LATONES ROJOS (Proyecto)

PRESENTADO A: ING OSCAR PRIETO MATERIALES DE INGENIERIA

PRESENTADO POR: Ángela Prada Estrella Código 201110001603 Grupo 253

Fundación Universitaria los Libertadores Abril 28 del 2011.

LATONES ROJOS

Formulación del Problema •

¿Qué aplicabilidad en la vida Cotidiana se le da los latones Rojos?

Justificación. Desde épocas de la Prehistoria el Latón se ha convertido en un elemento muy importante para el Uso común en La humanidad, es por esto que se quiere investigar más a fondo sobre este elemento desde su estado natural, hasta su proceso de transformación final investigando que de este elemento podemos llegar a la fabricación de alambres, tubos de condensador, terminales eléctricas y también la elaboración de dinero moneda. Como no es atacado por el agua salada, se usa mucho en las construcciones de barcos, en equipos pesqueros y marinos, y en la fabricación de muchos instrumentos musicales de viento.

OBJETIVOS Objetivo General •

Analizar e Investigar sobre el resultado de la aleación entre el Cobre (Cu) y el Zinc (Zn).

Objetivo Específicos •

Comprender el Origen de la Estructura de los latones.

•

Conocer la cantidad de Porcentaje de los elementos principales para llegar a la aleación de los latones rojos.

•

Conocer la transformación final del latón rojo y la utilidad diaria en la vida cotidiana.

Marco Referencial. Para poder entender de donde viene el latón empezaremos por hablar del cobre. El cobre era conocido en la prehistoria y fue probablemente el primer metal utilizado para fabricar útiles y objetos decorativos. Los objetos de cobre se han encontrado entre los restos de muchas civilizaciones antiguas, incluyendo las de Egipto, Asia Menor, China, sudeste de Europa, Chipre (palabra de la que se deriva su nombre), y Creta. Los nativos americanos también utilizaban el cobre desde el tercer milenio A.C. El análisis de los objetos de cobre y sus aleaciones, y el estudio de los minerales existentes en las regiones donde fueron encontrados inducen a pensar que ya en el año 6.000 A.C. el hombre desarrollaba procesos metalúrgicos. PREPARACION La metalurgia del cobre varía con la composición del mineral. Los minerales que contienen cobre nativo se trituran, se lavan y se separa el cobre para fundirlo y prepararlo en barras. Si la mena consiste en óxido o carbonato de cobre, se tritura y se trata con ácido sulfúrico diluido para producir sulfato de cobre disuelto del que se obtiene el metal por electrólisis o, utilizando chatarra, por desplazamiento con el hierro: Cu SO4 + Fe = Cu + FeSO4 Los óxidos y los carbonatos también se reducen con carbón cuando los minerales tienen bastante riqueza en cobre. Los minerales más importantes, los sulfuros, contienen entre el 1 y el 12% de cobre; estos se muelen y se concentran por flotación. Los concentrados se reducen en un horno, quedando cobre metálico crudo, llamado blister, aproximadamente del 98% de pureza. El cobre crudo es posteriormente purificado por electrólisis, hasta una pureza superior al 99,9%. MINERALES Los minerales de cobre utilizados industrialmente pertenecen a tres grupos: 1. El cobre nativo: diseminado en la ganga, forma yacimientos raros, solo importantes en algunos de los estados de América del norte y en Rusia. 2. Los minerales oxidados (Chile). La cuprita, Cu2 O, es fácil de tratar; La azurita (Azul), 2cO3Cu . Cu(OH)2, Y la malaquita (verde), CO3CU. (OH)2, son minerales carbonatados que se lleva a óxidos por calcinación. 3. Los minerales sulfurados son los más abundantes: la calcosina (gris o negra), CU2S; la calcopirita o pirita de hierro, FeS2: al antimonio, al arsénico, al cinc y está asociada a la pirita de hierro, FeS2; al antimonio, al arsénico, al cinc e incluso a la plata y el oro.

MÉTODOS GENERALES DE EXTRACCIÓN Después de los tratamientos preliminares se aplica principalmente la concentración por flotación a los minerales sulfurados. Si el contenido de cobre es superior al 3 %, la extracción se hace por vía seca (piró metalurgia), y si está comprendido entre 0,3, y 3 %, se realiza por vía húmeda (hidrometalurgica).

