MATERIALES NO FERROSOS
INTRODUCCIÓN
MATERIALES NO FERROSOS, frente a los ferrosos tienen las siguientes
propiedades:
Resistencia a la corrosión
Poco peso
Resistencia al desgaste
Buena conductividad térmica y eléctrica.
MATERIALES NO FERROSOS
CLASIFICACIÓN
PESADOS, Densidad > 5 kg/dm3:
Cobre (Cu), Plomo (Pb),
Cinc (Zn), Estaño (Sn),
Níquel (Ni), Cromo (Cr),
Cobalto (Co), Mercurio (Hg) y el
Volframio (W).
LIGEROS, Densidad 2 – 5 kg/dm3 :
Aluminio (Al)
Titanio (Ti)
ULTRALIGEROS, Densidad < 2 kg/dm3 :
Magnesio (Mg)
Berilio (Be)
MATERIALES NO FERROSOS
COBRE (Cu)
Se obtiene de los siguientes minerales:
• Cuprita (óxido de cobre) hasta 88% Cu. (tallada es mas brillante que el diamante)
• Calcopirita (Sulfuro de hierro y cobre), principal minería del cobre.
• Malaquita (Hidróxido de Cobre) 55 % Cu. (piedra semipreciosa)
• Cobre nativo cobre puro, con 1% Cu. (2do conductor después de la plata)
CARACTERÍSTICAS:
Muy buen conductor de la electricidad y calor.
Muy dúctil y maleable
Puede ser soldado con estaño con facilidad.
MATERIALES NO FERROSOS
PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Cu
1. PREPARACIÓN DE LOS MINERALES:
a) Trituración
b) Molienda (hasta convertir en polvo)
2. TOSTACIÓN, enriquecimiento del polvo por flotación y tostación en un
horno de pisos eliminando el S)
3. CALCINACIÓN
4. REDUCCIÓN, en convertidor similar a los siderúrgicos
5. AFINADO ELECTROLÍTICO. (separación de aleaciones de metales)
MATERIALES NO FERROSOS
CINC (Zn)
Se obtiene de los siguientes minerales:
• Calamina (cristalizaciones)
• Blenda (40 – 50 % Zn) (se utiliza para galvanizar el hierro)
CARACTERÍSTICAS:
Peso medio, poco dúctil, poco tenaz, y frágil.
poco maleable en frío, pero sí entre 100 – 150 ºC.
Puede ser soldado con estaño con facilidad.
Los objetos de cinc no son atacados por lejías
(decolorantes), detergentes, jabones.
MATERIALES NO FERROSOS
PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Zn
1. PREPARACIÓN DE LOS MINERALES:
a) Secado
b) Molienda
2. TOSTACIÓN,
3. PRODUCTOS INTERMEDIOS
4. LIXIVIACIÓN (es un proceso en el que un disolvente líquido pasa a través de un
sólido pulverizado para la disolución de uno o mas componentes)
5. PURIFICACIÓN
6. ELECTRÓLISIS (es el proceso que separa elementos de un compuesto por medio
de electricidad)
7. FUSIÓN Y COLADA
APLICACIONES:
• Metalizado
• Galvanizado
MATERIALES NO FERROSOS
NÍQUEL (Ni)
Se obtiene de los minerales NIQUELINA y GARNIERITA.
CARACTERÍSTICAS:
Es inoxidable, inalterable a la corrosión.
Resiste los agentes atmosféricos (aire y humedad) y químicos
(ácidos).
Dúctil y maleable.
Es difícil de soldar.
MATERIALES NO FERROSOS
PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Ni
1. PREPARACIÓN DE LOS MINERALES:
a) Trituración, molienda
b) Cribado por flotación
2. TOSTACIÓN,
3. REDUCCIÓN
4. AFINADO POR ELECTRÓLISIS
APLICACIONES:
Revestimiento para envases, por su inalterabilidad y
poder anticorrosivo.
Niquelado: recubrimiento superficial.
Aceros inoxidables.
MATERIALES NO FERROSOS
COBALTO (Co)
Se obtiene de la COBALTINA, eritrina, esmaltina y asbolana.
CARACTERÍSTICAS:
Muy tenaz.
