MATERIALES

Unidad 6. Metales y aleaciones no ferrosas

6.1. Producción, propiedades y usos de: Aluminio, Cobre, Titanio, Níquel, Plomo, Plata, Oro, Iridio, Platino, Rodio, Zinc.

METALES NO FERROSOS

Comprende todos los metales a excepción del hierro, su utilización no es tan masivas como los productos férreos (hierro, acero y fundición) pero tienen una gran importancia en la fabricación de gran cantidad de productos, por propiedades como, en ocasiones:

• el bajo peso específico

• la resistencia a la oxidación condiciones ambientales normales

• la fácil manipulación y mecanizado.

Las aleaciones de productos no ferrosos tienen gran cantidad de aplicaciones:

• monedas (fabricadas con aleaciones de cobre, níquel y aluminio)

• filamentos de bombillas (de wolframio)

• material de soldadura de componentes electrónicos (estaño-plomo)

• recubrimientos (cromo, níquel, cinc)

• etcétera.

CLASIFICACIÓN DE LOS METALES NO FERROSOS

En general, los metales no ferrosos son blandos y tienen poca resistencia

Mecánica. Para mejorar sus propiedades se alean con otros metales.

Atendiendo a su densidad, se pueden clasificar en:

Los metales no ferrosos, ordenados de mayor a menor utilización, son:

1. cobre (y sus aleaciones)

2. aluminio

3. estaño, plomo

4. cinc

5. níquel

6. cromo

7. titanio

8. magnesio.

ALUMINIO

• Densidad: 2,7 kg/dm 3

• Punto de fusión: 660 °C.

• Resistividad: 0,026 Ω •mm 2 /m.

• Resistencia a la tracción: 10 - 20Kg/mm 2

• Alargamiento: 50%

Es el metal más abundante en la naturaleza. Se encuentra como componente de arcillas, esquistos, feldespatos, pizarras y rocas graníticas, hasta constituir el 8 % de la corteza terrestre. No se encuentra en la naturaleza en estado puro, sino combinado con el oxígeno y otros elementos.

El mineral del que se obtiene el aluminio se llama bauxita Al2O3- 2H2O, que está compuesto por alúmina y es de color rojizo.

Características del aluminio

I. Es muy ligero e inoxidable al aire, pues forma una película muy tina de óxido ( de aluminio (Al2O3) que lo protege.

II. Es buen conductor de la electricidad y del calor. Se suele emplear en conducciones eléctricas (cables de alta tensión) por su bajo peso.

III. Es muy maleable y dúctil.

PROCESO DE OBTENCIÓN DEL ALUMINIO

El método Bayer es el más empleado por resultar el más económico. Consta de dos fases:.

Fase 1: Obtención de la alúmina

1. La bauxita se transporta desde la mina al lugar de transformación (cerca de puertos, ya que la mayoría se importa).

2. Se tritura y muele hasta que queda pulverizada.

3. Se almacena en silos hasta que se vaya a consumir.

4. En un mezclador se introduce bauxita en polvo, sosa cáustica, cal y agua caliente. Todo ello hace que la bauxita se disuelva en la sosa.

5. En el decantador se separan los residuos (óxidos que se hallan en estado sólido y no fueron atacados por la sosa).

6. En el intercambiador de calor se enfría la disolución y se le añade agua.

7. En la cuba de precipitación, la alúmina se precipita en el fondo de la cuba.

8. Un filtro permite separar la alúmina de la sosa.

9. La alúmina se calienta a unos 1200°C en un horno, para eliminar por completo la humedad.

10. En el refrigerador se enfría la alúmina hasta la temperatura ambiente.

Fase 2: obtención del aluminio

11. Se disuelve la alúmina en criolita fundida (F6AlNa3), que protege al baño de la oxidación, a una temperatura de unos 1 000 °C, y se la somete a un proceso de electrólisis que descompone el material en aluminio y oxígeno.

La obtención del aluminio a partir de la bauxita, precisa de gran cantidad de energía, por lo que es importante su reciclado

APLICACIONES DEL ALUMINIO

El aluminio se utiliza normalmente aleado con otros metales con objeto de mejorar su dureza y resistencia. Pero también se comercializa en estado puro.

Presentación comercial

• alambres de diferentes diámetros

• chapas

• perfiles y barras de diferentes secciones

COBRE

• Densidad: 8,90 kg/dm 3 .

• Punto de fusión: 1083 °C.

• Resistividad: 0,017 Ω •mm 2 /m.

• Resistencia a la tracción 18 kg/mm 2 .

• Alargamiento: 20%.

Características

• Es muy dúctil (se obtienen hilos muy finos) y maleables (pueden formarse láminas hasta de 0,02 mm de espesor).

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