LOS MATERIALES METÁLICOS Propiedades. Aleaciones. Formas ... · Metales ultraligeros. Densidad es menor de 2kg/dm3 El cobre. Metal de color rojo brillante, resistente a la corrosión,

Escuela Técnica Ntra. Sra. De la Guardia N°:8199 Metal mecánica 1º año

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LOS MATERIALES METÁLICOS

Los materiales metálicos. Son aquellos que están compuestos por uno o más metales, aunque pueden

contener otros componentes. Hay de 2 tipos:

Materiales férricos. Aquellos materiales cuyo principal componente es el hierro.

Materiales no férricos. Aquellos materiales que se obtienen de los demás metales.

Propiedades.

Conducen bien el calor y la electricidad, tienen un brillo característico, son sólidos (excepto el

mercurio). Cuando se calientan se funden, depende de su punto de fusión.

Aleaciones.

Material metálico que se obtiene al fundir y dejar que se solidifique una mezcla de un metal con otros

materiales. Se hace para que un metal posea sus propiedades más las del otro material.

Formas de los materiales metálicos.

Largos. Barras de sección cuadrada o circular. Pequeños-alambres.

Planos. Superficies muy finas. Delgados-chapas.

Perfiles. Barras con formas especiales.

Lingotes Bloques en el que se vacía el metal en un molde.

Obtención de los materiales metálicos.

Formas.

Minería. Se encarga de la extracción de minerales metálicos o menas.

Metalurgia. Ciencia que se encarga de estudiar las propiedades, las aplicaciones y los procesos de

obtención y elaboración.

Técnicas.

Calcinación y tostación. Se calienta en un horno, material queda libre o forma un oxido. Luego se

elimina el oxígeno del oxido y se obtiene el metal.

Electrolisis. Se introducen 2 electrodos en la disolución, se consigue que el metal puro pase a uno de los

electrodos.

Materiales en el aula taller.

Hojalata. Material fácil de cortar, doblar y soldar. Conduce la electricidad y se recicla. Inconvenientes:

se oxida con facilidad y puede hacer cortes (importante: usar guantes).

Cobre. Metal fácil de cortar y doblar, y resiste a la corrosión. Se puede reciclar se emplea para los

circuitos de electricidad.

Aluminio. Metal ligero, resistente y fácil de cortar. Conduce la electricidad, se puede reciclar y se

emplea para construir.

Acero. Se puede reciclar y se emplea para ejes de polea y móviles.


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EL HIERRO Y ACERO

Elemento químico forma el 5% de la corteza. No se encuentra el estado puro.

La siderurgia.

Proceso siderúrgico.

Separación de la mena y de la ganga.

El hierro dulce.

Se considera un metal puro, tiene pocas utilidades industriales y es hierro forjado, es decir, que admite la

forja. Se emplea en electricidad y electrónica.cantidad de carbono en la aleación 0,01 a 0,03% de

carbono.

Los aceros.

Son aleaciones de hierro y carbono más otros elementos. Según los otros elementos el acero contiene

otras propiedades.

Según su composición.

Aceros comunes. Contienen sólo hierro y carbono. Cantidad de carbono hasta un 1,98% de carbono.

Fáciles de soldar y poco resistentes a la corrosión. Se emplean para la construcción.

Aceros aleados. Contienen otros materiales más el hierro y el carbono. Resistente a la corrosión, al

desgaste y a las alta temperaturas. Se emplea en la fabricación de lo instrumentos y herramientas.

Las fundiciones.

Aleaciones de hierro y carbono que se diferencian de los aceros en el porcentaje de carbono. Hasta un

6,67% de carbono. Son más resistentes a la corrosión y a los cambios de temperatura.

Según su composición y propiedades.

Fundiciones ordinarias. Formadas por hierro y carbono, pero pueden contener impurezas. No se les

puede meter en la forja.

Fundiciones aleadas. Contienen otros elementos químicos más hierro y carbono.