Maleable.
Ferromagnético a Tª ordinaria, propiedad que pierde a 1200 ºC.
Inalterable al aire frío, se oxida a 300 ºC
Posee propiedades radiactivas.
APLICACIONES:
Como revestimiento electrolítico (Cobaltado) similar al niquelado, pero
poco desarrollado por su alto precio.
Aleado al acero para útiles y herramientas que resisten el desgaste.
En cerámica y vidrería para obtener pinturas y esmaltes.
En radioterapia (medicina) por la precisión de la zona a irradiar.
MATERIALES NO FERROSOS
VOLFRAMIO (W) o Tungsteno
Se obtiene de la WOLFRAMITA (hierro, magnesio y volframio) y
SCHEELITA (wolframato de calcio).
CARACTERÍSTICAS:
Infusible, Tª Fusión= 3410 ºC.
Muy pesado, gran dureza y buen conductor de la electricidad
Difícilmente atacado por ácidos e inoxidable al aire hasta 1000 ºC.
Difícil de mecanizar por su dureza, pero aprovechado como aleante.
APLICACIONES:
Aleado por sinterizado para durísimas aleaciones (plaquitas de Widia)
Construcción de herramientas para trabajar metales.
Proporciona a los aceros gran dureza
Hilos de lámparas incandescentes, por su ductilidad y alto pto. de
fusión.
MATERIALES NO FERROSOS
PLOMO (Pb)
Se obtiene de la GALENA (Sulfuro de Plomo), (en Egipto se utilizaba molido para
cosmético y para esmaltes de vasijas) hasta 86 % Pb.
CARACTERÍSTICAS:
Es un metal pesado
Muy blando (puede rayarse con la uña)
Poco tenaz, muy dúctil y maleable, poco resistente.
Resiste muy bien la corrosión
Baja conductividad eléctrica y mediana conduc. térmica.
Se funde fácilmente y se alea con dificultad, excepto con el
estaño y antimonio.
MATERIALES NO FERROSOS
PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Pb
1. PREPARACIÓN DE LOS MINERALES:
a) Trituración
b) Separación de la ganga.
2. TOSTACIÓN,
3. FUSIÓN, en alto horno
4. AFINO ELECTROLÍTICO
APLICACIONES: Protector en radiología (Rayos X), tuberías y
conducción de líquidos y gases, juguetes, pinturas
protectoras .
MATERIALES NO FERROSOS
ESTAÑO (Sn)
Se obtiene de la CASITERITA (Óxido de estaño), mineral muy pobre.
CARACTERÍSTICAS:
Metal blando, flexible y maleable en frío.
Muy dúctil y maleable en hojas muy finas.
Alto poder colorante.
a Tª ambiente inalterable al aire, pero fundido se oxida fácilmente.
a – 20 ºC se descompone y se convierte en polvo gris (peste del
estaño).
MATERIALES NO FERROSOS
PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Sn
1. PREPARACIÓN DE LOS MINERALES:
a) Tritura
b) Lavado
2. TOSTACIÓN,
3. REDUCCIÓN
4. REFUNDICIONES SUCESIVAS
5. AFINADO O PURIFICADO
APLICACIONES:
Hojalata, acero recubierto de estaño, resiste la corrosión.
Aleaciones: Bronce (Cu + Sn), Antifricción (Cu, Sn, Pb y
Sb), Soldadura blanda (Sn y Pb).
MATERIALES NO FERROSOS
CROMO (Cr)
Se obtiene de la CROMITA (hierro y cromo).
CARACTERÍSTICAS:
Muy duro, frágil, pero relativamente dúctil.
Resistente al calor por su alta Tª de Fusión (1800 ºC)
Resistente a la corrosión.
Presente el fenómeno de pasivación se recubre de una fina capa
de óxido que lo protege.
No es tóxico, pero sus ácidos y sales sí lo son.
MATERIALES NO FERROSOS
PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Cr
1. REDUCCIÓN de la cromita.
2. AFINADO POR ELECTRÓLISIS
APLICACIONES:
Cromado, recubrimiento para proteger a otros metales de
la corrosión y agentes atmosféricos y químicos.
