 Difícil estiramiento y pesado enrollamiento; más difícil de pulir
0.100 Estirado severo en piezas pesadas.

DEL BRONCE
Al estaño

Al silicio

Al aluminio

Al berilio

COBRE - ESTAÑO
Dependiendo de los porcentajes del estaño, se obtienen bronces de distintas propiedades. Con un bronce de 5-10% de estaño se genera un producto de máxima dureza (usado en el pasado para la fabricación de espadas y cañones).

El bronce que contiene entre 17-20% de estaño tiene alta calidad de sonido, ideal para la elaboración de campanas, y sobre un 27%, una óptima propiedad de pulido y reflexión (utilizado en la Antigüedad para la fabricación de espejos).

En la actualidad, las aleaciones de bronce se usan en la fabricación de bujes, cojinetes y descansos, entre otras piezas de maquinaria pesada, y como resortes en aplicaciones eléctricas.

EL COBRE
COBRE Y SUS PROPIEDADES
EL BRONCE
ALEACIONES NO FERROSAS
ALEACIONES BASE COBRE
QUE ES EL LATON:

Al latón común también se lo llama latón de remache ya que este es su uso más común (hacer remaches). Se lo considera un latón estándar, compuesto de 37 por ciento de zinc. Se trabaja en frío.
ALFA:

Llamado metal del príncipe, el latón alfa consiste en menos del 35 por ciento de zinc. A menudo se lo trabaja en frío porque es dúctil a temperatura ambiente, y se puede forjar, laminar y presionar. El metal dorado es un latón alfa, con sólo el 5 por ciento de zinc. Este es un metal más blando y sólo se utiliza en municiones. El latón que se utiliza para hacer joyería tiene un 15 por ciento de zinc y por lo tanto también es latón alfa. Se lo llama "latón rico bajo". El latón bajo tiene un 20 por ciento de zinc. Es fácilmente convertible en alambre y se utiliza para hacer mangueras de metal que siguen siendo flexibles. Otro latón alfa es el cartucho de latón. Tiene un 30 por ciento de zinc y a menudo se lo convierte en largas barras o tubos para trabajar. Es el uso más común para hacer cartuchos para pistolas.
Descripción del Laton Amarillo:

Es un tipo de latón fundido, aleación binario de cobre y zinc; lo cual quiere decir que es una mezcla de dos metales principalmente, cualquier otro metal se encontrará en porcentajes menores al 0,07%. Los porcentajes de zinc que generalmente se utilizan, pueden variar entre un 15% y un 75%.

Usos del Laton Amarillo:
En la fabricación de tubería, lamparas, radiadores, antenas, bisutería, etc.

Tipos del Laton Amarillo:
Latones binarios alfa: Del 1% al 3% de zinc, apropiados para la mecanización en frío: Embutido, trefilado, etc.
Latones beta: Poseen del 41 al 55% de zinc, la mecanización es un poco más difícil, se utilizan preferentemente para operaciones en caliente: Estampado, extrusión, etc.

Propiedades del Laton Amarillo:
Se caracteriza por la opción de trabajo en frío o caliente, el contenido de zinc determina el color de la aleación que puede ser entre rosa o amarillo. Los latones binarios, no pueden experimentar tratamientos de temple, pero se endurecen por deformación plástica.

Latón rojo
El latón rojo tiene un tinte rojizo debido a la alta concentración de cobre en su composición. Debido a su alto nivel en cobre, este tipo de latón es más valioso y es por lo general reciclado. Un latón rojo de menor calidad es llamado "semi-rojo". Éste es más económico en cuanto a su fabricación que el verdadero y contiene menos cobre y más aleaciones de otros metales como estaño o plomo, así como también zinc. El latón rojo es utilizado en muchas partes de la industria mecánica y de la construcción como en válvulas, aspersores y componentes empleados en diferentes bombas. Este latón es también usado en la confección de instrumentos musicales como los trombones.

El latón alfa-beta tiene dos etapas, una fase alfa donde es como el latón alfa y una más dura y fuerte, la fase beta. El contenido de zinc está entre 35 y 45 por ciento con el resto de metal formado por cobre. Este latón recibe el nombre de latón doble o latón para trabajar en caliente porque se lo puede trabajar en temperaturas más altas que el latón alfa.
Latones para fundir: Son generalmente aleaciones binarias (latones amarillos) o ternarias (latones especiales fundidos).
Son aleaciones ricas en cobre con un contenido de aluminio que varía entre el 5 y el 11%, pudiendo tener en algunos casos hierro, níquel y magnesio. En general, puede decirse que son aleaciones que poseen una resistencia mecánica elevada, muy similar a la de los aceros de contenido medio de carbono. Su resistencia a la corrosión es excelente, incluso a temperaturas intermedias, debido a la formación de una capa de alúmina superficial y además son aleaciones fácilmente mecanizables. Otra característica de estas aleaciones es su color. Su principal inconveniente es su dificultad en procesos de fusión y moldeo, por la tendencia que tiene al aluminio a oxidarse y formar una capa de óxido refractario.
Los bronces de aluminio son los de más uso general para materiales de ingeniería. Estos usos incluyen pistas de cojinete y componentes del tren de aterrizaje los aviones, elementos del motor (especialmente para las navíos de agua salada), fijaciones (tornillería) subacuáticas en arquitectura naval, y las hélices de la nave. La coloración dorada atractiva de los bronces de aluminio también ha conducido a su uso en joyería.
Son aleaciones de cobre con contenidos en berilio entre 1,75 y 2,25%. Se caracterizan por poseer unas propiedades mecánicas muy elevadas si se realizan tratamientos térmicos de solubilización y maduración, su conductividad es aproximadamente un 20% la el cobre pero puede llegar hasta un 40% si se le añaden pequeñas adiciones de cobalto y se baja el contenido en berilio.
Aplicaciones : Brazos de pinzas, porta electrodos y utillajes de soldadura por resistencia Partes de maquinas útiles y electrodos de soldadura por resistencia, aparellaje eléctrico, contactos, pistones para maquinas de inyectar aluminio....

Herramientas de seguridad, antichispas y antimagnéticas, piezas de corte, soportes para contactos, clips elásticos Moldes para platico, poleas de trole....
Son aleaciones de cobre-silicio con un contenido en silicio entre el 3,5 y el 4%. Su propiedad más destacada es su alta conductividad eléctrica, aunque también destacan su maleabilidad, su excelente soldabilidad además de que cuelan muy bien y de que pueden trabajarse en caliente.
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