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MATERIALES METÁLICOS

PROFESOR : FIDEL CHALLAPA M.

NIVEL : 3º MEDIO

ESPECIALIDAD :CONSTRUCCIONES METÁLICAS

LICEO C-12 POZO ALMONTE...



MATERIALES METÁLICOS

ÍNDICE

Los materiales metálicos

El hierro y el aceroMateriales metálicos no férricosFabricación con metales. Trazado y corte

Fabricación con metales. Deformación y arranque de viruta

Fabricación con metales. Uniones y acabados

Fabricación industrial con metales.

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LOS MATERIALES METÁLICOS.Generalidades

– Son aquellos que están compuestos básicamente por uno o másmetales. También pueden contener otros materiales como elcarbono.

•Los materiales metálicos cuyo componente principal es el hierro son llamadosmateriales férricos. Son ejemplos de estos

el hierro y el acero.

• Los materiales metálicos obtenidos a partir de otros metales son llamados materialesno férricos.

Hierro Acero

Cinc Cobre

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LOS MATERIALES METÁLICOS.Propiedades

• Los 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.

Conductores Se funden Mercurio Oro nativo Plata nativa Cobre

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LOS MATERIALES METÁLICOS. Aleaciones

• Una aleación es un material metálico que se obtiene al mezclar yfundida y dejar que solidifique una mezcla de un metal con otrosmateriales, 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.

Aleaciones Latón

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LOS MATERIALES METÁLICOS. Formas comerciales

• Formas comerciales más habituales de materiales metálicos son:

• Largos: barras cuadradas o redondas y alambres.

• Planos: superficies de diferentes espesores, las más finas se denominanchapas.

• Perfiles: barras con formas especiales: en u, triangular, ...• Lingotes: bloques obtenidos al vaciar metal líquido en un molde.

Largos Planos Perfiles Lingotes

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LOS MATERIALES METÁLICOS. Obtención

• Los metales no suelen aparecer puros, sino combinados con otros elementos y formandominerales:

• 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 puroscalentando 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 corrienteeléctrica de modo que el metal puro se deposita en un electrodo.

Minería Calcinador Nave de electrolisis

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LOS 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 latón Piezas de cobre Piezas de aluminio Piezas de acero

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EL HIERRO Y EL ACERO.La siderurgia

El proceso siderúrgico, a grandes rasgos, transcurre en las siguientes etapas.

1. Extracción del mineral

3. Calcinación

4. Separación deEscoria y arrabio

5. B) Transformación delarrabio en Hierro dulce ofundición de hierro

5. A) Transformacióndel arrabio en acero

2. Separaciónde menas y

gangas

Para saber más s

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http://www.infoacero.cl/procesos/siderur.htm



http://www.infoacero.cl/procesos/siderur.htm



EL HIERRO Y EL ACERO.El hierro dulce

• Es 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 forja Electroimán Transformador

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EL HIERRO Y EL ACERO.Los aceros

• Los aceros son aleaciones de hierro y de carbono (entre el 0´03 y el 1´76 %) a las que seañaden otros materiales (manganeso, níquel, titanio, etc.) según las propiedades del tipo deacero que se desee lograr. Se aplican en muchos campos industriales. Hay dos tipos deaceros: – 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 común Aceros aleados

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EL HIERRO Y EL ACERO.Las fundiciones

• Las 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 demoldear 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 cualesmejoran sus propiedades.

Fabricados con fundición

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MATERIALES METÁLICOS NOFÉRRICOS

• Los materiales no férricos son más caros y difíciles de obtener que los férricos,sin embargo presentan algunas propiedades que los hacen necesarios: son másdifíciles de oxidar, conducen mejor la electricidad y el calor, funden atemperaturas 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 pesados.Cinc,cobre, mercurio, volframio.

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Metales ligeros.Aluminio y titanio. Metales ultraligeros.Magnesio natural y elaborado






























MATERIALES METÁLICOS NOFÉRRICOS. El cobre

• El 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 deminerales como la cuprita, la calcopirita y la malaquita.

• Se ha usado desde la antigüedad para hacer armas, adornos, monedas, etc. Hoy seusa 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.

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Bronce. Latones.Cobre.