Fáciles de moldear y mecanizar, se emplean para fabricar piezas de gran tamaño.

LOS MATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOS

Son los más usados porque, son fáciles de obtener, su bajo coste, gran resistencia mecánica.

Inconvenientes baja resistencia a la oxidación, dificultad de mecanizado, baja conductividad térmica y

eléctrica y su elevado punto de fusión.

Depende de su densidad.

Metales pesados. Densidad es igual o mayor a 5kg/dm3

Metales ligeros. Densidad es entre 2 y 5kg/dm3


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Metales ultraligeros. Densidad es menor de 2kg/dm3

El cobre.

Metal de color rojo brillante, resistente a la corrosión, Buen conductor del calor y la electricidad, muy

dúctil y maleable y fácil de trabajar. Se emplea para la construcción.

Principales aleaciones.

Los bronces. Aleaciones de cobre y estaño. Dureza mayor cuanto mayor es la cantidad de estaño. Se

emplea en la fabricación de piezas moldeadas.

Los latones. Aleaciones de cobre y cinc. Se emplean para fabricar llaves y válvulas.

El aluminio.

Metal de color plateado claro, muy resistente a la oxidación. Es muy ligero, conduce la electricidad y el

calor y fácil de mecanizar. Se obtiene de la bauxita.

Se emplea aleado, aleaciones ligeras, que tienen la misma resistencia que los aceros pero menos

pesados. Aplicaciones en la industria son muy numerosas.

Se comercializa en forma de lingotes, planchas, chapas y perfiles.

El estaño.

Metal de aspecto blanco brillante, muy resistente, fácil de fundir y de trabajar. Maleable en frío y en

caliente, quebradizo. Se obtiene de la casiterita.

Se emplea aleado en la soldadura blanda y en la industria de la alimentación.

El cinc.

Metal blando, de color blanco azulado, resistente al aire. Se obtiene de la blenda.

Se emplea en la fabricación de recipientes.

Procedimientos.

Cincado. Introduciendo las piezas en un baño de cinc fundido.

Galvanizado. Se conecta al polo positivo de un generador y se introduce en una disolución de sulfato de

cinc. El polo negativo del generador se con esta aúna placa de cinc que también se sumerge en la

disolución. Mediante electrosis, parte del cinc de la barra se va depositando sobre el objeto.

FABRICACIÓN CON METALES: DEFORMACIÓN Y ARRANQUE DE VIRUTA

Limado.

El limado consiste en arrancar finas partículas de material de una pieza con el fin de conseguir la forma

y las dimensiones deseadas o de dar un acabado estético a la superficie de hierro. Para esta operación se

emplean las herramientas para limar y otros útiles auxiliares.


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La lima se presiona contra la pieza sólo en el movimiento de avance, y no en el de retroceso, ya

que en esta dirección los dientes no trabajan y se desgastan inútilmente. El desplazamiento lateral de la

lima debe ser un tercio de la anchura de la lima.

La lima no se debe balancear durante el limado, hay que limar con una velocidad entre 50 y 60

pasadas por minuto

Para limar superficies planas se emplea el limado cruzado. Se comienza a limar por un vértice de

la pieza y se desplaza la lima hasta el vértice opuesto. A continuación, se gira la posición de la lima 90º

respecto al anterior de la anterior y se vuelve a proceder de la misma forma. La lima se utiliza inclinada

respecto del ancho de la pieza para que trabaje el mayor número de dientes. En las piezas muy

estrechas, el ángulo de inclinación debe ser de 20º; en las piezas de anchura mayor que el de la lima, la

inclinación debe ser de 45º, y en piezas muy anchas 70º.

Las limas se deben guardar ordenadas y sin

rozarse entre sí.

Normas de seguridad:

Antes de empezar a limar hay que asegurarse de

que el mango está bien sujeto.

Cuando se embotan las limas, se limpian con una

carda.

No tocar la superficie de la lima ni de la pieza con

las manos.

