Tema 4 el trabajo con los metales

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Tema 4 el trabajo con los metales

  1. 1. TEMA 4.EL TRABAJO CON LOS METALESINDICE: 1. LOS METALES. 1.1 Historia. 1.2 Definición. 2. PROPIEDADES DE LOS METALES. 2.1 Dureza. 2.2 Elasticidad. 2.3 Tenacidad. 2.4 Maleabilidad, 2.5 Ductilidad. 2.6 Resistencia Mecánica. 3. CLASIFICACIÓN DE LOS METALES. 3.1 Férricos. 3.2 No Férricos. 4. OPERACIONES Y HERRAMIENTAS EN EL TRABAJO CON METALES. 4.1 Trazado. 4.2 Sujeción 4.3 Corte. 4.4 Limado. 4.5 Taladrado. 4.6 Percusión. 4.7 Doblado. 4.8 Unión. 1
  2. 2. 1. LOS METALES. 1.1 Historia. Después del Neolítico viene la edad de los metales, que supone un cambio tecnológico consistente en la generalización de la metalurgia para construir los utensilios de trabajo. Se divide en tres períodos:EDAD DEL COBRELa primera técnica metalúrgica conocida fue la delcobre. Debido a su escasa dureza se usó para hacerobjetos de adorno, collares, brazaletes, amuletos, etc. Sehan encontrado objetos de cobre del 8700 a. de C., perose empieza a utilizar a finales del Neolítico, haceaproximadamente 5 000 años.En la Península Ibérica el uso del cobre se generalizahace 4 000 años, coincidiendo con las construccionesmegalíticas y la cultura del Vaso Campaniforme. 2
  3. 3. EDAD DEL BRONCEEl Bronce es una aleación de nueve partes de cobre y una de estaño, esta combinaciónproduce un nuevo metal mucho más duro que sus componentes y es más fácil de fundiry de trabajar que el cobre. Posiblemente añadieron algún otro metal pues consiguieronun bronce elástico y flexible, que se trabajaba bien en caliente.En Europa central se introdujo hacia el año 1800-1600 y se desarrolla hasta el 700 a.C.En este periodo se generalizan las construcciones megalíticas.Utilización: Se fabrican gran variedad de instrumentos:útiles agrícolas, como azadas y hoces.Armas de guerra, como espadas, lanzas y escudos.Utensilios domésticos, como vasos, jarras y cuencos.En esta época se desarrolló la navegación debido a la necesidadde desplazamiento y transporte de los buscadores de metales. 3
  4. 4. EDAD DEL HIERROLa metalurgia del hierro exige unos conocimientos y una tecnología distintos a la delbronce. Debieron trabajar el hierro mediante hornos con fuelles y forjar los objetosmediante martilleado, para lograr el endurecimiento y el temple correctos. Al amparode la metalurgia del hierro surgió el oficio de herrero. Los primeros en conocer estesecreto fueron los hititas, habitantes de la zona central de la Península de Anatolia(actual Turquía), que lo guardaron celosamente durante muchos años. Estos hititas sonun pueblo enemigo de los egipcios. El imperio hitita caería hacia el 1200 a. C. y a partirde esta fecha la nueva tecnología del hierro empezó a difundirse por otros lugares.Ventajas del hierro respecto al bronce.El hierro abunda en todos los lugares (en todos los sitios hay piritas), y en cambio, elbronce exige la búsqueda de sus dos componentes: cobre y estaño, a veces en lugareslejanos.Las armas de hierro son más duras, y aunque debido a su flexibilidad se puedendeformar, es posible arreglarlas. En cambio, las armas de bronce eran frágiles y serompían con frecuencia en el choque. 4
  5. 5. 1.2 Definición. Los metales se obtienen a partir de minerales. Se obtienen en minas a cielo abierto o minas subterráneas .Los metales son sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio, que es líquido. Al pulirlos adquieren un brillo característico ( brillo metálico) que suele perder con la oxidación; en otros (oro, platino, níquel o cromo ) este efecto es menos apreciable. Se suelen usar en estado puro o combinados con otros .ALEACIÓN: Mezcla o combinación de metales. METALURGIA: Conjunto de procesos y técnicas que intervienen en la extracción y elaboración de metales y sus aleaciones. SIDERURGIA: Son los procesos Metalúrgicos aplicados al Hierro. 5
  6. 6. 2. PROPIEDADES DE LOS METALES. 2.1 Dureza.Es la resistencia de un material a ser rayado o penetrado.Según la escala de Mohs, el cromo (8,5) es el elementometálico de mayor dureza.El cesio es el metal más blando, con un valor de tan sólo 0,2.Es tan blando que podría cortarse con un cuchillo.2.2 Elasticidad.La elasticidad es la capacidad de un material de recuperarsu forma original cuando cesa la fuerza que lo deforma .Lo contario es la Rigidez.De los menos elásticos esta el latón y de los más los aceros.2.3 Tenacidad.La tenacidad es la resistencia de un material a rompersecuando es golpeado. Metal muy tenaz: Aceros. Lapropiedad opuesta es la Fragilidad. 6
  7. 7. 2.4 Maleabilidad, Capacidad de un metal para deformarse en forma de láminas delgadas mediante presión (ej.- aluminio). 2.5 Ductilidad. Capacidad de un metal para deformarse en forma de hilos por estiramiento(ej: Cobre) 2.6 Resistencia Mecánica.Capacidad para resistir ante fuerzas externas. Puede ser: Tracción, Compresión,Flexión, Torsión y Cizalla. 7
