TEMA 7:

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TEMA 7

• MATERIALES NO FERROSOS

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TEMA 7 MATERIALES NO FERROSOS
1. INTRODUCCIÓN

• MATERIALES NO FERROSOS, frente a los ferrosos
  tienen las siguientes propiedades
• Resistencia a la corrosión
• Poco peso
• Resistencia al desgaste
• Buena conductividad térmica y eléctrica.

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2. CLASIFICACIÓN

• PESADOS, Densidad gt 5 kg/dm3 Cobre (Cu), Plomo
  (Pb), Cinc (Zn), Estaño (Sn), Níquel (Ni), Cromo
  (Cr), Cobalto (Co), Mercurio (Hg) y el volframio
  (W).
• LIGEROS, Densidad 2 5 kg/dm3 Aluminio (Al) y
  Titanio (Ti)
• ULTRALIGEROS, Densidad lt 2 kg/dm3 Magnesio (Mg)
  y Berilio (Be)

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COBRE (Cu)

• Se obtiene de los siguientes minerales
• Cuprita (óxido de cobre) hasta 88 Cu.
• Calcopirita (Sulfuro de hierro y cobre),
  principal mena del cobre.
• Malaquita (Hidróxido de Cobre) 55 Cu.
• Cobre nativo cobre puro, con 1 Cu.
• CARACTERÍSTICAS
• Muy buen conductor de la electricidad y calor.
• Muy dúctil y maleable
• Puede ser soldado con estaño con facilidad.

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PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Cu

• PREPARACIÓN DE LOS MINERALES
• Trituración
• Molienda (hasta convertir en polvo)
• TOSTACIÓN, enriquecimiento del polvo por
  flotación y tostación en un horno de pisos
  eliminando el S)
• CALCINACIÓN
• REDUCCIÓN, en convertidor similar a los
  siderúrgicos
• AFINADO ELECTROLÍTICO

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PLOMO (Pb)

• Se obtiene de la GALENA (Sulfuro de Plomo), hasta
  86 Pb
• CARACTERÍSTICAS
• Es un metal pesado
• Muy blando (puede rayarse con la uña)
• Poco tenaz, muy dúctil y maleable, poco
  resistente.
• Resiste muy bien la corrosión
• Baja conductividad eléctrica y mediana conduc.
  térmica.
• Se funde fácilmente y se alea con dificultad,
  excepto con el estaño y antimonio.

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PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Pb

• PREPARACIÓN DE LOS MINERALES
• Trituración
• Separación de la ganga
• TOSTACIÓN,
• FUSIÓN, en alto horno
• AFINO ELECTROLÍTICO
• APLICACIONES Protector en radiología (Rayos X),
  tuberías y conducción de líquidos y gases,
  juguetes, pinturas protectoras (minio).

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CINC (Zn)

• Se obtiene de los siguientes minerales
• Calamina
• Blenda (40 50 Zn)
• CARACTERÍSTICAS
• Peso medio, poco dúctil, poco tenaz, y frágil.
• poco maleable en frío, pero sí entre 100 150
  ºC.
• Puede ser soldado con estaño con facilidad.
• Los objetos de cinc no son atacados por lejías,
  detergentes, jabones.

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PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Zn

• PREPARACIÓN DE LOS MINERALES
• Secado
• Molienda
• TOSTACIÓN,
• PRODUCTOS INTERMEDIOS
• LIXIVIACIÓN
• PURIFICACIÓN
• ELECTRÓLISIS
• FUSIÓN Y COLADA
• APLICACIONES
• Metalizado
• Galvanizado

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ESTAÑO (Sn)

• Se obtiene de la CASITERITA (Óxido de estaño),
  mineral muy pobre.
• CARACTERÍSTICAS
• Metal blando, flexible y maleable en frío.
• Muy dúctil y maleable en hojas muy finas.
• Alto poder colorante.
• a Tª ambiente inalterable al aire, pero fundido
  se oxida fácilmente.
• a 20 ºC se descompone y se convierte en polvo
  gris (peste del estaño).

