jueves, 5 de noviembre de 2015

  MATERIALES CERÁMICOS


Se entiende por materíal cerámico el producto de diversas materias primas, especialemnte arcillas, que se fabrican en forma de polvo o pasta (para poder darles forma de una manera sencilla) y que al someterlo a cocción sufre procesos físico-químicos por los que adquiere consistencia pétrea. Dicho de otro modo mas sencillo, son materiales solidos inorgánicos no metálicos producidos mediante tratamiento térmico. Todos ellos se obtienen al hornear materiales naturales, como la arcilla o el caolín, junto con una serie de aditivos, como colorantes, desengrasantes, etc., todo ello mezclado y cocido en un horno sucesivas veces.

PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES CERAMICOS

Propiedades generales de los materiales cerámicos
Propiedades generales de los materiales cerámicos
Propiedades generales de los materiales cerámicos
Propiedades generales de los materiales cerámicos
Propiedades generales de los materiales cerámicos
Propiedades generales de los materiales cerámicos
  • Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables.
  • Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas.
  • Gran resistencia a altas temperaturas, con gran poder de aislamiento térmico  y, también, eléctrico.
  • Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los agentes atmosféricos.
  • Alta resistencia a casi todos los agentes químicos.
  • Una característica fundamental es que pueden fabricarse en formas con dimensiones determinadas
  • Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad.

CLASIFICACIÓN



Dependiendo de la naturaleza y tratamiento de als materias primas y del proceso de cocción, se distinguen dos grandes grupos de materiales cerámicos: las cerámicas gruesas y las cerámicas finas. 

  • Materiales cerámicos porosos o gruesos. No han sufrido vitrificación, es decir, no se llega a fundir el cuarzo con la arena debido a que la temperatura del horno es baja. Su fractura (al romperse) es terrosa, siendo totalmente permeables a los gases, líquidos y grasas. Los más importantes: Arcilla cocida: de color rojiza debido al óxido de hierro de las arcillas empleadas. La temperatura de cocción es de unos 800ºC. A veces, la pieza se recubre con esmalte de color blanco (óxido de estaño) y se denomina loza estannífera. Con ella se fabrican: baldosas, ladrillos, tejas, jarrones, cazuelas, etc.

  • Loza italiana: Se fabrica con arcilla entre amarilla-rojiza mezclada con arena, pudiendo recubrirse de barniz transparente. La temperatura de cocción ronda los1000ºC. Se emplea para fabrijar vajillas baratas, adornos, tiestos....
  • Loza inglesa: Fabricada de arcilla arenosa a la cual se le ha eliminado el óxido de hierro y se le ha añadido silex, yeso, feldespato (bajando el punto de fusión de la mezcla) y caolín para mejorar la blancura de la pasta. Se emplea para vajillay objetos de decoración.La cocción se realiza en dos fases: 
  1. Se cuece a unos 1100ºC. tras lo cual se saca del horno y se recubre con esmalte.
  2. Se introduce de nuevo en el horno a la misma temperatura
  • Refractarios: Se fabrican a partir de arcillas mezcladas con óxidos de aluminio, torio, berilio y circonio. La cocción se efectúa entre los 1.300 y los 1.600 °C, seguidos de enfriamientos muy lentos para evitar agrietamientos ytensiones internas. Se obtienen productos que pueden resistir temperaturas de hasta 3.000 °C. Las aplicaciones más usuales son: ladrillos refractarios (que deben soportar altas temperaturas en los hornos) y electrocerámicas (usados en automoción, aviación....
- See more at: http://pelandintecno.blogspot.com.co/2013/02/materiales-ceramicos-propiedades.html#sthash.tgOWeAWf.dpuf
  • Arcilla cocida: de color rojiza debido al óxido de hierro de las arcillas empleadas. La temperatura de cocción es de unos 800ºC. A veces, la pieza se recubre con esmalte de color blanco (óxido de estaño) y se denomina loza estannífera. Con ella se fabrican: baldosas, ladrillos, tejas, jarrones, cazuelas, etc.
  • Loza italiana: Se fabrica con arcilla entre amarilla-rojiza mezclada con arena, pudiendo recubrirse de barniz transparente. La temperatura de cocción ronda los1000ºC. Se emplea para fabrijar vajillas baratas, adornos, tiestos....
  • Loza inglesa: Fabricada de arcilla arenosa a la cual se le ha eliminado el óxido de hierro y se le ha añadido silex, yeso, feldespato (bajando el punto de fusión de la mezcla) y caolín para mejorar la blancura de la pasta. Se emplea para vajillay objetos de decoración.La cocción se realiza en dos fases: 
  1. Se cuece a unos 1100ºC. tras lo cual se saca del horno y se recubre con esmalte.
  2. Se introduce de nuevo en el horno a la misma temperatura
  • Refractarios: Se fabrican a partir de arcillas mezcladas con óxidos de aluminio, torio, berilio y circonio. La cocción se efectúa entre los 1.300 y los 1.600 °C, seguidos de enfriamientos muy lentos para evitar agrietamientos ytensiones internas. Se obtienen productos que pueden resistir temperaturas de hasta 3.000 °C. Las aplicaciones más usuales son: ladrillos refractarios (que deben soportar altas temperaturas en los hornos) y electrocerámicas (usados en automoción, aviación....
- See more at: http://pelandintecno.blogspot.com.co/2013/02/materiales-ceramicos-propiedades.html#sthash.tgOWeAWf.dpuf    
  1.   Arcilla cocida: de color rojiza debido al óxido de hierro de las arcillas empleadas. La temperatura de cocción es de unos 800ºC. A veces, la pieza se recubre con esmalte de color blanco (óxido de estaño) y se denomina loza estannífera. Con ella se fabrican: baldosas, ladrillos, tejas, jarrones, cazuelas, etc.
  2.  Loza italiana: Se fabrica con arcilla entre amarilla-rojiza mezclada con arena, pudiendo recubrirse de barniz transparente. La temperatura de cocción ronda los1000ºC. Se emplea para fabrijar vajillas baratas, adornos, tiestos....
  3. Loza inglesa: Fabricada de arcilla arenosa a la cual se le ha eliminado el óxido de hierro y se le ha añadido silex, yeso, feldespato (bajando el punto de fusión de la mezcla) y caolín para mejorar la blancura de la pasta. Se emplea para vajillay objetos de decoración.La cocción se realiza en dos fases: 
  •  Se cuece a unos 1100ºC. tras lo cual se saca del horno y se recubre con esmalte.
  •  Se introduce de nuevo en el horno a la misma temperatura


