CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES METÁLICOS  

1.- HIERRO.

2.- FUNDICIÓN.

    2.1 Modelaje o modelistería.

    2.2 Moldeo.

    2.3 Fusión.

    2.4 Colada.

    2.5 Desmoldeo.

    2.6 Acabado.

    2.7 Propiedades y estructura.

        2.7.1 Fundición gris.

        2.7.2 Fundición blanca.

        2.7.3 Fundición maleable.

        2.7.4 Fundiciones al grafito esferoidal o nodulares.

        2.7.5 Fundiciones especiales o aleadas.

    2.8 Utilización.

        2.8.1 Lingote de afino.

        2.8.2 Lingote de moldería.

        2.8.3 Fundiciones mecánicas.

        2.8.4 Fundiciones resistentes a la corrosión.

        2.8.5 Fundiciones refractarias.

3.- ACEROS.

    3.1 Componentes del acero.

    3.2 Estructura y propiedades.

                3.2.1 Martensita.

                3.2.2 Austenita.

                3.2.3 Perlita.

                3.2.3 Cementita.

    3.3 Tratamientos del acero.

4.- TEMPLE.

5.- REVENIDO.

6.- CEMENTACIÓN.

    6.1 Cementación sólida.

    6.2 Cementación líquida o cianuración.

    6.3 Cementación gaseosa.

    6.4 Cementación electrolítica.

    6.5 Nitruración.

    6.6 Carbonitruración.

    6.7 Calorización.

    6.8 Sherardización.

    6.9 Boruración.

7.- NITRURACIÓN.

8.- ALEACIÓN.

9.- RECOCIDO.

10.- ANTIFRICCIÓN.

11.- CARACTERÍSTICAS DE LOS PRINCIPALES METALES.

12.- MATERIALES NO METÁLICOS.

       

   1.- HIERRO. SUBIR

    Metal dúctil, maleable y tenaz, de color gris, de mucho uso en la industria y en las artes, principalmente en forma de aleaciones, aceros y fundiciones.

 

  2.- FUNDICIÓN.  SUBIR

    Procedimiento de fusión y purificación de los metales y sus aleaciones; instalación metalúrgica en laque se funden metales o aleaciones, ya colándose en lingoteras para obtener lingotes destinados a la refundición o segunda fusión, ya en moldes para darles su forma de utilización.

    Aleación de hierro y carbono cuyo contenido de este último es superior al 2,5%, elaborada en estado líquido directamente a partir del mineral de hierro. (Es el hierro de primera fusión obtenido en los altos hornos y moldeado en lingotes.)

    La fundición, practicada ya desde la más remota antigüedad, no se transformó en una gran industria hasta el advenimiento y desarrollo del maquinismo y de la construcción mecánica. La idea de colar los metales líquidos en moldes para obtener objetos de formas variadas se remonta a la edad del bronce. No obstante, durante mucho tiempo, este modo de fabricación se reservó exclusivamente para la obtención de estatuas, armas, campanas, vasos, etc. Los medios empleados, tanto para confeccionar el molde como para fundir el metal y colarlo, eran en extremo rudimentarios y no permitían la realización de piezas voluminosas.

    Las primeras fundiciones de tipo industrial fueron las militares (fábricas de cañones), que comenzaron a aparecer a fines del S. XVII.

    A fines del S. XIX, se establecieron las primeras grandes industrias de fundición de metales cuprosos (bronce, cobre) y de fundición férrica (hierro y acero). A partir de la primera guerra mundial, debido a la expansión de la industria de construcción de automóviles y de las construcciones aeronáuticas, se crearon las fundiciones de aleaciones ligeras y extraligeras.

    Una fundición comprende una serie de secciones en las que se llevan a cabo las operaciones siguientes:

    2.1 "Modelaje" o "modelistería", o sección que suministra los modelos, generalmente de madera, y el utillaje necesario para el moldeo (cajas de machos, terrajas, etc.).

    2.2 "Moldeo" que consiste en preparar los moldes para la colada; dichos moldes pueden ser de arena de fundición (moldeo en arena) o de metal (moldeo en coquilla).

  2.3  "Fusión", operación mediante la cual los metales pasan al estado líquido y que permite elaborar aleaciones efectuando adiciones y mezclas necesarias.

  2.4 "Colada", consiste en verter el metal o aleación líquidos en los moldes.

