Resumen

I. INTRODUCCIÓN

El cobre es uno de los materiales no ferrosos más utilizados por la industria, actualmente es el tercer más utilizado en el mundo, detrás del hierro y el aluminio. Fue uno de los primeros metales en ser utilizado por el hombre desde la prehistoria, en su estado puro y su aleación con el estaño. Adquirieron tanta importancia en la antigüedad que se le han llamado Edad del Cobre y Edad del Bronce a dos periodos de la historia.

El cobre posee buenas características como la conductividad eléctrica y ductilidad de ahí se derivan muchas de sus aplicaciones, Su ductilidad permite transformarlo en cables de cualquier diámetro a partir de 0,025 mm. La resistencia del alambre del cobre para ser estirado es de 4200 kg/cm2, Al tener estas propiedades, un alambre de cobre puede ser usado tanto en cables y líneas de alta tensión especialmente en la industria de la electrónica y las comunicaciones tales como cables conductores, circuitos eléctricos entre otros. Debido a su belleza y maleabilidad, el cobre se ha utilizado mucho para la fabricación de objetos ornamentales.

Las formas de obtención del cobre varían; la mayor parte del cobre del mundo se obtiene de los sulfuros minerales como la calcosina, covellita, calcopirita, bornita y enargita. Los minerales oxidados son la

cuprita, tenorita, malaquita, azurita, crisocola y brocantita. Cuando se extraen estas menas del cobre

en minas a cielo abierto, generalmente en la capa superior se encuentran los minerales oxidados acompañados de cobre nativo, lo que explica su facilidad de obtención en la antigüedad, finalmente por debajo del nivel freático se encuentran los minerales sulfurados cuya explotación es más rentable.

El cobre puede ser aleado con otros elementos como Zn, Sn, Al, Ni, Be, Si, Cd, Cr, entre las más destacadas se encuentran los bronces (Cu-Sn), latones (Cu-Zn), platas alemanas (Cu-Zn) estas últimas varían de acuerdo a la proporción de los elementos. Las aleaciones de cobre tienen diversas aplicaciones, pero a gran escala las más utilizadas son en la fabricación de tuberías, cables y en la industria naval. Otras aplicaciones pueden variar de acuerdo a las propiedades obtenidas de la aleación, (resistencia mecánica, conductividad térmica y eléctrica, resistencia a la corrosión), cada aleación posee unas propiedades específicas y su selección depende del medio y características técnicas de su aplicación.

Las aleaciones se obtienen mediante procesos de forja y fundición, su designación está regida por la CDA (Cooper Development Association) compuesta de la letra C seguida de 5 dígitos.

Estas aleaciones pueden ser tratadas mediante tratamientos térmicos de endurecimiento, tanto por solución solida como por envejecimiento y su utilización depende de las características que se deseen obtener.

La organización del siguiente articulo es la siguiente: la descripción del cobre y su obtención se hace en la sección 1 y 2, las aleaciones, designaciones se hacen

Selección de Aleaciones de CobreNéstor Buitrago, Rafael Cuaical Barón, Jefferson Rodríguez, Universidad Nacional de Colombia

Bogotá D.C., Colombia

El siguiente artículo hará una descripción general sobre las características y obtención del cobre mediante diferentes procesos, se explicara el tipo de aleaciones de cobre más representativas utilizadas por la industria, su proceso de elaboración como sus principales aplicaciones, designaciones específicas tales como designaciones de aleación y de temple, se expondrá una descripción de los diferentes tratamientos térmicos de las aleaciones de cobre, endurecimiento por solución solida y envejecimiento.

Palabras clave: Pirometalurgia, Hidrometalurgia, aleaciones de cobre, bronces, latón, plata alemana.

en las secciones 3,4,5 y 6, y los tratamientos térmicos se hacen en la sección 7.

II. DESARROLLO DE LA TEMÁTICA

1. COBRE

Es un metal de transición de color rojizo y brillo metálico, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad, exactamente el segundo después de la plata, tiene alta conductividad térmica y maleabilidad.

Las propiedades más importantes del cobre puro son las siguientes:

Estructura Cristalina FCC (temperatura ambiente).