Existen dos tipos de herramientas para limar que se clasifican en función del tamaño y el número de sus

dientes: las escofinas y las limas. Ambas están formadas por una barra de acero y un mango de madera

que permite sujetarlas

Escofinas: la barra de las escofinas tiene las caras picadas, es decir, dispone de dientes triangulares de

diferente tamaño. Se emplea para trabajos de desbastado y rebaje de superficies de madera.

Limas: las caras de la lima están estriadas y sus dientes son mucho más pequeños que los de las

escofinas. Se emplean en trabajos de devaste del hierro.

Las escofinas y las limas presentan diferentes secciones para poder adaptarse a la forma de la pieza que

se desea limar.


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CLASIFICACIÓN DE LAS LIMAS SEGÚN SU FORMA Y SU USO EN LA INDUSTRIA.

Las de sección plana se emplean sobre

superficies planas.

Las de media caña se usan en superficies planas y cóncavas.

Las redondas permiten limar bordes de orificios.

Con las triangulares se puede limar sobre esquinas y ángulos.

Como útiles auxiliares para facilitar la operación de limado se

suelen utilizar el tornillo de banco y la carda:

La carda es un cepillo de púas de acero que se utiliza para limpiar las limas y escofinas cuando éstas

se llenan de virutas.


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DISTINTOS TIPOS DE UNIONES

Uniones fijas

Remaches. Unión mediante remaches se emplea cuando hay que unir piezas de poco espesor. Son piezas

fabricadas con materiales blandos y tenaces. Formados por un cuerpo cilíndrico llamado caña o espiga,

que atraviesa las piezas que va a unir y un ensanchamiento final, es la cabeza. Una vez hecho el agujero

con la taladradora se introduce el remache. Esta operación se puede realizar con una remachadora

manual.

Soldadura blanda. Unión de 2 piezas metálicas vertiendo sobre ellas estaño fundido. Se realiza con

estaño y un soldador. El aluminio no se puede soldar con esta técnica. Buena soldadura, superficie

limpia.

Pegado. Sirven para unir. Para los metales el mejor es el termo fusible, claro siempre que no tenga que

resistir mucho peso. Se solidifica rápidamente y es muy eficaz.

Uniones desmontables

Tornillos y tuercas. Existen infinidad de tornillos y de tuercas. Las

arandelas, son elementos para conseguir que la unión sea más

robusta e impiden que la unión se desmonte cuando hace algún

movimiento.

Pasadores. Piezas que se introducen en los orificios realizados en las

piezas que se van a unir.

Tipos.

Pasadores con mariposa. Los más conocidos y usados. Son baratos y sencillos de montar y sirven para

inmovilizar piezas.

Pasadores cónicos o bulones. Se usan para fijar piezas entre sí sobre ejes de rotación. Bulones, tornillos

pasantes, es decir, que no tienen rosca en la zona.

Pasadores planos o chavetas. Se emplean para unir un eje con una polea, de manera que su giro sea

solidario.

HERRAMIENTAS PARA MEDIR Y COMPROBAR

Cinta métrica: Puedes medir muchos metros, según el modelo, y como mínimo aprecia los milímetros.

Regla flexible: Puedes medir hasta30 cm, 50 cm, 100 cm.

Calibre o pie de rey: Puedes medir exteriores, interiores y profundidades.

Características del pie de rey

Los calibres se diferencias por:

- la longitud de la regla en cm: de 15 cm., de 25 cm., etc.;

- Por el grado de apreciación del nonio: 0,1mm nonio decimal; 0,05mm nonio vigesimal; 0,02; mm

nonio quincuagesimal, etc.;


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- Material: acero, acero inoxidable, etc., mate o brillante;

- Forma de sus bocas: puntiagudas, rectas, etc.;

Empleo del calibre

El calibre se puede emplear para:

- Medir exteriores

-Se toma el calibre con una abertura mayor que el espesor a medir;

-una vez encarado el calibre con las superficies de la pieza, se acercan las dos bocas hasta conseguir un

contacto suave con ellas;

-Este contacto entre calibre y pieza debe realizarse en una zona amplia, lo más cerca posible de la regla

y no únicamente en las puntas y evitar así un desgaste desigual;

-leer el número de milímetros enteros y la fracción si la hay.