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PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Sn

• PREPARACIÓN DE LOS MINERALES
• Tritura
• Lavado
• TOSTACIÓN,
• REDUCCIÓN
• REFUNDICIONES SUCESIVAS
• AFINADO O PURIFICADO
• APLICACIONES
• Hojalata, acero recubierto de estaño, resiste la
  corrosión.
• Aleaciones Bronce (Cu Sn), Antifricción (Cu,
  Sn, Pb y Sb), Soldadura blanda (Sn y Pb).

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NÍQUEL (Ni)

• Se obtiene de los minerales NIQUELINA y
  GARNIERITA.
• CARACTERÍSTICAS
• Es inoxidable, inalterable a la corrosión.
• Resiste los agentes atmosféricos (aire y
  humedad) y químicos (ácidos).
• Dúctil y maleable.
• Es difícil de soldar.

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PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Ni

• PREPARACIÓN DE LOS MINERALES
• Trituración, molienda
• Cribado por flotación
• TOSTACIÓN,
• REDUCCIÓN
• AFINADO POR ELECTRÓLISIS
• APLICACIONES
• Revestimiento para envases, por su
  inalterabilidad y poder anticorrosivo.
• Niquelado recubrimiento superficial.
• Aceros inoxidables.

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CROMO (Cr)

• Se obtiene de la CROMITA (hierro y cromo).
• CARACTERÍSTICAS
• Muy duro, frágil, pero relativamente dúctil.
• Resistente al calor por su alta Tª de Fusión
  (1800 ºC)
• Resistente a la corrosión.
• Presente el fenómeno de pasivación se recubre de
  una fina capa de óxido que lo protege.
• No es tóxico, pero sus ácidos y sales sí lo son.

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PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Cr

• REDUCCIÓN de la cromita.
• AFINADO POR ELECTRÓLISIS
• APLICACIONES
• Cromado, recubrimiento para proteger a otros
  metales de la corrosión y agentes atmosféricos y
  químicos.
• Aceros cromados gran dureza, tenacidad y
  resistencia a tracción.
• Aceros inoxidables Acero Cromo Níquel.

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VOLFRAMIO (W) o Tungsteno

• Se obtiene de la WOLFRAMITA (hierro, magnesio y
  volframio) y SCHEELITA (wolframato de calcio).
• CARACTERÍSTICAS
• Infusible, Tª Fusión 3410 ºC.
• Muy pesado, gran dureza y buen conductor de la
  electricidad
• Difícilmente atacado por ácidos e inoxidable al
  aire hasta 1000 ºC.
• Difícil de mecanizar por su dureza, pero
  aprovechado como aleante.
• APLICACIONES
• Aleado por sinterizado para durísimas aleaciones
  (plaquitas de Widia)
• Construcción de herramientas para trabajar
  metales.
• Proporciona a los aceros gran dureza
• Hilos de lámparas incandescentes, por su
  ductilidad y alto pto. de fusión.

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COBALTO (Co)

• Se obtiene de la COBALTINA, eritrina, esmaltina y
  asbolana.
• CARACTERÍSTICAS
• Muy tenaz.
• Maleable.
• Ferromagnético a Tª ordinaria, propiedad que
  pierde a 1200 ºC.
• Inalterable al aire frío, se oxida a 300 ºC
• Posee propiedades radiactivas.
• APLICACIONES
• Como revestimiento electrolítico (Cobaltado)
  similar al niquelado, pero poco desarrollado por
  su alto precio.
• Aleado al acero para útiles y herramientas que
  resisten el desgaste.
• En cerámica y vidrería para obtener pinturas y
  esmaltes.
• En radioterapia (medicina) por la precisión de
  la zona a irradiar.