   4.  Refractarios: Se fabrican a partir de arcillas mezcladas con óxidos de aluminio, torio,     berilio y circonio. La cocción se efectúa entre los 1.300 y los 1.600 °C, seguidos de enfriamientos muy lentos para evitar agrietamientos ytensiones internas. Se obtienen productos que pueden resistir temperaturas de hasta 3.000 °C. Las aplicaciones más usuales son: ladrillos refractarios (que deben soportar altas temperaturas en los hornos) y electrocerámicas (usados en automoción, aviación....



Materiales cerámicos impermeables o finos: en los que se somenten a temperaturas suficientemente altas como para vitrificar completamente la arena de cuarzo. Así, se obtienen productos impermeables y más duros. Los más importantes son: - See more at: http://pelandintecno.blogspot.com.co/2013/02/materiales-ceramicos-propiedades.html#sthash.tgOWeAWf.dpuf
  • Materiales cerámicos impermeables o finos: en los que se somenten a temperaturas suficientemente altas como para vitrificar completamente la arena de cuarzo. Así, se obtienen productos impermeables y más duros. Los más importantes son: 

  1. Gres cerámico común: obtenido a partir de arcillas ordinarias, sometidas a temperaturas de unos 1.300 °C. Es muy empleado en pavimentos y paredes. 
  2. Gres cerámico fino: Obtenido a partir de arcillas conteniendo óxidos metálicos a las que se le añade un fundente (feldespato) para bajar el punto de fusión. Más tarde se introducen en un horno a unos 1.300 °C. Cuando esta a punto de finalizar la cocción, se impregnan los objetos de sal marina que reacciona con la arcilla formando una fina capa de silicoalunminato alcalino vitrificado que confiere al gres su vidriado característico. Se emplea para vajillas, azulejos... 
  3. Porcelana: obtenido a partir de una arcilla muy pura, caolín,mezclada con fundente (feldespato) y un desengrasante (cuarzo o sílex). Su cocción se realiza en dos fases: una a una temperatura de entre 1.000 y 1.300 °C y, tras aplicarle un esmalte otra a más alta temperatura pudiendo llegar a los 1.800 °C. Teniendo multitud de aplicaciones en el hogar (pilas de cocina, vajillas, tazas de café, etc.) y en la industria (toberas de reactores, aislantes en transformadores, etc.). 
PROCESADO DE MATERIALES CERAMICOS 



