- Resumen
- Minerales
- Obtención del
Acero - Estructura Cristalina de los
metales - Metales no
férreos - Plásticos
Industriales
La Unidad Didáctica de Conocimiento
de Materiales, se
divide en cinco Núcleos de Actividad: Minerales,
Obtención del Acero, Estructura
Cristalina de los metales, Metales
no Férreos, Plásticos
Industriales. Nuestro primer objetivo es de
dar a conocer a los estudiantes los distintos materiales a
utilizar en la industria
metal mecánica, sus características, y
dentro de los distintos materiales, en especial el acero de
construcción de uso preponderante en la
fabricación de autopartes.
El presente trabajo sirve
como material de consulta a los alumnos de los Institutos
Tecnológicos, alumnos de Universidad y
publico en general.
PALABRAS CLAVES: "Conocimiento de Materiales"
Minerales, Obtención del Acero, Estructura Cristalina de
los metales, Metales no Férreos, Plásticos
Industriales.
Llamamos Minerales a aquellos materiales del suelo o del
subsuelo que sirven para ser preparados y transformados en
ciertos metales.
1.- Los metales en estado
nativo, es decir en estado metálico y más o menos
puros, son muy raros. Sin embargo el Oro existe
en estado nativo en los filones cuarzosos y en pepitas en las
arenas de aluvión. El Cobre, la
Plata y el Mercurio también se encuentran en estado
nativo.
2.- Lo más frecuente es encontrar el metal
combinado con el Oxígeno, el silicio, el azufre, el
arsénico, etc. La propia combinación
metálica está mezclada con impurezas ( materias
ferrosas por ejemplo ) que forman la ganga o estéril. La
mezcla de la combinación metálica y la ganga es
la mena o mineral.
3.- Se llaman minerales artificiales a los
subproductos de algunas industrias,
como las piritas tostadas de las fábricas de
ácido sulfúrico, los residuos de la
fabricación del cobre, del níquel,
etc.
CONSTITUCIÓN QUÍMICA DE LA
COMBINACIÓN METÁLICA
La combinación metálica puede ser
sencilla: óxidos, anhídridos ó hidratos,
carbonatos y sulfuros.
a) Como óxidos anhídridos se
encuentran: la magnetita Fe3O4 ; la
hematites roja Fe2 O3 la casiterita
SnO2 ; la pirolusita MnO2 .
b) Entre los óxidos Hidratados tenemos: la
hematites parda óxido férrico hidratado
2Fe2 O3 o 3H2 O y la bauxita
alúmina hidratada Al2
O3 o nH2 O .
c) Como carbonatos se presentan: la siderosa
FeCO3 ; la magnesita MgCo3 ; la
calamina o smithsonita ZnCO3 , la whiterita
BaCo3 .
d) Al estado de sulfuros tenemos por ejemplo la
pirita de hierro ,
FeS2 : la blenda ZnS; la galena PbS; la cinabrio
HgS, la argirosa Ag2 S.
El compuesto metálico se presenta a veces en
forma más complicada, resultando más difícil
la extracción del metal. Tenemos por eje. La pirita de
cobre o calcopirita que es un sulfuro doble de hierro y cobre
CU2 S, Fe2 S3 .
Antes de comenzar el proceso
metalúrgico propiamente dicho, se somete el mineral a un
tratamiento mecánico que tiene por fin concentrar la parte
metálica y eliminar elementos perjudiciales. Estas
operaciones se
complementan a veces con un tratamiento térmico
(tostión o fusión)
que produce en el mineral cambios químicos, los cuales dan
lugar a un producto
intermedio entre el mineral y el metal y facilitan la
extracción.
I.- TRATAMIENTO
MECÁNICO DE LOS METALES
El mineral llega de la mina en bloques más o
menos grandes. El tratamiento mecánico tiene por
finalidad llevarlo a una finura determinada. Se procede de
forma escalonada hasta llegar a una de las tres
categorías de productos
siguientes:
Los gruesos o trozos de calibre superior a 25
mm.
La granalla o Arena con calibre entre 1 y 25
mm.
Los Finos con calibre interior a 1 mm.
TRITURACIÓN
La trituración o quebranto transforma los bloques
en trozos de 30 a 50 mm. De dimensión máxima. Las
quebrantadoras actúan por aplastamiento, a la manera de un
cascanueces.
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La quebrantadora de mandíbulas se compone de dos
placas rectangulares de Acero al magnesio, una " A" fija y otra
móvil alrededor del eje XY con un movimiento de
vaivén de amplitud regulable aproxima y aleja ambas
mandíbulas.
MOLIENDA
La Molienda transforma los gruesos en granalla o arena y
en finos hasta de 1/20 de mm. en algunos casos . Hay varios tipos
de molinos que funcionan por choque y por frotamiento, de los que
citaremos uno de los más empleados. El molino de bolas:
consiste en un tambor cilíndrico o polígono
revestido por un tamiz, en cuyo interior se encuentra cierto
número de bolas de fundición dura colada en
coquilla. El mineral se introduce en el tambor por una tolva a
caballo sobre el eje.
El tamiz está protegido del choque directo de las
bolas y del mineral por chapas fuertes de acero duro. El conjunto
está en el interior de una envuelta metálica
.
Las bolas elevadas por la rotación del tambor
caen unas sobre las otras y rompen los fragmentos; el tamiz
sólo deja pasar la materia que ha
alcanzado la figura deseada .
II.- SEPARACIÓN DE LOS MINERALES
(Concentración)
La separación del compuesto metálico de la
ganga se efectuará sobre el mineral molido, la
operación suministra un producto enriquecido en mineral.
La separación se basa en diferencias de propiedades
físicas de la ganga y de la combinación
metálica, por eje. : la diferencia de densidad en la
concentración Hidromecánica. En la
concentración por flotación se utilizan las fuerzas
de tensión superficial, y las fuerzas magnéticas en
la concentración magnética.
Concentración Hidromecánica: El compuesto
metálico y la ganga se separan por orden de densidad es en
un líquido inmóvil o en movimiento.
a) Separador de émbolo: se compone de una
cuba llena de
agua , un
émbolo P comunica a la masa de agua un movimiento de
pulsación .Los finos mezclados con el agua llegan
a través de la rejilla G, las partículas ligeras
son elevadas por el líquido en movimiento hasta una altura
inversamente proporcional a sus pesos y escapan por el
desagüe D, las partículas pesadas caen al fondo y se
pueden extraer mediante una cadena de cangilones.
b) Separador por Arrastre : el aparato
está formado por una serie de cajas tronco piramidales
C1 C2 etc., cuya longitud y profundidad
aumentan gradualmente desde la entrada a la salida . Los finos
son arrastrados por una corriente de agua cuya velocidad
disminuye al aumentar el tamaño de las cajas: Las
partículas más pesadas se depositan en las primeras
cajas. Para asegurar una clasificación más completa
de las partículas se inyecta una corriente de aire o agua por
los tubos T1 T2 que vuelve a suspenderlas.
Los productos clasificados se recogen por los orificios
O1 O2 etc.
C) Separados por flotación : si se
depositan suavemente los finos sobre la superficie de un
líquido apropiado se comprueba que la ganga se hunde y que
el compuesto metálico no se moja y flotará debido a
la tensión superficial Hay minerales que no son mojados
por el agua y se consigue separarlos con agua sola o, con agua
preparada especialmente con aceite (
sulfuros ).
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En el caso que se emplee agua con aceite, el aceite
reviste a las partículas de sulfuro que por este motivo no
son mojados por el agua y flotan en la superficie, los granos de
la ganga mojables por el agua caen al fondo.
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D.) Separación Magnética.- Un
separador magnético es el representado en la fig.,
está constituido por un tambor T formadas por
láminas alternadas de hierro y cobre. El Campo
magnético creado por el electroimán E imanta
las láminas de hierro dulce. Los bloques magnéticos
A (hematites rojas o pardas, carbonatos de hierro, etc.) son
retenidos por las láminas imantadas, los estériles
caen directamente en B y el mineral magnético en
A
III TRATAMIENTOS TERMICOS DE LOS
MINERALES.
Es común que a los minerales ya concentrados
someterlos a la acción
del calor para
producir una modificación química, con la
finalidad de obtener un producto más fácil de
tratar posteriormente. Hay dos maneras de tratarlos:
La calcinación: en hornos de cuba para minerales
en briquetas o en trozos grandes.
La tostión en hornos de solera, sobre las que se
extiende el mineral (fino) en capas delgadas.
LA CALCINACION. Se aplica al carbonato de hierro
que se calienta en el horno de cuba en presencia de un exceso de
oxígeno.
El mineral y el combustible (10Kg de carbón por
tonelada de mineral) se cargan por el tragante, el aire se sopla
en la base a través de toberas regularmente repartidas y
el producto calcinado que se extrae por la base se envía
al alto horno.
La calcinación oxidante transforma el carbonato
en sesquióxido de hierro:
2FeCO3 + 1/2O2 + 2CO2 +
Fe2O3
Un horno de 100m3 de capacidad produce 60
Ton. de mineral calcinado en 24 Hrs.
TOSTION. Es una operación
metalúrgica que se aplica a los sulfuros
aprovechándose el anhídrido sulfuroso formado para
obtener ácido sulfúrico.
4 FeS2 + 11O2 =
8SO2 + 2Fe2O3
2ZnS + 3O2 = 2SO2 +
2ZnO
2PbS + 3O2 = 2SO2 +
2PbO
Los aparatos empleados para la tostión dependen
del contenido de azufre.
1.- Si el contenido de azufre es grande ( piritas de
hierro FeS2 , que si es pura puede contener hasta 53%
de azufre) la combustión prosigue por sí sola una
vez iniciada. Se dice entonces que el mineral es
autocombustible.