Densidad 8960 kg/m3

Punto de fusión 1084,62°C Punto de ebullición 2927°C Modulo de Young, E

122.5 X 109 N /m2

Resistencia a la tracción 220 X 106 N /m2

Resistencia eléctrica

1,67 X 10−8Ωm a20ºC Resistencia a la corrosión muy buena

Tomado de: Conocimiento de materiales en ingeniería –V. B. John.

2. OBTENCION DEL COBRE

El cobre nativo suele acompañar a sus minerales en bolsas que afloran a la superficie explotándose en minas a cielo abierto. El cobre se obtiene a partir de minerales sulfurados (80%) y de minerales oxidados (20%), los primeros se tratan por un proceso denominado pirometalurgia y los segundos por otro proceso denominado hidrometalurgia. Generalmente en la capa superior se encuentran los minerales oxidados (cuprita, melaconita), junto a cobre nativo en pequeñas cantidades. A continuación, por debajo del nivel freático, se encuentran las piritas (sulfuros) primarias calcosina (Cu2S) y covellina (CuS) y finalmente las secundarias calcopirita (FeCuS2) cuya explotación es más rentable que la de las anteriores. Acompañando a estos minerales se encuentran otros como la bornita (Cu5FeS4), los cobres grises y los carbonatos azurita y malaquita que suelen formar masas importantes en las minas de cobre por ser la forma en la que usualmente se alteran los sulfuros.

La extracción del cobre depende de las formas en las que se presente el mineral (mena) ya sea en forma de sulfuros o de óxidos.

Para los sulfuros se produce cobre mediante un proceso pirometalúrgico (alta temperatura). El mineral de cobre con un elevado contenido de azufre se concentra, para después fundirse en una mezcla de líquidos no miscibles constituidos de sulfuro de cobre, sulfuro de hierro, lo que se conoce como una mata de cobre; esto se efectúa en un horno de fusión instantánea. En un reactor por separado, conocido como convertidor de cobre, el oxigeno introducido en la mata convierte al sulfuro de hiero en oxido de hierro y al sulfuro de cobre en un cobre impuro de nombre cobre blíster, que después es refinado electrolíticamente [4]. El proceso de refinado produce unos cátodos con un contenido del 99,9% de cobre.

Cuando se trata de aprovechar los residuos minerales, la pequeña concentración de cobre que hay en ellos se encuentra en forma de óxidos y sulfuros, y para recuperar ese cobre se emplea la tecnología llamada hidrometalurgia. El método consiste en lixiviar el cobre existente en minerales de bajo azufre utilizando un acido débil, y a continuación extraer electrolíticamente el cobre de la solución [4].

Esta tecnología se utiliza muy poco porque la casi totalidad de concentrados de cobre se encuentra formando sulfuros.

En la obtención electrolítica, el mineral ha de ser disuelto en acido sulfúrico diluido. Los compuestos de cobre del mineral quedan disueltos, pero muchos otros elementos del mineral no son atacados. Esta solución se purifica y electroliza. El cobre procedente de esta operación es denominado cobre del depósito catódico o electrolítico, pudiendo alcanzar purezas del 99,2 al 99,7%. Este cobre puede ser refinado electrolíticamente en un horno de reverbero [2].

Existe otro tipo de refinado conocido como refinado al fuego del blíster o cobre de cátodo. El cobre se funde en condiciones oxidantes en un horno de reverbero. La mayor parte de las impurezas se oxidan y flotan en forma de escoria en la superficie del cobre. Al baño de cobre así oxidado se le añade madera. Se sumerge madera húmeda en el baño de cobre fundido, produciéndose una corriente de gases reductores que eliminan el oxigeno del cobre por la presencia de hidrogeno. El producto obtenido en el

refinado al fuego se denomina cobre refinado, cuya pureza no es inferior al 99,85% [2].

Algunos tipos de cobre contienen más de un 0,5% de arsénico, El cobre arsenical mejora la resistencia a la tracción y a la oxidación a altas temperaturas y se obtiene por adición de un 0.5% de arsénico al cobre refinado [2].

3. ALEACIONES DE COBRE

El cobre puro posee muy bajo límite elástico (33 MPa) y una dureza escasa (3 en la escala de Mohs ó 50 en la escala de Vickers). En cambio, unido en aleación con otros elementos adquiere características mecánicas muy superiores, aunque disminuye su conductividad. Existe una amplia variedad de aleaciones de cobre, de cuyas composiciones dependen las características técnicas que se obtienen, por lo que se utilizan en multitud de objetos con aplicaciones técnicas muy diversas. El cobre se alea principalmente con los siguientes elementos: Zn, Sn, Al, Ni, Be, Si, Cd, Cr y otros en menor cantidad.

