1.

• MATERIALS METLLICS

• Esta presentacin se ha realizado por Virgilio Marco. Profesor de Apoyo alrea Prctica del IES Tiempos Modernosde Zaragoza. [email_address] www.iestiemposmodernos.com
• Traduit: Avell Cap

2.

MATERIALS METLLICS

NDEX

Els materials metllics El ferro i lacer Materials metllics no frrics Fabricaci amb metalls.Traat i tall Fabricaci amb metalls.Deformaci i arrancada de llimadures Fabricaci amb metalls.Unions i acabats Fabricaci industrial amb metalls.

3.

ELS MATERIALS METLLICS. Generalitats

Sn aquells que estan composts bsicament per un o ms metalls. Tamb poden contenir altres MATERIALS com el carboni.

Els materials metllics el component principal del qual s el ferro sn anomenatsmaterials frrics . Sn exemples d'aquests elferro i l'acer.

Els materials metllics obtinguts a partir d' altres metallsson anomenatsmaterials no frrics .

ferro

Acer

Zinc

Coure

4.

ELS MATERIALS METLLICS. Propietats

Els MATERIALS METLLICS:

condueixen b la calor i l'electricitat .

El seu aspecte presenta unacerta brillantor .

5. A temperatura ambient solen serslids,excepte elmercuri . 6. Fonen a la temperatura que anomenampunt de fusi . 7. Sonmalleables i dctils . Els que ms el or, la plata i el coure.

Conductors

Es fonen

Mercuri

Or natiu

Plata nativa

Coure

8.

ELS MATERIALS METLLICS. Aliatges

Una aliatge s un material metllic que s'obt quan esmescla ifon i es deixa que solidifiqui una mescla d' un metall amb altres MATERIALS, gaireb sempre altres metalls .

9. El producte resultant tcaracterstiques metlliques i alguna propietat que no tenienels components per separat. 10. Elllaut , per exemple, s unamescla de coure i zinc i resulta ms dur i amb resistncia elctrica .

Aliatges

Llaut

11.

ELS MATERIALS METLLICS. Formes comercials

Formes comercials ms habituals de MATERIALS METLLICS son:

Llargs:barresquadrades o redones i fils de ferro.

12. Plans:superfcies de diferents gruixos, les ms fines s'anomenenxapes. 13. Perfils:barres amb formes especials:en u, triangular , ... 14. Lingots:blocs obtinguts quan buidam el metall lquid en unmotlle.

Llargs

Plans

Perfils

Lingots

15.

ELS MATERIALS METLLICS. Obtenci

Els metalls no solen aparixer purs, sin combinats amb altres elements i formant minerals:

16. La Mineria s'encarrega d'extreure minerals METLLICS o menes. 17. La Metallrgia tracta dels metalls elaborats i les seves propietats.

• Calcinaci i torrefacci: s un procs per a obtenir metalls lliures o purs encalentint les menes en forns i eliminant els xids que es produeixen.

18. Electrlisi: s un procs per obtenir metalls lliuresfonent el mineral, introduint en la foneria dos elctrodes i fent circular un corrent elctric de manera que el metall pur es diposita en un elctrode

Mineria

Calcinador

Nau d'electrlisi

19.

ELS MATERIALS METLLICS.D's freqent en l'aula taller

En l'aula taller solem emprar MATERIALS METLLICS ja sigui en les seves formes comercials o reciclant-losa partir d'objectes fora d's. Alguns d's molt freqent sn:

Llaunesde llaut

Peces de coure

Peces d'alumini

Peces d'acer

20.

EL FERRO I L'ACER. La siderrgia

El procs siderrgic, a grans trets, transcorre en les segents etapes.

1. Extracci del mineral

3. Calcinaci

4. Separaci deEscria ferro colat

5. B) Transformaci del lingot d'alt forn en Ferro dol o ferro colat

5. A) Transformaci del ferro colat en acero

2. Separacide menes i gangues

Si vos saber-ne ms

21.

EL FERRO I L'ACER. El ferro dol

s ferro pur en un 99,9 % o ms.

22. T poques aplicacions industrials i resulta molt difcil d'obtenir. 23. Tamb s'anomena ferro forjat perqu s molt dctil i malleable. 24. S'empra en treballs de forja i per construir electroimants i transformadors elctrics

Treball en forja

Electroimant

Transformador

25.

