ALEACIONES METALICAS NO FERROSAS

ALEACIONES METALICAS NO FERROSAS

1.-Aleaciones de cobre

El cobre es un metal con una densidad relativamente alta de 8,9 g/cm3, tiene una alta conductividad térmica y eléctrica, buena resistencia a la corrosión, maquinabilidad y facilidad de fabricación. En los usos para conductores eléctricos el cobre de uso más común es el electrolítico (99,9% de pureza) llamado así debido a que se obtiene de un proceso de refinación denominado refinación electrolítica. El cobre además es no magnético, tiene un color atractivo, puede ser fácilmente soldado con soldaduras blandas como latón y estaño y finalmente puede recibir un revestimiento metálico superficial (galvanizado) o ser pintado.

En la actualidad se han realizado estudios que han demostrado la cualidad bactericida y antiséptica del cobre, lo que abre a este metal nuevos usos además de los ya reconocidos como conductor eléctrico y en la fabricación de cañerías.

El cobre electrolítico posee de 0,02% a 0,05% de oxigeno en forma de oxido cuproso (Cu2O) en una mezcla interdendrítica eutéctica, al ser trabajado y recocido esta mezcla se destruye. En algunas aplicaciones el cobre se libera del oxigeno para poder trabajarlo en uniones más herméticas en combinación con el vidrio.

El cobre con bajos porcentajes de arsénico tiene una excelente resistencia a la corrosión en condiciones severas, lo cual lo hace útil para intercambiadores de calor y condensadores. El cobre con adición de telurio presenta una mejora en la maquinabilidad lo que permite crear pernos, tornillos, puntas de soldar, contactos y equipos eléctricos de precisión. El cobre con porcentajes de plata de 7 a 30 oz/ton, eleva la temperatura de recristalización del cobre lo cual evita el ablandamiento al ser soldado, se usa en motores para avión y ferrocarril.

La mayoría de las aleaciones de cobre generan fases únicas que no permiten tratamientos térmicos como el temple, por lo general el incremento de la resistencia mecánica viene dada por un trabajado en frío del material.

Las aleaciones más típicas del cobre son las siguientes:

1. Latones (aleaciones de cobre y zinc)

a) Latones alfa α que contienen hasta 36% de zinc: en los cuales están los latones amarillos (20 a 36% de zinc) y los latones rojos (5 a 20% de zinc).

b) Latones alfa más beta: con 54 a 62% de cobre.

2. Bronces (hasta 12% de aleación)

a) Bronces al estaño.

b) Bronces al silicio.

c) Bronces al aluminio.

d) Bronces al berilio.

3. Cuproníqueles o aleaciones de cobre y níquel.

4. Platas-Níquel o aleaciones de cobre, niquel y zinc.

Los latones en general son esencialmente aleaciones de cobre y zinc con pequeñas cantidades de otros elementos como plomo, estaño o aluminio. Las variaciones de las composiciones darán las características de color, resistencia, ductibilidad, maquinabilidad y resistencia a la corrosión deseadas.

Mientras el porcentaje de zinc varía en el orden del 35% o menos, este metal presenta una solubilidad completa en la fase alfa y el ordenamiento es el del cobre en estructura FCC, al aumentar el porcentaje de zinc aparece la fase beta la cual es de estructura BCC. En general la adición de elementos aleantes en el cobre aumenta la resistencia mecánica disminuyendo la ductibilidad, con el zinc se logra aumentar la resistencia y también mantener la ductibilidad esto hasta un valor ideal de combinación de propiedades para un 70%Cu-30%Zn.

Los latones poseen una buena resistencia a la corrosión y su color varía desde rojos con alto contenido de cobre a más amarillos cuando el porcentaje de zinc aumenta. Los latones amarillos combinan una relativamente buena resistencia mecánica. Los latones amarillos pueden sufrir una corrosión en forma de cavidades en la superficie llamada dezincificación, esta puede ocurrir en latones expuestos a agua de mar y aguas dulces con alto contenido de oxigeno y dióxido de carbono, este fenómeno se evita agregando ciertos porcentajes de estaño o antimonio.

Entre los latones de uso común están el denominado latón para cartuchos y el latón amarillo propiamente tal: se usan para municiones los primeros, elementos automotrices de radiador, cubiertas de lámparas, accesorios en cerrajería, llaves de cerradura y accesorios de plomería los segundos. A estos latones ligeras adiciones de plomo les mejora la maquinabilidad. El denominado latón del almirante que contiene un 71% Cu, 28% ZN y 1% Sn, se usa para fabricar tubos de intercambiadores de calor para plantas de vapor por su alta tolerancia a la corrosión a temperatura, en ocasiones también se adiciona aluminio en vez de estaño obteniendo una capa protectora a la corrosión.

Los latones rojos son los que poseen bajo porcentaje de Zinc de 5 a 20%, entre estos se cuentan: el oropel (uso en monedas y medallas), el bronce comercial (uso en joyería de fantasía, estuches, ferretería marina y tornillos) y finalmente el latón rojo propiamente tal (uso en aparatos eléctricos y tubos de intercambio de calor).

Los latones alfa mas beta, son trabajados en caliente, debido a que la fase beta a temperatura ambiente es más frágil y dura que la alfa, pero a elevada temperatura se ablanda considerablemente. En estas aleaciones se destacan: el latón de arquitectura, latón naval y el latón forjable.

Los BRONCES antiguamente se asociaban a las aleaciones cobre-estaño, pero hoy en día el término bronce es genérico para aleaciones de cobre en que el zinc no es el elemento de aleación más importante y el elemento secundario de aleación después del cobre no supera el 12%.

Los bronces al estaño también son conocidos como bronces al fosforo al poseer este elemento desoxidante en la aleación, presentan buena tenacidad, resistencia a la corrosión por fisuras y baja fricción. Se usa en arandelas de sujeción, seguros y bujes.

Los bronces al silicio son los más endurecibles por trabajado de las aleaciones de cobre con resistencias similares a las del acero de medio y resistencia a la corrosión similar a la del cobre. Se pueden usar en recipientes a presión y conductos hidráulicos presurizados.

Los bronces al aluminio contienen entre 4 y 11% de aluminio, presentan buenas propiedades de trabajado en frío y sus usos son en recipientes que resisten corrosión, tornillos y tuercas.

Los bronces al berilio sufren un proceso denominado endurecimiento por envejecimiento, estas aleaciones

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