Las aleaciones base cobre tienen densidades más elevadas que las de los aceros. Aunque la resistencia de cedencia de algunas aleaciones es elevada, su resistencia específica generalmente es inferior a la de las aleaciones de aluminio y magnesio. Estas aleaciones tienen una mejor resistencia a la fatiga, a la termofluencia y al desgaste que las aleaciones ligeras de aluminio y de magnesio. Muchas de estas aleaciones tienen una excelente ductilidad, resistencia a la corrosión, conductividades eléctrica y térmica, y en su mayoría pueden ser unidas o fabricadas en formas útiles. Las aplicaciones para las aleaciones base cobre incluyen componentes eléctricos (como cable conductor), bombas, válvulas y piezas de plomería, donde se aprovechan con ventaja sus propiedades [4].

4. DESIGNACION DE LAS ALEACIONES DE COBRE:

Para la adquisición de cobre y de sus diferentes aleaciones se especifica la designación de la aleación y su designación de temple. En la tabla 1 (Anexo 1) se presenta la clasificación genérica de las aleaciones de cobre forjadas y fundidas, con sus números UNS designados y los elementos de las aleaciones principales. El código UNS se compone de cinco dígitos después de la letra C (CXXXXX), los primeros tres dígitos son los números de la aleación asignados por la Cooper Development Association (CDA) y los dos últimos corresponden a

modificaciones de la aleación original, las aleaciones forjadas se designan desde C10000 hasta C79999; las aleaciones de fundición, desde C80000 hasta C99999. La CDA se encarga de administrar el sistema de designaciones [1].

Las aleaciones de cobre forjadas y fundidas de la tabla (Anexo 1) se agrupan en seis familias:

-COBRES-ALEACIONES RICAS EN COBRE- LATONES-BRONCES-ALEACIONES COBRE-NIQUEL-ALEACIONES COBRE-NIQUEL-ZINC

5. FAMILIAS DE ALEACIONES DE COBRE Y USOS PRICIPALES.

5.1 COBRES:Estas tienen un contenido de cobre mínimo de 99.0% o más, también se les conoce como cobres débilmente aleados ya que poseen bajo contenido de elementos de adición (menos del 1%).

Se designan desde C10100-C15760 para los grupos de cobres de forja y de C80100-C81100 para los grupos de cobres de fundición.

Estos se utilizan cuando alguna de las propiedades de los cobres propiamente dichos es insuficiente.

Las composiciones de cobres débilmente aleados son [9]:

- Cobre desoxidado con fósforo, con arsénico.-Cobre tenaz con plata. -Cobre exento de oxígeno con plata. -Cobre con azufre. -Cobre con telurio.

Algunas de sus aplicaciones son:

Cobre desoxidado con fósforo, con arsénico.• Aparatos y tuberías para Líquidos y gases relativamente corrosivos. • Tubos y placas tubulares para condensadores que trabajen con agua dulce y pura.Cobre tenaz con plata. • Construcción de elementos de máquinas eléctricas rotativas. • Placas para fotograbado que hayan de tener larga vida. Cobre exento de oxígeno con plata. • En Electrónica, para uniones vidrio-metal. • Delgas de colectores.

Cobre con azufre.• Piezas conductoras de corriente obtenidas por torneado. • Remaches, tuercas, tornillos.Cobre con telurio. • Terminales de transformadores y de disyuntores. • Contactos y conexiones diversas.

5.2 ALEACIONES RICAS EN COBRE:En el caso de productos forjados, estas aleaciones tienen menos del 99.0% pero más del 96% de cobre, y no pertenecen a ninguno de los otros grupos de las aleaciones de cobre. Por lo que toca a los productos moldeados, estas aleaciones tienen más del 94% de cobre y se agrega plata para usos especiales [1].

Estas aleaciones se utilizan cuando no es indispensable una conductividad eléctrica muy elevada pero se requiere de un material con otras propiedades como las siguientes [9]: • Resistencia a la tracción • Dureza • Resistencia a la corrosión • Resistencia a la oxidación

Sus designaciones van de C16200-C19600 para aleaciones de forja y de C81300-C82800 para las aleaciones de fundición.