  2.5 "Desmoldeo", operación consistente en abrir el molde para extraer la pieza, una vez enfriado el metal colado.

  2.6 "Acabado" (desbarbado y limpieza), consistente en eliminar las <barbas> y coladas, y en limpiar las piezas de la arena adherida a las mismas.

  La "fundición", o "hierro colado", es una aleación de hierro y carbono (2,5 a 5%), que contiene también silicio (hasta un 4%), manganeso (0,5 a 1,5%) e impurezas (azufre y fósforo). Según la composición química, el modo de elaboración y la velocidad de enfriamiento en la colada, se obtienen tipificaciones diferentes por su estructura y, especialmente, por la forma en que se encuentra el carbono. Distinguense así las "fundiciones grises", en las que el carbono se halla en su mayor parte en forma de grafito, y las "fundiciones blancas" en las que el carbono está combinado en forma de carburo de hierro (cementita).

    La "fundición mecánica" es la usada comúnmente para el moldeo y colada de piezas de maquinaria, así como la llamada "fundición perlítica".

    La "fundición acerada" se fabricaba antaño adicionando a la carga del cubilote cierta cantidad de acero; el metal obtenido de este modo no se distingue de la fundición gris ordinaria cuidadosamente elaborada sin adición de acero.

    También se obtiene fundición partiendo de desechos o virutas de acero fundidas al horno eléctrico y recarburadas; tales son las llamadas "fundiciones sintéticas", de alta calidad.

    2.7.- Propiedades y estructura.   SUBIR

    Según su estructura micrográfica y sus propiedades mecánicas se distinguen:

        2.7.1 Las fundiciones grises.

        2.7.2 Las fundiciones blancas.

        2.7.3 Las fundiciones maleables.

        2.7.4 Las fundiciones al grafito esferoidal, o nodulares.

        2.7.5Las fundiciones especiales o aleadas.

 

        2.7.1.- Las "fundiciones grises", en las que el carbono se halla en forma de filamentos o laminillas de grafito. Su porcentaje de silicio es elevado (1,5 a 3%) y el de manganeso bastante bajo (0,5 a 0,8%); poseen una estructura estable y, por ello, favorece su formación un enfriamiento lento. La presencia de grafito es lo que confiere aspecto grisáceo a su fractura. Esta clase de fundiciones poseen propiedades mecánicas medianas, en las que influye la forma y disposición de las laminillas de grafito en su estructura; son mecanizables y especialmente interesantes por su aptitud para el moldeo (punto de fusión inferior al del acero, hacia 1200º C, y satisfactorio llenado de los moldes con ligera expansión).  

        2.7.2.- Las "fundiciones blancas", en las que el carbono está combinado en forma de cementita (carburo de hierro). Son fundiciones duras y frágiles, con fractura de aspecto blanquecino. Se obtienen a base de un porcentaje más alto de manganeso y merced a un enfriamiento rápido en la colada (fundición templada). A causa de su gran dureza, dichas fundiciones no pueden ser mecanizadas y se destinan a la refundición, constituyendo la mayor parte de los productos de fabricación del acero por afinación. Debido a su escasa aptitud para el moldeo, sólo se cuelan en coquillas para la fabricación de ciertas piezas especiales, que hayan de resistir fuerte desgaste (elementos de machacadoras) o determinadas corrosiones.

        2.7.3.- Las "fundiciones maleables", se caracterizan por su especial aptitud a la deformación, superior a la de las fundiciones grises. Existen dos tipos de maleables:

    La fundición maleable europea, llamada <de   núcleo blanco>, y actualmente en desuso, obtenida por descarburación de la fundición blanca en contacto con productos oxidantes (mineral de hierro, virutas).

    La fundición maleable americana, o <de núcleo negro>, obtenida mediante tratamiento térmico (recocido de maleabilización) de una fundición blanca, siguiendo un ciclo de caldeo y enfriamiento que se prolonga varios días y que permite descomponer el carburo de hierro, dando una estructura homogénea de ferrita con finos nódulos de grafito.

        2.7.4.- Las "fundiciones al grafito esferoidal", o "nodulares", de aparición relativamente reciente, que se caracterizan por su estructura de matriz perlítica (o ferrita-perlita), y con el grafito obtenido en forma perfectamente esferoidal directamente de la colada, merced a la adición de elementos tales como el magnesio. Este tipo de fundiciones poseen interesantes características mecánicas y, además, pueden ser tratadas por temple y revenido. Sus aplicaciones se extienden principalmente a la fabricación de cilindros laminadores, bancadas de máquinas, tubos, etc., tendiendo a remplazar la fundición maleable o el acero moldeado.

