LOS METALES Profesor: Julio Serrano
Los Metales - Propiedades Los Metales son elementos químicos que se encuentran en la naturaleza en estado solido a temperatura ambiente, a excepción del mercurio y del galio. Sus propiedades son: Propiedades Mecánicas: Los metales son duros, tenaces y resistentes. Propiedades Tecnológicas: Los metales son dúctiles (hacer hilos), maleables, fusibles y soldables. Propiedades Químicas: Nos informa sobre la disposición de los metales para reaccionar con otros elementos químicos.los más importante son la oxidación (metal + Oxigeno) y la corrosión (metal + H 2 0). Propiedades térmica y eléctrica: Los metales son buenos conductores de calor y electricidad Propiedades Ecológicas: La mayoría de los metales son reciclables.
Obtención de Metales Los Pasos que se siguen para la obtención de metales son los siguientes: Extracción del Mineral: de los yacimientos en los que se encuentra. Esto puede ser a cielo abierto o subterráneos. Tratamiento del Mineral: para separar el mineral útil o mena del mineral rocoso inservible o ganga. Para ello se tritura, lava, y criba el mineral extraído de la mina. transformación: en la industria metalúrgica de la mena. Por su importancia industrial y económica, hay que destacar una rama de la metalurgia que es la siderurgia. La siderurgia engloba las técnicas utilizadas para transformar el mineral del hiero.
Formas Comerciales de los Metales Los metales se presentan para la venta en una serie de formas comerciales, las cuales se usan para diferentes aplicaciones industriales. Barras Tubos Alambre Rollos de Chapa Perfil Angular Perfil en Doble T Perfil en U Perfil Cuadrado
Metales Férricos (I) Los metales férricos son materiales cuya composición química está formada principalmente por hierro. Son los más utilizados debido a su relativo bajo coste de extracción. El hierro es un metal abundante en la naturaleza, aunque no esté presente en estado puro, se halla en combinación con otros elementos químicos, formando óxidos. Además el hierro puro o hierro dulce se utiliza en las aleaciones. Una aleación es una mezcla homogénea, de propiedades metálicas, que está compuesta de dos o más elementos, de los cuales, al menos uno es un metal.
Metales Férricos (II) Tipos de Metales Férricos: desde el punto de vista de su aplicación industrial, podemos clasificar los metales férricos, según la cantidad de carbono que contienen, en Hierro dulce, aceros, y fundiciones. Material Propiedades Aplicaciones -Abundante en Naturaleza. Hierro Dulce -Se oxida fácilmente. -Es dúctil y maleable. -Permite aleaciones. Aceros -Excelentes Propiedades Mecánicas. -Bajo coste. -Se pueden obtener Piezas.
Metales Férricos (III) Material Propiedades Aplicaciones -Permite la obtención de Piezas. Fundiciones -Son más fáciles de mecanizar -Son menos dúctiles y Tenaces que los aceros. -Y más duros. Son aleaciones de Hierro y Carbono con porcentaje entre el 2% y 6,67%
Metales No Férricos (I) Aunque el hierro y sus aleaciones son los metales más utilizados, presentan una serie de inconvenientes, como su facilidad para la oxidación, su baja conductividad eléctrica y su alto punto de fusión que hacen necesario el uso de nuevos metales, los metales no férricos. Los más comunes son: Cobre: Es un metal que se puede encontrar en la naturaleza en estado puro o en minerales. Es blando, alta resistencia a la corrosión y es buen conductor eléctrico; además es maleable. Se usa para la fabricación de material eléctrico. Aluminio: Se extrae de la Bauxita. Es un metal ligero, blando, resistente, dúctil y maleable. Sus características mecánicas y de conductividad eléctrica y calorífica permiten que sea muy valorado en la industria del transporte y de la construcción y en la fabricación de útiles de cocina.
Metales No Férricos (II) - Aleaciones El uso de los materiales en estado puro es poco frecuente debido a su dificultad de obtención o a que sus propiedades no son lo suficientemente buenas para las aplicaciones industriales. Para mejorar estas propiedades se le añaden elementos químicos que forman las aleaciones. Material Propiedades Aplicaciones Bronce Aleación Cobre + Estaño -Resistente al agua. -Resistente al acido nítrico. -Resistente al sulfúrico. Latón Aleación Cobre + Cinc -Mayor punto de fusión. -Fácil moldear.
Trabajo con Metales La Trabajo con metales, desde que se parte de los materiales en bruto hasta que se obtiene la pieza, pasa por varias fases. Marcado y Trazado: para fabricar un objeto es necesario conocer sus dimensiones. En función de la precisión requerida se usan reglas, calibres o micrómetro. Una vez conocidas las dimensiones del objeto, es necesario marcar los centros de los diámetros y trazar las líneas de la pieza. Cortado, aserrado y limado: Una vez que se ha trazado la pieza, se procede al cortado, aserrando y limando el material Taladrado: Para realizar agujeros en los metales se usan el taladro eléctrico y brocas especiales para metales. Deformar: A veces puede ser necesario doblar o curvar la piezas metálicas, estos trabajos se realizan con alicates o con guías de curvado. Unión de Piezas: La unión entre piezas, puede ser desmontables, realizadas con tornillos y tuercas o permanentes realizadas con remaches o soldaduras.
Técnicas de Conformación de Metales (I) Para presentar a la venta un producto se parte de los metales y aleaciones en bruto y se les sometes a una serie de procedimientos de conformación, que pueden ser sin arranque de material o con arranque de material. Técnicas sin arranque de material: Conformación por moldeo: Conformación por estampación en caliente Conformación por Estampación en frío Conformación por Embutición Conformación por Extrusión
Técnicas de Conformación de Metales (II) A partir de un trozo de metal o aleación, se va eliminando material en maquinasherramienta como el torno, la fresadora y la rectificadora. Máquinas - Herramientas: El Torno: Se logran piezas como cilindros, conos y roscas. La Fresadora: Se usa para obtener engranajes. La rectificadora: Se emplea para el acabado de piezas.
Impacto ambiental de la Explotación de Metales (I) La utilización de los metales implica un fuerte impacto que sufre el medio ambiente desde que se extrae el mineral hasta que finaliza la vida útil del producto que se ha fabricado. Durante la extracción de minerales: se produce una importante transformación del paisaje por la explotación minera y por la acumulación de desechos que contaminan el suelo. Además existe un riesgo de contaminación de aguas subterráneas y ríos por el vertido de desagües de las minas o del lavado del mineral. Durante la fabricación del productos: se producen residuos de sustancias perjudiciales como consecuencia del uso de disolventes, grasa y ácidos empleados el el proceso productivo. Pueden ocasionarse lluvias ácidas.
Impacto ambiental de la Explotación de Metales (II) Para minimizar el impacto de los metales se pueden adoptar una serie de medidas: Prohibir o limitar la utilización de metales peligrosos. Hoy día no se deben fabricar termómetros de mercurio, y el uso del plomo esta prohibido en la pintura o en la gasolina. Sustituir productos contaminantes por otros que no lo sean o que reduzcan sus efectos. Reducir el empleo de productos innecesarios o reutilizar los productos al Reciclar los productos que son inservibles, pero cuyos componentes pueden ser de nuevo utilizados.