Propiedades y Procesos de Transformación de los Metales Industriales

Introducción a la Obtención de Metales

De las minas se extraen minerales que contienen metales. En este proceso, distinguimos dos componentes principales:

• Mena: Es la parte útil del mineral extraído porque contiene el metal de interés.
• Ganga: Es la parte no útil del mineral extraído porque no contiene metal.

Propiedades de los Metales

Los metales destacan por poseer las siguientes propiedades:

• Son buenos conductores eléctricos, térmicos y acústicos.
• Son dúctiles (se pueden estirar en hilos) y maleables (se pueden extender en láminas).
• Son tenaces (resisten golpes sin romperse).
• Algunos son tóxicos.
• Son materiales reciclables y reutilizables.

Clasificación de los Metales Férricos

Los metales férricos son aquellos cuyo componente principal es el hierro. Se clasifican según su contenido en carbono:

• Hierro dulce: Contiene entre un 0 y un 0,1 % de carbono. Es un material frágil y difícil de trabajar; se utiliza principalmente en electroimanes.
• Acero: Contiene entre un 0,1 y un 1,76 % de carbono. Es muy resistente a los esfuerzos, tenaz y duro. Se emplea para todo aquello que requiera una alta resistencia estructural.
• Fundición: Contiene entre un 1,76 y un 6,67 % de carbono. Presenta peores características mecánicas que el acero, pero es muy duro y pesado. Se usa en objetos que vayan a sufrir un gran desgaste.

La obtención de estos metales se realiza en los altos hornos, fundiendo la mena junto con caliza y coque para obtener arrabio y escoria.

Metales No Férricos

Los metales no férricos son aquellos que no contienen hierro en su composición. Podemos distinguir entre:

Metales Puros

Aunque se denominan puros, en contextos industriales pueden contener trazas de otros elementos para ajustar sus propiedades:

• Magnesio: Es muy ligero y blando; tiene la particularidad de que explota en contacto con el oxígeno.
• Titanio: Es ligero, biocompatible, muy duro y resistente.
• Cobre: Es un metal pesado, blando y muy dúctil. Destaca como un gran conductor de calor y electricidad.
• Zinc: Es un metal pesado e inoxidable.
• Estaño: Es pesado, inoxidable, maleable y funde a baja temperatura.
• Plomo: Es muy pesado y tóxico, pero ofrece una excelente protección contra la radiación.

Aleaciones Metálicas

Las aleaciones son mezclas homogéneas de dos o más sustancias, donde la principal es un metal, con el fin de mejorar sus características originales.

• Latón: Mezcla de cobre + zinc para mejorar la resistencia.
• Bronce: Mezcla de cobre + estaño para mejorar la resistencia.
• Duraluminio: Mezcla de aluminio + cobre + magnesio para mejorar la resistencia.
• Magnesio y aluminio: Combinación que busca una mejor resistencia mecánica.
• Titanio y aluminio: Esta mezcla permite abaratar los costes del titanio manteniendo buenas propiedades.

Procesos de Conformado y Fabricación

Fundición y Moldeo

En la fundición, el metal se funde y se vierte en moldes para darle forma. Existen diversos métodos como el moldeo por inyección, en molde de arena o a la cera perdida.

Deformación Plástica

• Forjado: Se golpea el metal caliente con un martillo o prensa para darle forma.
• Laminado: El metal caliente se hace pasar por rodillos para reducir su espesor y fabricar láminas.
• Extrusión: Se hace pasar el metal caliente por una boquilla para fabricar tubos o perfiles.

Conformado de Chapa

• Plegado: Consiste en doblar la chapa para obtener ángulos.
• Embutición: Se empuja la chapa contra una matriz para fabricar objetos huecos.
• Estampación: Se aprieta la chapa contra moldes para obtener formas específicas.

Definiciones Industriales Clave

• Metalurgia: Ciencia y técnica de la extracción y transformación de los materiales metálicos en general.
• Siderurgia: Rama específica de la metalurgia dedicada a la extracción y transformación de los materiales derivados del hierro.