FUNDAMENTOS DE MANUFACTURA MODERNA

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Materia: Procesos de manufactura.

Vamos a analizar la información de las propiedades, como temperaturas de fusión, así como las principales aplicaciones de algunos de los metales más importantes como lo son el cobre, Titanio, Zinc, Plomo y Estaño.

También podremos observar una pequeña reseña sobre los diferentes metales y sus aleaciones.

A si mismo conoceremos las características de los metales refractarios, sus aplicaciones y conoceremos las mismas propiedades para los metales preciosos.

Todos es estas características nos ampliara el panorama sobre los metales y sus usos en la industria.

Cobre y sus aleaciones

El cobre (Cu) es uno de los metales más conocidos por los seres humanos desde la antigüedad

Presentamos características principales del cobre (Cu).

Número atómico:   29

Gravedad específica: 8.96

Estructura cristalina: FCC

Temperatura de fusión: 1083 °C

Módulo de elasticidad: 16 x 106 lblpulg2 (1 1o x 103 MPa

Mineral del que se extrae: Varios, por ejemplo, calcopirita (CuFeS2)

Elementos de aleación: Estaño (bronce), zinc (latón), aluminio, silicio, níquel y berilio.

Aplicaciones típicas: Conductores y componentes eléctricos, municiones (latón), ollas y sartenes, joyería, plomería, aplicaciones marinas, intercambiadores de calor, resortes (Be-Cu).

El cobre fue uno de los primeros metales utilizados por los seres humanos. El descubrimiento del cobre se realizó alrededor del año 6000 a.C.

El cobre puro tiene un color rosado rojizo, pero su propiedad más distintiva en ingeniería es su baja resistencia eléctrica una de las más bajas de todos los elementos

Por otra parte, la resistencia y dureza del cobre son relativamente bajas, especialmente cuando se toman en cuenta el peso.

Níquel y sus aleaciones

El níquel (Ni) es un elemento similar al hierro en muchos aspectos; es magnético y su módulo de elasticidad es prácticamente el mismo para el hierro y el acero. Difiere del hierro en que es mucho más resistente a la corrosión y las propiedades de sus aleaciones a altas temperaturas son generalmente superiores. Debido a sus características de resistencia a Ia corrosión, se usa ampliamente como 1) un elementó de aleación en acero, tal como el acero inoxidable y 2) como un metal de chapeado sobre otros metales como el acero al carbono.

Producción de níquel (Ni) el mineral más importante de níquel es la pentlandita, Para extraer el níquel se tritura primero el mineral y se muele con agua.

Número atómico:

Gravedad específica: 28

Estructura cristalina: FCC

Temperatura de fusión: 1453 °C

Módulo de elasticidad: 30 x 106 lb/pulg2 (209 x 103 MPa)

Mineral del que se extrae: Pentlandita

Elementos de aleación: Cobre, cromo, hierro, aluminio.

Aplicaciones típicas: Elemento de aleación en aceros inoxidables, laminado metálico en acero, aplicaciones que requieren resistencia a altas temperaturas y a la corrosión.

Aleaciones del Níquel.

Las aleaciones del níquel son importantes por su resistencia a la corrocion y su desempeño a altas temperaturas. Un buen número de superelaciones son basadas en el Níquel.

Titanio y sus aleaciones.

El titanio (Ti) es medianamente abundante en la naturaleza, constituye cerca del 1% de la corteza terrestre. La densidad del titanio esta entre la del aluminio y la del hierro, su importancia ha crecido en fechas recientes debido a sus aplicaciones aeroespaciales, en las cuales se explota su peso ligero y su buena relación resistencia-peso.

Produccion de titanio: El principal mineral del titanio es el Rutilio, que tiene de un 98 a un 99% de TiO2 y la ilmenita que es una combinación de FeO y TiO2. Para recuperar el metal de sus minerales, el Rutilio se convierte en a tetra cloruro de titanio haciendo reaccionar el compuesto con gas cloro

Después se continúa con varios pasos de destilación para remover impurezas. El TiCl4, altamente concentrado se reduce a titanio metálico por medio de una reacción con magnesio.

Número atómico: 22

Gravedad específica: 4.51

Estructura cristalina: HCP

Temperatura de fusión: 1668 °C

Módulo de elasticidad: 17 x 106 lb/pulg2 (1 17 x 103 MPa)

Mineral del que se extrae: Rutilo (TiO2) e ilmenita (FeTiO3)

Elementos de aleación: Aluminio, estaño, vanadio, cobre y magnesio.

Aplicaciones típicas: Componentes de motores de propulsión a chorro, otras aplicaciones aeroespaciales, prótesis e implantes.

Kroll, se puede usar también el sodio como agente reductor. En cualquier caso, debe mantenerse una atmósfera inerte para prevenir que el 02, N2, o H2, contaminen el titanio, debido a su afinidad química por esos gases. El metal resultante se usa para hacer lingotes de fundición de titanio y sus aleaciones.

Propiedades del titanio: El coeficiente de expansión térmica del titanio es relativamente

bajo comparado con otros metales. Es más rígido y fuerte que el aluminio y tiene buena resistencia a temperaturas elevadas. EI titanio puro es reactivo, lo cual presenta problemas para su procesamiento, especialmente en estado fundido. Sin embargo, forma a temperatura ambiente un delgado recubrimiento adherente de óxido (TiO2) que suministra excelente resistencia a la corrosión.

Estas propiedades dan lugar a dos áreas principales de aplicación del titanio: 1) en estado

Comercialmente puro, el titanio se usa para componentes resistentes a la corrosión, tales como componentes marinos, implantes y prótesis; y 2) las aleaciones del titanio se usan como componentes con alta resistencia en un rango de temperaturas, desde la ambiente hasta 1000 °F (550°C), especialmente donde se aprovecha su excelente relación resistencia-peso. Estas últimas aplicaciones incluyen componentes de aviones y de proyectiles. Algunos de los elementos de aleación usados con el titanio incluyen al aluminio, el manganeso, el estaño y el vanadio.

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