Ingenieria Metal Mecanica

5/25/2018 Ingenieria Metal Mecanica

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1. INTRODUCCION

La industria metalmecnica, es el sector que comprende maquinarias industriales y las

herramientas proveedoras de partes a las dems industrias metlicas, siendo su insumo bsico el

metal y las aleaciones de hierro, para su utilizacin en bienes de capital productivo, relacionados

con el ramo.

La metalmecnica estudia todo lo relacionado con la industria metlica, desde la obtencin de lamateria prima, hasta su proceso de conversin en acero y despus el proceso de transformacin

industrial para la obtencin de lminas, alambres, placas, etc. Las cuales pueden ser procesadas

para finalmente obtener un producto de uso cotidiano.

La industria primaria ms importante que aporta insumos a la industria metalmecnica es la

minera, y los sectores ms beneficiados de los insumos de metalmecnica son la industria

manufacturera, que consume casi un 50% de los derivados, incluyendo la construccin y la

agricultura que en conjunto consumen entre un 30% de los insumos metal mecnicos producidos

en el pas.

Los pases ms desarrollados en la rama metalmecnica del mundo son: Estados Unidos, Japn,

China, Alemania y Espaa, los cuales mantienen filiales de multinacionales en varias naciones para

la importacin de sus maquinarias y la puesta en marcha de su tecnologa de vanguardia, para unmayor desarrollo industrial en esta rama se fundamental de la minera.

En esta monografa detallaremos la descripcin, composicin y usos de los ms importantes

materiales utilizados en metalmecnica, y los diferentes procesos en el cual es transformada la

materia prima para obtener un material ms fcil para trabajar.

2. MARCO HISTORICO

La Edad de los Metales es una de las dos grandes etapas tecnolgicas en las que tradicionalmente

se ha subdividido la Prehistoria euroasitica. Por definicin, es el perodo que sigui a la Edad de

Piedra y durante el cual el hombre empez a fabricar objetos de metal[] fundido. La existencia de

procesos metalrgicos es indispensable para establecer la adscripcin de una cultura arqueolgicaa esta etapa, ya que los metales nativos eran trabajados por martilleado desde las fases inciales

del Neoltico.[] Siguiendo este criterio, la Edad de los Metales comenzara con las primeras

evidencias de fundicin del cobre, que son del VI milenio a. c. (en Anatolia y los montes Zagros) y

acabara con la progresiva entrada en la Historia de cada regin (en Europa esto se produjo

durante el I milenio a. C.). En Mesopotamia y Egipto coincide ya con el desarrollo de la escritura y

por tanto la metalurgia all es plenamente histrica.[]

Los primeros indicios de metalurgia en Europa proceden del rea de los Balcanes, a mediados del

V milenio a.c. y son de origen autctono. Para el resto del continente las evidencias aparecen

durante la segunda mitad del IV milenio a.c. aunque su generalizacin y el consecuente abandono

de la piedra como elemento bsico para la fabricacin de artefactos slo se produjo con la llegada

del hierro. Aunque en el Egipto faranico, por la escasez de materia prima, esta sustitucin nuncase produjo.

En Amrica, se desarroll la metalurgia del oro, la plata, el cobre y el bronce; pero, en ningn caso,

esta tecnologa incidi decisivamente en las economas precolombinas. Las pepitas de cobre

nativo se conocandesde antiguo en varias regiones de Amrica, por ejemplo en la regin de los

Grandes Lagos, donde abundaban los yacimientos de cobre nativo, desde el 4000 a. c. los

indgenas acostumbraban a golpearlas hasta darles forma de punta de flecha, aunque nunca


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llegaron a descubrir la fusin.

Las primeras pruebas encontradas hasta ahora de la metalurgia del cobre corresponden a los

inicios del I milenio a. c. en los altiplanos boliviano y peruano. Tambin se efectuaron aleaciones

de este metal con plata y oro a partir del 500 a.c. en las actuales Colombia y Per. Slo a partir de

la fase Chim se comenz a usar el cobre arsenicado. El metal casi siempre sirvi para fabricar

objetos rituales o de prestigio, siendo pocos los artefactos utilitarios encontrados.[8]En los Andes, el punto de partida de este desarrollo tecnolgico son las lminas de oro nativo

asociadas a martillos y yunques de piedra pulimentada descubiertos en el departamento de

Apurmac, concretamente en Huayhuaca, datados en el 1800 a.c .Sin embargo, la primera gran

cultura metalrgica del continente fue la de Chavn de Huantar, que, desde, al menos el 800 a. C.

elaboraba objetos de oro en forma de placas martilleadas y repujadas. Incluso lleg a unir varias

placas para formar estatuillas de chapa de oro.

Ms tarde, en torno al siglo IV a. C. la cultura Moche incorpor la plata y el cobre ya refinado a

partir de la malaquita y otros carbonatos cuprferos; la metalurgia se enriqueci notablemente con

nuevas tcnicas, como el repujado en caliente. la incrustacin de gemas y, en especial el bao de

plata y el bao de oro: el bao de plata consista en sumergir un objeto decobre en una solucin

de plata pulverizada y sales corrosivas, el cobre reaccionaba ionizndose y absorbiendo parte de laplata, posteriormente se calentaba el objeto para mejorar la adherencia y se brua para darle

brillo. El bao de oro consista en calentar un objeto de cobre con polvo de oro hasta su oxidacin,

sta implicaba la absorcin del polvo de oro, pero despus era necesario retirar la capa externa,

oxidada, por medio de cido, para que el oro saliese a la superficie, despus se brua, tambin.

Un excelente ejemplo de las capacidades metalrgicas mochicas son las ms de 400 joyas halladas

en la tumba del Seor de Sipn. Hay noticias, asimismo, de que los mochicas usaban, a menudo,

para utensilios prcticos, un cobre con un fuerte contenido en arsnico.

No se conoce con seguridad cundo y dnde apareci el bronce autntico (aleacin de cobre y

estao): unos investigadores creen que su uso se inici en los Andes centrales, en el valle del Lurn

en torno al ao 850, mientras que otros aseguran que en la cultura Tiahuanaco ya se usabaampliamente. Se supone que se difundi rpidamente, de modo que antes del ao 1000 ya se

haba desarrollado su tecnologa en toda la cordillera, desde Chile hasta Colombia. Para la poca

Inca el uso del bronce ya se haba generalizado.[]

La llamada Zona Intermedia (entre Ecuador y Colombia) tambin tiene una antigua tradicin en el

trabajo de los metales, casi tanto como la de los Andes. De hecho, all se ubican los mayores

expertos en aleaciones metlicas de la Amrica precolombina: los muiscas. Estos amerindios

mezclaban plata, oro y cobre en diversas proporciones, pero la aleacin msexitosa fue llamada

tumbaga (de cobre y oro, que aada resistencia a las joyas, sin perder su apariencia aurea: los

muiscas, habitantes de Colombia y Ecuador son tambin los inventores del moldeo a la cera

perdida, en el primer siglo de nuestra era.

De entre todas las culturas precolombinas de la Baja Mesoamrica,[] destacan los mixtecos, cuyoorigen es tan antiguo que se sospecha que ya existan en el perodo preclsico mesoamericano.

Los mixtecos, adems de conocedores de las tcnicas antes citadas, fueron inventores de otras

como la soldadura, la filigrana, el damasquinado, el chapado en oro..., en fin que su orfebrera era

equiparable a la del Viejo Mundo.[] Los mixtecos tambin eran expertos en la fundicin de cobre y

conocan el bronce. Numerosos cdices ilustran las tcnicas de fundicin y reduccin de estos

metales.


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Sin embargo, la metalurgia no alcanz la importancia econmica y social del Viejo Mundo; aunque

se elaboraron hachas, azadas, mazas, lanzas y otros objetos de bronce, eran ms bien raros y no

mejoraron sensiblemente la productividad de la mayora de la sociedad ni la efectividad blica de

sus ejrcitos. Incluso las mazas

de guerra, que se fabricaban tanto en piedra como en bronce eran, a menudo, de prestigio. Loscuchillos tambin solan ser ceremoniales. La tecnologa usada para fabricar estas joyas slo

estaba al alcance de las lites.

Los americanos conocieron otros metales; por ejemplo, el platino y el hierro.

* El platino lo usaron mezclado con el oro: aunque nunca consiguieron una autntica aleacin de

estos metales dado el alto punto de fusin del platino. El compuesto (oro blanco) seobtena

martilleando el oro con polvos de platino (a menudo en caliente), hasta conseguir una pasta

uniforme a la que se poda dar la forma y ornamentacin deseada (esta tcnica sigue usndose a

escala industrial con aleaciones que requieren elevadsimas temperaturas de fusin, como el

tungsteno o el titanio y recibe el nombre de pulvimetalurgia).