Los elementos aleantes para este tipo de aleaciones son Cd, Sn, Br, Cr, Be, Co, Si, Mn, Ni, se conocen como aleaciones ricas en cobre:

-Cobre-Cadmio y Cobre-Cadmio-Estaño. -Cobre-Cromo. -Cobre-Berilio y Cobre-Berilio-Cobalto.-Cobre-Níquel-Silicio. -Cobre-Silicio- Manganeso.

Las aplicaciones de este tipo de aleaciones son:

Cobre-Cadmio y Cobre-Cadmio-Estaño• Líneas telefónicas • Conductores de líneas de ferrocarriles eléctricos.

Cobre con Berilio y con Cobalto• Herramientas de cuproberilio para trabajos en presencia de materiales explosivos.• Matrices para plásticos.

Cobre con Níquel Silicio• Piezas para tracción eléctrica. • Piezas varias de contactos eléctricos.

Cobre con Silicio Manganeso

• Diversas cajas y accesorios para la industria eléctrica.• Artículos que deben permanecer en contacto eléctricos con agua de mar, aguas ácidas o atmósferas corrosivas.

5.3 LATONES:Estas aleaciones contienen zinc como principal elemento de aleación, contienen de 5 a 46% de este último metal, con o sin otros elementos de aleación, como hierro, Aluminio, níquel y silicio.

El color agradable de los latones, que varía del rosa al amarillo para contenidos crecientes de zinc, su buena resistencia a la corrosión y su aptitud para tratamientos superficiales (barnices transparentes, pátinas, recubrimientos diversos), permiten realizar económicamente objetos de bello aspecto, de larga duración y de mantenimiento fácil [9].

Existen tres grupos de latones forjados [1]:

-Aleaciones de cobre zinc (latones) se designan desde C20500-C28580. -Aleaciones cobre-zinc-plomo (latones al plomo) se designan desde C31200-C38590.-Aleaciones cobre-zinc-estaño (latones al estaño) se designan desde C40400-C49080.

Hay cuatro grupos de latones de fundición:

-Aleaciones cobre-estaño-zinc (latones cobrizos, semicobrizos y ordinarios o amarillos) se designan desde C83300-C85800 tanto para los cobrizos como para cobrizos emplomados y de C85200-C85800 para los cobrizos ordinarios con o sin adiciones de plomo.-Aleaciones de “bronce manganesico” (latones ordinarios de alta resistencia) se designan desde C86100-C86800 dentro de este grupo también se encuentran los bronces al manganeso emplomados.-Aleaciones de “bronce manganesico” al plomo (latones ordinarios de alta resistencia con plomo) se designan desde C86100-C86800 se encuentran dentro del grupo de bronces al manganeso sin plomo.-Aleaciones de cobre-zinc-silicio (latones y bronces al silicio) se designan desde C87300-C87900.

Se nombraron bronces dentro de estos grupos como “bronces manganesicos” ya que contienen zinc como principal elemento de aleación, con adiciones de estaño, manganeso y plomo.

De acuerdo a las designaciones de los diferentes tipos de latones se pueden agrupar de esta forma:

• LATONES BINARIOS Tienen características muy específicas y sus aplicaciones están relacionadas con el porcentaje de zinc que contenga la aleación.• LATONES CON PLOMOLos Latones presentan grandes ventajas sobre todo para la fabricación de piezas de mecánica. Sin embargo, éstas necesitan frecuentemente un maquinado importante, por lo que se buscó mejorar la maquinabilidad de los latones agregando reducidos porcentajes de plomo (1 a 3%).• LATONES ESPECIALESSe obtienen añadiendo uno o más elementos a los latones simples con el fin de mejorar las propiedades mecánicas y aumentar la resistencia a ciertas formas de corrosión [9].Entre los Latones Especiales existe una gran variedad, pero los más importantes son los siguientes: • Latón con Aluminio • Latón Almirantazgo • Latón Naval • Latones de Alta Resistencia

De acuerdo a las tipos de latones, sus usos principales son:

LOS LATONES BINARIOS• Instrumentos musicales • Discos para monedas o insignias

LATONES CON PLOMO• Relojería • Piezas para automóviles•Cartuchería

LATONES ESPECIALES• Quincallería naval • Perfiles arquitectónicos

5.4 BRONCES:Estas son aleaciones de cobre en las que el elemento principal no es zinc ni níquel.

El término “bronce” se aplico originalmente a las aleaciones de cobre con estaño. En la actualidad, este término se utiliza con el nombre de un elemento de aleación principal [1].