EL FERRO I L'ACER. Els acers

Els acers snaliatges de ferro i de carboni(entre el 003 i el 176 %) als que s'afegeix altres materials (mangans, nquel, titani, etc.) segons les propietats del tipus d'acer que se vulgui aconseguir. S'aplica en molts camps industrials. Hi ha dos tipus d'acers:

• Acers comuns . Fets noms amb ferro i carbono. Sn molt fcils de soldar i poc resistents a la corrosi. S'empren en estructures, claus, perns, eines, ...

26. Acers alitats . Fets amb ferro, carboni i altres elements. Molt resistents a la corrosi, a l'abrasi i a les altes temperatures. S'empren per a fabricar instruments i peces especials.

Acer com

Acers aliats

27.

EL FERRO I L'ACER Les foses

Les foses sonaliatges de ferro i carboni(entre el 1`76 i el 667 %) . Com quet ms carboni resisteixen millor la corrosi i els canvis de temperatura. Sn fcils de modelar i s'empren en la fabricaci de peces de mida gran. Es classifiquen en:

• Foses ordinries . Fets noms amb ferro i carboni i alguna petita part d'altre material. No se poden treballar en la forja.

28. Foses aliades . Fets amb ferro, carboni i altres elements amb els quals milloren les seves propietats.

Fabricats amb foses

29.

MATERIALS METLLICS NO FRRICS

Els materials no frricsson ms cars i difcils d'obtenirque els frrics, ara bpresenten algunes propietats que els fan necessaris: sn ms difcils d'oxidar, condueixen millor l'electricitat i la calor, fonen a temperatures ms baixes, sn ms fcils de mecanitzar, etc. Es classifiquen en:

• Metalls pesats . La seva densitat s igual o major a 5 Kg./dm 3 . Entre ells estan el coure, el plom, el zinc, l'estany, el nquel, el mercuri, el wolframi, etc.

30. Metalls lleugers . La seva densitat s entre 2 i 5 Kg./dm 3 . Son exemples l'alumini i el titani.

31. Metalls ultralleugers . Amb densitat menor de 2 . El magnesi s el ms emprat en la industria.

Metalls ultralleugers.Magnesi natural i elaborat

Metalls pesants.zinc, coure, mercuri, wolframi.

Metalls lleugers.Alumini i titani.

32.

MATERIALS METLLICS NO FRRICS. El coure

El coures un metall de color vermell brillant, molt resistent a la corrosi, condueix b la calor i l'electricitat, s molt dctil i malleable. S'obt de minerals com lacuprita , lacalcopirita ilamalaquita .

33. S'ha emprat des de l'antiguitat perfer armes, ornaments, monedes, etc. Avui s'empra en conductors elctrics, alambins, i conduccions de gas i agua, aix com altres usos en construcci. Els seus aliatges principals sn:

• Los bronzes . Aliatges de coure i estany, tant ms durs quantms estany contenen.

34. Los llautons . Aliatges de coure i zinc emprats per fer canalitzacions, perns, vlvules de gas i aigua, frontisses, etc..

Minerals de coure.Cuprita, calcopirita i malaquita.

Bronze.

Llautons

Coure.

35.

MATERIALS METLLICS NO FRRICS. L'alumini

L'alumini s un metall de color platejat clar, s molt resistent a l'oxidaci, lleuger, bon conductor de la calor i l'electricitat i fcil de mecanitzar. S'obt de labauxita .

36. S'empra en aliatges lleugers, tan resistents com l'acer i molt menys pesants. Amb ells se fabriquen productes molt variats, des de llaunes de refrescs com fuselatges d'avions, finestres, maquinaria, etc.

Bauxita.

Productes d'alumini.

37.

MATERIALS METLLICS NO FRRICS. L'estany

L'estany s un metall d'aspecte blanc brillant, molt resistent a l'aire, fcil de fondre i de treballar. Es molt malleable en fred i en calent se torna trencads. S'obt de lacasiterita .

38. S'empra, aliat amb plom o amb plata, per a soldadura tova. Tamb per a recobrir el ferro, obtenint llauna, i pera recobrir el coure, ja que com que no s txic pot emprar-se en instruments de alimentaci.

Casiterita.

Productes d'estany, llauna i altres aliatges.

39.

MATERIALS METLLICS NO FRRICS. El zinc

El zinc s un metall tou de color blanc blavs, resistent a la intemprie. S'obt de lablenda .

