Instituto Tecnológico Superior del Grullo. METALES NO FERROSOS.

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1 Instituto Tecnológico Superior del Grullo. METALES NO FERROSOS

2 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.

3 Metales no ferrosos más importantes: Cobre (Cu). Plomo (Pb). Zinc (Zn). Estaño (Sn). Níquel (Ni). C romo (Cr) Wolframio o Tungsteno (W). Cobalto (Co). Mercurio (Hg) Titano (Ti) Berilio (Be). Aluminio (Al) Magnesio (mg).

4 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS 2. CLASIFICACIÓN  PESADOS, Densidad > 5 kg/dm 3 :  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/dm 3 :  Aluminio (Al) y Titanio (Ti )  ULTRALIGEROS, Densidad < 2 kg/dm 3 :  Magnesio (Mg) y Berilio (Be)

5 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS 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.

6 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Cu 1.PREPARACIÓN DE LOS MINERALES: a)Trituración b)Molienda (hasta convertir en polvo) 2.TOSTACIÓN, enriquecimiento del polvo por flotación y tostación en un horno de pisos eliminando el S) 3.CALCINACIÓN 4.REDUCCIÓN, en convertidor similar a los siderúrgicos 5.AFINADO ELECTROLÍTICO ALEACION ES DEL COBRE. Bronce (Combinado con Estaño) Latón (Combinado con Zinc)

7 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS 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.

8 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Pb 1.PREPARACIÓN DE LOS MINERALES: a)Trituración b)Separación de la ganga 2.TOSTACIÓN, 3.FUSIÓN, en alto horno 4.AFINO ELECTROLÍTICO APLICACIONES: Protector en radiología (Rayos X), tuberías y conducción de líquidos y gases, juguetes, pinturas protectoras (minio).

9 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS 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.

10 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Zn 1.PREPARACIÓN DE LOS MINERALES: a)Secado b)Molienda 2.TOSTACIÓN, 3.PRODUCTOS INTERMEDIOS 4.LIXIVIACIÓN 5.PURIFICACIÓN 6.ELECTRÓLISIS 7.FUSIÓN Y COLADA APLICACIONES: Metalizado Galvanizado

11 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS 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).

12 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Sn 1.PREPARACIÓN DE LOS MINERALES: a)Tritura b)Lavado 2.TOSTACIÓN, 3.REDUCCIÓN 4.REFUNDICIONES SUCESIVAS 5.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).

13 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS 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.

14 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Ni 1.PREPARACIÓN DE LOS MINERALES: a)Trituración, molienda b)Cribado por flotación 2.TOSTACIÓN, 3.REDUCCIÓN 4.AFINADO POR ELECTRÓLISIS APLICACIONES:  Revestimiento para envases, por su inalterabilidad y poder anticorrosivo.  Niquelado: recubrimiento superficial.  Aceros inoxidables.

15 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS 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.

16 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Cr 1.REDUCCIÓN de la cromita. 2.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.

17 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS 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.

18 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS 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.

19 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS 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.

20 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS 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.

21 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS 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.

22 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS 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.

23 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS 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.

24 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS PRINCIPALES ALEACIONES USADAS EN LA INDUSTRIA Aleaciones de cobre:  Bronces:  Ordinarios: >60% 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.

25 TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS 2. CLASIFICACIÓN