• Extracción por vía seca o pirometalurgia: Es obtiene un cobre bruto, atravez de un concentrado denominado mata, El tratamiento de los sulfuros de cobre por vía seca comprende cuatro fases:

Concentración: el 90% de las menas de cobre sulfuradas, extraídas de las minas, se concentran por procedimiento de flotación. Mediante la adición de productos químicos como el isopropil, el cianuro sódico y el cal, que hacen flotar los sulfuros de cobre y deja los fulsuros de hierro en el fondo, debido a que el cal y el cianuro sódico forman la pirita. • Afino: Se realiza en horno de cuba, en horno eléctrico o en horno de reverbero, para los concentrados finos, calentando a una temperatura de 1100ºC con el fin de obtener matas. El horno de cubas se utiliza preferiblemente para obtener cobre negro, que es apartir de de la fusión de chatarra. El afino del cobre bruto en el principio del ánodo soluble.

El cobre bruto que contiene 10 % de impurezas (compuestas de Fe, Zn, Bi, As, Sb, etc.) y los metales preciosos, se emplea como ánodo soluble. El electrolítico es una soluión acuosa con 15 % de So4Cu, con un 5 % de ácido sulfúrico.

• Extracción por vía húmeda. Este procedimiento, por disolución y precipitación, se aplica a los minerales muy pobres. La solución se trata bien por electrolisis o bien se desplaza el cobre por el hierro. Sobre la masa de hierro se cementa el cobre que se desprende periódicamente por golpeteo. Así se obtiene el cobre cáscara o cobre de cementación que se somete al afino.

LOS LATONES Los latones son aleaciones de cobre y cinc: su empleo está muy extendido tanto en forma de piezas fundidas como en forma de perfiles laminados, planchas y alambres. Los latones de aplicación industrial mantienen el porcentaje de cinc inferior a 50%. Presentan algunas propiedas similares a las del cobre, pero son más baratos y son más fáciles de trabajar. la fusibilidad y la capacidad de conformación por fundición, forja, estampación y mecanizado. En frío, los lingotes obtenidos pueden transformarse en láminas de diferentes espesores, varillas o cortarse en tiras susceptibles de estirarse para fabricar alambres. Su densidad también depende de su composición. •

3

La densidad del latón ronda entre 8,4g / cm y 8,7g / cm

3

El latón es más duro que el cobre, es dúctil y puede forjarse en planchas finas. Antiguamente se llamaba latón a cualquier aleación de cobre, en especial la realizada con estaño. Es posible que el latón de los tiempos antiguos estuviera hecho con cobre y estaño. La aleación actual comenzó a usarse hacia el siglo XVI.

Su maleabilidad varía según la composición y la temperatura, y es distinta si se mezcla con otros metales, incluso en cantidades mínimas. Algunos tipos de latón son maleables únicamente en frío, otros sólo en caliente, y algunos no lo son a ninguna temperatura. Todos los tipos de esta aleación se vuelven quebradizos cuando se calientan a una temperatura próxima al punto de fusión. Para obtener latón, se mezcla el cinc con el cobre en crisoles o en un horno de reverbero o de cubilote. Los lingotes se laminan en frío. Las barras o planchas pueden laminarse en varillas o cortarse en tiras susceptibles de estirarse para fabricar alambre. Los latones comprenden una amplia zona de aleaciones de cobre que contienen del 55 al 80% objetivos generales de los latonesde cobre y el resto de cinc, con o sin la adición de cantidades relativamente pequeñas de otros elementos, principalmente estaño, plomo, hierro, manganeso, níquel, aluminio y silicio. Las propiedades de estas aleaciones varían desde las del cobre casi puro hasta las de los latones especiales, con una resistencia de tracción de unos 80 Kg/mm2 en estado de moldeo, lo cual se logra por adición de adecuadas combinaciones de los anteriores elementos. El metal de dorar es una aleación de 80 a 95% de cobre y de 20 a 5% de cinc. El diagrama de fases del sistema cobre-cinc es típico de las asociaciones complejas de disoluciones y fases intermedias que concurren en los sistemas Cu-Zn, Cu-Al, Cu-Be y Cu-Si. Afortunadamente, las aleaciones útiles de estos sistemas, generalmente, corresponden a regiones de la disolución sólida rica en cobre, y la fase alfa( ), en todas ellas, tienen la estructura del cobre, modificadas las dimensiones por la presencia del segundo elemento en disolución sólida. En todos los sistemas metálicos existe una cierta relación entre las propiedades mecánicas y la micro estructura. En el caso de las aleaciones cobre-cinc, en términos generales ocurre:

Propiedades mecánicas de latones colados en arena

Cinc

% Fase

%

Alfa

33.7

100

23.6

63

38.0

75

33.9

56

41.8

55

38.7

50

45.5

0

47.9

27

Resistencia a tracción Kg/mm2

Alargamiento % sobre 50 mm

• La resistencia a tracción y él limite elástico aumentan al crecer la proporción de cinc, se produce un salto al aparecer la fase ß, alcanza el máximo a la composición correspondiente a partes iguales de alfa( ) y ß, y en cuanto aparece la fase y desciende, rápidamente, la resistencia a la tracción. • El alargamiento asciende hasta un máximo y comienza a disminuir antes de alcanzar la composición limite de la disolución sólida alfa( ) a medida que aumenta la cantidad de ß disminuye considerablemente el alargamiento, y este es muy pequeño en presencia de ý.

• La fase alfa( ) tiene la mayor resistencia al choque, pero disminuye en cuanto aparece ß, y la aleación es muy frágil cuando contiene Ý. • La dureza aumenta mucho con la presencia de ß y aun más con la de Ý. • Las aleaciones que solo contienen alfa( ) se trabajan muy bien y se pueden laminar en caliente y en frío; las que contienen alfa( ) y ß solo se pueden laminar en caliente, pues en frío se deforman muy poco sin que haya rotura.

Las aleaciones estrictamente de cobre-cinc, que forman la base de la serie completa de latones, se dividen en tres grupos principales: •

Latones alfa: que contienen hasta un 39% de cinc.

•

Latones alfa-beta: que empiezan a formarse a un 37.5% de cinc aproximadamente y terminan en la proporción de un 45%.

•

Latones beta: que comprenden los de un 46 a un 50%, aproximadamente de cinc.

A un valor próximo al 50% de cinc comienza la aparición de la fase Ý, que hace que le material sea frágil. Latones forjados comerciales y sus usos

Nombre Corriente •

Metal de dorar

•

Bronce comercial

% de Aplicaciones cinc 5

Imitación de oro, joyería, emblemas.

10

Bisutería, embutición, forjados, pequeña ferretería, tales como tornillos y remaches

•

Latón rojo

•

Latón bajo

•

Latón de cartuchería

•

•

Latón alto(amarillo)

Metal Muntz

15

Embutición, entalla, estampado, radiadores de automóvil y tubos resistentes a la corrosión.

20

Artículos estirados y estampados, tubos flexibles; buena resistencia a la corrosión.

30

Mejor zona para la embutición; también se denomina “70-30” y “latón de embutición”.

34

Alfileres, roblones instrumentos musicales, clavijas eléctricas, vainas de cartuchos; excelente para la embutición, económico por su menor contenido de cobre.

40

Representativo de los latones alfa-beta, mejores propiedades para la tracción; las mejores propiedades para el trabajo en caliente.

Los latones rojos Contienen menos de un 20% de cinc; se pueden trabajar en caliente entre 750° y 900°, a partir del lingote, pero es corriente terminarlos por laminado o estirado en frío, se les da un recocido durante el trabajo en frio a temperaturas de entre 375º y 800º En este grupo se encuentran tres tipos de latones forjados comerciales que contienen menos de un 20 % de Zinc, metal de dorar, el bronce comercial, y el latón rojo

Esta clase de latones son empleados en embutición, entalla estampados radiadores de automóvil y tubos resistentes a la corrosión

DISEÑO METODOLOGICO PRELIMINAR

El diseño que se implementará inicialmente será Investigación en la internet, sobre el tema en mención.