Medir interiores

-se cierran las bocas y se introducen en el hueco a medir;

-se abren hasta hacer contacto suave con ellas;

-efectuar la lectura;

-cerrar el calibre y retirarlo de la pieza.

Equivalencia en pulgadas y milímetros desde 1/64 “ 1”

Pulgadas mm pulgadas mm pulgadas mm pulgadas mm

0

1/64

1/32

3/64

1/18

5/64

3/32

7/64

1/8

9/64

5/32

11/64

3/16

13/64

7/32

15/64

0

0,3969

0,7938

1,1906

1,5875

1,9844

2,3812

2,7781

3,1750

3,5719

3,9688

4,3656

4,7625

5,1594

5,5562

5,9531

¼

17/64

9/32

19/64

5/16

21/64

11/32

23/64

3/8

25/64

13/32

27/64

7/8

29/64

15/32

31/64

6,3500

6,7469

7,1438

7,5406

7,9375

8,3344

8,7312

9,1281

9,5250

9,9219

10,3188

10,7156

11,1125

11,5094

11,9062

12,3031

½

33/64

17/32

35/64

9/16

37/64

19/32

39/64

5/8

41/64

21/32

43/64

11/16

45/64

23/32

47/64

12,7000

13,0969

13,4938

13,8906

14,2875

14,6864

15,0812

15,4781

15,8750

16,2719

16,6688

17,0656

17,4625

17,8594

18,2562

18,6531

¾

49/64

25/32

51/64

13/16

53/64

27/32

55/64

7/8

57/64

29/32

59/64

15/16

61/64

31/32

63/64

1

19,0500

19,4469

19,8438

20,2406

20,6375

21,0344

21,4312

21,8281

22,2250

22,6219

23,0188

23,4156

23,8125

24,2094

24,6062

25,0031

25,4000


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-Medir profundidades:

Esto sólo puede hacerse con calibres que lleven una varilla o sonda

-se apoya el calibre al borde de la profundidad a medir;

-abrimos las bocas hasta que la sonda o varilla toque suavemente en el fondo.

En estos casos, es todavía más importante hacer el contacto con suavidad, sobre todo en cotas grandes,

porque la varilla fácilmente se dobla y da lugar con ello a errores en la medida;

-hacemos la lectura, y separamos el calibre. También podemos retirar primero el calibre sin cerrarlo y

hacer luego la lectura.

Para medir profundidades con mayor precisión, se emplean los calibres de profundidad o sondas .

FABRICACIÓN CON METALES: TRAZADO Y CORTE.

Definición de Trazado de piezas metálicas: El trazado es la operación mediante la cual se pasan todas las

medidas del plano a la pieza propiamente dicha.

HERRAMIENTAS DE TRAZADO

Puntas de trazar para metal

Granete: Es un cilindro de acero terminado en punta que se emplea con los metales para marcar puntos

de apoyo y para el compás y las brocas.

Compás: Se emplea para trazar círculos o arcos. Para los metales se usa un compás con dos puntas de

acero.

Escuadras: Se utilizan para trazar perpendiculares.


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HERRAMIENTAS DE SUJECCION

Sargentos o morsas: Se suele usar para sujetar piezas grandes a la mesa de trabajo o para mantener

unidas dos piezas el tiempo de pegado.

Mordazas: Son utilizadas normalmente para

sujetar piezas que se van a taladrar.

Entenallas: Se usan para sujetar piezas

pequeñas o para piezas que no caben en la

mordaza cuando se va a taladra.

Tenazas: Son herramientas especiales para

sacar clavos, no son, por tanto, verdaderas

herramientas de sujeción, aunque a veces se

utilizan como tales.