Las etapas básicas en la fabricación de productos cerámicos son :
  •     Extracción: obtención de la arcilla, en las canteras, llamadas barrenos, que además de ser a cielo abierto, suelen situarse en las inmediaciones de la fábrica de arcilla.
  •     Preparación: Consiste en la molienda primero y la mezcla de las diferentes materias primas que componen el material. La composición variará en función de las propiedades requeridas por la pieza de cerámica terminada. Las partículas y otros constituyentes tales como aglutinantes y lubricantes pueden ser mezclados en seco o húmedo. Para productos cerámicos tales como ladrillos comunes, tuberías para alcantarillado y otros productos arcillosos, la mezcla de los ingredientes con agua es una practica común. Para otros materiales cerámicos, las materias primas son tierras secas con aglutinantes y otros aditivos. 
  •     Conformación: los métodos de modelado de cerámica que se utilizan mas comúnmente. 
  • Prensado. La materia prima puede ser prensada en estado seco, plástico o húmedo, dentro de un troquel para formar productos elaborados 8Ver vídeo como se fabrican los azulejos más abajo).
  • Prensado en seco: este método se usa frecuentemente para productos refractarios (materiales de alta resistencia térmica) y componentes cerámicos electrónicos. El prensado en seco se puede definir como la compactación uniaxial simultanea y la conformación de los polvos granulados con pequeñas cantidades de agua y/o pegamentos orgánicos en un troquel. Después del estampado en frío, las partículas son normalmente calentadas (sinterizadas) a fin de que se consigan la fuerza y las propiedades microestructurales deseadas. El prensado en seco se utiliza mucho porque permite fabricar una gran variedad de piezas rápidamente con una uniformidad y tolerancia pequeñas
  • Extrusión. Las secciones transversales sencillas y las formas huecas de los materiales cerámicos en estado plástico a través de un troquel de embutir. (Ver vídeo como se fabrican los ladrillos más abajo).
  •     Secado: Las piezas recién moldeadas se romperían si se sometieran inmediatamente al proceso de cocción, por lo que es necesario someterlas a una etapa de secado con el propósito es eliminar el agua antes de ser sometida a altas temperaturas. Generalmente, la eliminación de agua se lleva a cabo a menos de 100ºC y puede tardar tanto como 24h. para un trozo de cerámica grande.

  •     Cocción: al cocer las arcillas a alta temperatura se producen una serie de reacciones que desembocan en una consistencia pétrea y una durabilidad adecuada para el fin para el que se destinan. Como se ha dicho antes la temperatura dependerá del tipo de material.





















Propiedades generales de los materiales cerámicos

  • Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables.
  • Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas.
  • Gran resistencia a altas temperaturas, con gran poder de aislamiento térmico  y, también, eléctrico.
  • Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los agentes atmosféricos.
  • Alta resistencia a casi todos los agentes químicos.
  • Una característica fundamental es que pueden fabricarse en formas con dimensiones determinadas
  • Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad.
- See more at: http://pelandintecno.blogspot.com.co/2013/02/materiales-ceramicos-propiedades.html#sthash.tgOWeAWf.dpuf

Propiedades generales de los materiales cerámicos

  • Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables.
  • Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas.
  • Gran resistencia a altas temperaturas, con gran poder de aislamiento térmico  y, también, eléctrico.
  • Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los agentes atmosféricos.
  • Alta resistencia a casi todos los agentes químicos.
  • Una característica fundamental es que pueden fabricarse en formas con dimensiones determinadas
  • Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad.
- See more at: http://pelandintecno.blogspot.com.co/2013/02/materiales-ceramicos-propiedades.html#sthash.tgOWeAWf.dpuf

Propiedades generales de los materiales cerámicos

  • Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables.
  • Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas.
  • Gran resistencia a altas temperaturas, con gran poder de aislamiento térmico  y, también, eléctrico.
  • Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los agentes atmosféricos.
  • Alta resistencia a casi todos los agentes químicos.
  • Una característica fundamental es que pueden fabricarse en formas con dimensiones determinadas
  • Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad.
- See more at: http://pelandintecno.blogspot.com.co/2013/02/materiales-ceramicos-propiedades.html#sthash.tgOWeAWf.dpuf

Propiedades generales de los materiales cerámicos

  • Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables.
  • Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas.
  • Gran resistencia a altas temperaturas, con gran poder de aislamiento térmico  y, también, eléctrico.
  • Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los agentes atmosféricos.
  • Alta resistencia a casi todos los agentes químicos.
  • Una característica fundamental es que pueden fabricarse en formas con dimensiones determinadas
  • Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad.
- See more at: http://pelandintecno.blogspot.com.co/2013/02/materiales-ceramicos-propiedades.html#sthash.tgOWeAWf.dpuf