* El hierro slo era conocido a travs de meteoritos y era utilizado en en forma de esquirlas, comosi fuesen lascas, por parte de los indgenas de Amrica del Norte. Aunque el ejemplo ms

interesante es la explotacin del meteorito mexicano llamado Descubridora (en Charcas, San

Luis Potos), que an conserva un trozo de cincel precolombino de cobre clavado. Otro uso comn

del hierro precolombino es como colorante de cermica, una vez pulverizado y aadido antes de la

coccin.

La conquista espaola de Amrica se explica en buena medida (aunque no nica, ni siquiera

principalmente) por la diferencia tecnolgica que sita a la mayor parte de los pueblos

precolombinos en estadios inciales de la edad de los metales: pocos dominaban la metalurgia del

bronce y ninguno la del hierro. A efectos materiales su utillaje se mantena en la Edad de Piedra,[]

pero, como es sabido, desde el punto de vista cultural sociedades como la inca, maya o mexicahaban desarrollado estructuras sociales y polticas muy complejas, tenan un carcter totalmente

urbano y mantenan sistemas de registro (escritos o de otro tipo), por lo que no deberan ser

estudiadas como prehistricas.

3. MARCO TEORICO

La industria metal mecnica es una industria muy amplia pues los distintos productos sacados de

la mismason empleados para la fabricacin de herramientas, as como tambin, para la fabricacin

de nuevas mquinas que da a da van evolucionando y haciendo cada vez ms cmodo el trabajo

diario y as tambin la vida misma.

Pasando a ver las principales materias primas e insumos utilizados en el proceso.3.1PROPIEDADES

Con el objeto de poder comparar adecuadamente los distintos materiales, es importante entender

bien el significado de sus propiedades ms comunes. Estas propiedades se indican a continuacin.

3.1.1Propiedades relacionadas con la fuerza

* Fuerza de tensin


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Es la propiedad que tiene un material para resistir sin romperse una carga que trate de estirarlo.

* Fuerza de comprensin

Propiedad del material por la que se resiste sin romperse una carga que trate de aplastarlo.

* Fuerza de corte

Propiedad que tiene un material para resistir cargas desniveladas, o acciones de corte transversal.

* Dureza o tenacidad

Aptitud que tiene un material para resistir un impacto o una carga que lo golpee.

3.1.2 Propiedades relacionadas con el flujo en estado slido (dichas propiedades son muy

importantes en los procesos de fabricacin)

* Elasticidad

Propiedad de un material por la que se deforma bajo una carga y vuelve a su forma original una

vez que se elimina la carga, como sucede en un resorte.

* Plasticidad

Propiedad de un material por la que al deformarse bajo una carga retiene su nueva forma una vez

que se elimina dicha carga. El acero dulce al doblarse muestra esta propiedad.* Ductibilidad

Expresin utilizada cuando la carga deformadora descrita al hablar de la plasticidad estformada

por una carga de tensin, como ocurre en el estirado de alambres.

* Maleabilidad

Expresin que se emplea cuando la carga deformadora que se describi en la plasticidad

constituye una carga de comprensin como ocurre en la forja.

3.1.3 Propiedades relacionadas con la durabilidad

* Dureza

Propiedad por la que se resiste los araazos o muescas hechas por otro cuerpo duro.* Resistencia a la corrosin

Propiedad por la que se resiste el ataque de productos qumicos o los ataques electroqumicos.

* Conductividad

(Elctrica o trmica) se refiere a la propiedad que tiene un material. Los que se funden nicamente

a temperaturas muy elevadas se denominan refractarios.

En relacin con las propiedades ya explicadas es necesario conocer los tratamientos bsicos que se

aplican a los materiales, de este modo tenemos:

3.2 TRATAMIENTO TERMICO

El tratamiento trmico de los metales involucra procesos de calentamiento y enfriamiento paraefectuar cambios estructurales en un material, los cuales modifican sus propiedades mecnicas. Se

pueden ejecutar operaciones de tratamiento trmico sobre una parte de trabajo metlica en

varios pasos de la secuencia manufactura. En algunos casos el tratamiento se realiza antes del

proceso del formado, por ejemplo para ablandar al metal y ayudar a formarlo ms fcilmente

mientras se encuentra caliente. En otros casos, se usa el tratamiento trmico para aliviar los

efectos del endurecimiento por deformacin que ocurre durante el formado y poder destinarla a


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una deformacin posterior. Finalmente el tratamiento trmico puede realizarse durante o casi al

finalizar la secuenciamanufactura para lograr resistencia y dureza requeridas en el producto

terminado.

Existen cuatro tratamientos fundamentales:

* RecocidoEstado en el que se encuentra el metal que ha sido calentado por encima de una determinada

temperatura, dependiendo de su composicin, y enfriado a continuacin en el propio horno o

enterrndolo en cenizas o cal. Este proceso de recocido hace al metal muy suave y dctil. El

recocido precede normalmente a las operaciones de flujo, tales como el prensado del metal y el

estirado de alambres y tubos.

* Normalizado

Estado de un metal que se calienta por encima de una temperatura determinada, dependiendo de

su composicin, y a continuacin se enfra al aire libre. Aun cuando este enfriamiento es lento, no

es tan lento como el del recocido, de forma que el metal queda menos suave y dctil. Este estado

no es adecuado para la formacin por flujo, pero s lo es para el maquinado. El normalizado se

emplea con frecuencia para reducir esfuerzos de molde y forja despus de un maquinado duro.

* Endurecimiento por temple

Estado de un metal que se calienta por encima de una determinada temperatura, dependiendo de

su composicin, y enfriado a continuacin muy rpidamente por inmersin en agua fra o aceite

frio. El enfriamiento rpido se denomina temple, y el agua o el aceite utilizado se denominan bao

para templado. Este enfriamiento rpido partiendo de temperaturas elevadas da gran dureza al

metal. nicamente los aceros al alto carbono o al medio carbono se endurecen de esta manera.

* Revenido

Los aceros endurecidos por temple son frgiles, a la vez que duros. Para hacerlos adecuados para

su usoen herramientas de corte tienen que volver a calentarse hasta a una determinadatemperatura, entre 200 y 300 C, y enfriarse de nuevo. Esto lo hace ligeramente menos duros,

pero mucho ms rgidos. Los metales en este estado se dice que estn revenidos o recocidos.

3.3 TRATAMIENTO EN CALIENTE

Tambin se denominan trabajos de forja, estos consisten en calentar un metal a una temperatura

determinada para, luego deformarlo golpendolo fuertemente. Con esto se afina el tamao del

grano y se eliminan del material sopladuras y cavidades interiores, con los que se mejora su

estructura interna.

3.4 TRATAMIENTO EN FRIO

Consisten en deformar el metal a la temperatura de ambiente, bien golpendolo, o por trefilado o

laminacin; estos tratamientos incrementan la dureza y la resistencia mecnica del metal y

tambin acarrean una disminucin en su plasticidad.

Las ventajas significativas del formado en frio comparado con el trabajo en caliente son:

1. Proporcionar mejor precisin, lo q significa tolerancias ms estrechas.

2. Mejorar el acabado de la superficie

3. El endurecimiento por deformacin aumenta la resistencia y dureza de la pieza.

4. Al no requerir calentamiento del trabajo se ahorran costos de horno y combustible, permitiendo


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lograr mayores velocidades de produccin.

Debido a esta combinacin de ventajas, se han desarrollado procedimientos de formado en frio

para operaciones importantes de produccin en masa. Estos procedimientos proporcionan

tolerancias estrechas y buenas superficies, minimizan la cantidad de maquinado y permiten que

estos procedimientos se clasifiquen como procesos de forma neta o casi neta.El trabajo en frio es

muy utilizado en varias operaciones con lminas metlicas. Las ms importantes son las siguientes:* Doblado: Implica la deformacin de una lamina metlica o placa para que adopte un ngulo con

respecto a un eje recto en la mayora de los casos.

* Embutido (estirado): En el trabajo de lminas metlicas, el embutido se refiere a la

transformacin de una lmina plana de metal en una forma hueca o cncava, como una copa,

mediante el estirado del metal. Se usa un sujetador para mantener fija la planilla, mientras el

punzn empuja la lmina metal. Para distinguir esta operacin del estirado de barras y alambres,

se usan frecuentemente los trminos embutido o estirado en copa o embutido profundo.