MATERIALES METÁLICOS NOFÉRRICOS. El aluminio

• El aluminio es un metal de color plateado claro, es muy resistente a laoxidación, ligero, buen conductor del calor y la electricidad y fácil demecanizar. 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.

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Productos de aluminio.





MATERIALES METÁLICOS NOFÉRRICOS. El estaño

• El estaño es un metal de aspecto blanco brillante, muy resistente alaire, fácil de fundir y de trabajar. Es muy maleable en frío y encaliente 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 dealimentación.

Casiterita.

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Productos de estaño, hojalata y otras

aleaciones.





MATERIALES METÁLICOS NOFÉRRICOS. El cinc

• El cinc es un metal blando de color blanco azulado, resistente a laintemperie. 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.

Blenda.

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Nave de cincado.

Chapa de hierro

galvanizado.





FABRICACIÓN 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 piezasgrandes se dibujan lo más cerca posible de los bordes para nodesaprovechar mucho material.

Se traza con exactitud para fabricar la pieza correctamente.

Se emplean útiles de dibujo sobre metal como la escuadra, la puntade trazar, la regla y el compás de puntas

Útiles de trazado sobre metales: compás, escuadra de 90º,

escuadra de 120º, punta, regla metálica.

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FABRICACIÓN CON METALES.Trazado y corte 2.

• CORTE. El corte de piezas metálicas se realiza con diferentesherramientas, 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 dediferentes tipos según sea la forma de la punta: universales, decorte, planos, redondos, de punta curva, etc.

Tijera para chapa.

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Alicates: de corte, universal, de punta curva,

de punta redonda y de punta plana.


















FABRICACIÓN CON METALES.Trazado y corte 3

ASERRADO. El aserrado se realiza sobre alambres gruesos, varillas, chapasgruesas, tubos, perfiles, etc. Se emplea la sierra de arco cuyas hojas sonintercambiables. Cuanto más duro es el metal a cortar tanto más finos debenser los dientes de la hoja que se emplee.

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1º Se elige la hoja desierra adecuada. 2º Se sujeta la pieza

fuertemente.

3º Se sierra haciendo presión al avanzar ylevantando alretroceder, haciendomovimientos largos ymanteniendo la sierra

perpendicular.

4º Para cortar chapasse colocan entre dos

piezas de madera, quese cortarán a la vezque la chapa, para

evitar que ésta sedoble.

Para el aserrado se procede del siguiente modo:





FABRICACIÓN CON METALES.Deformación y arranque de viruta 1.

DEFORMACIÓN. El trabajo por deformación se realiza con las herramientas y las técnicas adecuadasal 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.

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Si la chapa no es muygruesa y se quieredoblar en ángulodiedro podemosapoyarnos en el bordede la mesa de trabajo.

Si se pretende que la pieza se doble enforma de u, redonda,o de otra forma

particular debe usarseun molde

Si la chapa es gruesa y sedesea doblar en ángulodiedro debe usarse untornillo de banco parasujetar, un taco para

amortiguar el golpe y unmartillo para golpear.

Para doblar chapasgruesas con formasespeciales debenusarse los moldessujetos al tornillo de

banco.






TALADRADO

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Si la pieza a taladrar es fina puede hacersecon un punzón y unmartillo

Si la pieza es degrosor considerableserá necesaria lataladradora eléctricacon broca parametales. Para evitar que la broca sedesplace al iniciar eltaladro se marcará elcentro con un granete.

Para hacer taladros perfectamente rectos eusan soportes verticales

para la taladradora o bientaladradoras de columna.






LIMADO. Es la técnica que se emplea para rematar los cortes de lassierras, eliminar las rebabas, redondear cantos, aplanar o curvar superficies. Se realiza con limas.

Las limas son herramientas de acero templado con estrías en susuperficie.

Las limas son de formas muy variadas: planas, redondas,triangulares, cuadradas, etc.

Según la finura del trabajo a realizar las limas pueden tener elgrano mayor o menor, dando lugar a limas finas, medias y bastas.

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FABRICACIÓN CON METALES.Uniones y acabados 1.

UNIONESFIJAS.

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Remaches. Se usan paraunir superficies de pocoespesor. Son piezasfabricadas con materiales

blandos y tenaces.