Algunas propiedades de los bronces son [9]:

• Resistencia a la corrosión por esto se considera apropiado para la fabricación de accesorios que deben estar en contacto con vapores o productos químicos.

• Buena maleabilidad • Propiedades mecánicas y eléctricas

Existen cuatro bronces forjados:

-Aleaciones cobre-estaño-fosforo (bronces al estaño y fosforo o bronces fosforados) se designan desde C50100-C52400.-Aleaciones cobre-estaño-plomo-fósforo (bronces al estaño fosforo emplomados o bronces fosforados al plomo) se designan desde C53200-C54800.-Aleaciones cobre-aluminio (bronces al aluminio) se designan desde C60600-C64400.-Aleaciones cobre silicio (bronces al silicio) se designan desde C64700-C66100.

También hay cuatro bronces de fundición:

-Aleaciones de cobre-estaño (bronces al estaño) se designan desde C90200-C94500 y dentro de este grupo también se encuentran los bronces al estaño emplomados.-Aleaciones de cobre-estaño-plomo (bronces al estaño emplomados) se designan desde C90200-C94500 ya que se encuentran dentro del grupo de los bronces al estaño.-Aleaciones de cobre-estaño-níquel (bronces al estaño-níquel) se designan desde C94700-C94900.-Aleaciones cobre-aluminio (bronces al aluminio) se designan desde C95200-C95810.

En base a las designaciones se pueden distinguir dos familias de aleaciones de bronces: • BRONCES BINARIOS • BRONCES COMPLEJOS (Que tienen un tercer elemento)

Con respecto a las aplicaciones de los Bronces, es útil mencionar las siguientes: • Alambres para telas mecánicas • Tubos flexibles y tubos ondulados • Cadenas • Campanas • Aplicaciones navales

5.5 ALEACIONES COBRE-NIQUEL:También conocidas como Cuproníqueles, ya que su principal elemento de aleación es el níquel, en proporción de 10 a 30%, con o sin la adición de otros elementos.

Sus propiedades son las siguientes: • Facilidad de conformación en frío y en caliente. • Facilidad de moldeo.

• Buenas características mecánicas, incluso a bajas y altas temperaturas.• Propiedades eléctricas especiales de los tipos con alto contenido de níquel. • Color plateado y aspecto atractivo. • Buena resistencia a la corrosión.

Su designación de forja abarca C70000-C79900 generalmente a este tipo de aleaciones cobre-níquel se les agrega hierro.

La designación para moldeo o aleaciones de fundición abarca C96200-C96800 al igual que las de forja se les agrega hierro.En el grupo de los CUPRONIQUELES se distinguen dos subgrupos [9]: •LOS CUPRONIQUELES BINARIOS •LOS CUPRONIQUELES COMPLEJOS (que contienen un tercer o cuarto elemento).

Sus principales usos son:•Fabricación de monedas• Conducción de agua de mar, limpia y contaminada, estancada o en circulación rápida. • Protección de maderas. • Aparatos de medida. • Aparatos de calefacción. • Enfundado de cables sumergidos o expuestos a atmósferas corrosivas.

5.6 ALEACIONES COBRE-NIQUEL-ZINC:Se les conoce con varios nombres tales como “platas níquel”, “alpacas” o “platas alemanas”. Ya que contienen níquel y zinc como principales elementos aleantes en una proporción de 50-70% de cobre, 13-25% de níquel, y 13-25% de zinc [6], Ya sea como elementos de aleación principal y secundario, con o sin la adición de otros elementos [1].

Debido a que las alpacas presentan una maquinabilidad relativamente baja, es necesario mejorar esta propiedad agregando plomo. Las alpacas con plomo pueden ser moldeadas. Sin embargo, se encuentran más frecuentemente, en forma de productos forjados, tales como chapas o barras que se prestan bien al maquinado, como asimismo llaves y bulones [9].