        2.7.5.- Las "fundiciones especiales o aleadas", generalmente al níquel, al cromo o al cromoníquel, presentan propiedades mejoradas y, especialmente, estructuras más finas y una resistencia considerable a la corrosión ácida (fundiciones al 15% de níquel, 5% de cromo, 5% de cobre), o a la oxidación en caliente (fundiciones al cromo o al silicio).

    2.8.- Utilización.   SUBIR

 Los diferentes tipos de fundición constituyen las aleaciones más importantes de la industria siderúrgica. Se utilizan, en general, en las formas siguientes:

        2.8.1.- Lingote de afino, obtenido directamente en el alto horno (fundición blanca) y que sirve para la elaboración de los aceros.- Lingote de moldería, fundición gris apta para moldeo (piezas macizas de perfiles complicados).

        2.8.2.- Fundiciones mecánicas (fundición gris o maleable), que permiten la confección de piezas de maquinaria mediante moldeo, y que se utilizan por razón de sus cualidades que las hacen especialmente aptas para la fricción o rozamiento, debido a la presencia de grafito (cojinetes, casquillos, etc.).

        2.8.3.- Fundiciones resistentes a la corrosión de soluciones ácidas o a la oxidación en caliente; fundiciones austeníticas o ferríticas, según la composición (fundiciones grises o al grafito esferoidal), empleadas principalmente en la industria petrolífera y en las industrias químicas.

        2.8.4.- Fundiciones refractarias, constituidas por fundiciones especiales al cromo, al níquel, al silicio o al aluminio, notables por su resistencia a la oxidación a alta  temperatura y, particularmente, por su estabilidad dimensional (limitación del crecimiento o expansión clásica en las fundiciones ordinarias). Sirven para la fabricación de piezas de hornos y calderas, tales como rejas de hogares, placas de soleras o de bóvedas, etc.

 

3.- ACEROS.   SUBIR

    Aleación de hierro y carbono conteniendo menos de 1,8% de carbono, susceptible de adquirir propiedades muy variadas mediante tratamiento mecánico y térmico.

    Actualmente el acero se obtiene a partir de hierro líquido, descarburándolo y regulando al mismo tiempo su contenido en azufre, fósforo y otros elementos (Si, Mn). Anteriormente el acero se obtenía directamente del mineral del hierro. Para ello éste se reducía con carbón vegetal formando fundición, la cual, en la parte más caliente del horno, se transformaba en acero (procedimiento de la forja catalana). Con el tiempo, al irse incrementando la producción se fueron aumentando las dimensiones del horno, pero la operación se desdobló en dos fases: obtención de arrabio (alto horno); y obtención de acero por descarburación del anterior (horno bajo, convertidor y hornos de solera).

    Existen varios procedimientos que permiten obtener directamente acero partiendo del mineral, sin pasar por el arrabio. Sin embargo, su desarrollo es muy limitado.

    Los procedimientos prácticos de obtención del acero son:

    a) "Afino líquido", que suministra la totalidad del acero empleado.

    b) "Afino sólido".

    3.1.- Componentes del acero.  SUBIR

    Los componentes del acero son elementos aleados al hierro, en proporción que varía generalmente de 0 a 5%. El carbono y el silicio siempre forman parte de la aleación: el primero raras veces supera el 1% (por lo regular, entre 0,2 y 0,7%); el segundo, entre 0,1 y 0,7% e incluso a veces más (de 2 a 4%) como en ciertos aceros especiales (chapas de transformadores, por su escasa histéresis magnética, y el acero para muelles).

    La proporción del manganeso oscila de 0,3 a 0,8%, llegando a veces hasta el 12 y el 15%, (aceros de gran dureza y resistencia al desgaste). El manganeso conserva además la soldavilidad del hierro, cualidad que pierde, en su ausencia, cuando está aleado con más de un 0,15% de carbono. El azufre y el fósforo son, como el oxígeno, libre o combinado, impurezas perjudiciales: un 0,1% constituye ya un porcentaje excesivo; el fósforo confiere fragilidad, y el azufre disminuye la maleabilidad.

    Otros elementos, tales como cromo, níquel, vanadio, tungsteno, molibdeno, etc., entran, aislada o conjuntamente, en la composición de los aceros especiales.

