Materiales metálicos

PropiedadesBuena resistencia mecánica a los esfuerzos de tracción, compresión y flexión.Son dúctiles, maleables y tenaces.Algunos presentan una plasticidad y otros un fuerte carácter elástico.Son buenos conductores eléctricos, térmicos y acústicos. Buena soldabilidad.Se dilatan cuando aumenta la temperatura y se contraen si disminuye.

Los metales

PropiedadesAlgunos tienen comportamiento magnético.Presentan un brillo característico, llamado metálico. Se oxidan con facilidad.La mayoría son reciclables, ya que se pueden fundir y conformar de nuevo.Algunos son tóxicos.

Los metales

Obtención

Los metales se obtienen a partir de minerales que forman parte de las rocas.

Los metales

Obtención:Tipos de minas:

Minas a cielo abierto: capa de mineral a poca profundidad.

Minas subterráneas: yacimientos profundos.

Partes del mineral:Mena: parte útil del mineral

Ganga: parte no útil del mineral

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Obtención:Metalurgia: es el conjunto de industrias que se encargan de la extracción y transformación de los minerales metálicos.

Siderurgia: rama de la metalurgia que trabaja con los materiales ferrosos. Incluye desde el proceso de extracción del mineral de hierro hasta su presentación comercial para ser utilizado por el fabricante de productos.

Los metales

La gran importancia de los metales estriba en el hecho de que son capaces de unirse unos con otros y con otras sustancias no metálicas formando aleaciones con propiedades especiales y que mantienen el carácter metálico.

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Aleaciones

Una aleación es una mezcla de dos o más elementos químicos, al menos uno de los cuales, el que se encuentra en mayor proporción, ha de ser un metal.

Los metales

Clasificación:

Metales férricos: son aquellos cuyo componente principal es el hierro.Metales no férricos: son materiales metálicos que no contienen hierro o que lo contienen en pequeñas cantidades.

Los metales

Clasificación:Metales férricos

Hierro puro (0,008% < C < 0,03%)Acero (0,03% < C < 1,76%)Fundición (C > 1,76%)

Metales no férricosMetales ultraligeros (berilio, magnesio)Metales ligeros (titanio, aluminio)Metales pesados (cobre, cinc, plomo, estaño, etc.)

Los metales

Metales férricos

Hierro puro (0,008% < C < 0,03%)Acero (0,03% < C < 1,76%)Fundición (C > 1,76%)

Los metales

Metales férricos (Hierro)Metal de color blanco grisáceo.Buenas propiedades magnéticas.Inconvenientes:

Se corroe con facilidad.

Punto de fusión elevado.

Difícil mecanizado.

Frágil y quebradizo.

Aplicaciones: Tiene escasa utilidad. Se emplea en componentes eléctricos y electrónicos.

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Metales férricos (Acero)

El acero es una aleación de hierro y carbono en la que el porcentaje de carbono es inferior al 2%.

Propiedades: Elevada dureza, tenacidad y gran resistencia mecánica.Aplicaciones: Construcción de maquinaria, herramientas, equipos mecánicos, edificios y obras públicas.

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Metales férricos (Fundición)

La fundición es una aleación de hierro y carbono en la que el porcentaje de carbono es superior al 2%.

Propiedades: Elevada dureza y gran resistencia al desgaste.Aplicaciones: Elementos de maquinaria, carcasas de motores, engranajes, pistolas, farolas, tapas de alcantarilla, etc.

Los metales

Metales no férricos

Metales ultraligeros (berilio, magnesio)Metales ligeros (titanio, aluminio)Metales pesados (cobre, cinc, plomo, estaño, etc.)

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Metales ultraligeros (Magnesio)

Propiedades: de color blanco brillante similar a la plata, muy ligero, blando, maleable, tenaz y poco dúctil. Reacciona violentamente con el oxígeno.Aplicaciones: Pirotecnia, Combinado con otros metales, forma aleaciones ligeras que se utilizan en aeronáutica y en la fabricación de automóviles, motos y bicicletas, etc.

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Metales ligeros (Aluminio)

Propiedades: Blanco plateado. Presenta una alta resistencia a la corrosión. Es muy blando, de baja densidad y gran maleabilidad y ductilidad. Tiene una alta conductividad térmica y eléctrica.Aplicaciones: Se utiliza en líneas eléctricas de alta tensión y, por su baja densidad, en la fabricación de automóviles, aviones y bicicletas. También se emplea en carpintería metálica, en cubiertas, decoración, útiles de cocina y botes de bebida.

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Metales ligeros (Titanio)

Propiedades: de color blanco plateado, brillante, ligero, muy duro y resistente.Aplicaciones: se emplea en la industria aeroespacial y en la fabricación de prótesis médicas. Por su brillo, se utiliza también en ciertas estructuras arquitectónicas.