2.- Cuando el contenido de S es menor ( la blenda ZnS
puede contener hasta 33% de S ) no basta el calor despendido por
la combustión para mantener la tostión y el mineral
se dice que es no autocombustible.
Hornos Wedge para minerales
autocombustibles. Es de forma cilíndrica y suele
tener 9m de altura y 7m de diámetro. Consta de varias
soleras superpuestas S1, S2. El mineral se
carga por la parte superior y un árbol hueco provisto de
rastrillos R1 R2 … remueve el material y
lo hacen pasar de la solera S1 a la solera
S2 por aberturas situadas alternativamente en la
periferia y cerca del eje el árbol central y los
rastrillos están refrigerados por circulación de
agua.
Horno Edwars para minerales no
autocombustible. Es un horno de reverbero cuya solera
inclinada facilita la salida del material, puede tener hasta 90m.
De largo. Su solera es calentada por un hogar principal F y otros
laterales F1, F2 (carbón
pulverizado) puertas laterales P permiten regular el acceso de
aire.
La bóveda del horno está atravesada por
una serie de árboles
verticales provistos de rastrillos o rables R1
R2 que son huecos y refrigerados con agua, giran
continuamente removiendo el mineral y haciéndolo descender
a lo largo de la solera inclinada.
El Rable R1 reparte los finos sobre la
periferia 1, el R2 ligeramente desfasado con respecto
al R1 , recoge una parte de los finos y los reparte en
la trayectoria 2. Los finos bajan por la solera en la dirección al hogar F
III.-
LA
AGLOMERACION.
Con los tratamientos mecánicos se consigue un
mineral molido y concentrado y con los tratamientos
térmicos se produce la trasformación química
necesaria par su posterior transformación en productos
metalúrgicos, sin embargo en los hornos
metalúrgicos, no se puede introducir el mineral en forma
de finos, por que perturbarían la circulación de
los gases
reductores, por lo que se recurre a la aglomeración de lo
finos, que transforman estos polvos en trozos de mayores
dimensiones. La aglomeración puede lograrse empleando un
elemento ligante como la cal o el cloruro de calcio, formando
briquetas o nódulos mediante la aplicación de
presión
en moldes adecuados, las briquetas son endurecidas o secadas en
hornos.
También puede producirse la aglomeración
por sinterizado que es un proceso en la cual la unión de
las partículas de los finos, se logra aplicando
temperaturas elevadas que los lleva a un estado pastoso (fritado
de los finos) En el caso de los minerales de hierro la
sinterización se realiza cargando en pailas capas de
mineral y de coque, la combustión de este último
produce el fritado de los finos y resultan bloque aptos para ser
cargados en los hornos metalúrgicos.
PRODUCCIÓN
DEL ARRABIO
Para elaborar la fundición de hierro empleada en
la fabricación de piezas coladas (moldeo) o también
los aceros se parte de una fundición muy impura que se
llama arrabio.
El arrabio es esencialmente una aleación de
hierro y carbono con
contenidos más o menos altos de silicio, manganeso y
fósforo que en la obtención de la fundición
de hierro son requeridos como elementos de aleación .La
obtención del acero partiendo del arrabio consiste en la
eliminación del carbono operación que se llama
Afino y que consiste siempre en oxidar el arrabio . El arrabio se
obtiene en estado líquido , mediante la reducción
de los óxidos de hierro por el carbono en el alto horno
.
HORNO ALTO:
los hornos altos son en general hornos de cuba, o sea, grandes
cavidades formadas por dos troncos de conos desiguales, unidos
por su base mayor. La figura representa la sección de un
horno moderno para trabajar con carbón de
coque.
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La carga del mineral y carbón con los fundentes
necesarios, se efectúa por la boca superior del horno
llamado tragante.
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Como un horno alto suele tener unos 20 ó 30
metros de altura, para elevar todas las materias anteriormente
citadas hasta el tragante se recurre a potentes montacargas
efectuándose hoy en día la descarga
automáticamente. Del tragante caen el mineral, el
carbón y el fúndente en capas alternativas a la
cuba que se va gradualmente ensanchando hacia abajo hasta la zona
denominada vientre que puede tener un diámetro hasta de 9
metros.
A partir de allí el horno vuelve a estrecharse en
la zona llamada etalajes y por fin se hace cilindro en la Obra en
cuya parte inferior se encuentra el crisol cuyo fondo se denomina
solera.
El crisol tiene dos orificios de salida uno en la parte
inferior denominado piquera y otro en la parte superior que se
llama bigotera.
A la altura de la obra y todo alrededor del horno alto,
existen unas bocas llamadas toberas por donde entra el aire (a
una temperatura de
750-800°C) impulsado por potentes máquinas
soplantes. El horno alto está fabricado con ladrillos
refractarios (resistentes a altas temperaturas) forrados
exteriormente con planchas de acero.
En el dispositivo de carga tiene grande importancia el
sistema de doble
campana de cierre el cuál permite introducir los
materiales en el horno sin que se escapen los gases a la atmósfera
.
La evacuación de los gases se hace solamente
después que se han eliminado las partículas
sólidas mediante dispositivos depuradores :
-pescador de polvos (en el cual el polvo se deposita por
disminución de la velocidad de los gases)
-lavador de gases (en el cual se separa el polvo por
acción de una lluvia de agua sobre los gases) y
-precipitador electrónico (en el cual se completa
la separación del polvo mediante el depósito en las
paredes de tubos condensadores
de partículas previamente electrizadas).
El polvo separado en los depuradores contiene mineral
aprovechable que se transforma en trozos conglomerados y se
vuelve a introducir en el horno. Después de la
eliminación de los polvos , los gases ( por contener
apreciables cantidades de CO ( óxido de carbono ) vienen a
ser utilizados en parte en las estufas Cowper destinadas al
precalentamiento del aire que alimenta el horno ( recuperadores
de calor ). Los recuperadores Cowper, están constituidos
de una torre llena por mas o menos ¾ de ladrillos
refractarios huecos y forrada de planchas de acero . La parte
vacía forma un ducto vertical que se llama Cámara
de Combustión. Cada alto horno tiene por lo menos dos
torres Cowper que funcionan alternativamente: en un primer
tiempo como
recuperador de calor y después de calentador del aire de
alimentación. Los gases provenientes del
alto horno, después de haber sido depurados de los polvos
vienen introducidos en un recuperador donde se hace llegar aire
producida por una soplante. El óxido de carbono contenido
en los gases se combina con el oxigeno del
aire produciendo una regular cantidad de calor que calienta el
recuperador. Después de un tiempo los gases vienen
desviados en un segundo recuperador mientras en el primero se
insufla aire que circulando en el recuperador se calienta a una
temperatura entre 750 y 900o C y viene enviada a las
toberas del alto horno.
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superior
El ciclo se repite cada cuatro horas . La parte restante
de los gases depurados de los polvos , por contener mucho CO, se
aprovechan para la marcha de calderos y de motores de
combustión interna ( tipo de gas )
.
El Balance Térmico de un horno alto es el
siguiente:
45 % de calorías que se consumen dentro del
horno.
7 % de calorías se pierden por radiación.
48% de calorías quedan en los gases y que a su
vez vienen aprovechados como sigue :
14 % en las estufas COWPER
5 % se pierde como fugas
29 % quedan disponibles para la marcha de los calderos y
de motores de gas .
FUNCIONAMIENTO DEL HORNO
ALTO :
El funcionamiento del horno alto es continuo o sea que
continuamente se va cargando por arriba y van saliendo los
productos por debajo. Como hemos dicho se carga por el tragante
el mineral, el carbón y el fundente. El objeto del
fúndente (caliza CaCO3) es formar con la ganga
un compuesto fácilmente fusible, el cual siendo más
ligero que el hierro flota sobre él.
En la parte superior de la cuba el mineral se va
desecando ( zona de deshidratación ) entre los
200o C y los 400o C. Según va
funcionando el horno, el mineral va bajando por su propio peso y
llega al aparte inferior de la cuba que constituye la zona de
reducción ( Fe O + CO Fe + CO2 )
Esto se efectúa a temperaturas que van de los
400oC a los 1400oC. Estas grandes
temperaturas se alcanzan por la combustión del
carbón con el aire (C + O2 CO2 +
8000 kcal.) que entra en gran cantidad por las toberas junto a
las cuales se alcanza una temperatura de más o menos
1800o C .
A la altura de los etalajes el hierro que ha perdido el
oxígeno empieza a fundirse y a disolver el carbono
combinándose en parte en la zona de carburación ( 3
Fe + C Fe3 C )
Este hierro fundido con el carbón disuelto, cae
al crisol.
ZONA DE FUSIÓN
:
Al mismo tiempo, la ganga se ha combinado con el
fúndente y se ha hecho también líquida,
quedando encima del hierro fundido por su menor peso
específico, constituyendo así la
escoria.
Esta escoria se deja salir por la bigotera; y el hierro
fundido (o arrabio liquido ) de cuando en cuando se sangra y se
deja salir por la piquera, que se abre con un largo hierro
puntiagudo tapándose de nuevo con un trozo de arcilla
refractaria cuando se ha vaciado el crisol .
La escoria se transporta el escorial y se aprovecha para
la fabricación de cemento y lana
de escoria.
Parte del hierro líquido obtenido se deja correr
por un surco que se hace en la arena de una solera que se
desplaza y permite que se llene varios surcos uno por uno (
peines ) donde se le deja enfriar lentamente y solidificar
formando los llamados lingotes o fundición gris. El
material así obtenido se llama arrabio o hierro de primera
fusión es muy impuro y quebradizo y se destina a una
segunda fusión después de la cual se cuela por
moldeo.