Propiedades generales de los materiales cerámicos

  • Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables.
  • Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas.
  • Gran resistencia a altas temperaturas, con gran poder de aislamiento térmico  y, también, eléctrico.
  • Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los agentes atmosféricos.
  • Alta resistencia a casi todos los agentes químicos.
  • Una característica fundamental es que pueden fabricarse en formas con dimensiones determinadas
  • Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad.
- See more at: http://pelandintecno.blogspot.com.co/2013/02/materiales-ceramicos-propiedades.html#sthash.tgOWeAWf.dpuf
Se entiende por materíal cerámico el producto de diversas materias primas, especialemnte arcillas, que se fabrican en forma de polvo o pasta (para poder darles forma de una manera sencilla) y que al someterlo a cocción sufre procesos físico-químicos por los que adquiere consistencia pétrea. Dicho de otro modo mas sencillo, son materiales solidos inorgánicos no metálicos producidos mediante tratamiento térmico. Todos ellos se obtienen al hornear materiales naturales, como la arcilla o el caolín, junto con una serie de aditivos, como colorantes, desengrasantes, etc., todo ello mezclado y cocido en un horno sucesivas veces. - See more at: http://pelandintecno.blogspot.com.co/2013/02/materiales-ceramicos-propiedades.html#sthash.tgOWeAWf.dpuf
Se entiende por materíal cerámico el producto de diversas materias primas, especialemnte arcillas, que se fabrican en forma de polvo o pasta (para poder darles forma de una manera sencilla) y que al someterlo a cocción sufre procesos físico-químicos por los que adquiere consistencia pétrea. Dicho de otro modo mas sencillo, son materiales solidos inorgánicos no metálicos producidos mediante tratamiento térmico. Todos ellos se obtienen al hornear materiales naturales, como la arcilla o el caolín, junto con una serie de aditivos, como colorantes, desengrasantes, etc., todo ello mezclado y cocido en un horno sucesivas veces. - See more at: http://pelandintecno.blogspot.com.co/2013/02/materiales-ceramicos-propiedades.html#sthash.tgOWeAWf.dpuf
Publicadas por a la/s No hay comentarios.:

jueves, 1 de octubre de 2015



HORNOS

Los hornos que se usan para fundir metales y sus aleaciones varían mucho en capacidad y diseño. Varían desde los pequeños hornos de crisol que contienen unos pocos kilogramos de metal hasta hornos de varios centenares de toneladas de capacidad del horno.

El horno de fundición es usado para crear metales a partir de su forma mineral como el aluminio o acero 

Los tipos de hornos que se usan en un proceso de fundición son:

·         Horno de crisol

·         Horno eléctrico.

·         Horno por inducción.

·         Horno de arco eléctrico.

·         Horno basculante.

·         Horno de cubilote.

 

HORNOS DE ARCO ELÉCTRICO

Estos hornos tienen tapas removibles para cargarlos por arriba y el sangrado se realiza inclinando el horno.

Existen normalmente 3 electrodos de grafito en el horno que pueden ser de asta 750 mm de diámetro y de 1.5 mts a 2.5 mts de longitud. Su altura dentro del horno se puede ajustar de acuerdo a la cantidad de metal presente y al desgaste de los electrodos. 

En el horno eléctrico se introduce hierro y acero junto con los ingredientes aleantes (adecuadas para tal composición deseada) y la piedra caliza (fundente) la tapa se cierra y se bajan los electrodos. Se establece la conexión y dentro de un periodo de aproximadamente 2 horas el metal se funde (el tiempo varia de acuerdo a las necesidades), la corriente es desconectada, se elevan los electrodos, el horno es inclinado y el metal fundido es vaciado en un recipiente de traslado hacia moldes. La capacidad de los hornos eléctricos va de 60 a 90 toneladas de acero.

 

HORNOS DE RESISTENCIA

En este tipo de hornos el calor es originado por la corriente que recorre los hilos de los electrodos de aleaciones múltiples especiales o de grafito envueltos en espiral o doblados en forma de “S”, esto con el fin de que puedan desarrollar la máxima longitud en el mínimo espacio.

La temperatura máxima de trabajo que pueden resistir para un trabajo continuo se encuentra entre los 1000 y 1300 ºC. 

Los hornos son de construcción distinta según el empleo que se vaya a dar. Este tipo de horno se utiliza actualmente en fundiciones que trabajan con aleaciones ligeras porque en el mismo se puede regular automáticamente la necesaria temperatura de trabajo.



HORNOS DE INDUCCION

Un horno de inducción usa corriente alterna a través de una bobina que genera un campo magnético en el metal, el resultado de la corriente inducida causa un rápido calentamiento y la fusión del metal

El campo de fuerza electromagnético provoca una acción de mezclado en el metal líquido. Además el metal no esta en contacto directo con ningún elemento de calefacción, se uede controlar cuidadosamente el ambiente donde tiene lugar la fusión. El resultado es una fundición de alta calidad y pureza. Los hornos de inducción se usan para casi cualquier aleación cuyos requerimientos de calidad sean importantes. Sus aplicaciones para fundir aleaciones de acero, hierro gris nodular y aluminio son las más comunes que se pueden hacer

 

VENTAJAS DEL CALENTAMIENTO ELÉCTRICO

1.     Ausencia de humos de combustión

2.     Mejores condiciones de trabajo alrededor del horno y ambientales por el exterior

3.     Mayor seguridad del personal

4.     Posibilidad de mantener los hornos sin vigilancia fuera de las horas de trabajo por eliminación del peligro de explosiones

5.     Más simple utilización de las fibras cerámicas como aislamiento del horno

6.     Gran elasticidad de funcionamiento y sencilla automatización de los hornos




HORNOS DE CRISOL

Estos hornos utilizan un recipiente o crisol, hecho de material refractario (arcilla y grafito) o de acero aleado a alta temperatura para contener la carga a fundir.

