MATERIALES METБLICOS

1
MATERIALES METÁLICOS

• Presentación realizada por
• Virgilio Marco Aparicio.
• Profesor de Apoyo al Área Práctica del
• IES Tiempos Modernos.
• ZARAGOZA

2
MATERIALES METÁLICOS

• ÍNDICE
• Los materiales metálicos
• El hierro y el acero
• Materiales metálicos no férricos
• Fabricación con metales. Trazado y corte
• Fabricación con metales. Deformación y arranque
  de viruta
• Fabricación con metales. Uniones y acabados
• Fabricación industrial con metales.

3
LOS MATERIALES METÁLICOS.Generalidades
Volver al índice

• Son aquellos que están compuestos básicamente por
  uno o más metales. También pueden contener otros
  materiales como el carbono.

• Los materiales metálicos cuyo componente
  principal es el hierro son llamados materiales
  férricos. Son ejemplos de estos el hierro y el
  acero.

Acero
Hierro

• Los materiales metálicos obtenidos a partir de
  otros metales son llamados materiales no
  férricos.

Cinc
Cobre
4
LOS MATERIALES METÁLICOS. Propiedades
Volver al índice

• Los materiales metálicos
• conducen bien el calor y la electricidad.
• Su aspecto presenta un cierto brillo.
• A temperatura ambiente suelen ser sólidos,
  excepto el mercurio.
• Funden a la temperatura que llamamos punto de
  fusión.
• Son maleables y dúctiles. Los que más el oro, la
  plata y el cobre.

Conductores
Se funden
Mercurio
Oro nativo
Plata nativa
Cobre
5
LOS MATERIALES METÁLICOS. Aleaciones
Volver al índice

• Una aleación es un material metálico que se
  obtiene al mezclar y fundida y dejar que
  solidifique una mezcla de un metal con otros
  materiales, casi siempre otros metales.
• El producto resultante tiene características
  metálicas y alguna propiedad que no tenían los
  componentes por separado.
• El latón, por ejemplo, es una mezcla de cobre y
  cinc y resulta más duro y con resistencia
  eléctrica.

Latón
Aleaciones
6
LOS MATERIALES METÁLICOS. Formas comerciales
Volver al índice

• Formas comerciales más habituales de materiales
  metálicos son
• Largos barras cuadradas o redondas y alambres.
• Planos superficies de diferentes espesores, las
  más finas se denominan chapas.
• Perfiles barras con formas especiales en u,
  triangular, ...
• Lingotes bloques obtenidos al vaciar metal
  líquido en un molde.

Largos
Planos
Perfiles
Lingotes
7
LOS MATERIALES METÁLICOS. Obtención
Volver al índice

• Los metales no suelen aparecer puros, sino
  combinados con otros elementos y formando
  minerales
• La Minería se encarga de extraer minerales
  metálicos o menas.
• La Metalurgia trata de los metales elaborados y
  sus propiedades.
• Calcinación y tostación es un proceso para
  obtener metales libres o puros calentando las
  menas en hornos y eliminando los óxidos que se
  producen.
• Electrolisis es un proceso para obtener metales
  libres fundiendo el mineral, introduciendo en la
  fundición dos electrodos y haciendo circular una
  corriente eléctrica de modo que el metal puro se
  deposita en un electrodo.

Minería
Calcinador
Nave de electrolisis
8
LOS MATERIALES METÁLICOS. De uso frecuente en el
aula taller
Volver al índice

• En el aula taller solemos utilizar materiales
  metálicos ya sea en sus formas comerciales o
  reciclándolos a partir de objetos fuera de uso.
  Algunos de uso muy frecuente son

Latas de latón
Piezas de cobre
Piezas de aluminio
Piezas de acero
9
EL HIERRO Y EL ACERO.La siderurgia
Volver al índice
El proceso siderúrgico, a grandes rasgos,
transcurre en las siguientes etapas.
1. Extracción del mineral
5. B) Transformación del arrabio en Hierro dulce
o fundición de hierro
2. Separación de menas y gangas
5. A) Transformación del arrabio en acero
3. Calcinación
Para saber más sobre la siderurgia pulsa aquí
4. Separación de Escoria y arrabio
10
EL HIERRO Y EL ACERO.El hierro dulce
Volver al índice

• Es hierro puro en un 99,9 o más.
• Tiene pocas aplicaciones industriales y resulta
  muy difícil de obtener.
• También se llama hierro forjado por que es muy
  dúctil y maleable.
• Se emplea en trabajos de forja y para construir
  electroimanes y transformadores eléctricos.

