Aleaciones De Aluminio

Contenido

1. ALEACIONES DE ALUMINIO 3

1.1. INTRODUCCIÓN 3

1.2. ALUMINIO Y SUS ALEACIONES 3

1.3. RESISTENCIA A LA CORROSIÓN DEL ALUMINIO Y DE SUS ALEACIONES 5

1.4. SISTEMA DE DESIGNACIÓN DE LAS ALEACIONES PARA FUNDICIÓN 5

1.5. DESIGNACIÓN DE TEMPLE 6

1.6. ALEACIONES ALUMINIO-SILICIO-MAGNESIO 6

1.7. ALEACIONES ALUMINIO-ZINC 7

1.8. ALEACIONES DE ALUMINO PARA FUNDICIÓN 8

1.8.1. PROCESOS DE FUNDICIÓN 8

1.8.2. ALEACIONES PARA FUNDICIÓN 10

1.9. PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS DE LA ALEACION DE ALUMINIO ASTM 355 10

1.10. PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS DE LA ALEACIÓN DE ALUMINIO ASTM 40E 12

1.11. TECNOLOGÍA DE LOS MOLDES PARA FUNDICIÓN 12

1.11.1. NOCIONES GENERALES SOBRE EL MOLDE METÁLICO 12

1.11.2. ELABORACIÓN DEL MOLDE 13

1.11.3. PROCESO TECNOLÓGICO DE LA ELABORACIÓN DE PIEZAS FUNDIDAS 13

1.12. FUNDICIÓN EN MOLDES METÁLICOS 14

1.12.1. GENERALIDADES 14

1.12.2. COLADO POR GRAVEDAD 14

1.12.3. CARACTERÍSTICAS DE LA FUNDICIÓN EN MOLDE METÁLICO 15

1.13. FUNDICIÓN DE ALEACIONES DE ALUMINIO 17

1.14. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL PROCESO DE FUNDICIÓN EN MOLDES METÁLICOS 17

1.15. BIBLIOGRAFÍA 18

1.16. LINKOGRAFÍA 18

1. ALEACIONES DE ALUMINIO

1.1. INTRODUCCIÓN

Las aleaciones metálicas se pueden dividir en dos grandes grupos: ferrosas y no ferrosas.

Las primeras son aquellas que tienen como elemento principal al hierro y las segundas, a elementos diferentes del hierro como constituyente principal.

El grupo de las aleaciones ferrosas está formado principalmente por el acero y las fundiciones, mientras que el de las no ferrosas está formado por las aleaciones de cobre, aluminio, magnesio, níquel, estaño, plomo y zinc.

En el presente trabajo se ha tomado en consideración las aleaciones no ferrosas basadas en aluminio, pues éste es el material de mayor uso en la actualidad (reemplazando incluso al acero) en muchas aplicaciones de ingeniería debido, principalmente, a su baja densidad.

A continuación se describen las principales características del aluminio y de sus aleaciones y sus principales aplicaciones ingenieriles.

1.2. ALUMINIO Y SUS ALEACIONES

El aluminio es el tercer elemento más abundante sobre la Tierra (después del oxígeno y del silicio), pero, hasta finales del siglo XIX, era costoso y difícil de producir.

Éste posee una combinación de propiedades que lo convierten en un material extremadamente útil en ingeniería. Tiene una densidad baja (2.7 gramos/cm3), que le confiere una utilidad particularmente importante para el transporte de productos manufacturados.

También, tiene buena resistencia a la corrosión en la mayoría de los entornos naturales debido a la película de óxido que se forma en su superficie.

El aluminio se puede conformar con facilidad, tiene una elevada conductividad eléctrica y térmica, y a bajas temperaturas no presenta una transición de dúctil a frágil. No es tóxico y se puede reciclar mediante sólo el 5% de la energía que fue necesaria para su fabricación a partir de la alúmina. Esta es la razón por la cual tiene tanto éxito el reciclaje del aluminio. Las propiedades físicas benéficas del aluminio incluyen un comportamiento no magnético y su resistencia a la oxidación y a la corrosión.

Ciertas aleaciones al aluminio tienen mejor proporción resistencia/peso que la de los aceros de alta resistencia. Una forma de aluminio ultra puro se utiliza para reflectores fotográficos con el fin de aprovechar sus características de alta reflectividad a la luz y de no decoloración superficial. La característica no magnética hace al aluminio útil para diversos fines de protección eléctrica, como cajas para barras conductoras o cubierta para equipo eléctrico.

Aunque la conductividad eléctrica del aluminio de la clase conductor eléctrico (EC) es como el 62% que la del cobre, su peso ligero lo hace más apropiado como conductor eléctrico para muchas aplicaciones industriales.

El aluminio puro tiene una resistencia tensil de unos 13000 psi, sin embargo, grandes incrementos en resistencia se obtienen mediante el trabajado en frío o por aleación. Algunas aleaciones, adecuadamente tratadas en forma térmica, se aproximan a resistencias tensiles de 100000 psi. Sin embargo, el aluminio no exhibe un límite de resistencia a la fatiga verdadero, por lo que en algún momento, incluso a esfuerzos reducidos, puede ocurrir la falla debido a la fatiga.

Debido a su bajo punto de fusión, el aluminio no funciona bien a temperaturas altas.

Además, las aleaciones de aluminio tienen dureza baja y, en consecuencia, su resistencia al desgaste es pobre. El aluminio muestra una buena respuesta a los mecanismos de endurecimiento. Sus aleaciones pueden llegar a ser hasta 30 veces más resistentes que el aluminio puro.

La Tabla 1.1 compara la resistencia de aluminio puro recocido con la de aleaciones endurecidas mediante varias técnicas.

Tabla 1.1: EFECTO DE LOS MECANISMOS DE ENDURECIMIENTO EN EL ALUMINIO Y SUS ALEACIONES.

Una de las características más importantes del aluminio es su maquinabilidad y su capacidad de trabajado; se puede fundir mediante cualquier método conocido, laminado a cualquier espesor deseado, estampado, estirado, enrolado, forjado y extruido a casi cualquier forma imaginable.

El aluminio comercialmente puro, aleación 1100 (99.0 + % de aluminio), es adecuado para aplicaciones en las que se requiere buena formabilidad o gran resistencia a la corrosión (o ambas) y en las que no se necesita alta resistencia. Se ha utilizado ampliamente en utensilios para cocina, varios componentes arquitectónicos, equipo de manejo y almacenamiento de alimentos y agentes químicos, así como en ensambles soldados.

Aproximadamente el 25% del aluminio que se produce hoy en día se utiliza en la industria del transporte, otro 25% en la manufactura de latas para bebidas y otros empaques, el 15% en la construcción, 15% en aplicaciones eléctricas y 20% en otras aplicaciones.

1.3. RESISTENCIA A LA CORROSIÓN DEL ALUMINIO Y DE SUS ALEACIONES

La alta resistencia a la corrosión del aluminio se debe a la auto protectora, delgada e invisible película de óxido que se forma inmediatamente al exponer las superficies a la atmósfera. Esta película protege al metal de posterior corrosión. Si se elimina la película de óxido en muchos ambientes, una nueva película se formará de inmediato y el metal permanecerá totalmente protegido.

Si se coloca el metal dentro de una solución acuosa que contenga de 15 a 25% de ácido sulfúrico, se puede

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