    3.2.- Estructura y propiedades.  SUBIR

    En un acero recocido el análisis revela diferentes componentes. La ferrita (solución sólida muy limitada de carbono en hierro alfa), componente dulce y maleable, forma cristales bien delimitados en los aceros de bajo contenido de carbono (0,10%). Cuando aumenta éste, se advierte la formación de un componente en las aristas de los cristales de ferrita, que después invade toda la masa, cuando la proporción de carbono llega a 0,85%: es la perlita, agregado duro y resistente, formado por perlita y cementita (carburo de hierro). La dureza del acero aumenta por la presencia de perlita. Las propiedades mecánicas de los aceros ordinarios están vinculadas tanto a su composición química como a su estructura micrográfica: un acero con 0,10% de carbono (ferrita), presenta una resistencia limitada a la ruptura (30 Kg. por milímetro cuadrado), pero buena maleabilidad (alargamiento de 35%), mientras que un acero con 0,80% de carbono (perlita) ofrece mayor dureza y una resistencia a la rotura de 80 Kg. por milímetro cuadrado, mientras que su fragilidad ha aumentado y su maleabilidad ha disminuido (alargamiento de 8%). Otro constituyente estable únicamente en general a altas temperaturas es la austenita (solución sólida de carbono en hierro gamma), la martensita, que confiere al acero su dureza característica en estado de temple, es otro constituyente que deriva del anterior. El temple confiere al acero una gran dureza y una elevada carga de rotura, pero, al mismo tiempo, lo hace frágil, por lo que el tratamiento se complementa por un revenido; mediante tal tratamiento, la martensita se descompone en un agregado sumamente fino y difícil de detectar al microscopio, la sorbita (llamada también osmondita), constituida, al igual que la perlita, por ferrita y cementita. Existen asimismo otros componentes particulares del acero: la troosita, especie de perlita obtenida por enfriamiento insuficientemente lento, y la bainita (agregado de ferrita y cementita).

        3.2.1.- Martensita.  SUBIR

    Constituyente que se forma en el acero cuando el enfriamiento es suficientemente rápido para evitar la transformación de la austenita en perlita.

        3.2.2.- Austenita.

    Componente micrográfico de los aceros: solución de hierro gamma y carbono.

    La austenita sólo es estable a elevada temperatura pero el templado de un acero especial, principalmente al manganeso, puede mantenerla en falso equilibrio a temperatura ordinaria (acero hipertemplado). En los aceros ordinarios únicamente aparece mezclada con martensita.

        3.2.3.- Perlita.

    Micro constituyente de las aleaciones férricas, consiste en un eutéctico de ferrita y cementita, que se presenta generalmente en forma de laminillas o placas alternadas.

        3.2.4.- Cementita.

    Carburo de hierro, con un 6,67% de carbono y un 93,33% de hierro, que es el constituyente más duro y frágil de los aceros.

    3.3.- Tratamientos del acero.  SUBIR

    Los aceros son susceptibles de sufrir los más variados tratamientos: tratamientos térmicos (temple, recocido, revenido), así como físico-químicos (cementación, nitruración). De este modo pueden adquirir una serie de propiedades muy interesantes desde el punto de vista de las aplicaciones. Además de estos tratamientos existen los puramente mecánicos, utilizados para su transformación (forja, laminación, estirado, matrizado, embutición, etc.).

4.- TEMPLE.  SUBIR

    Consiste en el calentamiento de algunas aleaciones, principalmente férricas, seguido de enfriamiento muy rápido; el objeto del calentamiento es lograr que la aleación adquiera una estructura cristalina propia de las temperaturas elevadas, y el fin del enfriamiento brusco es impedir que ocurra la transformación normal del constituyente obtenido en el calentamiento, de modo que el material conserve, a temperatura ordinaria y en condiciones de meta estabilidad, la estructura característica de las temperaturas altas.

5.- REVENIDO.  SUBIR

    Tratamiento térmico que se aplica a los metales ligeros y, principalmente, a los aceros, a fin de disminuir su dureza y aumentar su tenacidad o resiliencia: el revenido prolongado durante largo tiempo se denomina maduración o envejecimiento artificial.