HERRAMIENTAS PARA CORTAR

Tijeras: Es una herramienta que consta de dos cuchillas y que, por medio de la acción de ellas, permite

el desgarramiento o cortadura del material. Con esta forma de se corte no se desprende viruta. Hay

varios tipos de tijeras según el material a cortar.

La tijera de electricista: Tiene una muesca que permite pelar cables

Tijera de cortar chapa: Especial para chapas metálicas. Si la chapa es muy gruesa se puede apoyar en

la mesa o en el tornillo de banco.

Alicates de corte: Tienen la misma función que las tijeras a la hora de cortar cables.

HERRAMIENTAS PARA SERRAR

Serruchos: Se usan para madera.

Sierra de arco: Se usa para cortar metal. La posición de los dientes va hacia adelante.

Sierra de calar: Puedes cortar diferentes materiales, madera, aluminio, etc. Con solo cambiar la hoja de

sierra. También puede cortar en ángulos inclinando el soporte apoyo.

HERRAMIENTAS PARA LIMAR

Limas: Las limas son herramientas cuyo fin es desgastar y pulir los metales.

Escofina: Lima especial para limar madera.

HERRAMIENTAS PARA TALADRAR

Barrena: Se utiliza solo para hacer pequeños agujeros en madera.

Berbiquí: También se usa solo para madera, pero permite hacer agujeros mayores. Necesita unas brocas

especiales.

Taladro manual o de pecho: Se llama así por que se apoya y se empuja con el pecho para hacer fuerza

hacia delante.

Actualmente son mas utilizadas las maquinas de taladrar eléctricas que los taladros manuales.


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Brocas especiales

Avellanado cónico: es el más común.

De pezón: Lleva en el centro de una guía que se introduce en agujero abierto previamente y que nos

ayuda q que quede centrado el segundo.

De círculos: Cuando los agujeros que necesitamos son mayores de 13 milímetros se usan estas otras

brocas.

HERRAMIENTAS DE GOLPEAR

Martillo: Sirve para golpear y con ello transmitir una fuerza a otro elemento o herramienta. También

para modificar formas de materiales.

De carpintero de bola de ebanista

Mazas: Son martillos con cabeza de madera, nylon, goma, etc. Se utilizan para golpear en materiales

blandos que pueden quedar marcados. Se suelen usar para golpear otras herramientas y para dar forma a

chapas.

Botador: Es como una punta de marcar pero con la punta cortada. Es la herramienta que se utiliza para

introducir los clavos dentro de la madera de forma que no se vea la cabeza.

HERRAMIENTAS PARA ATORNILLAR O DESATORNILLAR

Destornillador: Para apretar o soltar tornillos y tirafondos.

Llaves: Se utilizan para apretar o aflojar tuercas y tornillos. En ellas viene indicando un número que

significa la longitud de la tuerca correspondiente en milímetros.

Llaves fijas

Plana de dos bocas: Sirve para tornillos y tuercas de cabeza hexagonal o cuadrada.

De tubo: Sirven para tuercas hexagonales y se utiliza cuando son inaccesibles para otras llaves.

De estrella: Se emplea cuando los tornillos o tuercas solo permiten un pequeño desplazamiento.

Allen: Para tornillos con cabeza hexagonal interior.

Llaves regulables: Necesitas para cada tamaño de tornillo su llave fija correspondiente, por el contrario,

una llave regulable la puedes usar con varios tamaños de tuerca.

HERRAMIENTAS PARA CONSTRUIR

Torno: Es una maquina-herramienta que sirve para construcción de piezas de revolución tanto,

exteriores como interiores, conos, cilindros, etc.

Fresadora: Es una maquina herramienta que se usa para la construcción de piezas, con la que se pueden

hacer ranuras, molduras, engranajes, etc.

SIERRA DE ARCO

Para serrar los metales se emplea la sierra de arco, compuesta por una armadura o arco donde va

acoplada la hoja de sierra, que se tensa mediante una palomilla. El arco puede ser fijo o extensible.