40. S'empra en la fabricaci de recipient, canalons i planxes per a cobertes. Tamb per a recobrir planxes de ferro amb dos procediments:

• Zincat . Introduint les peces de ferro en un bany de zinc fos.

41. Galvanitzat . Recobrint les peces de ferro per electrlisi.

Blenda.

Naude zincat.

Xapa de ferro galvanitzat.

42.

FABRICACI AMB METALLS. Traat i tall 1.

TRAAT. Abans de fabricar una pea hi ha que traar-la o dibuixar-la, amb les mesures del croquis, sobre el material de partida.

• Es traa tractant d'aprofitar el material disponible el millor possible. Per a peces petites s'empraran retalls. Les peces grans se dibuixen el ms aprop possible dels cantells per a no desaprofitar molt de material.

• Es traa amb exactitud per a fabricar la pea correctament.

43. S'empren tils de dibuix sobre metall com l'esquadra, la punta de traar, la regla i el comps de puntes

tils de traat sobre metalls: comps, esquadra de 90, esquadra de 120, punta, regla metllica.

44.

FABRICACIN AMB METALES. Traat i tall 2.

TALL. El tall de peces metlliques se realitza amb diferents eines, cada una de les quals t la seva manera d'emprar-se.

• Tisora de xapa . Serveix per a tallar xapes fins de llaut o llauna.

45. Alicates . Emprats per a tallar fil de ferro no molt gruixats. Hi ha de diferents tipus segons sigui la forma de la punta: universals, de tall, plans, rodons, de punta corba, etc.

Tisora per a xapa.

Alicates: de tall, universal, de punta corba, de punta rodona i de punta plana.

46.

FABRICACI AMB METALES. Traat i tall 3

SERRAT. El serrat se realitza sobre fils de ferro gruixats, varetes, xapes gruixades, tubs, perfils, etc. S'empra la serra d'arc les fulles de les quals sn intercanviables. Quant ms dur s el metall a tallar tant ms fins han d'sser les dents del full que s'empri.

1 Seligeix el full de serra adequada

2 Se subjecta la pea fortament.

3 Se serra fent presi quan savana i aixencant quan es retrocedeix, fent moviments llargs i mantenint la serra perpendicular.

4 Per tallar xapes se colloquen entre dues peces de fusta, que se tallarn a la vegada que la xapa, perevitar que aquesta es doblegui.

Per al serrat es procedeix de la segent manera:

47.

FABRICACIN amb METALES. Deformaci i arrancada de llimadures 1.

DEFORMACI. El treball per deformaci se realitza amb les eines i les tcniques adequades al material que s'est treballant. El treball amb xapa exigeix sempre l's de guants per a evitar tallar-se. Molts fils de ferro se poden doblegar amb les mans, per els doblegaments de certa precisi s'han de fer amb alicates.

Si la xapa no s molt gruixada i es vol doblegar en angle diedre poden recolar-nos en el cantell de la taula de treball.

Si se preten que la pea es doblegui en forma dU redono, o daltre forma sha demprar un motlle

Si la xapa s molt gruixada i es vol doblegar en angle diedre sah demprar un cargol per subjctar, un bloc per amortiguar el cop i un martell per colpejar..

Per doblegar xapes gruixades amb formes especials shan demprarels motlles subjectats al cargol

48.

FABRICACI AMBMETALLS. Deformaci i arrancada de llimadures 2.

TALADRAT

Si la pea a trepar s fina es pot fer amb un punx i un martell

Si la pea s de gruix considerable ser necessria el trepant elctric amb broca per a metalls. Per evitar que la broca es desplaci en iniciar el trepant es marcar el centre amb un contrapunx.

Per fer forats perfectament rectes i fan servir suports verticals per al trepant o b trepants de columna.

49.

FABRICACI AMB METALLS. Deformaci i arrancada de llimadures 3.

LLIMAT.Es la tcnica que s'empra per a atacar els talls de les serres, eliminar les rebaves, arrodonir els cantells, aplanar o corbar superfcies. Se realitza ambllimes .

• Les llimes sn eines d'acer temperat amb estries en la seva superfcie.

50. Les llimes sn de formes molt variades: planes, rodones, triangulars, quadrades, etc.

51. Segons la finor del treball a realitzar les llimes poden emprar-se o tenir el gra major o menor, donant lloc a llimes fines, mitges i bastes. 52.

FABRICACI AMB METALLS. Unions i acabats 1.

UNIONS FIXES.

Reblons. S'usen per unir superfcies de poc gruix. Sn peces fabricades amb materials tous i tenaos.