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Metales pesados (Cobre)

Propiedades: Blando, de color rojizo. Presenta alta conductividad térmica y eléctrica, así como una notable maleabilidad y ductilidad. Se oxida fácilmente.Aplicaciones: Fabricación de cables eléctricos, hilos de telefonía, bobinas de motores, etc. También se emplea para fabricar tuberías, calderas y radiadores. También se utiliza para aplicaciones decorativas y artísticas en arquitectura, bisutería y artesanía.Forma aleaciones como el latón y el bronce.

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Metales pesados (Latón)

Es una aleación de cobre y cinc.Propiedades: Presenta una alta resistencia a la corrosión y soporta el agua y el vapor mejor que el cobre.Aplicaciones: Se utiliza en ornamentación decorativa, artesanía, orfebrería y cubertería; así como en la fabricación de tuberías, condensadores, turbinas, hélices, etc.

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Metales pesados (Bronce)

Es una aleación de cobre y estaño.Propiedades: Presenta una alta ductilidad y una buena resistencia al desgaste y a la corrosión.Aplicaciones: Se emplea en hélices de barco, cuerpos de bombas hidráulicas, filtros, campanas, tuercas, monedas, obras de arte. Además, por su superficie lisa, también se utiliza para fabricar engranajes, cojinetes, rodamientos.

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Metales pesados (Plomo)

Propiedades: De color gris plateado, muy blando y pesado. Tiene una notable plasticidad, es maleable y buen conductor del calor y la electricidad. Resulta muy tóxico por inhalación.Aplicaciones: fabricación de baterías y acumuladores y forma parte de algunas gasolinas. Se utiliza en la industria del vidrio y en óptica como aditivo que proporciona dureza y añade peso. Al ser un metal absolutamente opaco, también se emplea como protector contra radiaciones nucleares.

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Metales pesados (Estaño)

Propiedades: de color blanco brillante, muy blando, poco dúctil y muy maleable. No se oxida a temperatura ambiente.Aplicaciones: Fabricación de papel de estaño y hojalata (chapa de acero cuyas paredes están recubiertas con sendas películas de estaño). Además, la aleación de estaño y plomo se utiliza como material de unión en soldaduras blandas.

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Metales pesados (Cinc)

Propiedades: De color gris azulado, brillante, frágil en frío y de baja dureza.Aplicaciones: Se utiliza en cubiertas de edificios, cañerías y canalones, así como en la industria de automoción. Mediante el proceso denominado galvanizado, se recubren piezas con una ligera capa de cinc, para protegerlos de la corrosión, etc.

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Técnicas de conformación:Metalurgia de polvosMoldeoDeformación

LaminaciónForjaExtrusiónEstampaciónEmbuticiónDobladoTrefilado

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Fabricar un automóvil

Metalurgia de polvos:

Paso 1: El metal es molido hasta convertirlo en polvo.Paso 2: A continuación, se prensa con unas matrices de acero.Paso 3: Se calienta en un horno a una temperatura próxima al 70% de la temperatura de fusión del metal.Paso 4: Se comprime la pieza para que adquiera el tamaño adecuado.Paso 5: Se deja enfriar.Tratamientos posteriores

Los metales

Metalurgia de polvos :

Los metales

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Metalurgia de polvos :

Los metales

Metalurgia de polvos :

Los metales

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Moldeo:

Paso 1: Se calienta el metal en un horno hasta que se funde.Paso 2: El metal líquido se vierte en el interior del molde.Paso 3: Se deja enfriar hasta que el metal se solidifica.Paso 4: Se extrae la pieza del molde.

Los metales

Proceso de moldeo

Moldeo :

Los metalesProceso de moldeo

Ver proceso de fundición Volver

Laminación:

Suele hacerse en caliente y se emplea para obtener planchas, chapas de distintos grosores, barras, perfiles estructurales, tubos, etc.

Perfiles obtenidos por laminación

Los metales

Laminación:

Los metales

Forja:

 

Forja libre

Forja con estampa

Los metales

Proceso por deformación

Estampación en frío:Se emplea para la construcción de carrocerías de automóviles, radiadores, etc.

Proceso de estampación en frío

Los metales

Proceso por deformación

Extrusión:Se emplea para la obtención de barras, tubos, perfiles variados, así como marcos de ventana, bisagras, etc.

Extrusión directa Extrusión inversa

Los metales

Embutición:Se emplea para obtener piezas huecas, como cojinetes, a partir de chapas planas.