Trabajo en forja
Electroimán
Transformador
11
EL HIERRO Y EL ACERO.Los aceros
Volver al índice

• Los aceros son aleaciones de hierro y de carbono
  (entre el 003 y el 176 ) a las que se añaden
  otros materiales (manganeso, níquel, titanio,
  etc.) según las propiedades del tipo de acero que
  se desee lograr. Se aplican en muchos campos
  industriales. Hay dos tipos de aceros
• Aceros comunes. Hechos sólo con hierro y carbono.
  Son muy fáciles de soldar y poco resistentes a la
  corrosión. Se emplean en estructuras, clavos,
  tornillos, herramientas, ...
• Aceros aleados. Hechos con hierro, carbono y
  otros elementos.Muy resistentes a la corrosión,
  al desgaste y a las altas temperaturas. Se
  emplean para fabricar instrumentos y piezas
  especiales.

Acero común
Aceros aleados
12
EL HIERRO Y EL ACERO.Las fundiciones
Volver al índice

• Las fundiciones son aleaciones de hierro y
  carbono (entre el 176 y el 667 ) . Al tener
  más carbono resisten mejor la corrosión y los
  cambios de temperatura. Son fáciles de moldear y
  se emplean en la fabricación de piezas de gran
  tamaño. Se clasifican en
• Fundiciones ordinarias. Hechos sólo con hierro y
  carbono y alguna pequeña parte de otro material.
  No se pueden trabajar en la forja.
• Fundiciones aleadas. Hechos con hierro, carbono y
  otros elementos con los cuales mejoran sus
  propiedades.

Fabricados con fundición
13
MATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOS
Volver al índice

• Los materiales no férricos son más caros y
  difíciles de obtener que los férricos, sin
  embargo presentan algunas propiedades que los
  hacen necesarios son más difíciles de oxidar,
  conducen mejor la electricidad y el calor, funden
  a temperaturas más bajas, son más fáciles de
  mecanizar, etc. Se clasifican en
• Metales pesados. Su densidad es igual o mayor a 5
  Kg./dm3. Entre ellos están el cobre, el plomo, el
  cinc, el estaño, el níquel, el mercurio, el
  volframio, etc.
• Metales ligeros. Su densidad es entre 2 y 5
  Kg./dm3. Son ejemplos el aluminio y el titanio.
• Metales ultraligeros. Con densidad menor de 2 .
  El magnesio es el más utilizado en la industria.

Metales ligeros. Aluminio y titanio.
Metales ultraligeros. Magnesio natural y elaborado
Metales pesados.Cinc, cobre, mercurio, volframio.
14
MATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOS. El cobre
Volver al índice

• El cobre es un metal de color rojo brillante,
  muy resistente a la corrosión, conduce bien el
  calor y la electricidad, es muy dúctil y
  maleable. Se obtiene de minerales como la
  cuprita, la calcopirita y la malaquita.
• Se ha usado desde la antigüedad para hacer armas,
  adornos, monedas, etc. Hoy se usa en conductores
  eléctricos, alambiques, y conducciones de gas y
  agua, así como otros usos en construcción. Sus
  aleaciones principales son
• Los bronces. Aleaciones de cobre y estaño, tanto
  más duras cuanto más estaño contienen.
• Los latones. Aleaciones de cobre y cinc usadas
  para hacer canalizaciones, tornillos, válvulas de
  gas y agua, bisagras, etc..

Minerales de cobre. Cuprita, calcopirita y
malaquita.
Bronce.
Latones.
Cobre.
15
MATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOS. El aluminio
Volver al índice

• El aluminio es un metal de color plateado claro,
  es muy resistente a la oxidación, ligero, buen
  conductor del calor y la electricidad y fácil de
  mecanizar. Se obtiene de la bauxita.
• Se emplea en aleaciones ligeras, tan resistentes
  como el acero y mucho menos pesadas. Con ellas se
  fabrican productos muy variados, desde latas de
  refrescos como fuselajes de aviones, ventanas,
  maquinaria, etc.

Bauxita.
Productos de aluminio.
16
MATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOS. El estaño
Volver al índice

• El estaño es un metal de aspecto blanco
  brillante, muy resistente al aire, fácil de
  fundir y de trabajar. Es muy maleable en frío y
  en caliente se torna quebradizo. Se obtiene de la
  casiterita.
• Se emplea, aleado con plomo o con plata, para
  soldadura blanda. También para recubrir el
  hierro, obteniendo hojalata, y para recubrir el
  cobre, pues al no ser tóxico puede usarse en
  instrumentos de alimentación.

Productos de estaño, hojalata y otras aleaciones.
Casiterita.
17
MATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOS. El cinc
Volver al índice

• El cinc es un metal blando de color blanco
  azulado, resistente a la intemperie. Se obtiene
  de la blenda.
• Se emplea en la fabricación de recipientes,
  canalones y planchas para cubiertas. También para
  recubrir planchas de hierro por dos
  procedimientos
• Cincado. Introduciendo las piezas de hierro en un
  baño de cinc fundido.
• Galvanizado. Recubriendo las piezas de hierro por
  electrolisis.