6.- CEMENTACIÓN.  SUBIR

    Calentamiento de una pieza metálica en contacto con un producto que se denomina cemento, y que tiene por objeto conferirle propiedades especiales mediante difusión de uno o varios elementos del cemento en toda su masa (cementación profunda o a fondo), o bien limitando dicha difusión a las capas  externas para obtener un producto compuesto que posea en su superficie propiedades diferentes de las del resto de su masa (cementación superficial).

    Cementación al nitrógeno: Nitruración.

    La cementación utilizada con mayor frecuencia es la cementación superficial del acero por el carbono, al objeto de endurecer la superficie de diversas piezas mecánicas: engranajes, ejes, levas, árboles, etc.

    Se practica industrialmente con acero dulce, al objeto de obtener una aleación de dureza no excesiva y poco quebradiza en toda su masa, mientras que la superficie cementada, enriquecida en carbono, se vuelve dura y resistente al desgaste. Este resultado se consigue calentando el acero dulce hasta los 900º C, en contacto con el cemento. A esta temperatura la austenita disuelve perfectamente bien el carbono, y la superficie de la pieza se carbura hasta alcanzar, al cabo de varias horas, un contenido del orden de 0,8% de carbono. Se procede seguidamente a un tratamiento de templado, lo cual permite obtener en la superficie una estructura martensítica de gran dureza. Cuando se trata de piezas delicadas, se emplean los aceros de cementación (0,10-0,15% de carbono, 2% de níquel).

    El espesor de cementación, que es el de la capa de acero enriquecida en carbono, puede alcanzar los 3 mm. (cementación profunda), según la temperatura de tratamiento y la duración del mismo.

    Según la naturaleza del cemento empleado se distinguen varios tipos de cementación:

        6.1.- La "cementación sólida", cuya utilización industrial es cada vez menos frecuente, se opera disponiendo las piezas que se han de tratar en contacto con un cemento sólido a base de carbono, contenido en una caja estanca, o "caja de cementación", que se introduce en un horno.

        6.2.- La "cementación líquida o cianuración", utiliza como cemento sales fundidas, a base de cianuros alcalinos; este sistema, mas rápido que la cementación sólida, se emplea para piezas pequeñas, que requieren, lógicamente, un espesor de cementación débil (0,3mm como máximo).

        6.3.- La "cementación gaseosa", en la que se recurre a una mezcla de gases carburantes (óxido de carbono, hidrocarburos), resulta particularmente apropiada para el tratamiento de grandes series de piezas (industrias del automóvil); las piezas son caldeadas en hornos con atmósfera de gas cementente, al que, a veces, se le añade propano y amoníaco, para acelerar el proceso.

        6.4.- La "cementación electrolítica", permite cementar piezas situadas como cátodo en un baño de sales fundidas.

    Aparte de la cementación clásica por carbono, es también posible difundir, en la superficie de las aleaciones férricas, diferentes metales o metaloides, ya sea para obtener propiedades mecánicas especiales, ya para proteger dichas aleaciones contra la corrosión; así, se practica:

        6.5.- La cementación por nitrógeno o "nitruración".

        6.6.- La cementación por carbono y nitrógeno o "carbonitruración".

        6.7.- La cementación por aluminio o "calorización".

        6.8.- La cementación por cinc o "sherardización".

        6.9.- La cementación por boro o "boruración".

7.- NITRURACIÓN.   SUBIR

    Tratamiento termoquímico para lograr un endurecimiento superficial de los aceros y aleaciones férricas, mediante difusión de nitrógeno.

    Después de someter la pieza a un tratamiento previo de temple y revenido a 550º C para conferirle las características deseadas en todo el espesor, se le mantiene a una temperatura de 500 a 525º C en un molde de acero refractario calentado por un horno eléctrico, por el que circula una corriente de gas amoníaco; a esta temperatura, el amoníaco, en contacto con las piezas férricas, se disocia en hidrógeno y nitrógeno, difundiéndose este último en el hierro.

    Según la naturaleza del acero y el espesor o profundidad que debe tener la capa nitrurada, la duración del tratamiento varía entre 70 horas (para una capa de 0,3 a 0,4 mm) y 120 horas (0,8mm). A veces se da a la superficie un acabado por rectificación ligera o pulimentación.

    Todas las aleaciones férricas, y principalmente los aceros, pueden ser nitrurados, si bien las cualidades óptimas (dureza, escasa fragilidad, mínima deformación durante el tratamiento en caliente) se obtienen con aceros al 0,2-0,4% de carbono y que contengan elementos de adición tales como cromo (1,5 a 3%), aluminio (hasta 1%) y molibdeno (0,3%).