El monel es el nombre comercial de este tipo de aleaciones que tiene una composición de 28-30% Cu, 66-67%Ni, Fe=3-3,5%. Este material tiene gran resistencia a los agentes corrosivos y a las altas temperaturas.Otro tipo de alpaca es el llamado platinoide, aleación de color blanco compuesta de 60% de cobre, 14% de níquel, 24% de cinc y de 1-2% de wolframio [6].

Su designación correspondiente a forja es C73200-C79900 así que se encuentra dentro del grupo de los cuproníqueles.

Para aleaciones de fundición se encuentran en C97300-C97800 se les agrega otro tipo de elementos aleantes como plomo o estaño.

Sus aplicaciones son muy diversas y están basadas, esencialmente, en sus propiedades físicas, químicas y mecánicas [9].

Entre las principales utilizaciones están las siguientes:

• Piezas para equipos de telecomunicaciones • Orfebrería • Decoración • Arquitectura • Puertas, picaportes, barandillas, apliques, lámparas, etc. • Cubiertos

6. DESIGNACIONES DE TEMPLE

Las designaciones de temple para el cobre y sus aleaciones se tratan en detalle en la norma ASTM B601.

En la tabla 2 (Anexo 2) se muestran algunas de las designaciones más comunes. Estos son:

-M: Manufacturado tal cual.-O: Recocido.-H: endurecido por laminación en frio o estirado en frio.-T: Tratado térmicamente.-W: de tubo soldado.

7. TRATAMIENTOS TERMICOS DEL COBRE Y SUS ALEACIONES.

Algunas de las aleaciones de cobre pueden endurecerse mediante un tratamiento térmico a solución y posteriormente a precipitación (envejecimiento), y luego pueden someterse a una operación de disminución de esfuerzos o recocidos.

Algunas de estas aleaciones son:

-cobre-berilio.-bronce al aluminio.-cobre-níquel-fosforo.-cobre al cromo.

Los procesos de tratamiento térmico aplicados al cobre y sus respectivas aleaciones durante su fabricación, son los siguientes:

-Homogenización.-Recocido.-Alivio de tensiones.-Disolución.-Endurecimiento.

Homogenización:

Proceso en el cual los metales son sometidos, durante un tiempo prolongado, a altas temperaturas con fin de reducir segregación y micro segregación que ocurre como resultado natural de la solidificación de algunas aleaciones.

En el cobre se aplica con el fin de mejorar la ductilidad en frio y caliente para el proceso de laminación y en algunas ocasiones se usa en piezas vaciadas.

La homogenización se requiere esencialmente en las aleaciones que tienen rangos amplios de solidificación tales como broces fosforados, cuproníqueles y bronces al silicio.

Recocido:

Su objetivo principal es ablandar el metal para su posterior deformación en frio; obteniendo combinaciones optimas de ductilidad, resistencia y textura superficial.

En el cobre y sus respectivas aleaciones, en aquellos materiales recocidos que han sido deformados previamente el tamaño de grano es el ensayo estándar utilizado.

Alivio de tensiones:

Las tensiones en las aleaciones de cobre trabajadas en frio se alivian o eliminan sin variar apreciablemente sus propiedades, mediante tratamientos a baja temperatura.

Se usa también como prevención contra la corrosión bajo tensión en las aleaciones de Cu, generalmente en los latones con 20% o más de Zn.

El ciclo ideal para el alivio de tensiones que retenga las propiedades mecánicas es el que hace la temperatura más alta posible (menor a la temperatura critica) con el tiempo mas corto, o viceversa.

Endurecimiento:

El estado de deformación o la condición de fabricación de las aleaciones de Cu esta descrito en la norma ASTM B-601, pero hay algunas que se pueden endurecer por tratamientos térmicos que son de dos tipos:

a) La aleación se obtiene en condición blanda cuando se enfría desde alta temperatura, y luego se endurece por calentamiento a temperatura moderada.

b) Aleaciones que se endurecen por medio del temple desde altas temperaturas mediante reacciones masivas o martensiticas.

Precipitación:

Las principales son las de Cu-Be. La mayoría tienen uso en aplicaciones de conducción de calor y electricidad, por tanto, el tratamiento debe desarrollar resistencia mecánica y conductividad eléctrica.