* Corte: A pesar de no ser un proceso de formado vale la pena mencionarlo por ser una operacin

muy comn en el trabajo de laminas metlicas. En esta operacin se corta la parte usando punzn

y un dado.

TRATAMIENTO EN FRIO-DOBLADO DE LAMINAS METALICAS

3.5 METALES FERROSOS (composicin bsica)

Los metales y aleaciones ferrosos se basan en el metal denominado hierro, el cual constituye su

componente principal. Se trata de un metal suave y gris que raramente se encuentra en estado

puro fuera del laboratorio.

El ingeniero lo encuentra de ordinario en aleacin, o asociado con carbono no metlico. El coque

es una forma de carbono, y es con base en el coque utilizado en los altos hornos con los que se

forman inicialmente los compuestos hierro/carbono. Esta asociacin con el carbono modifica

grandemente la conducta del hierro, y lo hace ms duro, ms fuerte, y ms til para el ingeniero.

Unas ligerasvariaciones en la cantidad de carbono suponen grandes diferencias en las propiedadesdel metal.

Las razones por las cuales la presencia de distintas cantidades de carbono produce tan grandes

variaciones en las propiedades del hierro se estudiaran a continuacin. A la temperatura

ambiente, los metales ferrosos, recocidos, contienen tres constituyentes principales. Dichos

constituyentes son:

* Ferrita

Esta es una solucin solida y muy dbil de carbono en el hierro (0.006%) considera, para todos el

objeto prctica, como hierro puro. Este constituyente es muy suave y dctil.

* Cementita

Este es un compuesto de hierro y carbono. Los qumicos le denominan carburo de hierro, en tanto

que el ingeniero y el metalrgico le dan el nombre de cementita. La cementita es muy dura yquebradiza.

* Perlita

Esta es una estructura cristalina que contiene capas alternas de ferrita y cementita. Esta estructura

laminada (semejante a la de la madera contrachapada) es muy fuerte, y los cristales se denominan

cristales lamelares. La perlita es muy fuerte y rgida.


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3.5.1HIERRO FORJADO

Los hierros forjados constituyen un grupo de metales ferrosos con un contenido tan bajo de

carbono que los compuestos hierro/carbono, esenciales en el acero, no pueden formarse. Por otra

parte contienen fibras de escoria que quedan atrapadas en el metal, y que aumentan la resistencia

a la corrosin y evitan la produccin de fracturas sbitas.

3.5.2 ACEROS SIMPLES AL CARBONO

Los aceros simples al carbono se definen como aleaciones de hierro y carbono en las cuales el

carbono y el hierro se combinan qumicamente en todo momento. nicamente la gama de

metalesferrosos cuyo contenido de carbono se encuentra entre 0.1 y 1.7 % cumplen la definicin.

En la prctica, rara vez se excede el lmite de 1.4% de carbono.

Adems del carbono, todos los aceros simples al carbono contienen los siguientes elementos:

Manganeso: hasta 1.0% Silicio: hasta 0.3% Azufre: hasta 0.05% Fosforo: hasta 0.05%

Manganeso es un elemento constituyente esencial, ya que asegura la obtencin de un lingote sin

ampolla. Por otra parte se combina con cualquier azufre presente, que de otra forma debilitara al

acero. En general el manganeso eleva el punto de rendimiento a la vez que la fuerza y rigidez delacero. Sin embargo, aumenta su tendencia a quebrarse y distorsionarse al templarse por

enfriamiento, y esta es la razn por la cual su contenido debe mantenerse por debajo del 0.5% en

los aceros al carbono medio y alto.

Silicio es una impureza procedente del mineral. Debe limitarse al 0.1 o 0.2% en los aceros, pues de

otra forma ocasionara fallas en la cementita, con la debilidad consiguiente. Tiene un escaso efecto

directo en las propiedades mecnicas, siempre que la cantidad presente se limite al porcentaje

que se indico arriba.

Se agrega con frecuencia a los hierros de fundicin, para evitar el endurecimiento por frio.

Azufre es una impureza procedente del coque utilizado en los altos hornos.Tiende a combinarse

con el hierro para formar sulfuro ferroso, que debilita en buena medida al acero.Afortunadamente tiene una afinidad aun mayor con el manganeso, y el sulfuro de manganeso que

se forma no debilita al acero. Por esta razn, la cantidad de azufre presente se mantiene por

debajo del 0.05%, y siempre deber haber por lo menos cinco veces ms manganeso que azufre.

Algunos aceros de corte o tallado fcil contienen hasta el 0.2% de azufre para mejorar su

maquinado, a costa de la fuerza en el caso de partes torneadas estiradas ligeramente.

Fosforo es una impureza procedente del mineral. Forma compuestos que dan fragilidad al acero, y

por tanto habr de eliminar por refinacin hasta donde sea posible. Su presencia no deber

exceder del 0.5%.

Hay encontramos los siguientes tipos de acero:

* Acero muy dulceEl contenido de carbono se mantiene deliberadamente bajo, de forma que el acero tenga una

ductibilidad elevada. Esto permite que se le prense para darle formas complicadas, incluso en frio.

Es ligeramente ms dbil que el acero suave, y normalmente no se le somete a maquinado, ya que

su blandura dara lugar a roturas y a un mal acabado. Se lo emplea mucho para los entrepaos de

la carrocera de los automviles.

* Acero suave


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Es un acero relativamente blando y dctil, y se forja y estira en caliente o frio, siendo maquinado

fcilmente mediante el empleo de herramientas de alta velocidad para el corte del acero.

* Acero al medio carbono

Este es un acero ms duro, ms rgido y menos dctil que el acero dulce, y hasta cierto punto, no

puede doblarse en estado frio sin que se quiebre. Caliente forjabien pero se requiere un controlexacto de la temperatura para evitar que se cueza a elevada temperatura lo que da lugar a la

fragilidad; y tambin que se quiebre por debajo de 700C, debido a endurecimiento en el trabajo.

* Acero al alto carbono

Este es menos duro, menos dctil, y ligeramente menos rgido que el acero al medio carbono. No

se recomienda su trabajo en frio, pero en caliente forja bien, a condicin de que la temperatura

sea controlada ms cuidadosamente todava, con un lmite superior de 900C y un lmite inferior

de 700C.

* Aceros aleados

Los aceros aleados son aceros simples al carbono a los que se agregan otros metales (elementos

de aleacin) en cantidades suficientes como para alterar fundamentalmente las propiedades delacero.

Los metales ms comunes usados para la aleacin del acero son:

El nquel para refinar el grano y endurecer el acero.

El cromo para mejorar la respuesta del acero al tratamiento trmico y mejorar su resistencia a la

corrosin.

Molibdeno que reduce la fragilidad al templar, y permite al acero aleado operar continuamente a

elevada temperatura sin hacerse quebradizo.

Manganeso que mejora la resistencia al desgaste. Los aceros que contienen un elevado porcentaje

(14%) de manganeso se utilizan para hojas niveladoras de tractor y de arado.El tungsteno y el cobalto mejoran la capacidad del acero para mantenerse duro a elevadas

temperaturas, y se les emplea extensamente en las herramientas de corte.

* Acero rpido

Contiene tungsteno y cobalto, ha sustituido en buena medida al acero al alto carbono como

materia prima para las herramientas de corte mecnico. Tiene la ventajade conservar su dureza a

temperaturas elevadas como 700C, en tanto que el acero al alto carbono comienza a perder su

dureza a los 220C, y queda intil para efectuar cortes a los 300C.

3.5.3 HIERRO GRIS DE FUNDICION

El hierro gris de fundicin es muy semejante en su composicin y propiedades al hierro de

fundicin producido en el alto horno. No requiere el complejo y costoso proceso de refinado delos aceros, por lo tanto constituye un material til para la ingeniera y de bajo costo.

El hierro contiene bastante ms del 1.7% de carbono cantidad que seala el lmite superior del

acero. En realidad la caracterstica distintiva de los hierros de fundicin es su contenido de

carbono libre no combinado. en el hierro gris de fundicin este carbono libre aparece como

escamas de grafito las que dan al hierro gris de fundicin su color gris caracterstico cuando se

fractura su suciedad al ser maquinado o limado, y su debilidad cuando se le somete a una carga


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de tensin. El grafito da tambin buenas caractersticas de maquinado, actuando como lubricante

interno y produciendo una rebaba discontinua. Las cavidades que contienen grafito en escamas

tienen un efecto amortiguador de las vibraciones. El hierro de fundicin es antirresonante y esta

propiedad lo hace particularmente adecuado para las armazones y bancadas de las maquinas.

