MATERIALES METLICOSPresentacin realizado por:Ing. Alexis Valdiviezo Chapoan.Docente del departamento de Ingeniera Qumica UNP.MATERIALEAS DE ING QUIMICAPIURA PERU 2014

MATERIALES METLICOSNDICELos materiales metlicosEl hierro y el aceroMateriales metlicos no frricosFabricacin con metales. Trazado y corteFabricacin con metales. Deformacin y arranque de virutaFabricacin con metales. Uniones y acabadosFabricacin industrial con metales.*

LOS MATERIALES METLICOS.GeneralidadesSon aquellos que estn compuestos bsicamente por uno o ms metales. Tambin pueden contener otros materiales como el carbono. Los materiales metlicos cuyo componente principal es el hierro son llamados materiales frricos. Son ejemplos de estos el hierro y el acero. Los materiales metlicos obtenidos a partir de otros metales son llamados materiales no frricos. HierroAceroCincCobre*

LOS MATERIALES METLICOS. PropiedadesLos materiales metlicos: Elevada capacidad calorfica y elctrica. Su aspecto presenta un cierto brillo. A temperatura ambiente suelen ser slidos, excepto el mercurio.Funden a la temperatura que llamamos punto de fusin.Son maleables y dctiles. Ejemplo el oro, la plata y el cobre.ConductoresSe fundenMercurioOro nativoPlata nativaCobre*

LOS MATERIALES METLICOS. AleacionesUna aleacin es un material metlico que se obtiene al fundir y dejar que solidifique una mezcla de un metal con otros materiales, casi siempre otros metales. El producto resultante tiene caractersticas metlicas y alguna propiedad que no tenan los componentes por separado. El latn, por ejemplo, es una mezcla de cobre y cinc y resulta ms duro y con resistencia elctrica.AleacionesLatn*

LOS MATERIALES METLICOS. Formas comercialesFormas comerciales ms habituales de materiales metlicos son: Largos: barras cuadradas o redondas y alambres. Planos: superficies de diferentes espesores, las ms finas se denominan chapas. Perfiles: barras con formas especiales: en u, triangular, ... Lingotes: bloques obtenidos al vaciar metal lquido en un molde.LargosPlanosPerfilesLingotes*

LOS MATERIALES METLICOS. ObtencinLos metales no suelen aparecer puros, sino combinados con otros elementos y formando minerales: La Minera se encarga de extraer minerales metlicos o menas. La Metalurgia trata de los metales elaborados y sus propiedades. Calcinacin y tostacin: es un proceso para obtener metales libres o puros calentando las menas en hornos y eliminando los xidos que se producen.Electrolisis: es un proceso para obtener metales libres fundiendo el mineral, introduciendo en la fundicin dos electrodos y haciendo circular una corriente elctrica de modo que el metal puro se deposita en un electrodo. MineraCalcinadorNave de electrolisis*

LOS MATERIALES METLICOS. De uso frecuente en el aula taller En el aula taller utilizamos materiales metlicos ya sea en sus formas comerciales o reciclndolos a partir de objetos fuera de uso. Algunos de uso muy frecuente son: Latas de latnPiezas de cobrePiezas de aluminioPiezas de acero*

EL HIERRO Y EL ACERO.La siderurgiaEl proceso siderrgico, a grandes rasgos, transcurre en las siguientes etapas.1. Extraccin del mineral3. Calcinacin4. Separacin de Escoria y arrabio5. B) Transformacin del arrabio en Hierro dulce o fundicin de hierro5. A) Transformacin del arrabio en acero2. Separacin de menas y gangas*

EL HIERRO Y EL ACERO.El hierro dulceEs hierro puro en un 99,9 % o ms. Tiene pocas aplicaciones industriales y resulta muy difcil de obtener. Tambin se llama hierro forjado por que es muy dctil y maleable.Se emplea en trabajos de forja y para construir electroimanes y transformadores elctricos. Trabajo en forjaElectroimnTransformador*

EL HIERRO Y EL ACERO.Los acerosLos aceros son aleaciones de hierro y de carbono (entre el 003 y el 176 %) a las que se aaden otros materiales (manganeso, nquel, titanio, etc.) segn las propiedades del tipo de acero que se desee lograr. Se aplican en muchos campos industriales. Hay dos tipos de aceros:Aceros comunes. Hechos slo con hierro y carbono. Son muy fciles de soldar y poco resistentes a la corrosin. Se emplean en estructuras, clavos, tornillos, herramientas, ...Aceros aleados. Hechos con hierro, carbono y otros elementos. Muy resistentes a la corrosin, al desgaste y a las altas temperaturas. Se emplean para fabricar instrumentos y piezas especiales.Acero comnAceros aleados*

