Tema 8 Metalls no fèrrics

Objectius Descriure el procés metal·lúrgic d’obtenció dels metalls no fèrrics més importants d’ús industrial i els seus aliatges. Descriure les propietats i aplicacions dels metalls no fèrrics més importants d’ús industrial i els seus aliatges. Identificar i assajar els materials més utilitzats. Analitzar, relacionar i emprar les dades procedents de les especificacions tècniques de materials. Video: http://blocs.xtec.cat/manuelgarcia/

Les tècniques físiques de separació de materials més habituals: Tamisatge: consisteix a separar segons la grandària les partícules components d’un sòlid. Decantació: consisteix a inclinar lleugerament l’atuell que conté el líquid per extreure’l, sense que en surti el sòlid que hi ha al fons. Filtració: consisteix a fer passar un líquid a través d’un filtre, de manera que retingui les partícules sòlides. Separació per flotació: consisteix a abocar partícules d’una mescla de sòlids en un líquid, de manera que les menys denses floten. Les reaccions químiques: oxidació-reducció (oxidació, la substància que s’oxida perd electrons)

8.1 L’obtenció dels metalls - Extracció (mina, procés metal·lúrgic, Metall final) - Enriquiment del mineral (triturador, concentració) - Reducció (torrefacció) - Afinament (tèrmic, electrolític)

Video: http://blocs.xtec.cat/manuelgarcia/

8.2 Propietats dels metalls i els aliatges Segons el procés que es realitza varien una mica en la seva composició ja que són valors orientatius. Metalls no fèrrics: Són els metalls purs i els aliatges de metalls que no tenen ferro en la composició. Els metalls no fèrrics de més aplicació industrial són el coure i els seus aliatges, l’alumini, el plom, l’estany i el zinc.

Video: http://blocs.xtec.cat/manuelgarcia

8.3 El Coure (Cu) - Primer metall utilitzat per la humanitat - Diferents processos per obtenir-lo - Escassetat i principal productor - Propietats: Dens, tou i plàstic es pot treballar molt be en fred tot i que presenta acritud. Bon conductor tèrmic i elèctric i resistent a la corrosió. - Aplicacions més usuals (cables, calderes, canonades,....)

Els Aliatges - LLautons: (Coure i Zinc) millora de propietats mecàniques, baixa el punt de fusió i el fa més apte per objectes de fusió i emmotllament. 50% Zinc ordinari + 50% Zinc, no té aplicacions industrials. Bronze: (Coure i qualsevol altre metall diferent al zinc). Estany principal element d’aliatge. Afegit en petites proporcions (<12%) millora la duresa i resistència al desgast per fregament així com a la corrosió.

Video: http://blocs.xtec.cat/manuelgarcia

8.4 L’alumini

Obtenció de l’alumini La bauxita és el mineral d’on s’extreu l’alumini. Normalment es combina amb altres elements químics per això es necessita molta energia elèctrica per a la seva obtenció.

Propietats Lleuger Bon conductor tèrmic i elèctric Molt dúctil Mal·leable Tou en estat pur Presenta acritud (fragilitat que presenten alguns metalls quan es treballen en fred.) Resistent a la corrosió Fon a baixa temperatura

Utilització Cables elèctrics Bescanviadors de calor Estris de cuina Envasos Embolcalls de la industria alimentaria

Aliatges lleugers Aliatges lleugers per a fusió i emmotllament (blocs de motor, pistons, estris de cuina, finestres etc.) Aliatges lleugers per a forja o laminatge (construcció aeronàutica i naval etc.) Videos: http://blocs.xtec.cat/manuelgarcia/

8.5 Altres metalls d’aplicació industrial Magnesi: molt lleuger, resistent a l’aire sec però no a la humitat. S’utilitza a la industria química i pirotècnica i també per aliatges ultralleugers. Titani: resistent als esforços, lleuger. S’utilitza a l’industria aeronàutica, naval, petrolera i química. Plom: molt dens, tou, dúctil, mal·leable. Estany: tou, dúctil, poc resistent als esforços. Zinc: Resistent a la corrosió, poc resistent als esforços, també protegeix la oxidació. Níquel: magnètic, resistent a la tracció, resistent al desgast. Videos: http://blocs.xtec.cat/manuelgarcia

8.6 Pulverimetal·lúrgia És una de les tècniques que s’utilitza per obtenir o donar forma a materials metàl·lics a partir de components que fonen (molt durs) a altes temperatures.

Utilització d’aquesta tècnica Objectes amb materials refractaris (implica molta energia) Objectes amb materials molt purs i composicions molt precises (permet millor control d’impureses) Fabricació de peces amb materials difícils d’emmotllar, de forjar o mecanitzar. Fabricació a partir de carburs metàl·lics, d’eines de tall ràpid per a màquines-eines com a torns, fresadores, fileres etc. Fabricació de peces metàl·liques poroses per utilitzar com a filtres o com a coixinets autolubrificants.

La técnica de la pulverimetal·lúrgia consta de tres fases: Obtenció de les pólvores

Compressió: S’aplica una pressió a les pólvores introduïdes dins d’un motlle, això fa que els àtoms s’ajuntin (difusió) similar a la soldadura en fred

Sinterització: Per augmentar la tenacitat i la cohesió de les peces comprimides i aconseguir així una massa compacta, desprès s’introdueix a un forn on són sotmeses a temperatures elevades durant un màxim de 2 hores i un mínim de 15 minuts que afavoreix a l’unió dels àtoms iniciada en la fase anterior. Videos: http://blocs.xtec.cat/manuelgarcia/

Exercicis: Activitats finals (pàg. 246)