Una combinacin tpica de acero gris de fundicin es la siguiente:

Carbono: 3.3%Silicio: 1.5%

Manganeso: 0.75%

Azufre: 0.05%

Fosforo: 0.5%

3.5.4 HIERRO DE FUNDICION MALEABLE

Este es un hierro de fundicin blanco, con bajo contenido de carbono (2.5-3.0%), fundido en la

formaordinario. Se le somete a continuacin a un tratamiento trmico que aumenta su fuerza y

ductibilidad en forma considerable.

Son dos los procesos de tratamiento trmico:

* Ncleo negro* Ncleo blanco

Estos nombres se refieren al color de una fundicin rota despus de haber sufrido el tratamiento

trmico.

3.5.5 HIERRO FUNDIDO AL GRAFITO ESFEROIDAL

Se le conoce tambin como hierro fundido para trabajo pesado; cuando se agregan vestigios de

los metales magnesio o cerio al hierro ordinario de fundicin, las escamas de grafito se

redistribuyen en todo lo ancho de la masa del metal como esferoides finos. Esto mejora

grandemente las propiedades mecnicas del metal, pudiendo este utilizarse para aplicaciones que

requieren un mayor esfuerzo del que resulta posible en el caso de los hierros grises de fundicin.

HIERRO DE FUNDICION MALEABLE HIERRO FUNDIDO AL GRAFITO ESFEROIDAL

3.6 METALES NO FERROSOS

Comprende todos los materiales a excepcin del hierro, su utilizacin no es tan masiva como los

productos frreos (hierro, acero y fundicin) pero tienen una gran importancia en la fabricacin de

gran cantidad de productos.

Dos de los metales no ferrosos ms importantes son el aluminio y el cobre. No solamente

constituyen la base de muchas aleaciones, sino que se le usa extensamente por su propio derecho

como metales puros.

Los metales puros no ferrosos se utilizan fundamentalmente en donde pueden utilizarse suspropiedades de resistencia a la corrosin y de conductividad elctrica y trmica.

En general los metales no ferrosos son blandos y tienen poca resistencia mecnica. Para

mejorarsus propiedades se alean con otros metales.

3.6.1 Aleaciones no ferrosas (alto contenido de cobre)

El primer grupo de aleaciones del cobre a estudiar son las aleaciones con alto contenido de cobre.


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Esto significa que el otro elemento liga adicional representa nicamente un pequeo porcentaje

del total; sin embargo estas pequeas adiciones significan un cambio importante en las

propiedades de la aleacin, si se la compara con las propiedades del cobre puro.

* Cobre plata

La adicin de solo 0.1% de plata al cobre de alta conductividad eleva su temperatura de recocido

hasta 150C. Esto resulta muy importante cuando los conductores elctricos tienen que sersoldados a componentes de cobre estirados en frio. Si se utiliza cobre puro, el calor que se

requerira para soldar la unin debilitara al cobre, hacindolo intil como material de contacto.

* Cobre con cadmio

Como la plata, el cadmio tiene poco efecto en cuanto a la conductividad del cobre. Tambin como

en el caso de la plata eleva la temperatura de ablandamiento. Por otra parte, sin embargo,

tambin da ms fuerza y rigidez al cobre, aumentando su resistencia a la fatiga. Como el cobre con

cadmio esta sustancialmente libre de oxigeno no es susceptible de gasear al ser soldado.

El cobre con cadmio se utiliza para necesidades de traccin, por ejemplo, conductores elevados en

las lneas frreas electrificadas. Se le recomienda tambin en estado suave, para el alambrado de

aviones, en los que su flexibilidad se combina con su resistencia a los efectos de la vibracin.

* Cobre con cromoEste es uno de los pocos metales no ferrosos que se someten a tratamientotrmico para mejorar

sus propiedades mecnicas, en lugar de confiar en su endurecimiento por trabajo en frio. Una

aleacin tpica contiene 0.5% de cromo y se le enfra desde 1000C. Esto deja la aleacin en un

estado blando y dctil, con conductividad elctrica ms bien baja. Sin embargo, al volver a calentar

el metal hasta 500C. Durante aproximadamente dos horas; mejoran sus cualidades mecnicas y

elctricas.

Como las propiedades del cobre con cromo dependen del tratamiento trmico en lugar de trabajo

en frio, se utiliza en fundiciones y forjado. En forma anloga, se pueden formar componentes a

partir de laminas recocidas o varillas extruidas endurecindolos despus de su manipulacin y

maquinado.

* Cobre con teluro

El teluro forma compuestos estables con el cobre, y al aadir 0.5% al cobre lo hace tan maquinable

como el latn para corte libre, a la vez que retiene una elevada conductividad elctrica. Tiene una

elevada resistencia a la corrosin, y se utiliza ampliamente para contactos y conmutadores de

trabajo pesado en maquinas e interruptores situados en ambientes hostiles tales como los de las

minas y las plantas de productos qumicos.

Al aadirle vestigios de nquel y silicio permite tratarlo trmicamente en forma anloga a la del

cobre con cromo.

* Cobre con berilioEl cobre con berilio se utiliza cuando se requieren propiedades mecnicas en lugar de propiedades

elctricas. El cobre con berilio se ablanda calentndolo a 800C y enfrindolo. En este estado, el

material se trabaja en frio fcilmente. Un tratamiento trmico posteriorconsiste en calentar al

metal hasta 300C y 320C, durante ms de dos horas. Las propiedades mecnicas obtenidas

dependern en cierta medida del grado de trabajo en frio que tuvo lugar entre el primer

tratamiento y el segundo.


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El cobre con berilio se utiliza extensamente para resortes de instrumentos, fuelles flexibles,

diafragmas corrugados (altmetros y barmetros aneroides), y para los tubos bourdon de los

manmetros.

Siendo las herramientas de mano fabricadas de cobre con berilio casi tan fuertes como las de

acero y por otra parte, no produciendo chispas al chocar con otros metales o con piedras esmeril,

tales herramientas son muy utilizadas en ubicaciones peligrosas, en las que existe un elevadoriesgo de explosin, tales como las minas, las refineras de petrleo, los pozos petroleros, las

plantas de productos qumicos, etc. Su elevado costo desaconseja su empleo en otros casos ms

convencionales.

3.6.2 Aleaciones no ferrosas (con base en el cobre)

A diferencia de las aleaciones de alto contenido de cobre las aleaciones, ests contienen a los

elementos en cantidades superiores por ejemplo, en algunos latones de cinc puede llegar a formar

hasta el 40% de la aleacin.

* Aleaciones de latn

Estas son aleaciones de cobre y cinc tienden a dar una cantidad baja y fundiciones porosas, y

dependen del trabajo en caliente para compactar metal y mejorar sus propiedades mecnicas.* Aleaciones estao bronce

Estas son aleaciones de cobre y estao unidos a un reductor es esencial para evitar el contenido

de estao y se oxide durante la fundicin y el trabajo en caliente. La oxidacin del estao dara

porresultado un bronce dbil, frgil y rayable. Suelen utilizarse dos reductores:

* El fosforo, en las aleaciones bronce , fosforo

* Cinc en las aleaciones de metal para caones

A diferencia de los latones, muy utilizados en estado forjado (varilla, lmina, etc.) solamente los

bronces con bajo contenido de estao pueden trabajarse, y por ello la mayor parte de los

componentes de bronce estn bajo la forma de fundiciones. Los bronces con estao son ms

costosos que los latones, pero mucho ms fuertes, t producen fundiciones seguras, resistentes a lapresin, muy utilizadas para cuerpos y mecanismos de vlvulas hidrulicas y de vapor. Son muy

resistentes al desgaste y la corrosin.

* Aleaciones de bronce con aluminio

Estn son ms costosas que las de bronce con estao pero tienen mayor resistencia a la

corrosin de elevadas temperaturas. Son tambin mas dctiles, y pueden trabajarse en frio para

producir tubos para calderas y condensadores de las plantas de vapor.

* Aleaciones nquel cobre (cupronquel)

Estas son aleaciones costosas, basadas en el cobre que tienen propiedades especiales cuando se

requieren extremos de fuerza y resistencia a la corrosin. Se utilizan para aplicaciones tales como

tubos para calderas y condensadores en trabajo pesado. El metal monel tiene una resistencia a la

corrosin excepcionalmente elevada, y se emplea mucho en las plantas qumicas.* Aleaciones de aluminio

Las aleaciones de aluminio cubren una extensa gama de materiales de ingeniera que se venden

bajo un nmero sorprendente de nombres comerciales. Sin embargo para fines generales de

ingeniera, lasaleaciones estn contenidas en el BS* 1470-77 para metales forjados, BS 1490 para

metales fundidos y lingotes en la seccin L de los estandartes britnicos y en las especificaciones

dadas por DTD (inciales del directorio de desarrollo tcnico del ministerio de suministros).


