Materiales de Uso Técnico: Metales

Departamento de Tecnología I.E.S. El Molinillo

Guillena

Propiedades de los metales Buenos conductores del calor y la electricidad

Alta resistencia mecánica

Temperatura de fusión muy alta Son materiales muy pesadosFundición Acero Cobre Estaño Cinc Aluminio Magnesio Titanio

Resistencia a tracción

18 kg 70kg 18kg 5kg 3kg 10Kg 18kg 70kg

Masa(m3) 7600kg 7800kg 8800kg 7300kg 7400kg 2700kg 1700kg 4500kg

Temperatura de Fusión

1100ºC 1500ºC 1083ºC 231ºC 419ºC 660ºC 650ºC 1800ºC

Son materiales tenaces

Propiedades de los metales

Algunos son magnéticos Son fácilmente reciclables

Son dúctiles y maleables

Clasificación de los metales

Hierro y sus aleacionesOtros metales

Producción mundial de metales

Debido a la importancia del hierro (es abundante y barato, abarca el 90% de la producción mundial de metales) clasificamos los metales en:

oMetales Férricos: el hierro y sus aleaciones.

oMetales No-Férricos: el resto de los metales que no contienen hierro.

Metales Férricos

El hierro es un metal muy abundante.Es frágil y quebradizo.Se oxida muy fácilmente.Tiene buenas propiedades magnéticas.

Hierro Puro

Debido a esto el hierro no se usa en estado puro, sino que se mezcla con pequeñas cantidades de carbono formando aleaciones férricas.

¿Cómo modifica el carbono las propiedades del hierro?

Cuanto más carbono añadimos al hierro, más dura es la aleación que obtenemos, pero también aumenta la

fragilidad.

Metales Férricos: Aleaciones Férricas

Hierro Dulce ( C<0,1%)

Muy parecido al hierro puro. Aunque en un principio era muy utilizado debido a su fácil producción, en la actualidad se usa básicamente en los núcleos de los electroimanes gracias a sus propiedades magnéticas.

Blando por su bajo contenido en carbono.Color plateado. Aplicaciones eléctricas y electrónicas.

Metales Férricos: Aleaciones Férricas Aceros ( 0,1%<C<2% )

Gracias a sus propiedades son las aleaciones férricas más versátiles.Dúctiles y maleables.Alta resistencia mecánica.Son tenaces.Aumenta la dureza y fragilidad con la cantidad de carbono.

Combinándolos con otros metales se puede aumentar su resistencia (vanadio) y hacerlos inoxidables (cromo y níquel).

Metales Férricos: Aleaciones Férricas Fundiciones ( 2%<C<5% )

Más duras y menos tenaces que el acero debido a la mayor cantidad de carbono. Poco dúctiles, pero se hacen maleables añadiendo magnesio. Se funden más fácilmente que el acero.

Se utilizan para fabricar piezas complicadas mediante moldeo en arena y para herramientas que requieran gran dureza como las limas y las escofinas.

Metales No-Férricos: Metales Puros Cobre

Estaño

•Color rojizo•Excelente conductor térmico y eléctrico•Resistente a la corrosión•Fácil de soldar•Muy dúctil y maleable

•Color blanco azulado y brillante•Blando•Resistente a la corrosión•Bajo punto de fusión

Cinc

Metales No-Férricos: Metales Puros

Aluminio

•Color blanco •Muy resistente a la corrosión

•Color blanco brillante• Ligero con buena resistencia• No tóxico• Barato•“No se oxida”

Metales No-Férricos: Metales Puros Magnesio

Titanio

•Muy ligero•Caro•Reacciona violentamente con el oxígeno

•Muy caro•Ligero y muy resistente•Biocompatible

Metales No-Férricos: Metales Puros Oro

Plomo

•El más maleable y dúctil de todos los metales•Muy resistente a la corrosión •Buen conductor eléctrico y térmico•Alto valor económico

•Color gris•Muy blando•Punto de fusión bajo•Dúctil y maleable•Muy tóxico

Metales No-Férricos: Aleaciones Latón (Cobre+Cinc)

Bronce (Cobre+Estaño)

•Color amarillo•Muy dúctil y maleable•Buena resistencia a la tracción

•Color amarillo oscuro•Más resistente que el latón•Muy resistente a la corrosión•Buena sonoridad•Muy fluido cuando se funde, así se pueden moldear piezas complicadas.

Metales No-Férricos: Aleaciones Aluminio, Cobre y Magnesio

Magnesio y Aluminio

Titanio y Aluminio

•Ligero y más resistente a los esfuerzos que el aluminio puro.

•Aleados tienen más resistencia mecánica

•El aluminio abarata el coste de las piezas hechas con titanio.

Obtención de los MetalesLa mayoría de los metales se encuentran en la naturaleza formando parte de los minerales.

Calcosina: rica en cobre Pirita: rica en hierro Hematita: rica en hierro

Limonita: rica en hierroBauxita: rica en aluminioOro puro

Obtención de los Aceros y FundicionesCarbón

Mineral de hierro

Caliza

Altos hornos

Torpedos de fundiciónCuchara de fundiciónHorno convertidor

De los altos hornos se obtiene fundición con mucho carbono, para disminuir la cantidad de carbono (afino), se usa el horno convertidor obteniéndose los aceros.

Obtención de Metales por electrolisis

Se utiliza electricidad sobre el mineral fundido.El metal al ser + se va a ir al polo – y conseguimos separarlo del resto de sustancias.

Trabajo con Metales

CortarSujetar y Doblar

Medir y Marcar

DesbastarUnir

Acabados

Taladrar

Trabajo con Metales

Medir y Marcar

Sujetar y Doblar

Trabajo con Metales

Cortar

Taladrar

Trabajo con Metales

Desbastar y Pulir

UnirSoldadura Atornillado Remachado

Trabajo con Metales

Acabados

Pinturas Antioxidante (Minio)

Bruñido

Trabajo con Metales: Mecanizado

Fresado: consiste en realizar piezas mediante el desprendimiento de material de un bloque de metal. Para ello se usan unas cabezas giratorias cortantes llamadas fresas. Existen fresas de distintos tipos según la operación que queramos realizar.

Trabajo con Metales: Mecanizado

Torneado: consiste en desprender material de una pieza que gira rápidamente sobre un eje. Nos permite obtener elementos metálicos con simetría cilíndrica.

Trabajo con Metales: Mecanizado

Mecanizado Control Numérico (CNC): para fabricar piezas automáticamente y con gran precisión. Integran todas las fases del mecanizado (fresado, torneado y taladrado).

Moldeo y Conformación de Metales

Moldeo: molde de arena

Se utiliza arena para fabricar un molde y contramolde de una pieza modelo y se rellena de metal fundido. Sirve para realizar piezas complicadas como el bloque motor de un coche.

Moldeo y Conformación de Metales Laminado

Presionando mediante rodillos de laminación podemos obtener planchas y perfiles metálicos

Moldeo y Conformación de Metales Embutición o Estampación

Troquelado

Mediante una prensa se presiona una lámina metálica hasta que adquiere la forma del molde.

Consiste en cortar partes de una lámina metálica con un prensa.

Moldeo y Conformación de Metales Forja

Mediante el fuego y el golpeo con el martillo sobre el yunque se moldea y endurece el hierro para obtener piezas de artesanía.

Yunque