Etapas del proceso de embutición

Los metales

Fabricar un automóvil

Doblado:Se utiliza para obtener piezas con formas curvas y piezas con ángulos.

Doblado en estampaDoblado sin estampa

Los metales

Doblado:

Doblado por abatimiento

Canteado en prensa

Los metales

Doblado en U

Doblado:

Perfilado por laminación

Los metales

Trefilado:Esta técnica se emplea para fabricar hilos o cables metálicos con secciones y diámetros muy diversos.

Los metales

Técnicas de manipulación:

Herramientas de corte y marcado.Herramientas de perforado.Herramientas de tallado/rebajado.Herramientas de desbastado/afinado.Herramientas de sujeción.

Los metales

Herramientas de corte y marcado:

Los metales

Herramientas de marcado:

Los metales

Puntas de marcar

Granete

Herramientas de corte:

Los metales

Tijeras de chapa

Sierra circular

Sierra de arco

Herramientas de perforado:

Los metales

Punzón

Taladradora

Avance

Corte

Herramientas de tallado/rebajado:

Los metales

Cinceles y buriles

Torno

Herramientas de desbastado/afinado:

Los metales

Lima

Rectificadora

Lijadora

Herramientas de sujeción:

Los metales

SargentoTornillo de banco

Tornillo de mano

Abrazadera

Alicates Tenazas

Uniones:

Uniones desmontablesUniones fijas

Los metales

Uniones:

Uniones desmontablesTornillo pasante con tuercaTornillo de uniónTornillo de rosca cortanteEspárragoChaveta y lengüetaEjes estriadosGuías

Uniones fijasRemachadoUnión por ajuste a presiónSoldaduraAdhesivos

Los metales

Uniones desmontables:Tornillo pasante con tuercaTornillo de uniónTornillo de rosca cortanteEspárragoChaveta y lengüetaEjes estriadosGuías

Los metales

Tornillos y tuercas:

Los metales

Guías:

Tipos de guías

Las guías son piezas que se emplean en las máquinas y en otros aparatos para permitir que una pieza se desplace en una dirección determinada con respecto a otra que se encuentra fija.

Los metales

Uniones fijas:

RemachadoUnión por ajuste a presiónSoldaduraAdhesivos

Los metales

Remachado:

Los remaches son pequeñas barras cilíndricas con una cabeza hueca en un extremo. Sirven para unir varias chapas o piezas de forma permanente, según un proceso que se conoce como remachado, consistente en deformar el extremo opuesto a la cabeza por medio de presión o golpes.

Los metales

Uniones a presión:

Ajustar una pieza significa encajarla en otra, de tal forma que la relación entre las medidas de ambas se encuentre previamente definida.

Una unión a presión es aquella que se realiza mediante un ajuste forzado; es decir, la medida del eje es mayor que la del agujero n el que se quiere colocar.

Los metales

Soldadura:

Equipo para soldadura oxiacetilénica

La soldadura es un proceso de unión entre metales por la acción del calor, con o sin aportación de material metálico nuevo, dando continuidad a los elementos unidos.

Los metalesFabricar un automóvil

Soldador eléctrico y carretes de estaño(Soldadura Blanda)

Adhesivos:

Este tipo de unión se realiza interponiendo entre las dos superficies que se desea unir una capa de material con alto poder de adherencia, que se denomina adhesivo.

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Acabados:

Pinturas, lacas y esmaltesRecubrimiento de plásticoRecubrimiento con otros metales (cromo, cinc, plata, oro, etc.)

Nota: Los acabados tienen una doble finalidad: por un lado, proteger el producto de la humedad y la corrosión; por el otro, embellecerlo al proporcionar brillo y color al objeto acabado.

Los metales

Fabricar un automóvil

Los metalesMateriales en Internet:

Los metales (librosvivos.net)http://www.areatecnologia.com/materiales.htmhttp://www.iesbinefar.es/tecnologia/Actividades sobre metales (www.areatecnologia.com)Ejercicios sobre metales: http://www.iesbinefar.es/tecnologia/

Los metalesMateriales en Internet:

Fabricación de papel de aluminio (Laminación en caliente y en frío) (4,51 minutos)

Fabricación de latas de aluminio (Embutición) (4,49 minutos)

Fabricación de tuercas y tornillos (Tornillo: Forjado en frío)(Tuerca: Forjado en caliente)(4,50 minutos)

Fabricación de bombonas (Embutición) (5,02 minutos)

Los metalesMateriales en Internet:

Fabricación de ollas (Repujado) (4,48 minutos)

Extrusión (0,52 minutos)

Extrusión (0,26 minutos)

Extrusión (1,59 minutos)

Estampación de latón (0,41 minutos)

Fabricación de resortes (0,42 minutos)

Fin