Blenda.
Chapa de hierro galvanizado.
Nave de cincado.
18
FABRICACIÓN CON METALES. Trazado y corte 1.
Volver al índice

• TRAZADO. Antes de fabricar una pieza hay que
  trazarla o dibujarla, con las medidas del
  croquis, sobre el material de partida.
• Se traza tratando de aprovechar el material
  disponible lo mejor posible. Para piezas pequeñas
  se usarán retales. Las piezas grandes se dibujan
  lo más cerca posible de los bordes para no
  desaprovechar mucho material.
• Se traza con exactitud para fabricar la pieza
  correctamente.
• Se emplean útiles de dibujo sobre metal como la
  escuadra, la punta de trazar, la regla y el
  compás de puntas

Útiles de trazado sobre metales compás, escuadra
de 90º, escuadra de 120º, punta, regla metálica.
19
FABRICACIÓN CON METALES. Trazado y corte 2.
Volver al índice

• CORTE. El corte de piezas metálicas se realiza
  con diferentes herramientas, cada una de las
  cuales tiene su modo de uso.
• Tijera de chapa. Sirve para cortar chapas finas
  de latón u hojalata.
• Alicates. Empleados para cortar alambres no muy
  gruesos. Hay de diferentes tipos según sea la
  forma de la punta universales, de corte, planos,
  redondos, de punta curva, etc.

Alicates de corte, universal, de punta curva, de
punta redonda y de punta plana.
Tijera para chapa.
20
FABRICACIÓN CON METALES. Trazado y corte 3
Volver al índice

• ASERRADO. El aserrado se realiza sobre alambres
  gruesos, varillas, chapas gruesas, tubos,
  perfiles, etc. Se emplea la sierra de arco cuyas
  hojas son intercambiables. Cuanto más duro es el
  metal a cortar tanto más finos deben ser los
  dientes de la hoja que se emplee.

Para el aserrado se procede del siguiente modo
1º Se elige la hoja de sierra adecuada.
2º Se sujeta la pieza fuertemente.
3º Se sierra haciendo presión al avanzar y
levantando al retroceder, haciendo movimientos
largos y manteniendo la sierra perpendicular.
4º Para cortar chapas se colocan entre dos piezas
de madera, que se cortarán a la vez que la chapa,
para evitar que ésta se doble.
21
FABRICACIÓN CON METALES. Deformación y arranque
de viruta 1.
Volver al índice

• DEFORMACIÓN. El trabajo por deformación se
  realiza con las herramientas y las técnicas
  adecuadas al material que se esté trabajando. El
  trabajo con chapa exige siempre el uso de guantes
  para evitar cortarse. Muchos alambres se pueden
  doblar con las manos, sin embargo los doblados de
  cierta precisión otros deben hacerse con
  alicates. el uso de alicates.

Si la chapa no es muy gruesa y se quiere doblar
en ángulo diedro podemos apoyarnos en el borde de
la mesa de trabajo.
Si se pretende que la pieza se doble en forma de
u, redonda, o de otra forma particular debe
usarse un molde
Si la chapa es gruesa y se desea doblar en ángulo
diedro debe usarse un tornillo de banco para
sujetar, un taco para amortiguar el golpe y un
martillo para golpear.
Para doblar chapas gruesas con formas especiales
deben usarse los moldes sujetos al tornillo de
banco.
22
FABRICACIÓN CON METALES. Deformación y arranque
de viruta 2.
Volver al índice

• TALADRADO

Si la pieza es de grosor considerable será
necesaria la taladradora eléctrica con broca para
metales. Para evitar que la broca se desplace al
iniciar el taladro se marcará el centro con un
granete.
Si la pieza a taladrar es fina puede hacerse con
un punzón y un martillo
Para hacer taladros perfectamente rectos e usan
soportes verticales para la taladradora o bien
taladradoras de columna.
23
FABRICACIÓN CON METALES. Deformación y arranque
de viruta 3.
Volver al índice

• LIMADO. Es la técnica que se emplea para rematar
  los cortes de las sierras, eliminar las rebabas,
  redondear cantos, aplanar o curvar superficies.
  Se realiza con limas.
• Las limas son herramientas de acero templado con
  estrías en su superficie.
• Las limas son de formas muy variadas planas,
  redondas, triangulares, cuadradas, etc.
• Según la finura del trabajo a realizar las limas
  pueden tener el grano mayor o menor, dando lugar
  a limas finas, medias y bastas.

24
FABRICACIÓN CON METALES. Uniones y acabados 1.
Volver al índice

• UNIONES FIJAS.

