Propiedades y Clasificación de los Metales No Ferrosos y sus Aleaciones

Clasificación de los Metales según su Densidad

Los metales se dividen en tres categorías principales basándose en su densidad:

• Pesados: Aquellos con una densidad mayor de 5 kg/dm³ (ejemplos: cobre, estaño, plomo, níquel y cromo).
• Ligeros: Con una densidad situada entre 2 y 5 kg/dm³ (ejemplos: aluminio y titanio).
• Ultraligeros: Aquellos como el magnesio y el berilio.

Características de las Aleaciones

Las aleaciones modifican las propiedades de los metales puros, aportando:

• Mayor dureza y resistencia mecánica.
• Menor alargamiento y conductividad.
• Disminución del punto de fusión.
• Posible empeoramiento de la resistencia al óxido y alteración del color.

Metales más pesados: Destacan el osmio, el indio y el tántalo. Cabe destacar que cuanto más puro es un metal, mayores son su punto de fusión y su conductividad.

El Cobre: Tipos y Características

Clasificación del Cobre

• Nativo: Contiene cobre puro.
• Sulfurado: Son los más difundidos en la naturaleza.
• Oxidados: Incluyen minerales como la cuprita, melaconita y malaquita.

Características Principales

El cobre se oxida adquiriendo un tono verde, tiene una densidad de 8.8, es altamente maleable y dúctil, y posee una alta conductividad térmica y eléctrica. El bronce (aleación de cobre y estaño) ofrece una mayor resistencia a la corrosión.

Procesos y Tipos de Aleaciones de Cobre

La electrólisis consiste en aplicar una corriente eléctrica a través de cobre fundido para su purificación. Entre los tipos de aleaciones destacan:

• Ordinarios: Contienen de 5 a 30 por 100 de estaño.
• Al cinc: Utilizados en objetos de arte.
• Fósforo: Empleados en engranajes y válvulas.
• Silicio: Utilizados para hilos eléctricos.
• Latones: Aleación de cobre y cinc.

Los Latones

• Ordinarios: Contienen entre el 30 y 55 por 100 de cinc.
• Especiales: Incluyen otros elementos.
• Manganeso: Ideales para piezas moldeables.
• Hierro-manganeso: Son tenaces y resistentes a la corrosión (utilizados en hélices de barcos).

Otras Aleaciones de Cobre

• Cuproaluminio: Mezcla de cobre y aluminio, con mayor resistencia a la tracción y corrosión.
• Alpacas: Compuestas por cobre, níquel, cinc y estaño (conocidas como plata meneses o alemana).
• Cuproníquel: Cobre y níquel, entre el 40 y 50 por 100 (utilizado en monedas).

El Estaño

El estaño presenta un color blanco muy brillante; a temperatura ambiente no se oxida y es blando y maleable en frío.

Aplicaciones

Tiene grandes aplicaciones como elemento aleado: con el cobre se obtienen bronces y materiales antifricción.

Aleaciones de Estaño y Plomo

Forman parte de numerosas e importantes aleaciones:

• Metal de imprenta: Aleaciones empleadas para la fabricación de tipos y máquinas de componer.
• Plomo duro: Aleación de plomo y antimonio.
• Aleaciones antifricción: Empleadas para recubrir la superficie de fricción de los cojinetes.

Las principales aleaciones antifricción son:

• A base de plomo: Son las más económicas pero poco resistentes al desgaste.
• A base de estaño: Sus características mecánicas son mejores, pero resultan más caras.

La soldadura blanda es una aleación específica de plomo y estaño.

El Plomo

Es un metal bastante pesado, de color grisáceo-blanco muy brillante.

Aplicaciones más importantes

• Juguetería.
• Impedir las oxidaciones de piezas metálicas.
• Gasolina normal (históricamente para mejorar el rendimiento).
• Protección contra rayos X.

El Cinc

Presenta una buena resistencia a la oxidación y corrosión en el aire. A temperatura ambiente es frágil y quebradizo.

Yacimientos y Obtención

La extracción de este metal se efectúa a partir de dos grupos principales de minerales: calamina y blenda.

Aleaciones y Tratamientos

Se utiliza tanto puro como aleado; una aleación muy empleada es el Zamak.

• Metalizado: Método de recubrimiento protector de superficies metálicas.
• Galvanizado: Consiste en introducir la pieza de hierro o acero en un baño de cinc fundido.

Otros Metales Industriales

• Cromo: De color grisáceo acerado y muy duro.
• Níquel: De color brillante, muy tenaz, se pule fácilmente y es resistente a la oxidación y corrosión.
• Wolframio o Tungsteno: Utilizado para la fabricación de filamentos de lámparas incandescentes.
• Cobalto: Posee propiedades análogas al níquel, siendo muy tenaz. Su color varía desde el blanco rojizo al azul acerado. Se emplea para endurecer aceros y obtener imanes.

El Aluminio

De color blanco plateado, ligero e inoxidable al aire libre. No le atacan las sustancias orgánicas, es abundante en la naturaleza, fácil de mecanizar, muy maleable y un buen conductor de calor y electricidad.

Historia de su Descubrimiento y Evolución

• 1807: Davy descubre un nuevo metal y lo nombra aluminio.
• 1825: Hans Christian obtuvo gramos de aluminio calentando cloruro de aluminio con potasio metálico.
• 1854: Saint-Claire Deville mejoró el rendimiento al usar sodio.
• 1887: Héroult y Hall emplearon la electrólisis para separar la alúmina fundida.
• 1889: Bayer mejoró el procedimiento de extracción del aluminio a partir de la bauxita (Método Bayer).