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Normas de uso:

Antes de empezar a serrar hay que trazar en la pieza las líneas de corte.

La pieza debe estar sujeta en el tornillo de banco de manera que no se muevan no sobresalga

demasiado, para que no vibre mientras se corta

Se debe serrar siempre por la parte exterior de las líneas marcadas, pues se produce una pérdida

de material debido a la anchura del triscado de los dientes, y la pieza podría quedar de un tamaño

menor al deseado.

Par iniciar un corte conviene hacer una pequeña muesca con una lima triangular o con la propia

sierra.

Durante el serrado hay que adoptar una posición que permita aprovechar la fuerza del peso del

propio peso al inclinarse.

La presión de corte se ha de realizar hacia delante, ya que los dientes de la hoja sólo se cortan en

ese sentido, y se debe utilizar toda la longitud de la hoja para que el desgaste sea uniforme

EL TALADRO

El taladro es el instrumento con el que se abren agujeros ciegos o pasantes en las piezas.

En el taladro de metales se emplean:

Las taladradoras de sobremesa y de columna disponen de una mesa porta piezas que se desplaza

a lo largo de la columna; esto permite situar las piezas a la altura conveniente para realizar el taladro.

La mesa porta piezas cuneta con ranuras que permiten fijar con tornillos herramientas de sujeción.

La velocidad de corte ha de ser menos cuanto mas duro sea el material o mayor el diámetro de la

broca. Se puede cambiar la velocidad modificando la posición de las correas alojadas en el cabezal.

Normas de uso y conservación:

Antes de taladrar hay trazar en la pieza los centros de los agujeros, marcarlos con u punto de

granate, para evitar que la broca se desvíe, y comprobar que la punta de la broca coincide con el punto

marcado.

Las piezas se sujetan con mordazas, fijadas con tornillos en la mesa porta piezas, para que no se

muevan durante la operación y evitar que el agujero se deforme.

Para hacer agujeros de más de 8 mm. De diámetro conviene taladrar primero con una o más

brocas de menor diámetro. De esta manera se consigue guiar mejor la broca mayor y se realiza con

menos esfuerzo.

Las piezas se han de fijar en las mordazas apoyadas sobre gruesos de acero o calzos en forma de

uve, dejando un espacio vacío para la salida de la broca. Con el fin de que la pieza no bascule por l a

presión de la broca y evitar que el agujero quede torcido.

Las piezas de chapa se deben sujetar con alicates o tenazas, además hay que apoyarse sobre un

taco de madera para que la broca tenga fácil salida y no dañe la mesa.


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Si la broca se calienta excesivamente, para que no pierda su capacidad de corte se debe reducir la

velocidad de giro y la presión sobre la pieza, sacar la broca del agujero periódicamente para que se

enfríe o refrigerar con taladrilla, que es una mezcla de aceite y agua.

Al hacer agujeros pasantes hay que prever la salida de la broca para no taladrar la mesa o la

herramienta de sujeción. Cuando la broca empieza a salir por el otro extremo del agujero, hay que

disminuir la presión para que no resalgan rebabas ni se rompa la broca.

Al acabar de trabajar se ha de limpiar la máquina de virutas y limaduras, sobre todo las ranuras

de la mesa.

Normas de seguridad:

Es obligatorio usar gafas de protección.

La ropa demasiado holgada o el cabello largo tienen peligro de engancharse con la broca; por

ello, los puños y las mangas deben estar sujetados y el cabello recogido.

El cambio de velocidad se debe hacer con la máquina apagada. La tapa del cabezal ha de estar

cerrada y jamás se deben manipular las correas de la máquina en marcha.

La llave debe apretar el porta brocas no debe quedar puesta, pues podría salir disparada al

conectar la máquina y provocar un accidente.

No sujetar las piezas, ni frenar el porta brocas, ni tocar la broca o la pieza al acabar de taladrar

con las manos, ya que se pueden sufrir quemaduras o heridas.

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