UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE

EXTENSIÓN - LATACUNGA

INGENIERIA ELECTROMECÁNICA.

DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS

ALEACIONES DE COBRE LATON Y BRONCE

INTEGRANTES: CUEVA DIEGO

MORALES ISAMAR

13/11/2015

COBRE, LATÓN Y BRONCE

1) FUNDAMENTO TEÓRICO

EL COBRE

El cobre de usa mucho en su forma casi pura en aplicaciones eléctricas, y de plomería por su alta conductividad eléctrica y buena resistencia a la corrosión.

Aplicaciones del Cobre

El cobre es el segundo metal en importancia en la historia de la humanidad.

Es el más barato y común de los metales nobles, puesto que se sitúa inmediatamente detrás del platino, el oro y la plata.

Es insustituible en muchas aplicaciones para las que la resistencia a la corrosión es un factor esencial.

Tiene muchas aplicaciones en arte y decoración debido a su color cálido.

Presenta gran maleabilidad que facilita su trabajo.

Características del Cobre

Características Mecánicas Características Físicas

De fácil mecanizado Muy maleable Muy dúctil Material blando Permite la fabricación de piezas por

fundición y moldeo Material soldable Permite tratamiento térmico,

Temple y recocido aplicaciones criogénicas

Tiene un punto de fusión de 1083ºC Peso específico es de 8920 kg/m3 Peso atómico del cobre es de 63,54 De color rojizo Material abundante en la Naturaleza Material fácil y barato de reciclar Resistente a la corrosión y oxidación Después de la plata es el de mayor

conductividad eléctrica

Tabla 1. Características del Cobre

Aleaciones de cobre

Cobres débilmente aleados

Aleaciones con alto contenido de cobre

Latones

Bronces

Cuproaluminios

Cuproniqueles

Alpacas

LOS LATONES

Los latones son aleaciones a base de cobre y zinc. Contienen de 5 a 46% de este último metal y eventualmente, varios otros elementos en pequeñas proporciones.

El color agradable de los latones, que varía del rosa al amarillo para contenidos crecientes de zinc, su buena resistencia a la corrosión y su aptitud para tratamientos superficiales (barnices transparentes, pátinas, recubrimientos diversos), permiten realizar económicamente objetos de bello aspecto, de larga duración y de mantenimiento fácil.

Características del Latón

Características Mecánicas Características Físicas

Plasticidad :solo en frío Es duro (más que el Cu) Maleabilidad (más alta que el Zn o

Cu) Son maleables: Algunos sólo en frío Otros en caliente Otros a ninguna T Tiene mucha ductilidad Tiene friabilidad

Densidad :8’4 g/cm³ o 8’7 g/cm³ Tiene conductividad eléctrica y

térmica Punto de fusión :de 900 a 940°C.

Tabla 2. Características del Latón

Tipos de Latones y sus aplicaciones

Latones Binarios o Latones Propiamente Tales

Quincallería Fundas de balas

Latones con Plomo Instrumentos musicales

Latones Especiales Accesorios de fontanería sanitaria Radiadores de automóviles

Tabla 3. Tipos de Latones y sus Aplicaciones

LOS BRONCES

Los auténticos bronces son aleaciones de cobre y de estaño, con contenidos que varían del 2 al 20% de estaño (Sn).Los bronces contienen frecuentemente otros elementos, tales como fósforo, zinc, níquel, plomo.

Características del Bronce

Características Mecánicas Características Físicas

Elongación: <65 % Dureza Brinell: de 70 a 200 Módulo de elasticidad: de 80 a

115 GPa Resistencia a la cizalla: de 230 a

490 MPa Resistencia a la tracción: de 300 a

900 MPa

Densidad: 8,90 g/cm³. Punto de fusión: de 830 a 1020 °C Punto de ebullición: de 2230 a

2420 °C Coeficiente de temperatura: 0,0006 K-

1

Resistividad eléctrica: de 14 a 16 µOhmio/cm

Coeficiente de expansión térmica: entre 20 y 100 °C

Tabla 4. Características del bronce

Tipos de Bronce y sus aplicaciones

Bronces Binarios Cadenas Campanas

Bronces Complejos Aplicaciones navales Tubos flexibles y tubos ondulados Alambres para telas mecánicas

Tabla 5. Tipos y Aplicaciones de Bronce

2) PROCESOS DE OBTENCIÓN

2.1) Proceso de obtención del Cobre

Extracción de cobre a partir de menas sulfuradas

La extracción tiene cuatro etapas:

Concentración por flotación

Los minerales sulfurados normalmente se humedecen por el agua, pero pueden ser acondicionados con reactivos que los volverán repelentes al agua, esta hidrofobicidad puede ser creada en minerales específicos dentro de una pulpa agua - mena.