Remaches. Se usan para unir superficies de poco
espesor. Son piezas fabricadas con materiales
blandos y tenaces.
Soldadura blanda. Es la unión realizada con
estaño fundido. Se puede unir piezas de cobre,
latón u hojalata, pero no de aluminio
Pegado. Hay muchos tipos de pegamentos, entre
ellos está el termofusible realizado mediante
barras aplicada con una pistola que las funde
25
FABRICACIÓN CON METALES. Uniones y acabados 2.
Volver al índice

• UNIONES DESMONTABLES.

Tornillos y tuercas. Los hay con infinidad de
formas y tamaños. A veces se usan con ellos
arandelas que consiguen que la unión es más
robusta.
Pasadores. Son piezas de metal que fijan las
piezas en las que se colocan atravesados. Los hay
de aletas, cónicos o bulones y planos o chavetas.
ACABADOS. Se usan para proteger de la humedad y
de la consiguiente corrosión. La aplicación de
barnices o pinturas requiere el alisado previo de
la superficie.
26
FABRICACIÓN CON METALES. Uniones y acabados 3.
Volver al índice

• LAS LLAVES FIJAS.

Las llaves fijas. Son herramientas que se emplean
para apretar y aflojar tornillos y tuercas. Están
formadas por un mango y una o dos bocas. Sus
formas dependen del uso para el que vayan a ser
empleadas. Algunos tipos son
Llave en codo
Llave en cruz
Llave fija
Llaves allen
Llave de tubo
Llaves torx
Llave en estrella
27
FABRICACIÓN INDUSTRIAL CON METALES. Por
deformación 1.
Volver al índice
Plegado. Se realiza en frío con máquinas
plegadoras para obtener chapas onduladas y
algunos perfiles metálicos.
Embutición. Se realiza con embutidoras que son
prensas con las que, mediante un punzón o
troquel, se da forma cóncava o hueca a una chapa
gruesa .
Estampación. Se realiza en frío dando forma a la
pieza presionándola entre dos moldes llamados
estampas.
Forja. Se realiza en caliente dando forma a las
piezas mediante golpes con mazas y martillos.
28
FABRICACIÓN INDUSTRIAL CON METALES. Por
deformación 2.
Volver al índice
Trefilado. Se usa para obtener alambres y cables
pasando un metal por orificios cada vez más
estrechos en unas máquinas llamadas hileras.
Laminación. Se usa para obtener perfiles redondos
, cuadrados o de otras formas pasando el material
en caliente por dos rodillos con la forma
adecuada. Los rodillos presionan y arrastran la
barra de metal.
Extrusión. Se realiza empujando una masa plástica
a través de una abertura que tiene una forma
establecida. Así se logran barras y perfiles de
una forma similar al modo usado para hacer
churros.
29
FABRICACIÓN INDUSTRIAL CON METALES. Por moldeo.
Volver al índice
En el moldeo se calienta el material hasta
fundirlo para verterlo después en un molde que
tiene la forma y el tamaño de la pieza que se
desea fabricar. El moldeo industrial logra
temperaturas tan altas como para moldear piezas
de acero y otros metales, cosa que no se puede
lograr en el moldeo artesanal.
30
FABRICACIÓN INDUSTRIAL CON METALES. Corte
mecánico.
Volver al índice
El corte por procedimientos mecánicos presenta
dos variantes
Por chorro de agua que usa un finísimo chorro de
agua proyectado a una presión muy elevada. Se usa
en alimentos congelados y chapas muy finas.
Serrado que se lleva a cabo con sierras de cinta
o de disco accionadas por máquinas especiales.
31
FABRICACIÓN INDUSTRIAL CON METALES. Corte térmico.
Volver al índice
El corte por procedimientos térmicos presenta
tres variantes
Oxicorte se realiza con un soplete en el que se
queman un gas combustible y un chorro de oxígeno.
Láser emplea un haz de luz muy concentrada
logrando cortes finísimos y de gran precisión en
cualquier material.
Por arco emplea el calor producido por una
corriente eléctrica muy elevada.
32
FABRICACIÓN INDUSTRIAL CON METALES. Mecanizado.
Volver al índice
Los procesos con arranque de virutas también se
llaman mecanizado podemos encontrarnos con los
siguientes procesos
Fresado mediante una fresadora se desplaza el
material horizontalmente mientras la herramienta
que lo corta gira.
Taladrado es la realización de orificios mediante
la taladradora
Torneado realiza piezas cilíndricas o cónicas
mediante un torno que trabaja de modo similar a
la fresadora
Lijado se realiza con una lijadora que arranca
partículas muy pequeñas de material logrando
alisar así su superficie
Rectificado es un acabado y pulido que se realiza
en la rectificadora mediante un disco abrasivo
llamado muela