El hierro líquido resultante se lleva aún
en estado líquido a la fábrica de acero ,
cargándolo en recipientes ( cucharas ) recubiertos
interiormente de material refractario . El arrabio líquido
contenido en varias cucharas se vierte en un recipiente llamado
mezclador que homogeniza el arrabio y tiene una capacidad
suficiente para almacenar y mantener a temperatura adecuada entre
500 y 800 toneladas de dicho producto.
Del mezclador el arrabio líquido se vierte en los
hornos que los transformarán en acero.
Actualmente hay hornos que pueden producir hasta 3000
toneladas de arrabio en 24 horas.
El alto horno trabaja en funcionamiento continuo por 6 a
10 años, después de los cuales tiene que ser
demolido y vuelto a reconstruir.
Resumiendo el arrabio líquido producido por el
horno alto puede destinarse a dos usos:
A) Una parte viene solidificada colándolo en
arena dando lugar al a formación de lingotes (arrabio o
hierro de primera fusión) que servirán
fundiéndolos nuevamente a la fabricación de piezas
de hierro fundido por el sistema de moldeo.
B) La parte restante se mantiene todavía al
estado líquido destinándola a la fabricación
del acero.
Núcleo de Actividad 2:
Obtención del Acero.
Para la fabricación del acero la materia prima
es el arrabio líquido. El afino hace bajar el contenido
del carbono de 3 % 4,5 % a menos de 1,5
y elimina las impurezas de Si, Mn y P.
Como ejemplo indicamos una, composición promedio
de un arrabio :
Carbono C 3.60 %
Silicio Si 2.20 %
Manganeso Mn 0.70 %
Fósforo P 0.50 %
Azufre S 0.12 %
El arrabio tiene las características de resistencia
siguientes:
Resistencia a tracción 15 + 35 kg./
mm2
Resistencia a compresión 45
% 90 kg./mm2
La obtención del acero es un proceso de
purificación del arrabio que consiste principalmente en
una refinación (afino) por oxidación. La
oxidación puede lograrse por el oxígeno del aire o
por el agregado de elementos oxidables como el óxido de
hierro.
El carbono se oxida transformándose en CO y
CO2 y escapa en forma de gas, el silicio, el manganeso
y el fósforo forman óxidos que se separan con la
escoria. El azufre no toma parte en el afino (ha sido bajado en
algunos casos hasta 0.05 % : eliminándolo parte en el
horno alto )
OBTENCIÓN DE ACEROS POR
CONVERTIDOR:
Consiste en la descarburación de la
fundición que sale del horno alto (arrabio líquido)
quemando el carbono con el oxigeno del aire. La operación
se lleva a cabo sin en necesidad de emplear combustibles,
mediante un aparato llamado convertidor.
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superior
El convertidor es un gran recipiente acorazado
exteriormente con acero ( chapa de 20 a 25 mm ) y revestido
interiormente con ladrillos refractarios ( 40 a 50 cm). El fondo
está constituido por una gruesa placa refractaria con 100
a 200 agujeros o toberas de 10 mm de diámetro : por debajo
de esta placa se encuentra la caja de viento unida a una
tubería que pasa por uno de los muñones huecos y
por la que llega aire a presión ( 1,5
% 2,5 kg./cm2 ).
El convertidor báscula alrededor de un eje
horizontal para la carga y la colada: uno de los muñones
de apoyo es macizo y lleva un piñón que engrana con
una cremallera accionada hidráulicamente.
El horno se carga por la boca con arrabio líquido
y el aire que atraviesa la masa metálica produce la
refinación por oxidación de ésta. No se
necesita combustible porque el calor necesario para mantener la
masa metálica en estado líquido es proporcionado
por las reacciones
químicas que se producen. Se oxidan el hierro, el
silicio y el manganeso con formación de escorias que
flotan; a continuación se quema el carbono que se
manifiesta con la salida de intensas llamas por la boca del
convertidor. Cuando las llamas se apagan la descarburación
ha reducido el carbono a 0.03 % .
Al terminar el proceso de refinación que dura de
15 a 20 minutos el material líquido se vierte en cucharas
y después en lingoteras.
El revestimiento interior del horno puede ser de
ladrillo silicoso (cuarzo) o de dolomita (carbonato doble de cal
y magnesio) . En el primer caso el proceso se denomina
ácido o Bessemer y se aplica cuando el arrabio es rico de
silicio ( Si > 2 % ) y pobre de fósforo ( P< 0.08 %
) . En el segundo caso el proceso básico o Thomas y se
aplica cuando el arrabio contiene poco silicio y mucho
fósforo hasta 2,4 % . Los convertidores tienen una
capacidad de 10 a 20 t. de arrabio líquido.
El proceso de refinación por convertidor es muy
económico y permite operaciones muy rápidas. La
calidad del
acero no es, por el contrario , suficiente para muchas
aplicaciones debido principalmente a que la rapidez del proceso
no permite controlarlo correctamente no pudiéndose
mantener mucho tiempo el material líquido por el peligro
de su enfriamiento.
Las características mecánicas obtenidas
con acero de convertidor son, a igualdad de
composición, inferiores a los correspondientes aceros
obtenidos por los otros procedimientos
(elevado contenido de oxígeno y nitrógeno). Otro
inconveniente lo constituye el tener que emplear solamente
arrabio de composiciones definidas.
Cuando se piden aceros de calidad los productos del
convertidor vienen sometidos a otro afino (horno Martin- Siemens,
horno de crisoles y hornos eléctricos). Sea el
convertidor, como los otros hornos que se emplean en la
fabricación del acero, éstos son intermitentes al
contrario de los hornos altos que, como ya hemos indicado, son de
funcionamiento continuo.
Obtención del acero por el
procedimiento
Martin-Siemens .- Los hornos Martin Siemens
pertenecen al tipo de hornos de reverbero y se caracterizan por
tener un sistema recuperador de calor que permite que el aire y
los gases empleados por la combustión sean precalentados .
La fabricación del acero Martin Siemens esta basada en uno
de los principios
siguientes:
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1- Se transforma el arrabio en acero por dilución
añadiendo al arrabio líquido productos menos
carburados para que disminuya el contenido de carbono del
conjunto. La adición es de chatarra de acero. Este proceso
se denomina de arrabio y chatarra.
2- Se produce una oxidación del "C"
añadiendo arrabio líquido, óxidos de Hierro.
La mayor parte del oxígeno necesario para la
descarburación procede del mineral y el resto de la
atmósfera del horno. El proceso se llama arrabio y
mineral.
Descripción del horno .- El horno Martin –
Siemens es un horno de reverbero, cuya solera se calienta
exteriormente, pudiéndose cargar arrabios de cualquier
composición .
El horno o laboratorio : contiene el arrabio a tratar,
esta limitado por la solera S, la bóveda V y lateralmente
por las paredes( ver figura ) . La solera es rectangular, de 4 a
8.50 a 3.50m de ancho, puede recibir de 15 a 40 toneladas . El
revestimiento puede ser ácido o básico según
la composición del arrabio a tratar, el espesor es de 20 a
40 cm. La cara anterior del horno tiene las puertas de carga y la
posterior la piquera de colada C. Sobre cada una de las dos caras
laterales se tienen dos conductos g | , a|
y a|| g || que sirven para la llegada del
gas y el aire comburente y para la salida de los humos. El horno
está situado entre dos recuperadores de calor
A| , G| y A| | , G||
formados por emparrillados de ladrillos. Un horno puede realizar
más de 2000 operaciones.
Funcionamiento del horno Martin- Siemens .- el
gas combustible procedente del alto horno o de gasógenos
se envía por la válvula V| sobre los
emparrillados de ladrillo G| y entra en el laboratorio
por el canal g| .
El aire comburente es enviado por la válvula
V| sobre los emparrillados de ladrillos A|
y se desemboca recalentando en el horno por el conducto
a| la llama pasa por la superficie del baño y
los humos salen por los canales g|| y a | |
, alcanzando los emparrillados de los recuperadores
G|| y A|| escapando por la chimenea por el
fuego de las válvulas
V| y V|| .
Periódicamente se invierte el sentido de la
corriente gaseosa girando 90o las válvulas (
V|2 , V|2 ) . El
tiempo que transcurre entre 2 inversiones es
variable; al principio del afino es de 30 minutos y al final de
la operación, de 15 minutos. Las inversiones son tan
frecuentes para evitar la fusión de los conductos y la
bóveda cuando alcanzan la temperatura máxima de
1600o C. Espesor del baño 40 a 50
cm.
El procedimiento dura de 6 a 9 horas . Al terminar el
procedimiento se pincha el agujero de colada para poder vaciar
el acero líquido a cucharas y después a lingoteras
.
El acero obtenido es de buena calidad porqué es
posible el dosaje exacto de los componentes.
Obtención del acero por
horno de crisoles .- es el procedimiento
más antiguo para obtener acero en estado líquido
homogéneo, con dosaje exacto y sin inclusiones gaseosas.
Los crisoles son de arcilla refractaria a la cual se le
añade el coque y arcilla ya cocida (chamota) .
También se fabrican crisoles de grafito ( 15 a 75 % )
adicionado de arcilla refractaria y de arena el crisol dura
más cuanto más grafito contiene. Los crisoles se
calientan en un horno de recuperadores calentado como el horno
Martín Siemens. La solera puede admitir 24 crisoles, que
cargan cada uno 10 a 50 kg. de metal . En los crisoles se puede
fundir acero cementado, hierro y una cierta cantidad de arrabio
para tener el contenido de carbono deseado y mezclas
convenientemente dosificadas.
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Los aceros al crisol son productos de segunda
fusión no hay afino. La carga esta afuera de la
acción del combustible y de la atmósfera del horno
( los crisoles llevan tapas ) .
Por el bajo rendimiento térmico de los hornos de
los crisoles y por el gran consumo de
crisoles el costo del
producto resulta elevado y por esta razón este método se
limita solamente a la fabricación de aceros
especiales.