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MERCURIO (Hg)

• Se obtiene del CINABRIO (SHg).
• CARACTERÍSTICAS
• Es líquido a Tª ambiente y hasta -39 ºC.
• Sus vapores son muy tóxicos.
• Disuelve con facilidad casi todos los metales,
  excepto Fe, Ni y W, con los que forma amalgamas.
• Buenas cualidades como conductor de la
  electricidad y alto coeficiente de dilatación.
• APLICACIONES
• Como amalgama con otros metales empastes
  dentales, pilas eléctricas, masillas metálicas.
• Termómetros y barómetros.
• Lámparas de vapor de mercurio y pilas de botón.
• Aplicaciones curativas, mercurocromo por su
  poder antiséptico.

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TITANIO (Ti)

• Se obtiene del óxido de Titanio o rutilo y la
  ilmenita (Ti y Fe).
• CARACTERÍSTICAS
• Muy resistente y gran dureza.
• Gran resistencia a la corrosión
• Buena resistencia al choque.
• APLICACIONES
• Construcción de estructuras y otros elementos en
  aeronáutica, cohetes y lanzaderas espaciales.
• Herramientas de corte.
• Pigmento para obtener pinturas.
• Por su vistosidad y ligereza en construcción de
  objetos decorativos relojes, recubrimientos
  exteriores de construcciones.

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ALUMINIO (Al)

• Se obtiene de la BAUXITA, 4Tn Bauxita ? 2Tn
  Alúmina ? 1Tn Al .
• CARACTERÍSTICAS
• Ligero y muy blando.
• Excelente conductor de calor y electricidad.
• Muy dúctil y maleable (papel de aluminio).
• Su superficie se oxida rápidamente, pero le
  protege de la corrosión.
• Difícil de unir por soldadura por el óxido.
• APLICACIONES
• Forjado para llantas de coches.
• Chasis de bicicletas y automóviles.
• Estructuras aeroespaciales.
• En edificación ventanas, puertas, mamparas.
• Envases de alimentación.

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BERILIO (Be)

• Se obtiene de óxido de Berilio. Acompañado de
  fragmentos de Cromo constituye la esmeralda
  (piedra preciosa).
• CARACTERÍSTICAS
• Ultraligero.
• Sabor dulce, por ello se le conoce como
  glucinio.
• Duro.
• Expuesto al aire forma una capa de óxido que lo
  preserva de una posterior oxidación.
• APLICACIONES
• Pantallas de tubos los tubos de Rayos X.
• Aleación para endurecer el Cu.
• En aleaciones ligeras y ultraligeras dándoles
  dureza y tenacidad.
• En polvo para tubos fluorescentes, hasta que se
  demostró que era tóxico.

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MAGNESIO (Mg)

• Se obtiene de carbonatos y silicatos como talco,
  sepiolita, dolomita, carnalita y asbesto.
• CARACTERÍSTICAS
• Ultraligero.
• Poco dúctil, maleable y blando.
• Muy ávido de oxígeno, puede arder dando óxido y
  nitruro de magnesio, llama muy luminosa y rica en
  rayos UV.
• Se oxida con aire húmedo, llegando a corroerse
  por completo.
• APLICACIONES
• Pirotecnia como llama luminosa y fotografía
  (flash).
• Se emplea como desoxidante en aleaciones de Cu,
  Ni y latón.
• Aleaciones utilizadas en aeronáutica,
  automovilística, bicicletas y motos.

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PRINCIPALES ALEACIONES USADAS EN LA INDUSTRIA

• Aleaciones de cobre
• Bronces
• Ordinarios gt60 Cu Sn (estaño)
• Especiales al Aluminio, al Fósforo, al Plomo,
  al Cadmio.
• Latones
• Ordinarios Cu Zn (Cinc)
• Especiales Sn, Al, Ni, Fe
• Alpacas Cu Ni Zn (plata Meneses)
• Aleaciones al Aluminio Cu, Mg, Mn, Si o Ni,
  mejorando su resistencia y dureza.

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2. CLASIFICACIÓN