La fuente de energía es el calor de una llama, generalmente producto de la combustión de un aceite, gas o carbón pulverizado.

Se utilizan para la fundición de aleaciones no ferrosas tales como latón, bronce, aleaciones de zinc, aluminio y otras más.


 



EXISTEN 3 TIPOS DE HORNOS


CRISOL MÓVIL

El crisol se coloca dentro del horno y una vez fundida la carga el crisol se levanta y saca del horno y se usa como cuchara colada.


CRISOL ESTACIONARIO

Posee un quemador integrado y el crisol no se mueve, una vez hundida la carga esta se saca con cucharas fuera del recipiente.


CRISOL BASCULANTE

También posee generalmente el quemador integrado y el dispositivo entero se inclina o bascula para vaciar la carga



HORNO DE CUBILOTE

Un cubilote es un horno cilíndrico vertical de acero recubierto de refractario, es el más usado en la fundición de hierro colado.

La carga que utiliza está constituida por hierro, coque, fundente y otros elementos de aleación que se cargan a través de una puerta ubicada en la parte superior. El coque constituye el combustible para calentar el horno a través de las aberturas cerca del fondo de la carcasa, se introduce aire forzado para la combustión del coque.

El fundante es cal, compuesto alcalino que reacciona con la ceniza de coque y otras impurezas para formar la escoria, que sirve para cubrir la fundición, protegiéndola de reaccionar con la atmosfera interior del cubilote y reduciendo las perdidas de calor. Los cubilotes operan de manera continua, tiene elevadas velocidades de fusión y producen grandes cantidades de metal líquido.







SELECCIÓN DEL HORNO

Para la selección adecuada del horno se requiere tomar en consideración varios factores que pueden influir de manera significativa en la calidad de las fundiciones, así como la economía de las operaciones de fundición. Dentro de las necesidades de selección de un horno en general depende de los siguientes factores entre otros:

·         Consideraciones económicas, como costo inicial, costo de operación y mantenimiento, costo de combustibles.

·         La composición y el punto de fusión de la aleación a fundir, así como la facilidad para controlar sus características químicas

·         El control de la atmosfera del horno para evitar contaminación del metal

·         La capacidad y la rapidez de fusión requeridas

·         Consideraciones de tipo ecológico como contaminación del aire y ruido

·         Suministro de energía y su disponibilidad

·         Facilidad de sobrecalentamiento del metal

·         Tipo de material de carga que es posible utiliza


Publicadas por a la/s No hay comentarios.:

jueves, 24 de septiembre de 2015

METALES

Propiedades físicas de una aleación metálica son función de la
composición química y de la microestructura

Aleaciones: Hierro-Carbono (aceros), Cu-Ni, Aluminio-Magnesio, et

Microestructura se puede establecer (en la mayor parte de los casos) a partir del diagrama de fases de la aleación Diagrama de fases: Resume de forma gráfica los rangos de temperatura y composición en los ciertas fases o mezclas de fases existen en condiciones de equilibrio termodinámico.


METALES FORROSOS

  • Los metales o productos ferrosos se casifican en:
HIERROS: Son aquellos productos cuyo porcentaje de carbono está comprendido entre el 0,01% y 0,03%.
ACEROS: Son aleaciones de hierro – carbono, puediendo contener otros elementos químicos. El porcentaje de carbono está comprendido entre el 0,03% y el 1,76%.
FUNDICIONES: Son aleaciones de hierro – carbono, cuyo porcentaje de carbono está comprendido entre el 1,76% y 6,67%.
GRAFITOS: Se obtienen cuando el porcentaje de carbono es mayor del 6,67%. No tiene aplicaciones porque son muy frágiles.
  • El acero se obtiene mediante dos métodos:
MEDIANTES LOS ALTOS HORNOS
Se introduce el mineral de hierro en el horno hasta llegar al etalaje. Aquí, donde la temperaturaronda los 1650º, el hirro presente transforma en gotitas que se depositan en el crisol.
La cal reacciona con la ganga y fomra la escoria. Ésta se extrae por las bogoteras o piqueras de escoria.
Cada cierto tiempo, se abre la piquera de arrabio y se obtiene éste (hierro líquido), que contiene muchas impurezas.
A paritr de ese momento el arrabio se lleva a on convertidor LD, donde tiene lugasr el siguiente proceso.
  • PASO 1: Se inclina el horno y se añade el arrabio, el fundente y, a veces la chatarra.
  • PASO 2: Se pone vertical y se baja la lanza para inyectar oxígeno en el metal fundido. Deesta forma las impurezas se queman.
  • PASO 3: Se inclina el horno y se saca la escoria que folta sobre el acero, ya obtenido.
  • PASO 4: Se vierte el acero sobre la cuchara y se añaden ferroaleciones y carbono.
MEDIANTE HORNO ELÉCTRICO
  • PASO 1: Se introducen la chatarra y el fundente.
  • PASO 2: Se cierra el horno y se acercan los electrodos a la chatarra, para que salte el arco eléctrico y comience a fundir.
  • PASO 3: Cuando la chatarra está fundida, se inyecta oxígeno para eliminar los elementos indeseables, como el Si, Mg, P…
  • PASO 4: Se inclina el horno y se extrae la escoria. Después se le añaden carbono y ferroaleaciones para dar uniformidad al baño.