Los choques entre las burbujas de aire y los minerales que se han hecho hidrofóbicos conducirán a la unión entre las burbujas y dichos minerales

Tostación

La tostación es una oxidación parcial de los concentrados de sulfuro de cobre con aire y la eliminación parcial del sulfuro en forma de SO2, la tostación se lleva a cabo entre 500 y 700ºC, dentro de los tostadores tipo hogar o de lecho fluidificados, bajo condiciones bien controladas.

Fusión de mata

El objetivo de la fundición de mata es formar dos fases líquidas inmiscibles: una fase líquida de sulfuro (mata) que contiene todo el cobre de la carga y una fase líquida de escoria sin cobre. La mata tiene un contenido en cobre de entre un 35 a un 65%.

Al final del proceso se obtiene un cobre metálico líquido no refinado con una pureza de entre un 98.5 a un 99.5%, denominado cobre blíster.

Afino

Finalmente, el cobre blíster se refina electroquímicamente para obtener cobre catódico de una gran pureza, superior al 99.99%.

Figura 1. Proceso de Obtención del Cobre

2.2) Proceso de obtención del Latón

Se inicia el proceso con una formal y meticulosa selección de las materias primas con las que se alimentarán los hornos de fusión.

Continúa con la colada, donde se obtiene el billet de latón. El calentamiento del billet sirve de preparación para la extrusión, en la que se consiguen las formas de las barras y perfiles. El calibrado y trefilado posterior aportan al material la dimensión y características mecánicas requeridas por el cliente.

Con los procesos finales de enderezado, pulido y biselado el producto queda preparado para su distribución al cliente.

Figura 2. Proceso de Obtención del Latón

2.3) Proceso de obtención del Bronce

Para conseguir bronce, se funden juntos lingotes de cobre y estaño y sale uno de bronce que, a su vez, puede ser derretido y colado en moldes. Para fundir objetos de bronce, hay que manipular el metal en fusión con todo cuidado. El crisol se maneja con un mango largo, para verter el metal en el molde.

Tipos de Fundiciones

Fundición por colada continua

El proceso de fabricación consiste en pasar el material de estado líquido a sólido a través de una matriz de grafito que trabaja dentro de un sistema de enfriamiento.

Fundición centrífuga

Por este sistema se fabrican bujes y piezas en matrices metálicas que se colocan en máquinas centrífugas; la fuerza centrífuga aplicada, sumada al enfriamiento brusco producido por un sistema forzado, le confieren al material características especiales que mejoran su calidad.

Fundición moldeada

Se funden piezas sobre modelo o plano, utilizando el sistema más tradicional de moldeo en tierra, arenas sintéticas o de auto fraguado, lo que mejor se adapte a las características de la pieza a fabricar

Figura 3. Proceso de Obtención del Bronce

3) TABLAS

PARA BRONCES

Tabla 6. Propiedades de los Bronces

PARA ALEACIONES DE COBRE

Tabla 7. Aleaciones de Cobre

4) BIBLIOGRAFÍA

http://es.slideshare.net/marzeballos/bronce-40444903

RobertL. Mott. Diseño de Elementos de Máquinas. 2006. Cuarta Edición. Pag 60, 61. Apéndice A-17

http://www.cimsaww.com/internet/es/cupropedia/extracci_n_del_cobre/ extracci_n_del_cobre.jsp

http://www.hjgaray.es/barras-y-perfiles-de-laton/proceso-fabricacion-laton/

5) LINKS DE VIDEOS

https://www.youtube.com/watch?v=Ci4KtdMvQ9w

https://www.youtube.com/watch?v=ORtzigN2