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martes, 9 de febrero de 2016

Tecnología 2º ESO Tema 4.- Los metales

ÍNDICE
1.- Materiales metálicos
Clasificación de los metales según su uso
2.- Metales férricos
3.- Metales no férricos
4.- Trabajo con metales en el taller
5.- Trabajo con metales en la industria
6.- Obtención de los metales
7.- Impacto medioambiental
8.- Esquema y vocabulario

.       MATERIALES METÁLICOS
Hay muchos tipos de metales que se usan para fabricar objetos diferentes, pero todo ellos tienen unas propiedades comunes:
·         Buenos conductores del calor.
·         Buenos conductores de la electricidad.
·         Resistentes porque soportan muy bien las fuerzas de compresión, tracción o flexión.
·         Tenaces porque aguantan golpes sin romperse.
·         Los metales pueden ser:
·         Dúctiles y maleables, como el cobre y el aluminio.
·         Sólidos a temperatura ambiente, excepto mercurio.
·         Son relativamente económicos, sobre todo el acero.
·         Son pesados, su densidad es elevada comparada con otros materiales, excepto titanio.
·         Algunos son magnéticos, como el caso del hierro que es atraído por un imán.
·         La temperatura de fusión de la mayoría de los metales es muy alta.

Clasificación de los metales según su uso
La mayoría de los metales no se emplean en estado puro sino en aleaciones; es decir, formando una mezcla homogénea con otros metales o no metales, obtenida a partir de la fusión de ambos.
De entre todos los metales sobresalen el hierro y sus aleaciones porque suponen el 90% de la producción mundial de metales. Esto es consecuencia de las ventajas que tiene el hierro para la industria: es abundante, es barato y mejora sus propiedades al formar aleaciones. Por esta razón clasificaremos los metales en:
·         Metales férricos: correspondiente al grupo de aleaciones cuyo componente principal es el hierro.
·         Metales no férricos: son  los metales puros y las aleaciones de metales que no tienen hierro en su composición.

2.       METALES FÉRRICOS
El hierro puro tiene muy pocas aplicaciones técnicas debido a que sus propiedades son muy deficientes.
Los metales férricos son el hierro y sus aleaciones.
El carbono es un no metal que en pequeña proporción y mezclado íntimamente con el hierro mejora notablemente sus cualidades. Según la cantidad  de carbono que se agrega al hierro, podemos distinguir:
hierro dulce <0,1 %
- aceros >0,1 % y < 2%
- fundiciones > 2% y < 5%

Las principales características de los metales ferrosos son:

- Extracción no demasiado cara.
- Necesidad de procesado del mineral para obtener el hierro.
- Empleado para hacer aleaciones, como el acero.

3.       METALES NO FÉRRICOS
Metales no férricos. Puros
Los metales no férricos más importantes en la industria son el cobre, estaño, el cinc, el aluminio, el magnesio y el titanio.
3.1-. COBRE: metal pesado, color rojizo, dúctil, maleable, tenaz, se puede forjar y admite soldadura. Es uno de los mejores conductores eléctricos por ello se utiliza para la fabricación de conductores eléctricos.
En ocasiones se emplea aleado con otros metales para mejorar las propiedades mecánicas.
Ha sido uno de los primeros metales empleados por el ser humano.

3.2-. BRONCES: es una aleación de cobre y estaño. Se emplea para fabricar bisutería, monedas, engranajes, grifos…
3.3-. LATONES: es una aleación de cobre y cinc. Es dúctil, maleable, resistente y no corrosivo. Se emplea para construir tornillos, engranajes, poleas, etc.

3.4-. ALUMINIO: metal ligero, color blanco, maleable, fácil de trabajar, inoxidable y buen conductor del calor y electricidad. Se emplea para cables conductores de electricidad, ventanas y puertas, automóviles, latas de refresco, papel de aluminio.