  • PASO 5: Se inclina el horno y se vierte el acero en la cuchara, que lo llevará al área de moldeo.
Entre los materiales no ferrosos más destacados se encuentran:

ESTAÑO

Es un metal plateado, maleable, que no se oxida fácilmente con el aire y es resistente a la corrosión. Se encuentra en muchas aleaciones y se usa para recubrir otros metales protegiéndolos de la corrosión. Una de sus características más llamativas es que bajo determinadas condiciones forma la peste del estaño. Al doblar una barra de este metal se produce un sonido característico llamado grito del estaño, producido por la fricción de los cristales que la componen.
1. APLICACIONES
  • Se usa como revestimiento protector del cobre, del hierro y de diversos metales usados en la fabricación de latas de conserva.
  • Su uso también es de disminuir la fragilidad del vidrio.
  • Los compuestos de estaño se usan para fungicidas, tintes, dentifrícos (SnF2) y pigmentos.
  • Se usa para hacer bronce, aleación de estaño y cobre.
  • Se usa para la soldadura blanda, aleado con plomo.
  • Se usa en aleación con plomo para fabricar la lámina de los tubos de los órganos musicales.
  • En etiquetas
  • Recubrimiento de acero.
2. OBTENCIÓN
El estaño se obtiene del mineral casiterita (óxido de estaño (IV)) en donde se presenta como óxido. y también en el cobre. Dicho mineral se muele y se enriquece en dióxido de estaño por flotación, después se tuesta y se calienta con coque en un horno de reverbero con lo cual se obtiene el metal.

 

COBRE

Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, caracterizada por ser los mejores conductores de electricidad. Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos.
El cobre forma parte de una cantidad muy elevada de aleaciones que generalmente presentan mejores propiedades mecánicas, aunque tienen una conductividad eléctrica menor. Las más importantes son conocidas con el nombre de bronces y latones. Por otra parte, el cobre es un metal duradero porque se puede reciclar un número casi ilimitado de veces sin que pierda sus propiedades mecánicas.

1. Propiedades físicas

El cobre posee varias propiedades físicas que propician su uso industrial en múltiples aplicaciones, siendo el tercer metal, después del hierro y del aluminio, más consumido en el mundo. Es de color rojizo y de brillo metálico y, después de la plata, es el elemento con mayor conductividad eléctrica y térmica. Es un material abundante en la naturaleza; tiene un precio asequible y se recicla de forma indefinida; forma aleaciones para mejorar las prestaciones mecánicas y es resistente a la corrosión y oxidación.
2. Propiedades mecánicas
Tanto el cobre como sus aleaciones tienen una buena maquinabilidad, es decir, son fáciles de mecanizar. El cobre posee muy buena ductilidad y maleabilidad lo que permite producir láminas e hilos muy delgados y finos. Es un metal blando, con un índice de dureza 3 en la escala de Mohs (50 en la escala de Vickers) y su resistencia a la tracción es de 210 MPa, con un límite elástico de 33,3 MPa.[1] Admite procesos de fabricación de deformación como laminación o forja, y procesos de soldadura y sus aleaciones adquieren propiedades diferentes con tratamientos térmicos como temple y recocido. En general, sus propiedades mejoran con bajas temperaturas lo que permite utilizarlo en aplicaciones criogénicas.
3. ALEACIONES MÁS CONOCIDAS
BRONCE (Cu – Sn)
LATÓN (Cu – Zn)
ALPACA (Cu – Zn – Ni)

 