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Las aleaciones de suministros se clasifican en cuatro grupos:

a) Aleaciones forjadas (no tratables trmicamente).

b) Aleaciones de fundicin (no tratables trmicamente).

c) Aleaciones forjadas (tratables trmicamente).

d) Aleaciones de fundicin (tratables trmicamente).

El tratamiento trmico de las aleaciones de aluminio se realiza en dos partes tratamiento en

solucin y tratamiento en precipitacin.

* Aleaciones plomo- estao

El plomo y el estao forman una gama continua de aleaciones que va desde el plomo puro y sin

estao hasta el estao puro sin plomo. Las aleaciones ms tiles son las que tienen desde el 33%

de estao y el 67% de plomo (soldadura en plomeros) hasta las que contienes 62% de estao y

38% de plomo (soldadura de hojalatero). Por otra parte las aleaciones estao-plomo constituyen

la base de muchos metales para cojinetes.

3.7 MATERIALES NO METALICOS

Estos se dividen en 2 grupos:

3.7.1 Materiales no metlicos naturales

En ellos se encuentran:

El caucho: montajes antivibracin, tuberas para enfriamiento y aire comprimido, correas (bandas)

de transmisin.

Madera: formas de moldes

Esmeril: ruedas esmeril y pastas esmeril

Cermica: puntas de herramientas de corte, aisladores elctricos.

CAUCHO AL NATURAL

3.7.2 Materiales no metlicos sintticos

Los materiales conocidos comosintticos son los plsticos cuando estn acabados estos materiales

son elsticos , pero durante el proceso de moldeo que les son aplicadas para darles forma,

cambian a un estado plstico al ser calentados justamente por encima de las temperaturas de las

que hierve el agua.

Los grupos principales de materiales plsticos son:

* Plsticos termoendurecibles

Estos experimentan un cambio qumico durante el moldeo y no pueden ser suavizados de nuevo

por recalentamiento. Estos materiales son duros rgidos.

* Termoplsticos

Estos pueden suavizarse tantas veces como se les recaliente. No son tan firmes como los del


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primer grupo, y tienden hacer ms tenaces.

* Plsticos laminados (tufnol)

Los materiales fibrosos, tales como el papel, el tejido de algodn y el tejido de asbesto, se

impregnan con resina fenolica (material bsico de la baquelita) las laminas de tejido se sita acontinuacin en prensas hidrulicas y se oprimen y calientan hasta que se convierten en laminas,

varillas, tubos, etc.

* Plstico reforzado con vidrio

La fibra tejida de vidrio se aglutina con epoxis y resinas polister para formar moldeados

complejos (desde cascos contra golpes hasta embarcaciones de 18metros). La resina utilizada en

un plstico termoendurecible, y como asienta una accin qumica a temperatura ambiente no se

requiere prensa.

La fibra de vidrio impregnada se coloca sobre moldes de madera o yeso. Cuando se asent, se le

retira, y se usan de nuevo los moldes.

Este material se utiliza para producir formas moldeadas grandes, modelos acuados, moldes yprotecciones de maquinas.

3.7.2.1 Propiedades de losplsticos

Las propiedades de los plsticos varan ampliamente pero todos los materiales plsticos tienen en

comn lo siguiente:

* Aislamiento elctrico

Todos los materiales plsticos muestran propiedades de buen aislamiento elctrico, sin embargo

tiene una escasa resistencia al calor generalmente la superficie del plstico se maltrata con el calor

tienen poca resistencia al calor, y la basura que se deposita encima de este generalmente causa

cortocircuitos.* Razn resistencia peso

Los materiales plsticos varan generalmente en su resistencia, algunos de los ms resistentes,

tales como el nylon se comparan favorablemente con los metales ms dbiles, todos ellos son

mucho ms ligeros que la mayora de los metales por ello al ser escogidos adecuadamente se

compara con las muchas aleaciones ligeras y se utilizan cada vez ms en trabajos de ingeniera que

hasta hace poco eran considerados prorrogativa de los metales.

* Resistencia a la corrosin

Todos los materiales plsticos son inertes a la mayora de qumicos inorgnicos, por tal motivo se

les utilizan en ambientes hostiles a los metales ms resistentes a la corrosin.

PLASTICOS LAMINADOS PLASTICOS TERMOENDURECIBLES

3.8 FLUIDOS DE TRABAJO

Los fluidos de trabajo o fluidos lubricantes, son comnmente llamados lquidos de enfriamiento,

aunque en muchos procesos el enfriamiento es solo una de varias caractersticas importantes que

debe poseer el fluido tales como lubricacin, proteccin contra moho, estabilidad, capacidad de

limpieza.


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La necesidad del liquido de enfriamiento nace de que los procesos descritos parael trabajo del

metal, donde se genera calor y friccin. Si el calor ya la friccin no se reduce, las herramientas

usadas en el proceso se daa o se destruyen rpidamente. Tambin la calidad de los productos

finales disminuye debido a herramientas averiadas ya que se daa el producto.

Los lquidos de enfriamiento reducen la friccin en la interface de herramienta/sustrato y

transfieren calor fuera de las herramientas y del material que esta siendo procesado, reduciendoel tiempo de proceso del metal, aumentado la calidad de la mano de obra y aumentando la vida

til de la herramienta.

* Aceite de formado y remocin

Un aceite de formado y remocin puede ser a base de petrleo, o de origen animal marino,

vegetal o sinttico, utilizado solo o combinado con aditivos. Generalmente no se diluyen con agua

para su uso y se les usa como aceite de cortado o maquinado. Aditivos tales como sulfuros,

cloruros o fosfatos son utilizados para mejorar las propiedades anti soldantes, para aplicaciones de

uso frecuente. Los aceites de cortado son clasificados como activos o inactivos.

* Aceites solubles

Los aceites solubles o emulsificantes son una combinacin de aceites y agentes emulsionantes, y

pueden incluir otros aditivos. El aceite generalmente 60 a 90% de aceite mineral en elconcentrado, contiene agentes emulsionantes, principalmente sulfonatos. El tamao de las

partculas emulsionantes es suficientemente grande para refractar la luz y crear una apariencia

lechosa y oscura. Estos tipos de aceites son de uso general, capaces de ser utilizados en diversas

operaciones, tanto para materiales ferrosos como no ferrosos.Ofrecen una buena lubricacin

debido a su alta concertacin de aceite y una buena condicin de enfriamiento debido al efecto de

disipacin de calor del agua. Los aceites solubles presentan algunas desventajas, cuando son

mezclados con agua dura algunos aceites solubles pueden formar precipitados que pueden

incrustarse en partes, maquinas o filtros; en casos extremos se puede llegar a

romper la emulsin. Puede generarse problemas de moho, sino se ha agregado suficientes aditivos

de prevencin en la formulacin, debido a que el agua es un medio propicio para el crecimientobacteriano, problemas de rancidez son posibles. Aproximadamente entre un 90 a 98% de los

lquidos de trabajo en base a aceites solubles es agua.

* Fluidos semi sintticos

Los fluidos semi sintticos tienen un contenido de aceites minerales mucho menor que los aceites

solubles, variando generalmente entre un 2 a 30% del concentrado. En general cuando se mezcla

con agua se forma una emulsin traslucida, pero pueden verificarse mezclas transparentes a

opacas. En general estos fluidos contienen aditivos para otorgar adherencia de soldadura, control

de corrosin, limpieza, control microbiano y lubricacin. Algunos fluidos pueden contener aditivos

EP.

En general los fluidos semi sintticos son considerados un intermedio entre los aceites solubles y

los sintticos, ofreciendo las propiedades ms apreciadas de cada uno. Tienen generalmente,suficiente lubricidad para aplicaciones intensas y moderadas. Con mejores propiedades de

enfriamiento que los aceites solubles; los fluidos semi sintticos hacen posibles mayores

velocidades y tasas de aplicacin.Tienen adems mejores propiedades de sedimentacin y

limpieza manteniendo los equipos y maquinas ms limpias, aunque se puede formar espuma.

Debido a que se trata de emulsiones. En contacto con agua dura pueden formar espuma.