4.       TRABAJO CON METALES EN LA INDUSTRIA
Para obtener la gran mayoría de productos metálicos industriales se realizan diferentes operaciones, se utilizan diferentes técnicas, como:

DEFORMACIÓN:
Son las técnicas que permiten modificar la forma de una pieza metálica, mediante la aplicación de fuerzas externas. Con estas técnicas se proporciona a la pieza una forma y unas dimensiones determinadas y se mejoran sus propiedades mecánicas. A continuación se estudian las siguientes técnicas de deformación con la que se trabajan los metales. Tienes que conocerlas.

- Laminación: Es un proceso de conformación plástica en el que el metal fluye de modo continuo y en una dirección preferente mediante compresión.


- Extrusión: El metal en caliente pasa a través de un orificio que tiene la forma deseada, aplicando una fuerza de compresión mediante un émbolo o pistón. Se obtienen así tubos y perfiles variados.


- Forja: Es un proceso de conformado por deformación plástica que puede realizarse en frío o en caliente por la aplicación de fuerzas de compresión, como golpe o martillazos.


- Estampación: Se introduce una pieza metálica en caliente entre dos matrices o estampas, una fija y otra móvil, cuya forma coincide con la que se desea dar al objeto. A continuación, se juntas las dos matrices, con lo que el material adopta su forma interior.



- Embutición: Es un proceso de conformación en frío que consiste en golpear una plancha de forma que se adapte al molde con la forma deseada. Se emplea para obtener piezas huecas a partir de chapas planas.

- Doblado: Se somete una plancha a un esfuerzo de flexión a fin de que adopte una forma curva con un determinado radio de curvatura. Se realiza en frío.

- Trefilado: consiste en el estirado del alambre en frío, a través de hilados sucesivos.
    

·         - Troquelado: consiste en el corte con precisión de una chapa metálica con un punzón de bordes cortantes movido por una prensa. Se fabrican por este sistema y piezas perforadas.

·         Soldadura punto a punto: se unen planchas metálicas realizando un cordón de puntos soldados a lo largo de la zona de unión. En la industria de vehículos existen brazos robots que realizan esta operación con suma precisión.

5.       OBTENCIÓN DE LOS METALES
La mayoría de los metales no se encuentran puros en la naturaleza, por lo que es necesario extraerlos de los minerales que los contienen, en los que está formado un compuesto químico (normalmente óxido). Hay dos formas básicas de hacerlo, en ambos casos se produce una reacción química:
·         En el horno: a altas temperaturas.

·         Por electrolisis: se separa el metal mediante una corriente eléctrica.

4-. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS METALES.

a)      Cohesión: oposición que presentan los átomos de los materiales a ser separados.
b)  Elasticidad: capacidad que tienen algunos materiales de recuperar la forma y dimensiones primitivas cuando cesan las cargas externas que lo deforman.
c)  Plasticidad: capacidad que presenta un material para deformarse permanentemente por la acción de una carga externa sin llegar a la rotura.
d)     Dureza: resistencia que presenta un material a dejarse rayar o penetrar.
e)    Tenacidad: resistencia que presenta un material para soportar esfuerzos que lo deforman hasta su rotura. Propiedad opuesta a la fragilidad.
f)   Fragilidad: facilidad con la que un material se rompe por la acción de un golpe o impacto. Propiedad opuesta a la tenacidad. Ejemplo: cristal.
g)  Fatiga: resistencia que presenta un material para no romper al estar sometido a sucesivas deformaciones de distinta magnitud.
h)      Resiliencia: resistencia que ofrece un material a la rotura por choque o impacto

i)    Colabilidad: capacidad de un material fundido para llenar un molde ocupando todos sus huecos.

6.- TRABAJO CON METALES EN EL TALLER

- MEDIR Y MARCAR

Para medir se utiliza la regla metálica de acero. También se utiliza la punta de trazar que es de acero templado.


- SUJETAR Y DOBLAR

Las herramientas para sujetar son iguales que las empleadas en carpintería: el gato y el tornillo de mesa.





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