Aplicación de las aleaciones Cobre ZIN TIPO CARACTERISTICA APLICACIÓN 95-5

90-10 80-20

85-15

70-30

CU+ ZN

67-33 63-37

60-40

Se trata de una aleación monofásica alfa que posee una alta conformabilidad en frió y generalmente no es susceptible de corrosión preferencial de zinc. Con características semejantes a la anterior Conservan una estructura de fase alfa con elevada conformabilidad en frío, generalmente no presentan problemas de corrosión preferencial de cinc y de corrosión bajo tensión en diversos tipos de ambientes. Posee una alta conformabilidad en frió y generalmente no es susceptible de corrosión preferencial de zinc. Posee una composición más exacta de 72-28 sus características son de una aleación monofásica alfa con una combinación de resistencia y de utilidad particularmente adecuada para estampado y otros procesos de conformación. La resistencia de la corrosión de estas aleaciones depende del medio al que están sometidas, Con características semejantes a la anterior Es constituida por una estructura de fase alfa y dependiendo de las condiciones de fabricación puede contener pequeñas cantidades de fase beta. Se debe analizar su aplicación en función del medio ambiente para evitar problemas de corrosión. La aleación puede ser conformada en frío y en caliente, y a pesar de poseer menor ductilidad que las aleaciones anteriormente mencionadas, puede ser sometida a severas condiciones de deformación. Es una aleación de estructura dúplex, esto es, bifásica y posee excelentes características de conformación en caliente debido a la presencia de la fase beta. De la misma manera que en la aleación anterior, deben hacerse consideraciones acerca del medio al que va ser expuesta debido a su mayor vulnerabilidad frente a la corrosión. Posee mejores propiedades de conformación en frío y soldadura de la aleación cobre-cinc 80-40 plomo pero es menos maquinable,

Usada para pequeños cartuchos de armas y debido a su llamativo color dorado tiene usos típicos en medallas y monedas obtenidas por estampado. También es usaba como base para baños de oro. aplicación en la arquitectura y elementos decorativos Debido a su atrayente color tiene aplicaciones en objetos decorativos obtenidos a trasvés de procesos de conformación.

Empleo de componentes obtenidos por conformación. Tubos de intercambiadores de calor para agua no contaminada, evaporadores y calefactores de productos alimenticios, cartucho e instrumentos musicales, accesorios de radiadores, carcasas de extintores y diversos componentes estampados.

Es utilizada cuando se desea rebajar costos de adquisición de materia prima. Es comúnmente empleada en la fabricación de piezas por troquelado profundo.

Usada en la fabricación de semifacturados como placas, barras y perfiles, también para condensadores e intercambiadores de calor.

RECURSOS DISPONIBLES Para la realización de este anteproyecto se utilizo material de la Internet, libros de la Biblioteca de la Universidad.

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES DIAS MARZO

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5

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8

9

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ITMES Asignación del Tema Normas para la elaboración del Informe PRIMERA FASE Elaboración e investigación información del Anteproyecto Entrega del anteproyecto

DIAS ABRIL ITMES SEGUNDA FASE Recoleccion de informacion

Revisión de la propuesta de Anteproyecto sugerencia de modificacion anteproyecto por el Docente Entrega de Proyecto para primera revision

DIAS MAYO ITMES TERCERA FASE Tercera entrega Proyecto para revision final socializacion del proyecto Entrega del Proyecto Final

BIBLIOGRAFIA

•

Rincon del Vago. El cobre orígenes y especificaciones , Consultada el día 30 de marzo del 2011

en http://html.rincondelvago.com/industrial_cobre.html. • Libros en Línea, El cobre y Sus Aleaciones. MORRAL F. R Metalurgia General Tomo II Editorial REVERTÉ S.A, 1985, Reimpresión julio 2004, Barcelona España. http://books.google.com/books?id=IhsKRVkzsAC&pg=PA1265&lpg=PA1265&dq=latones+rojos+usos&source=bl&ots =jD2F2_saHf&sig=P8JhHw9WCHQOrXlgrlVjoCMWiCk&hl=es&ei=046TTcLUN9GQ0QGP7jMBw&sa=X&oi=book_result &ct=result&resnum=1&ved=0CBkQ6AEwAA#v=onepage&q=latones%20rojos%20usos&f=false

• PAREJA I.G MANUEL, TECNOLOGIA DEL METAL 1er Grado. Ediciones CEAC S.A. 1976 Barcelona España,