Hornos eléctricos para la
fabricación de acero .- Tienen la
ventaja del calentamiento rapidísimo y de consentir
elevadas temperaturas. Hay dos tipos de hornos eléctricos
para obtener acero: Hornos de arco voltaico y hornos de inducción. El horno eléctrico es
particularmente apto para la fabricación de aceros
especiales partiendo de un acero ya afinado. Se puede
también realizar un afino como en el horno Martín
Siemens empleando como agente oxidante Mineral (óxido de
fierro) con la adición de arrabio y de las necesarias
ferroaleaciones. Estos productos llamados ferroaleaciones son
fabricadas en hornos eléctricos.
Las ferroaleaciones son aquellas aleaciones en
las que el hierro no es elemento preponderante, sino por el
contrario lo son el silicio, el wolframio, o tungsteno, el
molibdeno cuyos contenidos pueden llegar al 70 y 90%. Las ferro
aleaciones se emplean como adiciones finales en el afino del
arrabio o para fabricar aceros especiales aleados. Hay aleaciones
de ferrosilicio, ferromanganeso, silicomanganeso, ferrowolframio,
etc.
El horno eléctrico presenta las ventajas que el
acero no se contamina no por el aire ni por el combustible
además puede calentarse rápidamente alcanzando
altas temperaturas fácilmente regulables cuando se
necesite.
Los hornos eléctricos de más común
empleo son los
de arco voltaico, a corriente continua o alterna, con dos o tres
electrodos.
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Los hornos eléctricos de inducción
actúan por el principio de la inducción
electromagnética o sea sobre la generación de
corrientes inducidas por una variación del campo
magnético.
Pueden ser de baja frecuencia con núcleo
magnético, de alta frecuencia sin núcleo
magnético.
Horno de inducción de baja
frecuencia ( kiellin ) .- este horno se
diferencia de los anteriores en que el baño no está
en contacto con ningún electrodo. Es un transformador en
el que el primario esta conectado a la red de alta tensión
.El secundario tiene un espiral formado por el metal
líquido que ocupa un canal anular. El circuito
magnético esta formado por un paquete de chapas. Este
horno de baja frecuencia ( 5 entre 50 hertz ) permite operar en
ausencia completa de carbono condición favorable para la
preparación de aleaciones especiales . La temperatura se
puede regular fácilmente y la agitación del
baño por la influencia de las fuerzas
electromagnéticas proporciona productos más
homogéneos.
Horno de inducción de alta
frecuencia .- en estos hornos el
calentamiento viene a causa de la corrientes inducidas en la masa
metálica por una bobina, que circunda el crisol,
alimentada por una corriente alterna
de alta frecuencia ( 500 – 3000 Hz ) .La bobina es constituida de
muchos espirales de tubo de cobre refrigerado por agua , las
corrientes inducidas se ponen en la periferia de la masa
metálica y circulan en un estado anular de pequeño
espesor . Este anillo constituye un espiral cerrado en corto
circuito y funciona como el secundario de un transformador cuyo
primario es la bobina exterior . Como se trata de un solo espiral
las corrientes inducidas tienen una intensidad elevada y por
está razón el calentamiento de la masa
metálica viene con rapidez ( se puede alcanzar
temperaturas entre 2800 y 3000 o C ) .
Los hornos de inducción de alta frecuencia son
idóneos para el ulterior afino del acero de convertidor o
de acero de horno de arco como también para la
fabricación de aceros aleados.
Colada del acero.- el acero líquido en los
hornos viene vertido en cucharas y de las cucharas viene colado
en moldes especiales llamados lingoteras.
Las cucharas son recipientes metálicos de
planchas de acero revestidos internamente de ladrillos
refractarios. Contienen 30-50 toneladas de acero y vienen
transportadas al local de las lingoteras con grúa –
puente. Las lingoteras son moldes de hierro fundido. La forma de
la sección longitudinal es tronco-cónica para
facilitar la salida del tocho. Hay lingoteras de colada directa y
de colada indirecta.
Las lingoteras grandes dan tochos de ¾ -5-7
toneladas pero con moldes o con máquinas especiales se
moldean piezas chicas llamadas palanquillas de 80
´ 80, 100
´ 100, 150
´ 10 mm de
sección.
Estos productos serán sometidos a un proceso de
transformación plástico
laminándolos (en caliente o en frío ) para obtener
como productos finales platinas, ángulos, perfiles,
alambrón, planchas, tubos, para obtener los alambres
delgados se parte del alambrón
trefilándolo.
A veces el acero se funde en moldes especiales dando
lugar a piezas de acero fundido. Esto se hace directamente desde
los hornos productores de acero o sea empleando directamente al
acero líquido o (sobre todo para piezas pequeñas)
refundiendo el acero en hornos eléctricos.
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NUCLEO DE ACTIVIDAD 3 : ESTRUCTURA
CRISTALINA DE LOS METALES
ESTRUCTURA CRISTALINA DE LOS
METALES.
En la mayoría de los casos, los materiales
metálicos se obtienen por fusión de los minerales
en los cuales se encuentran bajo forma de compuestos
químicos. Al momento que dichos materiales pasan del
estado líquido al sólido se forman cristales, en
forma paulatina, primero aparecen núcleos de
cristalización y alrededor ellos se agrupan otros
cristales, a medida que la velocidad de enfriamiento aumenta
aparecen cristales formados a partir de diferentes núcleos
cuando chocan entre sí el crecimiento se detiene y
aparecen contornos con ordenamiento irregular formando los
granos cristalinos, que se pueden observar a simple vista
con la ayuda de una lupa y que están formados por cientos
de miles de cristales pues tienen un tamaño de 2 a 3
A° (Angstrom, siendo un A° = 10-7mm
)
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Estructura granular del hierro(x100) y del hierro
Fundido blanco
El microscopio
electrónico permite descubrir que cada grano está
formado por una serie de ordenaciones geométricas
iguales para un determinado metal, lo que le da un carácter cristalino a los metales.
Finalmente los distintos cristales que forman la estructura
cristalina, están formados por átomos colocados
según una red espacial
determinada.
La red espacial de los cristales y la
ordenación de éstos, varían según la
clase de metal y para determinados metales y aleaciones
varían según la temperatura, de ésta manera
tenemos:
a.- Sistema Cúbico Centrado en el cuerpo
(b.c.c.): La celda elemental está formado por 9
átomos, un átomo en
cada vértice y uno en el centro, éste sistema es
característico de los metales duros ( tungsteno,
molibdeno, hierro a
y hierro d
,vanadio, sodio, cromo)
b.- Sistema cúbico de cara centrada ( f.c.c.) :
La celda elemental está constituida por 14 átomos,
un átomo en cada vértice y uno en cada una de las
caras del cubo, éste sistema es característico de
los metales más dúctiles ( cobre, plata,
níquel, plomo, aluminio,
hierro g ,
oro.)
c.- Sistema Hexagonal (c.p.h.) : La celda elemental
está constituida por 17 átomos, 14 formando un
prisma hexagonal y 3 al centro de la celda. Esté sistema
es característico de los metales frágiles (
magnesio, cadmio, zinc, berilio)
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Pero un celda sea de cualquier estructura no es
una celda aislada si no que están formando una red
cristalina, es decir que alrededor de una celda hay otras celdas
con quienes comparten los átomos de los vértices,
es decir que en la celda bcc. cada átomo de los
vértices esta compartido con otras cuatro celdas
unitarias, tal como se muestran en los gráficos anteriores bcc y fcc.
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Polimorfismos y Alotropía: El
polimorfismo es la propiedad de
los materiales de existir en más de un tipo de red
espacial en el estado
sólido. Si el cambio en
estructura es reversible, el cambio polimorfico se conoce como
Alotropía. Por lo menos quince metales tienen esta
propiedad y el hierro es el ejemplo más conocido. Cuando
el hierro cristaliza a 2800°F es b.c.c. (Fe
d ) a 2554°F la
estructura cambia a f.c.c. ( Fe g ) y a 1670°F vuelve a transformarse a
b.c.c. (Fe a
)
Mecanismos de Cristalización: La
cristalización es la transición del estado
líquido al sólido y ocurre en dos etapas:
Formación de núcleos y crecimientos del cristal. En
ellos tienen que ver la temperatura y el tiempo, cuando la
temperatura desminuye el movimiento de los átomos
disminuye favoreciendo la formación de núcleos y de
crecimiento de cristales a partir de ellos. A sí mismo en
estado líquido tienen diferentes formas de energía
producto de la temperatura , estas formas de energía son
las cinética y la potencial. La cinética esta
relacionada con la velocidad con que se mueven los átomos,
la potencial esta relacionada con la distancia entre
átomos, ambos tipos de energía se incrementan con
la temperatura.
Tamaño del Grano: El tamaño de los
granos de una pieza colada está determinado por la
relación entre la rapidez de crecimiento y la rapidez de
nucleación. Si el número de núcleos formados
es alto se tendrá un material de grano fino, si
sólo se forman unos cuantos núcleos se
producirá un material de grano grueso. La rapidez de
enfriamiento es el factor más importantes para determinar
la rapidez de nucleación y por lo tanto el tamaño
del grano.
DEFORMACIÓN POR DESLIZAMIENTO:
Si el cristal de un metal es forzado tensilmente más
allá de su límite elástico, se alarga en
forma ligera y aparece un escalón sobre una determinada
superficie indicando un desplazamiento relativo de una parte del
cristal con respecto al resto. Al aumentar la carga se
producirá movimiento en otro plano paralelo y dará
como resultado otro escalón. Cada alargamiento sucesivo
necesita un esfuerzo aplicado cada vez mayor y resulta con la
aparición de un escalón, que es en realidad la
intercepción de un plano de deslizamiento en superficies
del cristal. El Aumento progresivo de la carga producirá
eventualmente fractura del material.