EL HIERRO Y EL ACERO.Las fundicionesLas fundiciones son aleaciones de hierro y carbono (entre el 1`76 y el 667 %) . Al tener ms carbono resisten mejor la corrosin y los cambios de temperatura. Son fciles de moldear y se emplean en la fabricacin de piezas de gran tamao. Se clasifican en:Fundiciones ordinarias. Hechos slo con hierro y carbono y alguna pequea 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 fundicin*

MATERIALES METLICOS NO FRRICOSLos materiales no frricos son ms caros y difciles de obtener que los frricos, sin embargo presentan algunas propiedades que los hacen necesarios: son ms difciles de oxidar, conducen mejor la electricidad y el calor, funden a temperaturas ms bajas, son ms fciles de mecanizar, etc. Se clasifican en:Metales pesados. Su densidad es igual o mayor a 5 Kg./dm3. Entre ellos estn el cobre, el plomo, el cinc, el estao, el nquel, 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 ms utilizado en la industria.Metales Pesados. Zinc, cobre, mercurio, volframio. Metales ligeros. Aluminio y titanio. Metales ultraligeros. Magnesio natural y elaborado*

MATERIALES METLICOS NO FRRICOS. El cobreEl cobre es un metal de color rojo brillante, muy resistente a la corrosin, conduce bien el calor y la electricidad, es muy dctil y maleable. Se obtiene de minerales como la cuprita, la calcopirita y la malaquita.Se ha usado desde la antigedad para hacer armas, adornos, monedas, etc. Hoy se usa en conductores elctricos, alambiques, y conducciones de gas y agua, as como otros usos en construccin. Sus aleaciones principales son:Los bronces. Aleaciones de cobre y estao, tanto ms duras cuanto ms estao contienen.Los latones. Aleaciones de cobre y cinc usadas para hacer canalizaciones, tornillos, vlvulas de gas y agua, bisagras, etc..Minerales de cobre. Cuprita, calcopirita y malaquita. Bronce. Latones. Cobre. *

MATERIALES METLICOS NO FRRICOS. El aluminioEl aluminio es un metal de color plateado claro, es muy resistente a la oxidacin, ligero, buen conductor del calor y la electricidad y fcil 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. *

MATERIALES METLICOS NO FRRICOS. El estaoEl estao es un metal de aspecto blanco brillante, muy resistente al aire, fcil de fundir y de trabajar. Es muy maleable en fro y en caliente se torna quebradizo. Se obtiene de la casiterita.Se emplea, aleado con plomo o con plata, para soldadura blanda. Tambin para recubrir el hierro, obteniendo hojalata, y para recubrir el cobre, pues al no ser txico puede usarse en instrumentos de alimentacin.Casiterita. Productos de estao, hojalata y otras aleaciones. *

MATERIALES METLICOS NO FRRICOS. El cincEl cinc es un metal blando de color blanco azulado, resistente a la intemperie. Se obtiene de la blenda.Se emplea en la fabricacin de recipientes, canalones y planchas para cubiertas. Tambin para recubrir planchas de hierro por dos procedimientos:Cincado. Introduciendo las piezas de hierro en un bao de cinc fundido.Galvanizado. Recubriendo las piezas de hierro por electrolisis.Blenda. Nave de cincado. Chapa de hierro galvanizado. *

FABRICACIN 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 pequeas se usarn retales. Las piezas grandes se dibujan lo ms cerca posible de los bordes para no desaprovechar mucho material.Se traza con exactitud para fabricar la pieza correctamente.Se emplean tiles de dibujo sobre metal como la escuadra, la punta de trazar, la regla y el comps de puntastiles de trazado sobre metales: comps, escuadra de 90, escuadra de 120, punta, regla metlica. *

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

FABRICACIN 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 ms duro es el metal a cortar tanto ms finos deben ser los dientes de la hoja que se emplee. 1 Se elige la hoja de sierra adecuada.2 Se sujeta la pieza fuertemente. 3 Se sierra haciendo presin al avanzar y levantando al retroceder, haciendo movimientos largos y manteniendo la sierra perpendicular.4 Para cortar chapas se colocan entre dos piezas de madera, que se cortarn a la vez que la chapa, para evitar que sta se doble.Para el aserrado se procede del siguiente modo:*

FABRICACIN CON METALES. Deformacin y arranque de viruta 1.DEFORMACIN. El trabajo por deformacin se realiza con las herramientas y las tcnicas adecuadas al material que se est 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 precisin otros deben hacerse con alicates. el uso de alicates. Si la chapa no es muy gruesa y se quiere doblar en ngulo 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 ngulo 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.*

FABRICACIN CON METALES. Deformacin y arranque de viruta 2.TALADRADO Si la pieza a taladrar es fina puede hacerse con un punzn y un martilloSi la pieza es de grosor considerable ser necesaria la taladradora elctrica con broca para metales. Para evitar que la broca se desplace al iniciar el taladro se marcar el centro con un granete.Para hacer taladros perfectamente rectos e usan soportes verticales para la taladradora o bien taladradoras de columna.*