Las aleaciones que se dan por este tipo de endurecimiento son: circonio-cobre, cromo-cobre, y berilio-cobre. Estas ultimas se utilizan debido a su alta resistencia y su alta rigidez (lo que los hace útiles como resortes) y su capacidad para no producir chispas.

Solución solida:

Hay aleaciones de cobre que contienen grandes cantidades de elementos en aleación y aun así se mantienen como una sola fase. El latón forma una sola fase de zinc en el cobre. Donde las propiedades mecánicas e incluso la elongación aumentan de acuerdo al incremento de zinc.

III. CONCLUSIONES

La mayoría de las aplicaciones del cobre aprovechan las propiedades de conductividad y de resistencia a la corrosión, los diferentes artículos fabricados con este tipo de aleaciones son de fácil fabricación y tienen resistencia moderada.

El cobre y sus distintas aleaciones en su mayoría son difíciles de maquinar por su elevada ductilidad y termofluencia por lo cual es un material apropiado para aplicaciones donde se involucre procesos de formación plástica y se requiera un gran volumen de producción, dado que su obtención y manufactura no tiene costos demasiado elevados.

El cobre y sus aleaciones permiten determinados tratamientos térmicos para fines muy determinados siendo los más usuales los de recocido, refinado y temple, para los latones son principalmente recocidos de homogeneización, recristalización y estabilización, para el caso de los bronces el temple constituye a un tratamiento análogo al temple de los aceros ya que cuando se templa un bronce se busca disminuir dureza.

El cobre es uno de los pocos materiales que no se degradan ni pierden sus propiedades químicas o físicas en el proceso de reciclaje. Puede ser reciclado un número ilimitado de veces sin perder sus propiedades, siendo imposible distinguir si un objeto de cobre está hecho de fuentes primarias o recicladas. Esto hace que el cobre haya sido, desde la Antigüedad, uno de los materiales más reciclados. El reciclado del cobre no requiere tanta energía como su extracción minera. A pesar de que el reciclado requiere recoger, clasificar y fundir los objetos de metal, la cantidad de energía necesaria para reciclar el cobre es sólo alrededor de un 25% de la requerida para convertir el mineral de cobre en metal [10].

Actualmente el costo del cobre es elevado o muy variable, por lo cual su reciclaje se encuentra en aumento y representa un porcentaje importante en la producción mundial de cobre, por esta razón su uso se ha venido decreciendo principalmente por que muchos materiales de tipo plástico han reemplazado al cobre en distintas aplicaciones, principalmente en la construcción de tuberías.

IV. BIBLIOGRAFÍA

1. Ciencia de materiales selección y diseño – Pat L. Mangonon.

2. Conocimiento de materiales en ingeniería –V. B. John.

3. Materiales de ingeniería y sus aplicaciones – Richard A. Flinn.

4. -Ciencia e ingeniería de los materiales - Donald Askeland.

5. Copper Development Association - http://www.copperinfo.co.uk/

6. Gandara Mario, Plata alemana, Biblioteca de Joyería Ybarra. Disponible en: http://www.raulybarra.com/notijoya/archivosnotijoya8/8plata_alemana_alpaca.htm

7. ASTM Standards and Engineering Digital Library - ASTM B601-09 Standard

Classification for Temper Designations for Copper and Copper Alloys x2014; Wrought and Cast.

8. ASM Metals HandBook, Vol 02 - Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose –ASM international

9. International Copper Association Latin America - Disponible en: http://www.procobre.cl/capitulo3opt.pdf

10. Les atouts du cuivre pour construire un avenir durable – disponible en: http://www.eurocopper.org /files/presskit/dp_cuivreetdeveloppementdurable_13-03-07_fr.pdf.

11. Duque Jaramillo Jaime - Estructura cristalina del cobre, propiedades microscópicas mecánicas y de procesamiento. Disponible en Redalyc.

V. ANEXOS

1. CLASIFICACION GENERICA DE LAS ALEACIONES DE COBRE.

2. TABLA DESIGNACIONES DE TEMPLE PARA ALEACIONES DE COBRE.

SELECCIÓN DE ALEACIONES DE COBRE

ALUMNOS:

NÉSTOR H. BUITRAGO B.RAFAEL CUAICAL BARONJEFFERSON M. RODRIGUEZ

PROFESOR:JUAN H. REYES P.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIASEDE BOGOTÁ

CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALESBOGOTA D.C

MAYO DE 2011