METALES: Toman éste nombre las sustancia
que tienen las características siguientes : Buena
conductibilidad térmica y eléctrica, brillo
característico llamado metálico, no se combinan con
el hidrógeno, se combinan con el oxigeno
formando óxidos, son sólidos a temperatura
ordinaria. excepto el mercurio que es líquido.
METALOIDES: Son las sustancias que tienen las
características opuestas a los metales.
ALEACIONES: Es la combinación de dos o
más metales o de metales con metaloides. Las aleaciones se
obtienen fundiendo en un horno varios componentes y dejando
enfriar la solución líquida, las
características de las aleaciones dependen exclusivamente
de los componentes y de la velocidad de enfriamiento. Respecto a
los metales las aleaciones tienen una mayor resistencia a la
tracción, una mayor dureza, una mayor resistencia a los
agentes químicos y al desgaste.
DIAGRAMA DE EQUILIBRIO
HIERRO CARBONO.
El hierro es uno de los componentes de aleación
más importante de la industria moderna, por su gran
aplicabilidad y uso. En estado casi puro denominado Hierro Dulce
tiene pocas aplicaciones en la industria.
El hierro es un metal alotrópico, lo cual
significa que puede existir en más de una estructura
reticular, dependiendo de la temperatura, cuando el hierro
solidifica a 2800°F, está en la forma b.c.c. (
cúbica centrada en el cuerpo ) d (delta). Al bajar a la temperatura de 2
554°F ocurre un cambio de fase y los átomos se
reacomodan por sí mismo en la forma g (gama) que es f.c.c.
(cúbica centrada en la caras) y no magnética.
Cuando la temperatura alcanza los 1 666°F ocurre otro cambio
de fase de hierro g
f.c.c. no magnético a hierro a (alfa) b.c.c. no
magnético. Finalmente a 1 414°F el hierro
a se hace
magnético sin cambio en la estructura
reticular.
Diagrama Hierro – Carburo de
Hierro.
La temperatura a que tienen lugar los cambios
alotrópicos está influida por los elementos de
aleación, de los cuales el más importante es el
carbono, en el gráfico que a continuación mostramos
muestra la
porción de interés de
la aleación hierro carbono y que es la parte entre el
hierro puro y un compuesto llamado Carburo de hierro
Fe3 C que contiene 6,67% de carbono por peso. Por lo
tanto esta porción se llamará diagrama de
equilibrio hierro carbono.
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Los metales y aleaciones y en particular los aceros no
forman una masa homogénea, si no que están
constituidos por granos o cristales de distinto tamaño,
distinta composición y distintas propiedades, la forma, el
tamaño y la composición de dichos metales
varía al calentar o enfriar las masas metálicas a
ciertas temperaturas críticas, esto hace posible los
llamados tratamientos térmicos.
En el diagrama se muestran haciendo uso de letras
griegas se representan las soluciones
sólidas y que reciben diversos nombres.
Reciben el nombre de constituyentes de los aceros los
distintos tipos de granos o cristales que se obtiene a distintas
temperaturas y composición de Hierro y Carbono y ellos
son:
Ferrita.- Es el hierro casi puro, es el
más blando de los constituyentes tiene buena tenacidad, se
llama también hierro alfa ( a ).
Hierro Gamma ( g ) .- Es otra de las
formas en que se puede encontrar el hierro casi puro, se forma a
altas temperaturas y tiene propiedades algo distintas que la
ferrita. Al enfriarse se transforma en ferrita.
Cementita.- Es un carburo de hierro
Fe3C, se compone de 6,67% de carbono y el resto es de
hierro, es el más duro y frágil de los
constituyentes del acero.
Perlita.- Es un constituyente formado por capas
ó láminas alternas de ferrita y cementita. Contiene
aproximadamente 0,9% C y es muy resistente al desgaste, se
produce en los aceros al someterlo a enfriamientos
lentos.
Austenita.- es una solución sólida
de cementita en hierro gamma, el contenido de Carbono puede
variar de 0 a 1,7%C ( 2 065°F) se puede obtener enfriando
rápidamente ciertos aceros desde altas temperaturas, es
relativamente blanda, pero muy tenaces y resistentes al
desgaste.
Martensita.- Es una solución sólida
de cementita en ferrita y puede contener hasta el 1% C, La
resistencia, dureza y fragilidad aumenta con el Carbono, es el
constituyente típico de los aceros templados
Ledeburita.- Es una mezcla de austenita y
cementita , contiene 4,3%C y se forma a 2 065°F
Carburos.- Son los compuestos de carbono y metal,
además del carburo de hierro existen también
carburos de tungteno, cromo y vanadio.
Estas transformaciones se representan en el diagrama de
la siguiente manera por ejemplo para un acero del 0,4 % de
Carbono, trazaremos una línea vertical que pase por el
punto 0,4 de la línea horizontal correspondiente a la "x"
y siguiendo de arriba hacia abajo es decir disminuyendo la
temperatura se va pasando sucesivamente por las regiones
correspondientes al acero líquido, austenita, mezcla de
austenita y ferrita, y por fin mezcla de ferrita y perlita. Los
puntos en que la línea vertical corta las líneas
del diagrama sirven para indicar la temperatura en que ocurren
las transformaciones.
NORMALIZACION DE LOS MATERIALES
METALICOS.
1.- DESIGNACION DEL ACERO.
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Una designación completa consta de los datos necesarios
para la adquisición de un determinado material, en ella se
debe indicar, la fabricación la composición y los
tratamientos a que se a sometido. Por lo general estos se indican
por letras o por números que se irán indicando
posteriormente.
1.1.- ACEROS NO ALEADOS:
Los aceros no aleados se designan indicando su
resistencia a al tracción o su contenido de carbono. Son
los llamados "aceros de construcción" en general, se
designa por la letras "St"y el índice de calidad (
que multiplicado por 9,81 y redondeado que da como resultado la
resistencia a la tracción en N/mm2 )
Ejemplo: Un St 37 es un acero de
construcción corriente de 37×9,81 » 370N/mm2 de
resistencia a la tracción. El C55 es un acero de
calidad no aleado llamado también acero al carbono,
adecuado para tratamientos térmicos, el 55 significa que
contiene un 55/100 = 0,55% de carbono.
1.2.- ACEROS ALEADOS . Se designan según su
composición y se discriminan en aceros de baja
aleación y aceros de alta aleación.
En los aceros de baja aleación la suma de
los componentes aleados no sobrepasa del 5% de la masa. Siendo el
número indicador de la siguiente manera:
Factor entre 4 : Cr, Co, Mn, Ni, Si, W
(tungteno)
Factor entre 10: Al, Mo, Ti, V
Factor entre 100: C,S,P, N.
Ejemplo:
34Cr4 nos indica un acero de baja
aleación con 34/100= 0,34% de C y de 4/4 = 1% de
Cromo.
48 Cr MoV 6 7 nos indican que es un acero fino de baja
aleación con 0,48% de C, 6/4 = 1,5% de Cr. y 7/10 = 0,7%
de Mo y un bajo contenido de Vanadio
Para los aceros de alta aleación que
tienen más del 5% en masa de componentes aleados, antes de
la indicación del componente aleado predominante se
antepone una "X" y todos los componentes tienen un factor
1
X5Cr Ni Mo18 13 nos indica un acero de alta
aleación con 5/100 = 0,05% de C, 18% de Cr, 13% de Ni y
bajo porcentaje de Mo. También se le llama aceros
inoxidable.
1.3.- DIFERENTES TIPOS DE ACERO:
Son aceros de diferentes calidades con diferentes
aplicaciones y que están especificados en las
designaciones anteriormente mencionados. Dentro de ellos tenemos:
Aceros de Construcción Básicos, Aceros de Calidad,
Aceros Inoxidables, Aceros de Herramientas,
Aceros Rápidos, etc.
Los Aceros de Construcción
son los que no se emplean para construcción de
herramientas, no son aleados, por su resistencia a la
tracción y su límite de fluencia se emplea
para la construcción de puentes, carpintería
metálica, maquinarias, autopartes, etc.
Aceros de Calidad, con el
aumento del contenido del Carbono se consigue mejores propiedades
mecánicas, como endurecimiento, capacidad para
tratamientos térmicos, dentro de ellos tenemos, los aceros
de cementación, Aceros bonificados, aceros de
Nitruración
Aceros Inoxidables, con un
contenido de 12% como mínimo de Cr y que poseen una
estabilidad frente a sustancias que atacan químicamente
(agua, aire, gases, ácidos,
lejías)
Aceros para Herramientas.
Se emplean para la fabricación de herramientas de corte y
conformación, son aceros al carbono que
proporcionándole un adecuado tratamiento térmico
poseen una capa superficial dura y un núcleo tenaz no
templado.
Aceros Rápidos; son
aceros de alta aleación en la que el Carbono forma
carburos de W, Mo, Co, dando como resultado carburos que son
duros, resistentes al desgaste y altas temperaturas, que permiten
el uso de grandes velocidades de corte, ello exige que el filo de
la herramienta resista sin ablandarse y sin mellarse a las
temperaturas elevadas producto de las elevadas velocidades de
corte. El elemento fundamental es el Wolframio y el
Cobalto.
Aparte de ellos existen una gran cantidad de aceros como
los aceros para válvulas de motores que trabajan no solo
mecánicamente si no resistir gases corrosivos propios de
la combustión, dentro de sus componentes están el
Ni ( 12%) Cr (12%) Si, Mn y W.
También forman parte de ellos los
Aceros refractarios para el
uso de elevadas temperaturas a las que deben resistir sin la
formación de cascarillas es decir sin destrucción
por oxidación, son aceros inoxidables especiales con alto
contenido de Ni y Cr. (20 y 25%)
Otro tipo de aceros son los que poseen una gran
permeabilidad magnética y poca resistencia y que se
empelan como chapas para transformadores,
dinamos, tiene bajo, contenido de C (menos del 0,8%) Si desde 1,8
a 5%
FUNDICIONES
Son llamados también materiales colados y que son
aleaciones de Hierro y Carbono con un 2 a 4% de Carbono, que
debido a sus propiedades, son aptos para la producción de fundición en molde.