Soldadura tova. s la uni realitzada amb estany fos. Es pot unir peces de coure, llaut o llauna, per no d'alumini

Enganxat. Hi ha molts tipus de coles, entre ells hi ha el termofusible realitzat mitjanant barres aplicada amb una pistola que les fon

53.

FABRICACI AMB METALS. Unions i acabats 2.

UNIONS DESMUNTABLES.

Cargols i femelles. N'hi ha amb infinitat de formes i mides. De vegades s'usen amb ells volanderes que aconsegueixen que la uni s ms robusta.

Passadors. Sn peces de metall que fixen les peces en les que es col.loquen travessats. N'hi ha d'aletes, cnics o bulons i plnols o xavetes.

ACABAtS. S'usen per a protegir de la humitat i de la consegent corrosi. L'aplicaci de vernissos o pintures requereix l'allisat previ de la superfcie.

54.

FABRICACI AMB METALLS. Unions i acabats 3.

LES CLAUS FIXES.

Les claus fixes . Sn eines que s'empren per estrnyer i afluixar cargols i femelles. Estan formades per un mnec i una o dues boques. Les seves formes depenen de l's per al qual hagin de ser emprades. Alguns tipus sn:

Clau en colze

Clau en creu

Clau fixa

Clausallen

Claus torx

Calu en estrella

Clau de tub

55.

FABRICACI INDUSTRIAL AMB METALLS. Per deformaci 1.

Plegat . Es realitza en fred amb mquines plegadores per obtenir xapes ondulades i alguns perfils metl.lics.

Embotici . Es realitza amb embotidores que sn premses amb les que, mitjanant un punx o encuny, es dna forma cncava o buida a una xapa gruixuda

Estampaci . Es realitza en fred donant forma a la pea pressionant entre dos motlles anomenats estampes.

Forja . Es realitza en calent donant forma a les peces mitjanant cops amb maces i martells.

56.

FABRICACI INDUSTRIAL AMB METALLS. Per deformaci 2.

Trefilatge . S'usa per obtenir filferros i cables passant un metall per orificis cada vegada ms estrets en unes mquines anomenades fileres.

Laminaci . S'usa per obtenir perfils rodons, quadrats o d'altres formes passant el material en calent per dos corrons amb la forma adequada. Els rodets pressionen i arrosseguen la barra de metall

Extrusi . Es realitza empenyent una massa plstica a travs d'una obertura que t una forma establerta. Aix s'aconsegueixen barres i perfils d'una manera similar a la manera usat per fer xurros.

57.

FABRICACI INDUSTRIAL AMB METALLS. Per emmotllament

A l' emmotllaments'escalfa el material fins fondre per abocar desprs en un motlle que t la forma i la mida de la pea que es vol fabricar.

El modelatge industrial aconsegueix temperatures tan altes com per modelar peces d'acer i altres metalls, cosa que no es pot aconseguir en el model artesanal.

58.

FABRICACI INDUSTRIAL AMB METALLS. Tall mecnic.

Eltall per procediments mecnicspresenta dues variants:

Perraig d'aiguaque fa servir un finssim raig d'aigua projectat a una pressi molt elevada. S'usa en aliments congelats i xapes molt fines.

Serratque es porta a terme amb serres de cinta o de disc accionades per mquines especials.

59.

FABRICACI INDUSTRIAL AMB METALLS. Tall trmic.

El t all per procediments trmicspresenta tres variants:

Oxitalles realitza amb un bufador en qu es cremen un gas combustible i un raig d'oxigen.

Lserservir un feix de llum molt concentrada aconseguint talls finssims i de gran precisi en qualsevol material.

Per arcempra la calor produda per un corrent elctric molt elevada.

60.

FABRICACI INDUSTRIAL AMB METALLS. Mecanitzat.

Elsprocessos amb arrencada d'encenallstamb es diuen mecanitzat podem trobar-nos amb els segents processos:

Trepats la realitzaci d'orificis mitjanant el trepant

Fresatmitjanant una fresadora es desplaa el material horitzontalment mentre l'eina que el talla gira.

Tornejatrealitza peces cilndriques o cniques mitjanant un torn que treballa de manera similar a la fresadora

Polites realitza amb una polidora que arrenca partcules molt petites de material aconseguint allisar aix la seva superfcie

Rectificats un acabat i polit que es realitza a la rectificadora mitjanant un disc abrasiu anomenat mola