Aceros cromados: gran dureza, tenacidad y resistencia a
tracción.
Aceros inoxidables: Acero – Cromo – Níquel.
MATERIALES NO FERROSOS
MERCURIO (Hg)
Se obtiene del CINABRIO (SHg).
CARACTERÍSTICAS:
Es líquido a Tª ambiente y hasta -39 ºC.
Sus vapores son muy tóxicos.
Disuelve con facilidad casi todos los metales, excepto Fe, Ni y W, con los
que forma amalgamas.
Buenas cualidades como conductor de la electricidad y alto coeficiente
de dilatación.
APLICACIONES:
Como amalgama con otros metales: empastes dentales, pilas
eléctricas, masillas metálicas.
Termómetros y barómetros.
Lámparas de vapor de mercurio y pilas de botón.
Aplicaciones curativas, mercurocromo por su poder antiséptico.
MATERIALES NO FERROSOS
ALUMINIO (Al)
Se obtiene de la BAUXITA, 4Tn Bauxita → 2Tn Alúmina → 1Tn Al .
CARACTERÍSTICAS:
Ligero y muy blando.
Excelente conductor de calor y electricidad.
Muy dúctil y maleable (papel de aluminio).
Su superficie se oxida rápidamente, pero le protege de la corrosión.
Difícil de unir por soldadura por el óxido.
APLICACIONES:
Forjado para llantas de coches.
Chasis de bicicletas y automóviles.
Estructuras aeroespaciales.
En edificación: ventanas, puertas, mamparas.
Envases de alimentación.
MATERIALES NO FERROSOS
TITANIO (Ti)
Se obtiene del óxido de Titanio o rutilo y la ilmenita (Ti y Fe).
CARACTERÍSTICAS:
Muy resistente y gran dureza.
Gran resistencia a la corrosión
Buena resistencia al choque.
APLICACIONES:
Construcción de estructuras y otros elementos en aeronáutica, cohetes
y lanzaderas espaciales.
Herramientas de corte.
Pigmento para obtener pinturas.
Por su vistosidad y ligereza en construcción de objetos decorativos:
relojes, recubrimientos exteriores de construcciones.
MATERIALES NO FERROSOS
MAGNESIO (Mg)
Se obtiene de carbonatos y silicatos como talco, sepiolita, dolomita,
carnalita y asbesto.
CARACTERÍSTICAS:
Ultraligero.
Poco dúctil, maleable y blando.
Muy ávido de oxígeno, puede arder dando óxido y nitruro de magnesio,
llama muy luminosa y rica en rayos UV.
Se oxida con aire húmedo, llegando a corroerse por completo.
APLICACIONES:
Pirotecnia como llama luminosa y fotografía (flash).
Se emplea como desoxidante en aleaciones de Cu, Ni y latón.
Aleaciones utilizadas en aeronáutica, automovilística, bicicletas y motos.
MATERIALES NO FERROSOS
BERILIO (Be)
Se obtiene de óxido de Berilio. Acompañado de fragmentos de Cromo
constituye la esmeralda (piedra preciosa).
CARACTERÍSTICAS:
Ultraligero.
Sabor dulce, por ello se le conoce como glucinio.
Duro.
Expuesto al aire forma una capa de óxido que lo preserva de una
posterior oxidación.
APLICACIONES:
Pantallas de tubos los tubos de Rayos X.
Aleación para endurecer el Cu.
En aleaciones ligeras y ultraligeras dándoles dureza y tenacidad.
En polvo para tubos fluorescentes, hasta que se demostró que era
tóxico.
MATERIALES NO FERROSOS
PRINCIPALES ALEACIONES USADAS EN LA INDUSTRIA
• Aleaciones de cobre:
Bronces:
Ordinarios: >60% Cu + Sn (estaño)
Especiales: al Aluminio, al Fósforo, al Plomo, al
Cadmio.
Latones:
Ordinarios: Cu + Zn (Cinc)
Especiales: Sn, Al, Ni, Fe
Alpacas: Cu + Ni + Zn (plata Meneses)
• Aleaciones al Aluminio: Cu, Mg, Mn, Si o Ni,
mejorando su resistencia y dureza.