* Fluidos sintticos


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Estos fluidos no contienen aceites minerales. Se les puede clasificar en tres tipos. De Simples,

complejos y emulsionables. Cuando se diluye en agua (generalmente de 1 a 10%), los tipos simple

y complejo forman una solucin transparente, mientras que el tipo emulsionable forma una

emulsin opaca. Debido a que los fluidos simples y complejos son transparentes permiten al

operador ver el trabajo.

Los fluidos sintticos simples consisten bsicamente en sales orgnicas e inorgnicas disueltas enagua. Se caracterizan por ofrecer control a la corrosin y accin de limpieza, as como buena

disipacin de calor. Usualmente son utilizados como fluidos de maquinado, para operaciones poco

intensas.

Los fluidos complejos, adems de los diluidos sintticos simples contienen compuestos qumicos

sintticos lubricantes y solubles en el agua, haciendo apropiados a estos fluidos para operaciones

moderadas y muy intensas. Poseen excelentes caractersticas de enfriamiento y lubricacin.

Los fluidos simples y complejos tienen gran control bacteriano, y sus buenas caractersticas de

sedimentacin y limpieza permiten extender la vida til del producto. Tambin son estables en

aguas duras. Por otro lado, al no contener aceite, no ofrecen lubricacin de tipo fsica; esto

puedeoriginar inconvenientes en operaciones intensas de maquinado o corte. Algunas soluciones

sintticas bajo condiciones de agitacin moderada o intensa pueden generar espuma. Un tipo msnuevo de fluido es el sinttico emulsionable. Es sinttico por definicin, ya que no contiene aceite

mineral, pero su apariencia opaca y muchas de sus propiedades lo hacen similar a un aceite

soluble. Estos productos contienen por lo general una combinacin de sistemas de lubricacin

qumica y fsica con la lubricacin fsica siendo generada a partir de compuestos orgnicos solubles

al agua, tales como esteres.

Los fluidos sintticos emulsificables hacen posible algunas aplicaciones particulares especialmente

el trabajo en aluminio.

3.9 PASTAS

Las pastas se forman cuando polmeros solubles en agua y jabones son adicionados a un fluido

base haciendo que el mismo se vuelva ms espeso (agua o aceite mineral). Se forma un gel, el cual

posee una buena resistencia a niveles de pelcula y adems mantiene niveles de viscosidad

apropiados bajo condiciones de presin y temperatura relativamente altas. Pastas de jabn

pigmentado son utilizadas para condiciones de operacin muy intensas. Los pigmentos son en

realidad lubricantes slidos (grafito, carbonato de sodio, mica entre otros)

3.10 LUBRICANTES SOLIDOS

Compuestos slidos tales como jabones metlicos, grafito, vidrio y disulfuro de molibdeno sirven

como lubricantes. Estos slidos son generalmente aplicados como polvos.3.11 ADITIVOS

Los aditivos agregan o mejoran caractersticas de los fluidos de trabajo. Las seleccin y aplicacin

de estos aditivos depende de la operacin a realizar yadems de las reacciones entre ellos y sus

transformaciones al estar sometidos a las temperaturas y presiones propias de la operacin

realizada.

Estos son los aditivos ms importantes y comunes en metalmecnica:


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* Surfactante

* Asociador

* Viscosidad

* Detergente

* Plastificantes

* Antineblina* Agente aceitoso

* Dispersante

* Extrema presin EP

* Passivators

* Anti espuma

* Reserva alcalina

* Lubricante solido

* Mascara de olor

* Inhibidor de corrosin

* Agente anti microbiano

4. USOS Y APLICACIONES

4.1 METALES FERROSOS

Hierro forjado

Grupo: hierro forjado

Contenido de carbono %: menos de 0.05

Algunos usos:

Cadena para aparejos de izar, ganchos de gras, hierro arquitectnico.

Acero muy dulce

Grupo: acero simple al carbono.Contenido de carbono%: 0.1 a 0.15

Algunos usos:

Lamina para el prensado de formas tales como las carroceras de automvil, alambre delgado,

varilla y tubos estirados.

Acero dulce

Grupo: acero simple al carbono

Contenido de carbono%: 0.15 a 0.3

Algunos usos:

Empleo general en el taller, en barras, laminas para calderas y vigas.

Acero al medio carbono

Grupo: acero simple al carbono

Contenidos de carbono%: 0.3 a 0.50.5 a 0.8

Algunos usos:

Forja de cigeales, ejes, muelles en hoja, cortafros.


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Acero al alto carbono

Grupo: acero simple al carbono}

Contenido de carbono%: 0.8 a 1.01.0 a 1.21.2 a 1.4

Algunos usos:

Resortes, formones, limas, brocas, machos de rosca y dados.

Herramientas con filo fino (cuchillos, etc.)

Fundicin de hierro gris

Grupo: hierro fundido

Contenido decarbono%: 3.2 a 3.5

Algunos usos: fundicin de maquinas

5.2 METALES NO FERROSOS

Cinc

DENSIDAD(kg/m) | PUNTO DE FUSION(C) |

7100 | 420 |

Propiedades:

Suave dctil, y con baja resistencia a la tensin es muy resistente a la corrosin.

Usos tpicos:

Es utilizado para revestir las lminas de acero galvanizndolas las bases de las aleaciones para

fundicin en matriz.

Cromo


7500 | 1890 |

Propiedades:

Es resistente a la corrosin eleva la fuerza pero disminuye la ductibilidad de los aceros, mejora las

propiedades obtenidos por tratamiento trmico.

Usos tpicos:

Este elemento se utiliza como liga en los aceros de alta fuerza, resistentes a la corrosin, utilizado

para electro plastia.

Cobalto


8900 | 1495 |

Propiedades:

Mejora la resistencia al desgaste y la dureza en caliente de los aceros rpidos.

Usos tpicos:

Utilizado como elemento liga en los aceros sper rpidos y en las aleaciones para imanes

permanentes.


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Manganeso


7100 | 420 |

Propiedades:Elevada afinidad con el oxigeno y el azufre suave y dctil

Usos tpicos:

Utilizado para reducir los aceros y para eliminar los efectos perjudiciales ocasionados por el azufre

e impurezas, en grandes cantidades mejora la resistencia al desgaste.

Molibdeno


9550 | 2620 |

Propiedades:

Metal pesado resistente al calor, que se alea fcilmente en otros metales.Usos tpicos:

Utilizado como elemento liga en los aceros al nquel cromo de elevada resistencia con el objetode

mejorar las propiedades mecnicas y de tratamiento por calor, reduce el efecto de masa y la

fragilidad al temple.

Nquel


8900 | 1458 |

Propiedades:Metal fuerte rgido, resistente a la corrosin muy utilizada como elemento para aleaciones.

Usos tpicos:

Utilizado como elemento liga en los aceros al nquel, cromo de elevada resistencia con el objeto de

mejorar las propiedades mecnicas y de tratamiento por calor, reduce el efecto de masa y la

fragilidad al temple.

5.3 ALEACIONES DE LATON

Latn para cartuchos

COMPOSICION (%) |Cobre | Cinc |

70 | 30 |

Aplicacin:

Es utilizado en el prensado de lminas metlicas en operaciones.


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4.4 ALEACIONES BRONCEESTAO

Bronce con bajo estao

COMPOSICION (%) |

Cobre | Fosforo | Estao |96 | 0.1 | 3.9 |

|0.25 | 3.75 |

Aplicacin:

Esta aleacin trabaja fuertemente en frio para endurecerla de forma que resulte posible utilizarla

para resortes en los que las buenas propiedades elsticas se combinen con la resistencia a la

corrosin, la resistencia a la fatiga, y la conductividad elctrica, por ejemplo: hojas de contacto.

Bronce fosforo estirado

COMPOSICION (%) |Cobre | Cinc | Fosforo | Estao |

94 | - | 0.1 | 5.9 |

- | - | 0.5 | 5.5 |

Aplicacin:

Esta aleacin se utiliza en su estado endurecido por el trabajo para producir componentes

torneados que requieren fuerza y resistencia a la corrosin, tal como los ejes vlvulas.

Bronce fosforo fundido

COMPOSICION (%) |

Cobre | Cinc | Fosforo | Estao |

Rem | - | 0.03 | 10 |

- | - | 0.25 | - |

Aplicacin:

Habitualmente fundido en varillas y tubos para la confeccin de cojinetes y husillos.

Tiene excelentes propiedades antifriccin.