Las características de una fundición no sólo
dependen de su composición química, sino
también del proceso de elaboración, ambas
determinan la forma de presentación del Carbono (
combinado en forma de grafito laminar, esferoidal, etc.
)
Dentro de ellas se encuentran el hierro fundido con
grafito laminar, el hierro fundido con grafito esferoidal, la
fundición dura y la fundición maleable.
Hierro Fundido con Grafito Laminar.–
Prácticamente no tiene alargamiento, es decir no trabaja a
tracción. La superficie de rotura es con grano fino de
color gris (por
ello se llaman también fundiciones grises) por el
hecho de que el carbono se separa preferentemente en forma de
grafito en capas de laminitas repartidos en la masa de
hierro.
En la superficie de rotura se presentan vetas de forma
laminar con radios de curvatura pequeños, los cuales
actúan en forma de entallas y reducen por lo tanto la
resistencia y aumentan la posibilidad de rotura, la viruta
desprendida durante el mecanizado es quebradiza, su resistencia a
la comprensión es alta, por lo que se utiliza
preferentemente para la mayoría de piezas mecánicas
que han de servir de soporte o de alojamiento de mecanismos (
carcazas, bancadas, cajas, mesas, volantes, etc.)
Hierro Fundido con Grafito Esferoidal.- Llamadas
también fundiciones nodulares que por
adición de pequeñas cantidades de magnesio y cerio,
estas fundiciones el grafito solidifica en forma de
pequeñas esferas lo que aumentan su resistencia a la
tracción, los pequeños granos de grafito aumentan
la cohesión evitando los efectos de la entalladura de la
fundición gris, se mecaniza por arranque de viruta mejor
que las fundiciones grises, poseen suficiente alargamiento sobre
todo si se somete a tratamientos térmicos.
Fundición Dura.- Se obtiene por
adición de manganeso y enfriamiento rápido del
caldo. De esta forma se consigue que el carbono de separa de toda
la sección en forma de carburo de hierro Fe3C,
su superficie de rotura es de aspecto blanco. S e consigue una
mayor resistencia mecánica, dureza y resistencia al
desgaste.
DESIGNACIÓN DE
LAS FUNDICIONES
Se utiliza el nombre abreviado empezando con el
símbolo de la fundición seguido de un guión
y el resto corresponde a la designación del
acero.
Símbolos : GG = hierro fundido con grafito
laminar ( fundición gris )
GGG = hierro fundido con grafito esferoidal (
fundición nodular)
Ejemplos: GG-20 se trata de una fundición gris de
200N/mm2 de resistencia a la
tracción
GGG-40 fundición nodular de
400N/mm2
NUCLEO DE ACTIVIDAD 4: METALES NO
FERREOS
MATERIALES INDUSTRIALES NO
FÉRREOS
METALES LIGEROS
1.- ALUMINIO.- Es un metal de color blanco
plateado, siendo su principal característica su ligereza
que lo hace muy útil en muchas aplicaciones, Es
dúctil y maleable, buen conductor de la electricidad y
del calor, su resistencia a la tracción es baja, valor que se
duplica al ser laminado en frío, se funde a
657°C.
No se presenta puro en la naturaleza,
sin embargo combinado es uno de los metales más abundantes
en la tierra ( 8%
de la corteza), y se encuentran presentes en la mayoría de
las rocas, de la
vegetación y de los animales. el
mineral más rico en aluminio es la Bauxita. El
Corindón es un oxido de aluminio cristalino. Puro y claro
es una piedra preciosa (Zafiro, Rubí, Topacio, Amatista).
Otra de las aplicaciones de los óxidos de aluminio es el
carborundo como abrasivos, para pulir, asentar válvulas, y
el corindón que es un oxido fundido en horno
eléctrico y que es el abrasivo de las piedras esmeriles y
de rectificar. Pero una de las mayores ventajas del aluminio es
que puede ser reciclado una y otra vez sin perder su calidad ni
sus propiedades.
El aluminio se puede forjar, laminar incluso a finas
láminas, estirar, mecanizar con arranque de viruta, fundir
y soldar con diversos procedimientos.
Las aleaciones del aluminio son con el Cu, Si, Mag, Mn,
y el Zinc. Las principales aleaciones son: AlCuMg en las que el %
de Cu está en 4, 4,2 4,4 4,5 y que son de uso en general,
para la fabricación de los remaches se usa una
aleación del tipo AlCuMg 2,5, para las culatas,
émbolos, cartes y similares se usa una aleación
AlCu Ni 4.
La base de todas las plantas
fundidores de aluminio primario es el proceso
Hall-Héroult, inventado en 1886. La alúmina se
disuelve mediante un baño electrolítico de criolita
fundida (fluoruro alumínico sódico) en un
recipiente de hierro revestido de carbón o grafito
conocido como "crisol". Una corriente
eléctrica se pasa por el electrolito a un bajo voltaje
pero con una corriente muy alta generalmente 150,000 amps. La
corriente eléctrica fluye entre el ánodo (positivo)
de carbono hecho del coque de petróleo y brea, y un cátodo
(negativo) formado por un recubrimiento de carbón grueso o
grafito del crisol.
El aluminio fundido es depositado en el fondo del crisol
y se revuelve periódicamente, se lleva a un horno, de vez
en cuando se mezcla a una aleación especificada, se limpia
y generalmente se funde.
El aluminio se forma a cerca de 900°C pero una vez
que se ha formado tiene un punto de fusión de solo
660°C. En algunas fundidoras este ahorro de
calor es utilizado para fundir metal reciclado que luego es
mezclado con el metal nuevo.
También existe el proceso de producción de
aluminio llamado BAYER
2.- EL MAGNESIO: Mg Metal de color y brillo
semejante al de la plata, es maleable, poco tenaz, y ligero como
el aluminio, lo que hace posible su gran aplicabilidad. Tiene un
peso específico de 1,78Kg/dm3 es muy inflamable
es poco resistente a la corrosión en atmósfera
húmedas.
En estado natural forma diversos minerales dentro de los
cuales están la Magnesita ( carbonato de Mg:
MgCO3 ) la dolomita y la carnalita, al igual que el
aluminio el magnesio puro se prepara por electrólisis, en pirotecnia se utiliza como
desoxidante y como flash, el
magnesio ardiendo hay que apagarlo con arena pues con agua aviva
la reacción, es fácil de mecanizar evitando el uso
de refrigerantes, fácil también de fundir y
conformar.
Por su facilidad de combustión el magnesio
sólo se usa aleado, para materiales de construcción
ligeros, los aleantes modifican sus propiedades, por ejemplo el
Mn aumenta su resistencia a la corrosión, el Al mejora su
comportamiento
mecánico, el Zinc le comunica gran alargamiento y mucha
resistencia.
Más del 95% de las piezas de aleaciones fundidas
son por el procedimiento a presión, son ligeras y
aproximadamente de la misma resistencia que las piezas fundidas a
presión de las aleaciones de aluminio. La aleación
más usada es la Fundición Mg AL8Zn1 que se emplea
para piezas de motores como cárter, carcazas de
árboles de levas, cuerpos de ventiladores, aros
decorativos para llantas de vehículos.
METALES PESADOS.
1.- EL COBRE Cu.
Es uno de los pocos metales que se encuentran en forma
nativa y principalmente formando minerales, es el de consumo
más antiguo y junto con el Aluminio es el metal no
férreo más importante, su uso en la electricidad y
la electrónica es inestimable.
Los minerales más importantes son la Calcosina (
Cu2S), la Calcopirita (CuFeS2) y las
piritas de Cu que son óxidos. La obtención del Cu a
partir de los minerales se puede realizar por medio de tres
métodos:
Por reducción de los óxidos de Cu en hornos
apropiados, con lo que se obtiene el Cu metalúrgico, otra
forma es tratando los minerales con disolventes adecuados
(ácidos sulfúrico o clorhídrico) obteniendo
un cobre bruto muy impuro y por último por vía
electrolítica con lo que se obtiene un Cu muy puro. En
hornos de calcinación se logra eliminar el S
combinándolo con el oxígeno formando dióxido
de azufre SO2
El Cu es muy maleable pudiéndolo laminarlo en
hojas de hasta 0,02mm de espesor, también permite
estirarlo en hilos finísimos, sus principales aplicaciones
son la fabricación de hilos, cables, láminas para
la electricidad, para la calderería y en aleaciones en
múltiples aplicaciones. El Cu puede forjarse, laminarse,
repujarse, embutirse mecanizarse con arranque de viruta, colarse
y soldarse. En estado líquido absorbe gases
(oxígeno, dióxido de carbono) por lo que los
bloques de Cu colado presentan poros. Su densidad es de
8,9Kg/dm3 su punto de fusión es de 1084°C
alta conductividad térmica unas 8 veces mayor que el acero
y su conductibilidad eléctricas es de 7 veces mayor que el
acero. En el aire se oxida formando oxido de cobre CuO, en
atmósfera de aire húmedo forma con el
dióxido de carbono una capa superficial protectora de
Carbonato de Cobre Cu CO3
El cobre industrialmente se combina con otros
metales y encuentra múltiples aplicaciones entre ellos
tenemos, el Zn, el Sn, el Ni, el Al y el Hierro. Con el Zn forma
los llamados latones, que tienen una buena colabilidad,
resistencia a la corrosión y templabilidad en frío.