    El aluminio en particular tiene la función de limitar la penetración de nitrógeno, manteniendo la dureza de la capa externa.

    La nitruración puede aplicarse igualmente a fundiciones y aceros especiales con alto contenido de cromo y níquel.

    Su interés con relación a los restantes procedimientos de cementación o temple estriba sobre todo en la obtención de una gran dureza superficial y en la nula o escasa deformación que se produce en el transcurso del tratamiento a temperatura relativamente moderada, así como en la resistencia a la fatiga, al desgaste y a la corrosión que presenta la capa nitrurada, y en la conservación de dicha resistencia cuando trabaja a la temperatura de servicio.

    Por ello se nitruran, principalmente, aquellas piezas que han de poseer una elevada resistencia al desgaste, y, en particular, los ejes de émbolos, las camisas de cilindros de los motores de explosión, cigüeñales, válvulas de escape, usillos de trabajo de las máquinas-herramientas, piezas de metrología, etc.

8.- ALEACIÓN.  SUBIR

    Sustancia de características metálicas obtenida incorporando, generalmente por fusión, uno o varios elementos a un metal. (La aleación en la que entra el mercurio se llama amalgama.)

        8.1.- Aleación blanca, la de color blanco, a base de plomo y estaño o antimonio, utilizada para la elaboración de metal antifricción.

        8.2.- Aleación de fricción, aquella a la que se confieren propiedades particulares que acondicionan su resistencia a la fricción.

        8.3.- Aleación diamantada, la aleación o seudo  aleación a la que se ha incorporado polvo de diamante (brujido).

        8.4.- Aleación dura, la compuesta de un metal y carburos metálicos de alta dureza.

        8.5.- Aleación encontrada, la que resulta de la fundición de un oro fuerte de ley con otro feble.

        8.6.- Aleación extraligera, aleación a base de magnesio.

        8.7.- Aleación fusible, aquella cuyo punto de fusión es inferior a 100º C.

        8.8.- Aleación ligera, aleación a base de aluminio.

        8.9.- Aleación pesada, aleación o seudo aleación a base de tungsteno.

        8.10.- Aleación refractaria, la susceptible de ser utilizada a elevada temperatura a causa de su resistencia a la corrosión ante diferentes agentes o medios y a los esfuerzos y deformaciones mecánicos.

 

9.- RECOCIDO.  SUBIR

    Tratamiento térmico que consiste en calentar un producto metalúrgico a temperatura suficiente para asegurar su equilibrio físico-químico y estructural, y dejar después que se enfríe lentamente.

    El tratamiento térmico de recocido permite obtener las mejores características de ductilidad del metal y los más bajos valores de resistencia a la deformación. Según el origen y la naturaleza del producto, se recurre a diferentes tipos de recocido.

 

10.- ANTIFRICCIÓN.  SUBIR

    Aleación especial a base de estaño  o de plomo, utilizada para forrar interiormente los cojinetes.

    Las primeras aleaciones de esta clase fueron compuestas por Babbit en 1.835.

    Estos metales antifricción contienen diferentes elementos de adición para mejorar las características del plomo puro  en caliente especialmente su resistencia a la fatiga y a la corrosión de los lubricantes.

    La aleación más corriente de un 80 a un 95% de plomo y del 5 al 20% de antimonio.

    El antifricción de estaño, que es el más empleado para ferrocarriles, aviación y automóviles, contiene un 80-90% de estaño, 4-10% de antimonio y 2-10% de cobre. Estas aleaciones a base de metales blancos, sirven para disminuir el rozamiento de los cojinetes y piezas sujetas a desgaste, utilizándose diversos procedimientos de revestimiento.

    Las principales propiedades exigidas al antifricción son: una estructura que incluya un componente relativamente duro y otro plástico, de bajo punto de fusión; gran resistencia a la fatiga y buena adaptación a la superficie de fricción, y escasa tendencia al agarrotamiento (fusibilidad superficial, incrustación de partículas extrañas, conductibilidad térmica, etc.). Estas cualidades, a veces contrapuestas, se obtienen mediante la adecuada elección de las composiciones.

    Se utilizan también como antifricción los bronces ordinarios (5 al 15% de estaño) o especiales (bronces al plomo, bronces fosforosos), ciertos latones y los cupro-plomos y cupro-aluminios.