Metal para caones almirantazgo

COMPOSICION (%) |

Cobre | Cinc | Fosforo | Estao |

88 | 2 | - | 10 |

- | - | - | - |

Aplicacin:


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Esta aleacin es adecuada para fundiciones con arena, en las que se requieren componentes de

grano fino, resistentes a la presin, tales como los cuerpos para bombas y vlvulas.

Metal para caones con plomo (corte libre)

COMPOSICION (%) |Cobre | Cinc | Fosforo | Estao |

85 | 5 | - | 5 |

| 5(%)plomo | | |

Aplicacin:

Conocido tambin como latn rojo, estaaleacin se utiliza para los mismos objetivos que el

metal para can almirantazgo estndar. Es algo menos fuerte, pero tiene propiedades mejores

en cuanto a la resistencia a la presin y el maquinado.Bronce (plstico) con plomo

COMPOSICION (%) |

Cobre | Cinc | Fosforo | Estao |74 | 24(%) | - | 2 |

- | plomo | - | - |

Aplicacin:

Esta aleacin se utiliza para cojinetes con mucha carga en los que la alineacin resulta difcil.

Debido a su suavidad, los cojinetes hechos con esta aleacin asientan fcilmente.

4.5 ALEACIONES TIPICAS DE ALUMINIO

Composicin: (%)(solo aparecen los elementos distintos del aluminio)Categora: forjado no tratable trmicamente

Composicin: ( %)(solo aparecen los elementos distintos del aluminio) |

Cobre | Slice | Hierro | Manganeso | Magnesio | Otros E. |

0.1 | 0.5 | 0.7 | - | - | - |

Max. | Max. | Max. | - | - | - |

Aplicacin:

En ensamblajes fabricados, conductores elctricos, plantas para procesado de alimentos,

cerveceras, decoraciones arquitectnicas.

Categora: forjado no tratable trmicamenteComposicin: ( %)(solo aparecen los elementos distintos del aluminio) |


0.15 | 0.6 | 0.75 | 1.0 | 4.5 | 0.5 |

Max. | Max. | Max. | Max. | 5.5 | Cromo |

Aplicacin:


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Productos con alta fuerza para construccin naval e ingeniera, buena resistencia a la corrosin.

Categora: fundicin no tratable trmicamente



1.6 | 10.0 | - | - | - | - |- | - | - | - | - | - |

Aplicacin:

Aleacin para usos generales en fundiciones a presin con esfuerzos moderados.

Categora: fundicin no tratable trmicamente

Composicin: ( %)(solo aparecen los elementosdistintos del aluminio) |


- | 10.0 | - | - | - | - |

- | 13.0 | - | - | - | - |

Aplicacin:

Unas de las a aleaciones ms utilizadas que se adecua para la fundicin con arena, por gravedad y

a presin. Caractersticas excelentes para fundicin de grandes elementos para marina,

automviles e ingeniera general.

Categora: forjado para tratamiento trmico



4.2 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.3 |

- | - | - | - | - | titanio |

Aplicacin:

Aleacin tradicional para maquinado general (duraluminio) muy utilizado para componentes

sometidos a esfuerzo en los aviones y en otros lugares.

Categora: forjado para tratamiento trmico



- | 0.5 | - | - | 0.6 | - |

- | - | - | - | - | - |

Aplicacin:

Aleacin resistente a la corrosin, para componentes de esfuerzo, tales como las barras parasoportar vidrios, secciones de ventanas y componentes de carrocera de automviles.

Categora: fundicin para tratamiento trmico



1.8 | 2.5 | 1.0 | - | 0.2 | 0.15 titanio |

- | - | - | - | - | 1.2niquel |


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Aplicacin:

Adecuado para la fundicin por arena o por gravedad, alta rigidez con fuerza moderada y

resistencia al choque, aleacin para uso general.

Categora:fundicin para tratamiento trmico

Composicin: ( %)(solo aparecen los elementos distintos del aluminio) |Cobre | Slice | Hierro | Manganeso | Magnesio | Otros E. |

- | - | - | - | 10.5 | 0.2 |

- | - | - | - | - | titanio |

Aplicacin:

Aleacin fuerte, dctil, y muy resistente a la corrosin, utilizada en fundicin tanto grande como

pequeas, para aviones y marina.

4.6 ADITIVOS

Surfactante

Funcin: emulsificacionCompuesto qumico tpico: sulfonato de sodio.

Asociador

Funcin: estabilidad

Composicin: glicol hexileno.

Viscosidad

Funcin: viscosidad

Composicin: esteres acidos acrlicos.

Detergente

Funcin: limpieza

Composicin: sulfonatos overbased.

Plastificantes

Funcin: reducir pegajosidad.

Composicin: esteres de glicol.

Antineblina

Funcin: reducir neblina.

Composicin: acrilatos.

Agente aceitoso

Funcin: incrementar resistencia de pelcula.

Composicin: jabones de acidos grasos.

Dispersante


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Funcin: prevenir aglomeracin de finos.

Composicin: poliacrilatos.

Extrema presin

Funcin: reaccin de pelculas lubricantes.

Composicin: compuestos de sulfuros, cloruros y sodios.

Passivators

Funcin: prevenir manchas.

Composicin: diaminas organicas.

Anti espuma

Funcin: prevenir formacin de espuma.

Composicin: siloxanos.

Reserva alcalina

Funcin: control de acidez.Composicin: sulfonatos overbased.

Lubricante solido

Funcin: resistencia de la pelcula.

Composicin: grafito, mica.

Mascara de olor

Funcin: mejorar olor.

Composicin: aceite de pino.

Inhibidor de corrosinFuncin: prevenir moho.

Composicin: aminas toluyltriazole.

Agente anti microbiano

Funcin: prevenir proliferacin bacteriana.

Composicin: Kathon 886MW, Groton HD2.

4 CONCLUSION

Se puede concluir que la industria de metalmecnica es una industria muy importante en nuestra

vida, ya que a partir de est se preparan herramientas e insumos para distintas reas de

produccin tales como la industria textil, las industrias agrcolas, las industrias fabricantes de

materiales de construccin entre otras. Y en el presente trabajo hemos podido conocer ms a

fondo las propiedades y aplicaciones de cada material utilizado en el proceso metalmecnica.


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6. GLOSARIO

Rebaba Porcin de materia sobrante que forma resalto en los bordes o en las superficies de un

objeto cualquiera.

Refractarios Que resiste el fuego o el calor sin cambiar de estado ni descomponerse.Forja Al igual que la laminacin y la extrusin, es un proceso de conformado por deformacin

plstica que puede realizarse en caliente o en fro y en el que la deformacin del material se

produce por la aplicacin de fuerzas de compresin.

Trefilado Se entiende por trefilar a la operacin de conformacin en fro consistente en la

reduccin de seccin de un alambre o varilla hacindolo pasar a travs de un orificio cnico

practicado en una herramienta llamada hilera o dado. Los materiales ms empleados para su

conformacin mediante trefilado son el acero, el cobre, el aluminio y los latones, aunque puede

aplicarse a cualquier metal o aleacin dctil.

Aleacin Una aleacin es una mezcla homognea, de propiedades metlicas, que est

compuestade dos o ms elementos, de los cuales, al menos uno es un metal.

Maquinado Es el proceso mediante el cual se remueve material de una pieza bsica para darleforma y hacerla til.

Fundicin Se denomina fundicin y tambin esmelter al proceso de fabricacin de piezas,

comnmente metlicas pero tambin de plstico, consistente en fundir un material e introducirlo

en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica

Vlvulas hidrulicas Es un mecanismo que sirve para regular el flujo de fluidos.[] Las vlvulas que

se utilizan en obras hidrulicas son un caso particular de vlvulas industriales ya que presentan

algunas caractersticas nicas y por tanto merecen ser tratadas de forma separada.

Condensadores En electricidad y electrnica, un condensador es un dispositivo que almacena

energa elctrica, es un componente pasivo.Calderas La caldera es una mquina o dispositivo de ingeniera diseado para generar vapor. Este

vapor se genera a travs de una transferencia de calor a presin constante, en la cual el fluido,

originalmente en estado lquido, se calienta y cambia de estado.

Montajes es el proceso mediante el cual se emplaza cada pieza en su posicin definitiva dentro de

una estructura. Estas piezas pueden ser de diferentes materiales pero las preferidas son las

estructuras metlicas y de hormign.

Cambio qumico es todo proceso qumico en el cual dos o ms sustancias (llamadas reactivos), por

efecto de un factor energtico, se transforman en otras sustancias llamadas productos.