Con el níquel el cobre forma una aleación que
adquiere un color blanco de plata y que se conoce con el nombre
de plata alemana y de alpaca. Con el Estaño a su
aleación se le conoce como Bronce en una proporción
de 60/40 tiene una buena resistencia mecánica y a la
corrosión, buena capacidad de deslizamiento por lo que se
le emplea como cojinetes antifricción ruedas helicoidales,
especialmente cuando son fundición por
centrifugación, el grano de toda la masa es
homogéneo.
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NUCLEO DE ACTIVIDAD 5: PLASTICOS
INDUSTRIALES
Los plásticos se encuentran entre los materiales
industriales de mayor crecimiento en la industria moderna. La
amplia variedad y sus propiedades los hacen los más
adaptables de todos los materiales en términos de
aplicación.
La molécula básica (polímero) del
plástico se basa en el carbono. Las materias primas para
la producción de plásticos son los gases de
petróleo y del carbón. La resina
básica se produce por la reacción química de
monómeros para formar moléculas de cadena larga
llamada polímeros. A éste proceso se le
denomina Polimerización, el cual se
efectúa por dos métodos: Polimerización por
adición, en la
cual dos o más monómeros similares tienen
reacción directa para formar moléculas de cadena
larga y Polimerización
por condensación, en la cual reaccionan dos o más
monómeros diferentes para formar moléculas largas y
agua como subproducto.
El monómero de un plástico es una
molécula única de un hidrocarburo, por ejemplo, una
molécula del etileno, (C2 H4 ) y los
polímeros son moléculas d cadenas largas, formada
por muchos monómeros unidos entre sí. El
polímero comercial más conocido es el Polietileno
–( C2 H4) n – siendo
n de 100 a 1000 aproximadamente. Muchos plásticos
importantes entre ellos el polietileno, son sólo
compuestos de carbono e hidrogeno,
otros contienen Oxigeno como los acrílicos,
Nitrógeno como las Amidas(nylon), silicio como las
siliconas, etc.
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Propiedades de los
Plásticos. Es importante entender las
propiedades características de los plásticos, entre
los cuales se encuentran el alto peso molecular, la baja
densidad, alta resistencia a la corrosión y baja
conductividad térmica y eléctrica, todo al
contrario de los materiales metálicos, es por ello que su
aplicación en la industria moderna es cada día
más creciente. Las características antes
mencionadas hacen posible su amplia aplicación y uso de
tipo industrial, tal es así que en la actualidad existen
plásticos con elevada resistencia al calor y a la
tracción, con valores
próximos a los aceros.
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Tres formas diferentes de representar al Polietileno:
a.-Forma de sólido b.- Modelo
espacial tridimensional c.- modelo bidimensional
simple
Los plásticos, bajo carga, tienen un
comportamiento diferente al de cualquier otro material
industrial, la razón es que en forma especial los
termoplásticos tienen un comportamiento
viscoelástico, es decir tienen una reacción viscosa
y elástica, al contrario de los metales que tiene una
reacción ante las cargas de una falla por
deformación. Esta deformación viscoelástica
se debe, en forma principal, a la estructura molecular de cadena
larga. Cuando las cadenas largas están bajo cargas, se
mueven una a lo largo de la otra y la cantidad de movimiento se
debe al tipo de enlace. Los plásticos con enlaces
débiles se deforman con más facilidad que los que
tienen enlaces fuertes.
CLASIFICACIÓN Y
DESIGNACIÓN DE LOS PLÁSTICOS
INDUSTRIALES.
En la industria moderna existe una gran variedad de
plásticos para diversos tipos de usos, las aplicaciones
van desde la elaboración de envases de medicina,
recipientes para alimentos,
envolturas, bolsas, recubrimiento de conductores
eléctricos, piezas mecánicas de artefactos
electrodomésticos como engranajes, bocinas, etc. Dentro de
la gran variedad existente de resinas todas ellas se les puede
clasificar en dos grandes grupos: Las
resinas TERMOPLASTICAS ó termo deformables y las
DUROPLASTICAS o termoestables, la designación de estables
o deformables está en relación al comportamiento de
la pieza ya elaborada en presencia del calor.
TERMOPLÁSTICOS
son las resinas que se ablandan en presencia del
calor y se endurecen cuando se enfrían, no importa cuantas
veces se repita el proceso, dentro de ellas tenemos:
Vinílicos y Polivinílicos, Poliestirénos,
Poliamidas ( nylon), Policarbonatos, Polietilenos, ABS
(Acrilonitrilo Butadieno Estireno), Acetálicas,
Acrílicos, las Celulosas ( acetato butirato de celulosa,
propianato de celulosa, nitrato de celulosa y la celulosa
etílica), Polipropileno, polimetacrilato, Politetra-
fluoretileno, etc.
DUROPLASTICOS, son las
resinas que se solidifican en forma definitiva cuando se les
aplica calor y presión durante el moldeado, el
recalelentamiento no ablanda estos materiales y si el calor
continua la pieza llega a carbonizarse directamente. Dentro de
éste grupo tenemos:
Las resinas Fenólicas, Úricas, Melamínicas,
Epoxi, Poliéster, Poliuretanos, Alquídicos,
Caseína, Amina, etc.
RESINAS FENOLICAS (RF).-
Se obtienen combinando el fenol con el formaldehído,
tienen un olor característico a ácido
fénico, particularmente si se les calienta, se les utiliza
mezcladas con cargas de relleno, para mejorar sus
características físicas, su peso específico
oscila entre 1,3 a 1,9 kg/dm3, son excelentes
aisladores, por lo general se usa en colores oscuros,
marrones, negros, su combustibilidad es mala pues arde con gran
dificultad, su permeabilidad a la luz está
entre transparente a opaco, el producto más conocida es
la Bakelita. Con esta
resina se moldean mango de interruptores, clavijas, carcasas de
radios televisión, agitadores de lavadoras,
poleas,
prendería, etc.
RESINAS URICA .-
Tiene como materia básica la urea sintética y
el folmadehido, no tienen olor característicos, su peso
específico es de 1,5 kg/dm3 , por lo general se
usa en colores claros y blancos, arde con dificultad, es
opalescente a la luz, soporta de 130 a 138°C de temperatura.
Con está resina se moldean artículos de cocina,
materiales eléctricos, etc.
RESINAS DE MELAMINA.-
Tienen como elemento básico la Melamina que se
obtiene del carburo de calcio y nitrógeno, tienen buena
resistencia eléctrica, son duros, peso específico
de 1,5 kg/dm3 se usa en colores claros, arde con
dificultad, es opalescente, , disponible en polvo o en forma
granular, se utiliza para artículos de cocina, vasija como
platos, tazas, prendería, etc. En la actualidad se usa
mucho en forma de recubrimiento de chapas contraplacadas o
madera
prensada en carpintería.
RESINA DE POLIESTER (UP).-
Se derivan del alquitrán de hulla y del estirol, son
incoloros aunque se pueden colorear a voluntad, se utiliza con
cargas de fibra de vidrio, que le da
una considerable resistencia, se le consigue en forma de
líquidos y como compuestos premezclados, arden con
dificultad auto extinguiéndose, se utiliza para cascos de
embarcaciones, carrocería de automóviles, placas
transparentes para cubiertas, se utiliza también para
impregnar tejidos de tela,
papel y como pinturas duras.
POLIURETANOS (PUR).-
Son materiales sintéticos que proporcionan productos
de gran elasticidad:
gomas, espumas, correas, se emplea como pegamento y como barniz
de gran dureza, se puede manufacturar en forma de espuma en el
lugar de uso, se obtiene en forma sólida a partir de dos
reactantes, el artículo final de puede extruir, calandrar,
fundir y forma líquida para obtener espumas, con
éstas resinas de producen colchones, cojines,
almohadillas, juguetes,
refuerzos, para esmaltes de gran calidad, plantas para zapatos,
zapatillas, se utiliza también como recubrimiento
metálico, es común su uso en los paneles llamadas
caretas en los automóviles, etc.
CLORURO DE POLIVINILO
(PVC).-Tienen como elemento básico el
acetileno y el ácido clorhídrico, no tienen olor
característicos es insípido, se pueden colorear a
voluntad, arden con dificultad, soportan temperaturas de 60 a
91°C, se utilizan como materiales duros, tuberías
diversas, piezas resistencias a
la corrosión, en estado blando encuentra una serie de
aplicaciones como mangueras, cueros artificiales, impermeables,
etc.
POLIESTIRENO(PS).-
Se obtienen del estirol, derivado del petróleo y del
benzol, su peso específico es bajo, se colorea a voluntad,
arde lentamente, en el mercado se
obtienen en forma de polvo y en forma granular para moldeo, el
forma de finas, varillas para manufacturase por arranque de
viruta, se emplea para fabricar planchas, películas,
espumas, objetos de oficina,
bolígrafos,
plantillas, escuadras, con ellas se elaboran las llamadas micas
de las luces intermitentes en etc.
POLIAMIDAS(PA).- Son
derivados del carbón, no tienen olor ni sabor, poseen
características mecánicas notables, en las que
destacan su resistencia al desgaste, al calor y la
corrosión, tiene colores lechosos, soporta de 100 a
200°C, de larga duración, es auto extinguible, con una
permeabilidad a la luz de translúcido a opaco, con el
envejecimiento decolora ligeramente, los productos más
conocidos comercialmente son el Nylon y el perlón. Se
obtiene en forma de polvo, láminas, películas,
filamentos, varillas, se moldea por inyección, soplado,
extrusión. Con el se obtienen vasos para beber, grifos de
agua, engranajes, palancas, cojinetes, ruedas, correas, como
filamento se emplean para cerdas de cepillos, cordeles para
pesca,
etc.