Soldadura blanda. Es launión realizada con estañofundido. Se puede unir piezas

de cobre, latón u hojalata, pero no de aluminio

Pegado. Hay muchos tipos de pegamentos, entre ellos está eltermofusible realizadomediante barras aplicada conuna pistola que las funde











UNIONES DESMONTABLES.

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Tornillos y tuercas. Loshay con infinidad de formasy tamaños. A veces se usancon ellos arandelas queconsiguen que la unión esmás robusta.

Pasadores. Son piezas demetal que fijan las piezas enlas que se colocan

atravesados. Los hay dealetas, cónicos o bulones y planos o chavetas.

ACABADOS. Se usan para proteger de la humedad y de la consiguientecorrosión. La aplicación de barnices o pinturas requiere el

alisado previo de la superficie.






LAS LLAVES FIJAS.

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Las llaves fijas. Son herramientas que se emplean para apretar y aflojar tornillos y tuercas. Están formadas por un mango y una o dos bocas. Sus formas dependen del uso para el que vayan a ser empleadas. Algunostipos son:

Llave en codo Llave en cruz

Llave fija Llaves allen

Llaves torx Llave en estrella Llave de tubo





FABRICACIÓN INDUSTRIAL CONMETALES. Por deformación 1.

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Plegado. Se realiza en frío con máquinas plegadoras para obtener chapas onduladas y algunos perfiles metálicos.

Embutición. Se realiza con embutidoras que son prensas con las que,mediante un punzón o troquel, se da forma cóncava o hueca a unachapa gruesa .

Estampación. Se realiza en frío dando forma a la pieza presionándolaentre dos moldes llamados estampas.

Forja. Se realiza en caliente dando forma a las piezas mediantegolpes con mazas y martillos.





FABRICACIÓN INDUSTRIAL CONMETALES. Por deformación 2.

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Trefilado. Se usa para obtener alambres y cables pasando un metal por orificios cada vez más estrechos en unas máquinas llamadashileras.

Laminación. Se usa para obtener perfiles redondos , cuadrados o deotras formas pasando el material en caliente por dos rodillos con laforma adecuada. Los rodillos presionan y arrastran la barra de metal.

Extrusión. Se realiza empujando una masa plástica a través de una abertura que tiene una forma establecida. Así se logran barras y perfiles de una forma similar al modo usado para hacer churros.





FABRICACIÓN INDUSTRIAL CONMETALES. Por moldeo.

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En el moldeo se calienta el material hasta fundirlo para verterlo después en unmolde que tiene la forma y el tamaño de la pieza que se desea fabricar.El moldeo industrial logra temperaturas tan altas como para moldear piezas de aceroy otros metales, cosa que no se puede lograr en el moldeo artesanal.

Ó





FABRICACIÓN INDUSTRIAL CONMETALES. Corte mecánico.

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El corte por procedimientos mecánicos presenta dos variantes:

Por chorro de agua que usa un finísimochorro de agua proyectado a una presión muyelevada. Se usa en alimentos congelados ychapas muy finas.

Serrado que se lleva a cabo con sierras decinta o de disco accionadas por máquinasespeciales.

Ó





FABRICACIÓN INDUSTRIAL CONMETALES. Corte térmico.

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El corte por procedimientos térmicos presenta tres variantes:

Oxicorte se realiza con un soplete en el quese queman un gas combustible y un chorro deoxígeno.

Láser emplea un haz de luz muyconcentrada logrando cortes finísimos yde gran precisión en cualquier material.

Por arco emplea el calor producido por una corriente eléctrica muy elevada.

Ó





FABRICACIÓN INDUSTRIAL CONMETALES. Mecanizado.

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Los procesos con arranque de virutas también se llaman mecanizado podemosencontrarnos con los siguientes procesos:

Taladrado es larealización de orificiosmediante la taladradora

Fresado mediante unafresadora se desplaza elmaterial horizontalmentemientras la herramientaque lo corta gira.

Torneado realiza piezascilíndricas o cónicasmediante un torno quetrabaja de modo similar a lafresadora

Lijado se realiza con unalijadora que arranca partículas muy pequeñas dematerial logrando alisar así

su superficie

Rectificado es un acabadoy pulido que se realiza en larectificadora mediante undisco abrasivo llamado

muela



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