Vestigios Huella

Resina fenolica Resina sinttica termoestable, resistente al calor y al agua, formada por

condensacin del fenol yel formaldehido, de gran resistencia al envejecimiento; empleada en lafabricacin de productos moldurados, adhesivos y revestimientos superficiales.

Termoendurecible o tambin llamado termoestables son cadenas de polmeros con enlaces

altamente cruzados, que forman una estructura de red tridimensional. Ya que las cadenas no

pueden girar ni deslizarse, estos polmeros poseen buena resistencia, rigidez y dureza.

Corrosin Oxidacin del metal.

Muescas Hueco estrecho y alargado que se hace en una cosa para introducir o encajar otra.


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Ataques electroqumicos Las reacciones qumicas que se dan en la interface de un conductor

elctrico.

Cortocircuitos Es el fallo en un aparato o lnea elctrica por el cual la corriente elctrica pasa

directamente del conductor activo o fase al neutro o tierra en sistemas monofsicos de corriente

alterna, entre dos fases o igual al caso anterior para sistemas polifsicos, o entre polos opuestos

en el caso de corriente continua.Cojinete Un cojinete en ingeniera es la pieza o conjunto de ellas sobre las que se soporta y gira el

rbol transmisor de momento giratorio de una mquina

Friccin Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de friccin, entre dos superficies en

contacto, a aquella que se opone al movimiento entre ambas superficies (fuerza de friccin

dinmica), o a la fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de friccin esttica).

Aditivos EP Como aditivos de extrema presin o E.P. se denominan aquellos productos qumicos

capaces de evitar el contacto destructivo metal-metal, una vez que ha desaparecido la pelcula

clsica de lubricante de una lubricacinhidrodinmica. Cuando esto ocurre, se dice que llegamos a

una lubricacin lmite.

Lubricidad Es un trmino cuantitativo que describe la capacidad que tiene un lquido de afectar lafriccin entre las superficies que estn en movimiento relativo bajo carga y determinar el desgaste

a las superficies de metal.

7. ANEXOS

ACERO SUAVE

Resistente ligeramente superior a la del hierro forjado. Costo ms bajo por ser ms fcil de

producir que el hierro forjado.

Fcil de maquinar con buen acabado

Fcil de trabajar en frio y dctil

Fcil de trabajar en caliente y maleable1. Componentes en general maquinados en el taller.

2. Componentes maquinados producidos en masa, tales como tuercas y tornillos.

1. Barras y varillas estiradas.

2. Tubos estirados slidos.

3. Laminas y tiras.

4. Prensado y productos fabricados con lminas de metal.

5. mercancas con alambre formado.

1. Secciones estructurales (vigas, varillas de refuerzo y mallas).

2. Forjados.

3. Laminas tiras, placas.4. Varillas y barras.

5. Tubos con unin soldada.

ACERO AL MEDIO CARBONO

Ms costoso que el acero dulce, y disponible en una rama ms limitada de formas al ser

suministrado. Esto es consecuencia de la mayor dificultad y costo de manipulacin, especialmente


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en estado frio. Tiene una resistencia ms elevada que el acero dulce, y responde al tratamiento

trmico para aumentar todava ms su dureza y rigidez. Se utiliza en componentes sometidos a

mayor esfuerzo.

1. Piedras en bruto forjados para varias de unin, cigeales, en granes, y otros componentes

sometidos a esfuerzo.

2. Tubos con alta fuerzade tensin.3. Barras laminadas en caliente y estiradas en fros para uso general del taller.

1. Bloques de matriz para forjado a golpes.

2. Muelles laminados

3. Cable

4. Desarmadores, sierras para maderas, corta fros, llaves, cabezas de martillos.

5. Forjado en trabajo pesado.

Contenido ms elevado de carbono, 0.5-0.8% (rigidez ms dureza).

Contenido ms bajo de carbono 0.3-0.5%.

ACERO AL ALTO CARBONO

Ms costoso que el acero al medio carbono disponible solo en forma de barras y forjados

laminados en caliente, salvo una gama limitada de alambre estirado en frio (alambre de piano). Se

le utiliza principalmente en donde se aplique sus propiedadesdespus del tratamiento trmico -

de dureza y resistencia al desgaste.

Contenido alto de carbono 1.21.4%

Contenido medio de carbono 1.01.2%

Bajo contenido de carbono0.8-1.0%

1. Cojinetes de bolas.2. Limas y herramientas para tornear metal.

3. Herramientas para trabajar la madera y con filos finos.

4. Componentes resistentes al desgaste.

Brocas, machuelos,

dados de roscas y

herramientas para

cortes de metales en

general.

1. Cinceles para trabajo delicado.

2. Algunas herramientas de mano.3. Hojas de corte

4. Resorte en espiral.

5. Alambre con alta resistencia de tensin.

.


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ACERO RAPIDO

El acero rpido es mucho ms costoso que el acero al alto carbono, por ser un acero fuertemente

aleado y contener elementos metlicos costosos.

RESISTENCIA:

Al desgaste resistente al desgaste debido a su alto contenido de cromo.

MAQUINABILIDADMaquinado fcilmente cuando esta recocido. Fcil deesmerilar despus de endurecido.

DUREZA:

Por lo menos 65 de la escala Rockwell C. Retiene su dureza hasta 700 C.

DISPONIBILIDAD:

1. Barra laminada en frio.

2. Piezas en bruto forjadas para herramientas.

3. Mordientes .de herramientas

1. Muy utilizado en herramientas para corte de metales.

2. Utilizado en componentes sujetos a desgaste y abrasin.

3. Su eficiencia y su larga vida compensa su elevado costo.

HIERRO FORJADO

Fuerza ms baja y costo ms elevado que el del acero dulce. Utilizado nicamente en donde

puedan explotarse sus propias especialidades. Al ser maquinado se obtiene un mal acabado

Fcil de forjar amplio intervalo de temperatura 850-1350C

Resistencia a la corrosin

Rgido y resistente al choque, alta ductilidad baja capacidad para endurecimiento en el trabajo

Ganchos de gra acoplamientos de va frrea, hierro arquitectnico y para marinaFacilidad para soldado de forja pastoso sobre un amplio intervalo antes de fundirse

Cadenas para izar carga cadenas de ancla equipo agrcola.

COBRE

Cobre reducido bien refinado fosforoso y con arsnico La adicin del arsnico mejora su

resistencia a altas temperaturas utilizado para placas de caldera y cajas de fuego tirantes, tubos de

humos e instalaciones sanitarias domesticas.

Cobre fosforoso reducido y sin arsnico cobre de calidad para soldadura la eliminacin de

contenido del exgeno disuelto impide el gaseado y la porosidad utilizado para la fabricacin de

moldes extrusin por impacto en frio y trabajos fuertes.

Cobre bien refinado Cobre para uso general.Utilizado para techos, plantas qumicas, trabajos

decorativos en metal y aplicaciones en las que no se requieren propiedades.

Cobre de alta conductividad Pureza superior al 99.9% utilizado para conductores elctricos y


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cambiadores de calor.

Cobre catdico Utilizado en la produccin de la aleacin de cobre.

Uno de los pocos metales utilizados por el ingeniero como material estructural en su estado puro

aun cuando los grados comerciales contiene algunos elementos vestigiales.

Disponibilidad: varillas, barras, alambres y tubos estirados en frio.

PROPIEDADES:

1. Fuerza relativamente elevada.

2. Muy dctil.

3. Resistencia a la corrosin.

4. Sigue a la plata como conductor de calor y la electricidad.

8. BIBLIOGRAFIA

* TIMINGS, R.L. Tecnologa Mecnica. Procesos y Materiales.

* GOMEZ GONZALES, Sergio. Control de calidad en fabricacin mecnica. II edicin.

* POLLACK, Herman W. Maquinas herramientas y manejo de materiales.

9. WEBGRAFIA

http://metalmecanicablogsena.blogspot.com/2010/08/materiales-utilizados-en-la-industria.html

http://www.pac.com.ve/index.php?option=com_content&view=article&catid=64&Itemid=87&id=

4549

http://www.elprisma.com/apuntes/curso.asp?id=11926

http://acercar.ambientebogota.gov.co/industria/biblioteca/MANUAL-DE-BUENAS-

PRACTICAS/Oportunidades%20de%20producci%C3%B3n%20mas%20limia%20en%20el%20sector

%20de%20metalmecanica.pdf

http://www.mitecnologico.com/Main/ExtraccionYTransformacionDeMetales

http://www.sinia.cl/1292/articles-39919_recurso_1.pdf

http://www.cofecyt.mincyt.gov.ar/pcias_pdfs/jujuy/UIA_metalmecanica_08.pdf

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