materiales de uso técnico (ii): los metales
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Materiales de Uso Técnico: Metales
Departamento de Tecnología I.E.S. El Molinillo
Guillena
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Propiedades de los metales Buenos conductores del calor y la electricidad
Alta resistencia mecánica
Temperatura de fusión muy alta Son materiales muy pesadosFundición Acero Cobre Estaño Cinc Aluminio Magnesio Titanio
Resistencia a tracción
18 kg 70kg 18kg 5kg 3kg 10Kg 18kg 70kg
Masa(m3) 7600kg 7800kg 8800kg 7300kg 7400kg 2700kg 1700kg 4500kg
Temperatura de Fusión
1100ºC 1500ºC 1083ºC 231ºC 419ºC 660ºC 650ºC 1800ºC
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Son materiales tenaces
Propiedades de los metales
Algunos son magnéticos Son fácilmente reciclables
Son dúctiles y maleables
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Clasificación de los metales
Hierro y sus aleacionesOtros metales
Producción mundial de metales
Debido a la importancia del hierro (es abundante y barato, abarca el 90% de la producción mundial de metales) clasificamos los metales en:
oMetales Férricos: el hierro y sus aleaciones.
oMetales No-Férricos: el resto de los metales que no contienen hierro.
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Metales Férricos
El hierro es un metal muy abundante.Es frágil y quebradizo.Se oxida muy fácilmente.Tiene buenas propiedades magnéticas.
Hierro Puro
Debido a esto el hierro no se usa en estado puro, sino que se mezcla con pequeñas cantidades de carbono formando aleaciones férricas.
¿Cómo modifica el carbono las propiedades del hierro?
Cuanto más carbono añadimos al hierro, más dura es la aleación que obtenemos, pero también aumenta la
fragilidad.
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Metales Férricos: Aleaciones Férricas
Hierro Dulce ( C<0,1%)
Muy parecido al hierro puro. Aunque en un principio era muy utilizado debido a su fácil producción, en la actualidad se usa básicamente en los núcleos de los electroimanes gracias a sus propiedades magnéticas.
Blando por su bajo contenido en carbono.Color plateado. Aplicaciones eléctricas y electrónicas.
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Metales Férricos: Aleaciones Férricas Aceros ( 0,1%<C<2% )
Gracias a sus propiedades son las aleaciones férricas más versátiles.Dúctiles y maleables.Alta resistencia mecánica.Son tenaces.Aumenta la dureza y fragilidad con la cantidad de carbono.
Combinándolos con otros metales se puede aumentar su resistencia (vanadio) y hacerlos inoxidables (cromo y níquel).
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Metales Férricos: Aleaciones Férricas Fundiciones ( 2%<C<5% )
Más duras y menos tenaces que el acero debido a la mayor cantidad de carbono. Poco dúctiles, pero se hacen maleables añadiendo magnesio. Se funden más fácilmente que el acero.
Se utilizan para fabricar piezas complicadas mediante moldeo en arena y para herramientas que requieran gran dureza como las limas y las escofinas.
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Metales No-Férricos: Metales Puros Cobre
Estaño
•Color rojizo•Excelente conductor térmico y eléctrico•Resistente a la corrosión•Fácil de soldar•Muy dúctil y maleable
•Color blanco azulado y brillante•Blando•Resistente a la corrosión•Bajo punto de fusión
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Cinc
Metales No-Férricos: Metales Puros
Aluminio
•Color blanco •Muy resistente a la corrosión
•Color blanco brillante• Ligero con buena resistencia• No tóxico• Barato•“No se oxida”
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Metales No-Férricos: Metales Puros Magnesio
Titanio
•Muy ligero•Caro•Reacciona violentamente con el oxígeno
•Muy caro•Ligero y muy resistente•Biocompatible
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Metales No-Férricos: Metales Puros Oro
Plomo
•El más maleable y dúctil de todos los metales•Muy resistente a la corrosión •Buen conductor eléctrico y térmico•Alto valor económico
•Color gris•Muy blando•Punto de fusión bajo•Dúctil y maleable•Muy tóxico
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Metales No-Férricos: Aleaciones Latón (Cobre+Cinc)
Bronce (Cobre+Estaño)
•Color amarillo•Muy dúctil y maleable•Buena resistencia a la tracción
•Color amarillo oscuro•Más resistente que el latón•Muy resistente a la corrosión•Buena sonoridad•Muy fluido cuando se funde, así se pueden moldear piezas complicadas.
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Metales No-Férricos: Aleaciones Aluminio, Cobre y Magnesio
Magnesio y Aluminio
Titanio y Aluminio
•Ligero y más resistente a los esfuerzos que el aluminio puro.
•Aleados tienen más resistencia mecánica
•El aluminio abarata el coste de las piezas hechas con titanio.
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Obtención de los MetalesLa mayoría de los metales se encuentran en la naturaleza formando parte de los minerales.
Calcosina: rica en cobre Pirita: rica en hierro Hematita: rica en hierro
Limonita: rica en hierroBauxita: rica en aluminioOro puro
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Obtención de los Aceros y FundicionesCarbón
Mineral de hierro
Caliza
Altos hornos
Torpedos de fundiciónCuchara de fundiciónHorno convertidor
De los altos hornos se obtiene fundición con mucho carbono, para disminuir la cantidad de carbono (afino), se usa el horno convertidor obteniéndose los aceros.
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Obtención de Metales por electrolisis
Se utiliza electricidad sobre el mineral fundido.El metal al ser + se va a ir al polo – y conseguimos separarlo del resto de sustancias.
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Trabajo con Metales
CortarSujetar y Doblar
Medir y Marcar
DesbastarUnir
Acabados
Taladrar
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Trabajo con Metales
Medir y Marcar
Sujetar y Doblar
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Trabajo con Metales
Cortar
Taladrar
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Trabajo con Metales
Desbastar y Pulir
UnirSoldadura Atornillado Remachado
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Trabajo con Metales
Acabados
Pinturas Antioxidante (Minio)
Bruñido
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Trabajo con Metales: Mecanizado
Fresado: consiste en realizar piezas mediante el desprendimiento de material de un bloque de metal. Para ello se usan unas cabezas giratorias cortantes llamadas fresas. Existen fresas de distintos tipos según la operación que queramos realizar.
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Trabajo con Metales: Mecanizado
Torneado: consiste en desprender material de una pieza que gira rápidamente sobre un eje. Nos permite obtener elementos metálicos con simetría cilíndrica.
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Trabajo con Metales: Mecanizado
Mecanizado Control Numérico (CNC): para fabricar piezas automáticamente y con gran precisión. Integran todas las fases del mecanizado (fresado, torneado y taladrado).
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Moldeo y Conformación de Metales
Moldeo: molde de arena
Se utiliza arena para fabricar un molde y contramolde de una pieza modelo y se rellena de metal fundido. Sirve para realizar piezas complicadas como el bloque motor de un coche.
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Moldeo y Conformación de Metales Laminado
Presionando mediante rodillos de laminación podemos obtener planchas y perfiles metálicos
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Moldeo y Conformación de Metales Embutición o Estampación
Troquelado
Mediante una prensa se presiona una lámina metálica hasta que adquiere la forma del molde.
Consiste en cortar partes de una lámina metálica con un prensa.
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Moldeo y Conformación de Metales Forja
Mediante el fuego y el golpeo con el martillo sobre el yunque se moldea y endurece el hierro para obtener piezas de artesanía.
Yunque