POLICARBONATOS.- Son
derivados del Fenol, se mecanizan bien, alta resistencia a la
humedad, su permeabilidad a la luz es buena (transparente), se
colorea a voluntad, son auto extinguible en presencia del fuego,
con el envejecimiento cambia ligeramente de color y se hace
frágil, es un material de moldeo por excelencia, puede
tomar la forma de películas, perfiles extruidos,
recubrimiento, fibras o elastómeros. Con ésta
resina se construyen cabinas de aviones, automóviles,
máquinas industriales, reglas, vidrios de seguridad,
carcasas, cuerpos de bombas,
ventiladores, tapas de instrumentos eléctricos, con esta
resina se construyen los CD’s.
POLIETILENO (PE).-
Es un derivado directo del petróleo, su aspecto al
tacto es ceroso, buena resistencia a los ácidos, buen
aislante eléctrico, tienen bajo peso específico
0,95 kg/dm3, se puede colorear a voluntad, su
combustibilidad es muy lenta, permeabilidad a la luz es de
transparente a opaca, con el envejecimiento se vuelve quebradizo,
tienen sonido
metálico al estirarse en forma continua, se obtiene en el
mercado en forma granular o de polvo, para su moldeo de todas las
formas existentes, se emplean para producir recipientes para
cubos de hielo, vasos para beber, vajillas, botellas, bolsas,
globos juguetes, barreras contra la humedad.
POLIMETACRILATOS.-
Se obtienen partiendo del acetileno, se caracterizan
por su extraordinaria transparencia, su peso específico es
de 1,18 kg/dm3, se colorea a voluntad, arde
rápidamente, con el envejecimiento se amarillenta
ligeramente, soporta hasta 80°C, su producto más
conocida es el plexiglás, se emplea para placas
transparentes de carrocería, cristales de faros, tapas de
relojes,
POLITETRA-FLUORETILENO.-
Es un derivado sintético del acetileno, su principal
particularidad es su resistencia a la temperatura y a los
ácidos, aspecto en que sólo es comparable al
vidrio, su peso específico es elevado 2,15kg/
dm3 , buena resistencia, por lo general se utiliza
colores oscuros, poca permeabilidad a la luz, no sufre
variaciones con el envejecimiento, sus productos comerciales
más conocidos es el teflón considerado como el
sólido con más alto índice de resbalosidad
comparado con el hielo. Se emplea en casquillos sin
lubricación, cajas y juntas para bombas, válvulas y
griterías, aislamiento de cables
eléctricos.
ABS.- Son una
familia de
resinas termoplásticos opacas, obtenidas por
termopolimerización de los monómeros de
acrilonitrilo butadieno y estireno (abs), se destacan por su
elevada resistencia al impacto, buena estabilidad dimensional,
buena resistencia química y térmica, dureza
superficial y poco peso, se moldean rápidamente por los
diferentes métodos de fabricación de
termoplásticos, disponible en forma de polvo o granulado,
se emplean para la fabricación de tuberías, para el
transporte de
gas, agua, agua de regadío y aplicaciones de la industria
química, las láminas se fabrican por calandrado o
extrusión, se emplean para puertas y revestimiento de
refrigeradoras, embalajes, parachoques. Cajas para radios,
baterías, Etc.
RESINAS ACETALICAS.-
Son resinas termoplásticos que por su alta
cristalinidad y el punto de fusión de la resina justifican
sus propiedades que cubren el hueco entre metales y el
plástico, tienen una superficie lisa, duras, brillante
algo resbaladiza al tacto, buena abrasión, sin necesidad
de lubricación su coeficiente de fricción es
bastante bajo, su coeficiente de fricción estático
y dinámico con el acero es casi el mismo. Se emplea por su
resistencia al desgaste en rotores de bombas en reemplazo al
latón, en bandas transportadoras en sustitución del
acero inoxidable, ruedas dentadas motrices en reemplazo del
hierro colado, diversos instrumentos del automóviles en
reemplazo del cinc inyectado.
ACRILICOS ( PMMA).-
Son polímeros de metacrilatos de metilo, se
caracterizan por su transparencia cristalina, favorable
índice de refracción, por lo que se emplea para la
fabricación de lentes ópticos, buena resistencia al
impacto, excelente resistencia a la luz solar a la intemperie y a
la mayoría de productos químicos, como aislante
térmico es mejor que el vidrio, se pueden aserrar,
taladrar, mecanizar. Plegar, embutir o conformar a cualquier
forma cuando se le calienta hasta 140°C , las cabinas de
aviones se hacen por soplado o al vacío, con o sin molde,
en el mercado las láminas de acrílico se utilizan
para anuncios, rótulos iluminados interiormente y que se
exponen a la intemperie, ventanas industriales, pantallas de
seguridad, mirillas de inspección, por la belleza de los
productos moldeados con acrílicos su uso es en forma
masiva.
RESINAS
CELULOSICAS.- Es un polímero
natural, que se encuentra en todas las formas vegetales,
suministraron el primer termoplástico en 1868 y el primer
material para el moldeo por inyección en 1932. Dependiendo
del reactivo empleado para su obtención podrá
resultar cualquiera de los cuatro éstere de celulosa
(cetato, propianato, acetato-butirato o nitrato) o un
éster de celulosa (etil celulosa). Se emplean en todos los
colores incluyendo los transparentes, están entre los
plásticos más tenaces, conservan un buen acabado
lustroso bajo desgaste normal.
- Acetato de Celulosa. Es la celulosa que
más se usa corrientemente, disponible en forma de
granulado, láminas, películas, varillas, tubos.
Los productos finales se pueden obtener por extrusión,
inyección, compresión, se emplea en monturas de
gafas, películas fotográficas, películas
celulósicas de amplia aplicaciones eléctricas
como aislamiento de condensadores, cables de comunicación, cajas de
fusible. - Propionato de Celulosa.- El mayor campo de
aplicación del propionato de celulosa es para piezas
industriales. Volantes de automóviles, pomos de puertas,
teléfonos, juguetes enseres domésticos, cepillos
dentales, plumas lápices, etc. - Acetato Butirato de Celulosa.- Su
obtención en el mercado y su elaboración es muy
similar al acetato y al propionato - Nitrato de Celulosa, se obtiene por
reacción del ácido nítrico y del
sulfúrico sobre la celulosa, su obtención en el
mercado y su empleo es muy similar a los tres
anteriores. - Etil Celulosa.-Las aplicaciones típicas
incluyen cascos para rugby, cajas de herramientas, linternas y
partes eléctricas, su obtención en el mercado y
su elaboración es similar a los anteriores.
VINILOS.- Se obtiene
en forma similar al PVC, siendo éste último un
derivado de un determinado vinil, son fuertes y resistentes a la
abrasión, resistentes al calor y al frió, se usa en
una amplia gama de colores, en el mercado los encontramos en
forma de polvo, granular, varillas, tubos, barras,
láminas, se emplea para impermeables, bolsas para
vestidos, juguetes inflables, mangueras, en la industria
discográfica, baldosa para pisos, cortinas de baño,
tapicería, en nuestro país su producto más
conocido es el Vinifan, los juguetes y pelotas
vinivoll.
POLIPROPILENO
(PP),-Es el termoplástico de menor
densidad que se encuentra en el comercio,
utilizando troqueles de gran longitud se pueden recubrir hilos y
cables eléctricos, tienen alta resistencia al calor, alta
resistencia al resquebrajamiento, se utiliza en colores opacos a
lechosos, se obtiene en el mercado en la forma que hace posible
su transformación mediante inyección, soplado y
extrusión, se emplea para fabricar recipientes
térmicos comerciales y medicinales, accesorios de
tuberías, aislamiento de cables y alambres, láminas
de embalaje.
NATURE WORKS PLA :
Una resina proveniente del maíz
permitió el desarrollo de
la primera botella de plástico biodegradable para envasar
agua procesada. La compañía proveedora de sistemas de
inyección Husky, que participó en el proyecto, asegura
que este nuevo material podría llegar a ser un fuerte
competidor en el mercado de los empaques por su bajo impacto ambiental
y similitud de costos con el
PET. La resina se llama NatureWorks PLA y fue suministrada por
Cargill Dow LLC. De acuerdo con la empresa, es un
material que se degrada rápidamente en los rellenos
sanitarios municipales e industriales.
El procesamiento de la resina PLA no tiene precedentes
en el moldeo por inyección y es completamente diferente en
comparación con el del PET, según el vicepresidente
de sistemas de PET de Husky, Mike Urquhart. El proyecto
tomó siete meses desde su concepción hasta su
estado actual e incluyó diseño
y prototipaje de la preforma, prueba de aditivos, corridas de
producción, optimización de herramental y ajuste de
parámetros. La compañía procesadora de agua
BIŌTA Brands seriá la primera en utilizar este
desarrollo.
Chiclayo- Perú, Mayo del
2004
1.- Introducción a la Metalurgia
Física :
Avner.
2.- Ciencia de
Materiales para Ingenieros: James F. Shackelford. Prince
Hall
3.- Maquinas Herramientas y Manejo de
Materiales: Herman W. Pollack. Prince Hall.
4.- Tecnología de los
Metales. GTZ.
5.- Ciencia e Ingeniería de los materiales. Donald R.
Askeland Internacional Thomson Editores
Ing° Luis Alberto Montalvo
Soberón
Docente del Módulo de Matricería y del
Modulo de Diseño Mecánico del Departamento de
Mecánica del Instituto Superior Tecnológico
"REPUBLICA FEDERAL DE ALEMANIA"
Chiclayo – Perú. Elvira García y García 750
Chiclayo Perú.
Egresado de la Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo
Lambayeque
CATEGORIA: Tecnología; Procesos de
Tecnología.
INSTITUTO SUPERIOR TECNOLOGICO
"REPUBLICA FEDERAL DE ALEMANIA"
CHICLAYO – PERU
MODULO PROFESIONAL DE DISEÑO MECANICO
UNIDAD DIDACTICA: CONOCIMIENTO DE MATERIALES