FABRICACIN CON METALES. Deformacin y arranque de viruta 3.LIMADO. Es la tcnica 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 estras en su superficie.Las limas son de formas muy variadas: planas, redondas, triangulares, cuadradas, etc.Segn la finura del trabajo a realizar las limas pueden tener el grano mayor o menor, dando lugar a limas finas, medias y bastas.*

FABRICACIN 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 unin realizada con estao fundido. Se puede unir piezas de cobre, latn u hojalata, pero no de aluminio Pegado. Hay muchos tipos de pegamentos, entre ellos est el termofusible realizado mediante barras aplicada con una pistola que las funde*

FABRICACIN CON METALES. Uniones y acabados 2.UNIONES DESMONTABLES. Tornillos y tuercas. Los hay con infinidad de formas y tamaos. A veces se usan con ellos arandelas que consiguen que la unin es ms robusta.Pasadores. Son piezas de metal que fijan las piezas en las que se colocan atravesados. Los hay de aletas, cnicos o bulones y planos o chavetas.ACABADOS. Se usan para proteger de la humedad y de la consiguiente corrosin. La aplicacin de barnices o pinturas requiere el alisado previo de la superficie.*

FABRICACIN CON METALES. Uniones y acabados 3.LAS LLAVES FIJAS. Las llaves fijas. Son herramientas que se emplean para apretar y aflojar tornillos y tuercas. Estn formadas por un mango y una o dos bocas. Sus formas dependen del uso para el que vayan a ser empleadas. Algunos tipos son:Llave en codoLlave en cruzLlave fijaLlaves allenLlaves torxLlave en estrellaLlave de tubo*

FABRICACIN INDUSTRIAL CON METALES. Por deformacin 1.Plegado. Se realiza en fro con mquinas plegadoras para obtener chapas onduladas y algunos perfiles metlicos.Embuticin. Se realiza con embutidoras que son prensas con las que, mediante un punzn o troquel, se da forma cncava o hueca a una chapa gruesa .Estampacin. Se realiza en fro dando forma a la pieza presionndola entre dos moldes llamados estampas.Forja. Se realiza en caliente dando forma a las piezas mediante golpes con mazas y martillos.*

FABRICACIN INDUSTRIAL CON METALES. Por deformacin 2.Trefilado. Se usa para obtener alambres y cables pasando un metal por orificios cada vez ms estrechos en unas mquinas llamadas hileras.Laminacin. Se usa para obtener perfiles redondos , cuadrados o de otras formas pasando el material en caliente por dos rodillos con la forma adecuada. Los rodillos presionan y arrastran la barra de metal.Extrusin. Se realiza empujando una masa plstica a travs de una abertura que tiene una forma establecida. As se logran barras y perfiles de una forma similar al modo usado para hacer churros.*

FABRICACIN INDUSTRIAL CON METALES. Por moldeo.En el moldeo se calienta el material hasta fundirlo para verterlo despus en un molde que tiene la forma y el tamao de la pieza que se desea fabricar.El moldeo industrial logra temperaturas tan altas como para moldear piezas de acero y otros metales, cosa que no se puede lograr en el moldeo artesanal. *

FABRICACIN INDUSTRIAL CON METALES. Corte mecnico.El corte por procedimientos mecnicos presenta dos variantes:Por chorro de agua que usa un finsimo chorro de agua proyectado a una presin muy elevada. Se usa en alimentos congelados y chapas muy finas.Serrado que se lleva a cabo con sierras de cinta o de disco accionadas por mquinas especiales.*

FABRICACIN INDUSTRIAL CON METALES. Corte trmico.El corte por procedimientos trmicos presenta tres variantes:Oxicorte se realiza con un soplete en el que se queman un gas combustible y un chorro de oxgeno.Lser emplea un haz de luz muy concentrada logrando cortes finsimos y de gran precisin en cualquier material.Por arco emplea el calor producido por una corriente elctrica muy elevada.*

FABRICACIN INDUSTRIAL CON METALES. Mecanizado.Los procesos con arranque de virutas tambin se llaman mecanizado podemos encontrarnos con los siguientes procesos:Taladrado es la realizacin de orificios mediante la taladradoraFresado mediante una fresadora se desplaza el material horizontalmente mientras la herramienta que lo corta gira.Torneado realiza piezas cilndricas o cnicas mediante un torno que trabaja de modo similar a la fresadoraLijado se realiza con una lijadora que arranca partculas muy pequeas de material logrando alisar as su superficieRectificado es un acabado y pulido que se realiza en la rectificadora mediante un disco abrasivo llamado muela*

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