    La superficie de fricción se suele bruñir mediante un mandril o bruñidor que comprime las pequeñas asperezas del metal.

    Debe mencionarse igualmente el empleo de metales antifricción porosos, autolubricantes, a base de bronce o de hierro (a veces con grafito), obtenidos por aglomeración, o sea, por prensado y sinterización (metalurgia de polvos).

    En los motores el antifricción que llevan los semicojinetes del cigüeñal son aleaciones en las que interviene en distintas proporciones: estaño, cobre, plomo, antimonio, etc.

    Presentan las siguientes propiedades:

    - Suficiente plasticidad para soportar las fuertes presiones a las que está sometido.

    - Pequeño coeficiente de rozamiento, para no disminuir el rendimiento del motor.

    El empleo de las distintas aleaciones viene determinado por las características del motor y a la calidad del cigüeñal, en cuanto a su dureza se refiere. Así observaremos que:

    - Para motores de baja compresión y cigüeñales con muñequillas de poca dureza se emplea el Babbit, aleación a base de estaño y plomo, materiales blandos, que protegen las superficies de rodadura del cigüeñal. El metal que recubre los casquillos tiene un espesor aproximado de 0,3 mm debido a su pequeña resistencia a la compresión.

    - Para motores de alta compresión y cigüeñales con muñequillas cromadas, están indicadas aleaciones de cobre y plomo en proporción de 30 a 40% de cobre, esta aleación debido a su color es conocida con el nombre de "metal rosa". Permite un espesor en los casquillos de hasta 1,5mm.

    También se emplea esta aleación con una pequeñísima película de plomo-estaño o plomo-indio, para suavizar la superficie de rodadura.

    Últimamente se está extendiendo y es aceptado por la generalidad de todos los fabricantes de motores, los cojinetes de aluminio, que ofrecen las siguientes ventajas:

    - Mayor resistencia a la carga que el Babbit.

    - De más suave rodadura que el metal rosa, lo que permite su uso con cigüeñales de mayor dureza.

    No obstante esta última característica, suelen fabricarse con una pequeña película final de asentamiento.

 

11.- CARACTERÍSTICAS DE LOS PRINCIPALES METALES.  SUBIR

    La siguiente tabla contiene las características de los treinta y un metales de los cerca de ochenta que hoy se conocen, ya que son los de uso más corriente.

    Los valores de conducción térmica a 25º C y conducción eléctrica a 0º C, se han comparado a los de el hierro, haciendo coincidir los de éste con la unidad, de forma que los valores expresan cuántas veces cada uno de ellos es mejor o peor conductor que él.

    El peso específico se expresa en gramos por centímetro cúbico y la temperatura de fusión y de ebullición en grados centígrados.

 

12.- MATERIALES NO METÁLICOS.  SUBIR

   Cada día son introducidos en la industria del automóvil nuevos materiales como son:

    Materiales inorgánicos no metálicos como la cerámica y el vidrio.

    Materiales orgánicos no metálicos; son substancias naturales y sintéticas.

    Materiales compuestos; aquellos que contienen por lo menos dos materias, química o físicamente diferentes y que deben quedar unidos fuertemente.

   Actualmente los fabricantes de automóviles en la fabricación de los mismos, cada vez incluyen más elementos de plástico, por ser más ligero, no se corroen y tienen una mayor elasticidad para absorber los pequeños impactos, siendo reparables por distintos procedimientos técnicos.

   De tal forma que los termoplásticos como: ABS-Policarbonato, Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno, Cloruro de polivinilo, Polipropileno (es uno de los plásticos más utilizado en el automóvil), Policarbonato Poliéster termoplástico, Etileno-Propileno-Dieno-Monómero, Poliamida, Polietileno, Policarbonato, se utilizan para la fabricación de: paragolpes, rejillas, cantoneras, spoilers, revestimientos, pases de rueda, carcasas de calefacción, revestimientos de interiores y exteriores, canalizaciones, tapacubos, molduras, carenados de motos, radiadores, etc.

    Los termoestables más empleados en el automóvil: Resina epoxi como base de circuitos impresos y adhesivo en distintas piezas de la carrocería, Resinas de poliéster reforzadas con fibras de vidrio, Plásticos reforzados con fibras de vidrio y Poliuretano rígido se utilizan para salpicaderos, asientos, paragolpes, spoilers, cantoneras, revestimientos exteriores, etc.

 

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