PLOMO

El plomo es un metal pesado de densidad relativa o gravedad específica 11,4 a 16 °C, de color azuloso, que se empaña para adquirir un color gris mate. Es flexible, inelástico y se funde con facilidad.
1. Características generales
Los compuestos de plomo más utilizados en la industria son los óxidos de plomo, el tetraetilo de plomo y los silicatos de plomo. El plomo forma aleaciones con muchos metales, y, en general, se emplea en esta forma en la mayor parte de sus aplicaciones. Todas las aleaciones formadas con estaño, cobre, arsénico, antimonio, bismuto, cloro, cloroformo, ésteres, cadmio y sodio tienen importancia industrial. Es tóxico y ha producido envenenamiento de trabajadores por su uso inadecuado y mala manipulación, y por una exposición excesiva a los mismos, debida a una incompetencia importante por parte de trabajadores y empleadores.
El plomo rara vez se encuentra en su estado elemental. Se presenta comúnmente como sulfuro de plomo en la galena.

 

ALUMINIO

Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales.[1] En estado natural se encuentra en muchos silicatos (feldespatos, plagioclasas y micas). Como metal se extrae del mineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio mediante electrólisis.
1. Características físicas
Entre las características físicas del aluminio, destacan las siguientes:
  • Es un metal ligero, cuya densidad es de 2700 kg/m3 (2,7 veces la densidad del agua), un tercio de la del acero.
  • Tiene un punto de fusión bajo: 660 ºC (933 K).
  • El peso atómico del aluminio es de 26,9815 u.
  • Es de color blanco brillante, con buenas propiedades ópticas y un alto poder de reflexión de radiaciones luminosas y térmicas.
  • Tiene una elevada conductividad eléctrica comprendida entre 34 y 38 m/(Ω mm2) y una elevada conductividad térmica (80 a 230 W/(m·K)).
  • Resistente a la corrosión, a los productos químicos, a la intemperie y al agua de mar, gracias a la capa de Al2O3 formada.
  • Abundante en la naturaleza. Es el tercer elemento más común en la corteza terrestre, tras el oxígeno y el silicio.
  • Su producción metalúrgica a partir de minerales es muy costosa y requiere gran cantidad de energía eléctrica.
  • Material fácil y barato de reciclar.

2. Características mecánicas

Entre las características mecánicas del aluminio se tienen las siguientes:
  • De fácil mecanizado.
  • Muy maleable, permite la producción de láminas muy delgadas.
  • Bastante dúctil, permite la fabricación de cables eléctricos.
  • Material blando (Escala de Mohs: 2-3). Límite de resistencia en tracción: 160-200 N/mm2 [160-200 MPa] en estado puro, en estado aleado el rango es de 1400-6000 N/mm2. El duraluminio es una aleación particularmente resistente.
  • Para su uso como material estructural se necesita alearlo con otros metales para mejorar las propiedades mecánicas.
  • Permite la fabricación de piezas por fundición, forja y extrusión.
  • Material soldable.
  • Con CO2 absorbe el doble del impacto.

3. Características químicas

  • Debido a su elevado estado de oxidación se forma rápidamente al aire una fina capa superficial de óxido de aluminio (Alúmina Al2O3) impermeable y adherente que detiene el proceso de oxidación, lo que le proporciona resistencia a la corrosión y durabilidad. Esta capa protectora, de color gris mate, puede ser ampliada por electrólisis en presencia de oxalatos.
  • El aluminio tiene características anfóteras. Esto significa que se disuelve tanto en ácidos (formando sales de aluminio) como en bases fuertes (formando aluminatos con el anión [Al (OH)4]–) liberando hidrógeno.
  • La capa de óxido formada sobre el aluminio se puede disolver en ácido cítrico formando citrato de aluminio.
  • El principal y casi único estado de oxidación del aluminio es +III como es de esperar por sus tres electrones en la capa de valencia.

 

TITANIO

Es un metal abundante en la naturaleza; se considera que es el cuarto metal estructural más abundante en la superficie terrestre y el noveno en la gama de metales industriales. No se encuentra en estado puro sino en forma de óxidos, en la escoria de ciertos minerales de hierro y en las cenizas de animales y plantas. Su utilización se ha generalizado con el desarrollo de la tecnología aeroespacial, donde es capaz de soportar las condiciones extremas de frío y calor que se dan en el espacio y en la industria química, por ser resistente al ataque de muchos ácidos; asimismo, este metal tiene propiedades biocompatibles, dado que los tejidos del organismo toleran su presencia, por lo que es factible la fabricacion de muchas prótesis e implantes de este metal.
Posee propiedades mecánicas parecidas al acero, tanto puro como en las aleaciones que forma, por tanto compite con el acero en muchas aplicaciones técnicas, especialmente con el acero inoxidable.
1. Características físicas
Entre las características físicas del titanio se tienen las siguientes:

2. Características mecánicas

Entre las características mecánicas del titanio se tienen las siguientes:

3. Características químicas

  • Se encuentra en forma de óxido, en la escoria de ciertos minerales y en cenizas de animales y plantas.
  • Presenta dimorfismo, a temperatura ambiente tiene estructura hexagonal compacta (hcp) llamada fase alfa. Por encima de 882 ºC presenta estructura física centrada en el cuerpo (bcc) se conoce como fase beta.
  • La resistencia a la corrosión que presenta es debida al fenómeno de pasivación que sufre (se forma un óxido que lo recubre). Es resistente a temperatura ambiente al ácido sulfúrico (H2SO4) diluido y al ácido clorhídrico (HCl) diluido, así como a otros ácidos orgánicos, también es resistente a las bases, incluso en caliente. Sin embargo se puede disolver en ácidos en caliente. Asimismo, se disuelve bien en ácido fluorhídrico (HF), o con fluoruros en ácidos. A temperaturas elevadas puede reaccionar fácilmente con el nitrógeno, el oxígeno, el hidrógeno, el boro y otros no metales.
  • Sus iones no tienen existencia a pH básicos.

 

MAGNESIO

El metal puro no se encuentra en la naturaleza. Una vez producido a partir de las sales de magnesio, este metal alcalino-térreo es utilizado como un elemento de aleación.
1. APLICACIONES
  Aditivo en propelentes convencionales.
  Obtención de fundición nodular (hierro–silicio-Mg) ya que es un agente esferoidizante/nodulizante del grafito.
  Agente reductor en la obtención de uranio y otros metales a partir de sus sales.
  El hidróxido (leche de magnesia), el cloruro, el sulfato (sales Epsom) y el citrato se emplean en medicina.
  El polvo de carbonato de magnesio (MgCO3) es utilizado por los atletas como gimnastas y levantadores de peso para mejorar el agarre de los objetos. Es por este motivo prácticamente imprescindible en la escalada de dificultad para secar el sudor de manos y dedos del escalador y mejorar la adherencia a la roca. Se lleva en una bolsa colgada de la cintura.
  Otros usos incluyen flashes fotográficos, pirotecnia y bombas incendiarias.


SUPERALEACIONES

¿Que son las Superaleaciones?

Las superaleaciones ofrecen una excelente resistencia mecánica, además de brindar una gran resistencia a altas temperaturas, estabilidad y una gran resistencia a la corrosión y la oxidación. Principalmente es usado para el sector aeroespacial, así como válvulas bi-metálicas, por donde circulan ácidos altamente corrosivos.
Las superaleaciones tienen una matriz austenítica y un elemento de superaleación de base de aleación es generalmente níquel, cobalto o níquel-hierro. Algunos ejemplos de superaleaciones son Hastelloy, Inconel, Waspaloy, aleaciones René, aleaciones de Haynes ó Incoloy, mismas que se pueden fundir en RADVER S.A. de C.V.
Otra característica importante de las superaleaciones es la resistencia a la fatiga, es por ello que se usa en gran medida a la industria aeroespacial.
Las superaleaciones pueden ofrecer resistencia a altas temperaturas gracias a su fortalecimiento de solución sólida. La oxidación y resistencia a la corrosión es proporcionada por la formación de un recubrimiento de barrera térmica, que se forma cuando el metal está expuesto al oxígeno y recubre el material.
También se utilizan en medios corrosivos en lugar de otros materiales metálicos (por ejemplo) en lugar de acero inoxidable en ambientes de agua salada o ácido.
Las superaleaciones basadas en níquel, como regla general, poseen una composición química compleja. Incluye de 12 a 13 componentes cuidadosamente equilibrados para obtener las propiedades requeridas. El contenido de impurezas tales como silicio (Si), fósforo (P), azufre (S), oxígeno (O) y nitrógeno (N) también está controlado. El contenido de elementos tales como selenio (Se), teluro (Te), plomo (Pb) y bismuto (Bi), debe ser insignificante, siempre que la selección de materias primas con un contenido bajo de estos elementos, pues no es posible deshacerse de ellos durante la fusión. Estas aleaciones contienen normalmente de un 10 a 12% de cromo (Cr), hasta un 8% de aluminio (Al) y titanio (Ti), de 5 a 10% de cobalto (Co), así como pequeñas cantidades de boro (B), circonio (Zr) y carbono (C). A veces, el agregado de molibdeno (Mo), wolframio (W), niobio (Nb), tántalo (Ta) y hafnio (Hf).
La otra vertiente de superaleaciones, son quellas basadas en cobalto son aleaciones se denominan "estelite", se utilizan para la producción de herramientas de corte y piezas resistentes al desgaste. A pesar de que las superaleaciones basadas en niquel desplazaron a las aleaciones basadas en cobalto, existen muchas aplicaciones ideoneas para continuar con las aleaciones basadas en níquel.
Publicadas por a la/s 1 comentario:
Suscribirse a: Entradas (Atom)