  8. 8. Decimos que un elemento está sometido a un TRACCIÓN esfuerzo de tracción cuando sobre él actúan fuerzas que tienden a estirarlo. Los tensores son elementos resistentes que aguantan muy bien este tipo de esfuerzos. Un cuerpo se encuentra sometido a compresión si las fuerzas aplicadas tienden a aplastarlo oCOMPRESIÓN comprimirlo. Los pilares y columnas son ejemplo de elementos diseñados para resistir esfuerzos de compresión. Un elemento estará sometido a flexión cuando actúen sobre el cargas que tiendan a doblarlo. FLEXIÓN Ha este tipo de esfuerzo se ven sometidas las vigas de una estructura. Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo. Es el TORSIÓN caso del esfuerzo que sufre una llave al girarla dentro de la cerradura. Es el esfuerzo al que está sometida a una pieza cuando las fuerzas aplicadas tienden a cortarla CIZALLA o desgarrarla. El ejemplo más claro de cortadura lo representa la acción de cortar con unas tijeras. 8
  9. 9. 3. CLASIFICACIÓN DE LOS METALES. Los metales se pueden dividir en dos grandes grupos, según contengan o no Hierro: Metales Férricos y Metales no Férricos.C El Hierro se obtiene a partir de minerales que contienen óxidos de Hierro (oligisto, limonita,L magnetita o siderita). METALES FÉRRICOS En estado puro es buen conductor de calor yA electricidad, pero con baja resistenciaS Son los que contienen Hierro mecánica. Para aumentar estas propiedades se alea con Carbono u otros metales, obteniendo:I HIERRO PURO,ACEROS Y FUNDICIONESFI Estos metales y sus aleaciones son resistentesC a la oxidación y a la corrosión , tienen cualidades especiales: Facilidad para serA METALES NO FÉRRICOS. trabajado, ligereza, conductividad térmica yC eléctrica, etc…. Son los que no contienen Hierro.I Entre ellos: ALUMINIO, COBRE, ESTAÑO, NIQUEL,Ó PLOMO, ORO, PLATA…………..N 9
  10. 10. 3.1 Férricos. Hierro puro en un 99,9 % o más. Tiene pocas aplicaciones industriales y resulta muy difícil de obtener. También se llama hierro forjado por que es muy dúctil y maleable. Se emplea en trabajos de forja y para construir electroimanes y transformadores eléctricos.Los aceros son aleaciones de hierro y de carbono (entre el 0´03 y el 1´76 %) a las que se añaden otros materiales (manganeso, níquel, titanio, etc.) según las propiedades del tipo de acero que se desee lograr. Se aplican en muchos campos industriales. Hay dos tipos de aceros:  Aceros comunes. Hechos sólo con hierro y carbono. Son muy fáciles de soldar y poco resistentes a la corrosión. Se emplean en estructuras, clavos, tornillos, herramientas, ...  Aceros aleados. Hechos con hierro, carbono y otros elementos. Muy resistentes a la corrosión, al desgaste y a las altas temperaturas. Se emplean para fabricar instrumentos y piezas especiales. 10
  11. 11. Las fundiciones son aleaciones de hierro y carbono (entre el 1`76 y el6´67 %) . Al tener más carbono resisten mejor la corrosión y los cambiosde temperatura. Son fáciles de moldear y se emplean en la fabricación depiezas de gran tamaño. Se clasifican en: Fundiciones ordinarias. Hechos sólo con hierro y carbono y alguna pequeña parte de otro material. No se pueden trabajar en la forja. Fundiciones aleadas. Hechos con hierro, carbono y otros elementos con los cuales mejoran sus propiedades. 11
  12. 12. 3.2 No Férricos.El cobre es un metal de color rojo brillante, muy resistente a la corrosión,conduce bien el calor y la electricidad, es muy dúctil y maleable. Se obtiene deminerales como la cuprita, la calcopirita y la malaquita.Se ha usado desde la antigüedad para hacer armas, adornos, monedas, etc.Hoy se usa en conductores eléctricos, alambiques, y conducciones de gas yagua, así como otros usos en construcción. Sus aleaciones principales son:  Los bronces. Aleaciones de cobre y estaño, tanto más duras cuanto más estaño contienen.  Los latones. Aleaciones de cobre y cinc usadas para hacer canalizaciones, tornillos, válvulas de gas y agua, bisagras, etc.. Minerales de cobre. Cuprita, calcopirita y Cobre. Latones. Bronce. malaquita. 12
  13. 13. El Aluminio es un metal de color plateado claro, es muy resistente a la oxidación, ligero, buen conductor del calor y la electricidad y fácil de mecanizar. Se obtiene de la bauxita. Se emplea en aleaciones ligeras, tan resistentes como el acero y mucho menos pesadas. Con ellas se fabrican productos muy variados, desde latas de refrescos como fuselajes de aviones, ventanas, maquinaria, etc. Bauxita. Productos de aluminio.El Estaño es un metal de aspecto blanco brillante, muy resistente al aire, fácil de fundiry de trabajar. Es muy maleable en frío y en caliente se torna quebradizo. Se obtiene dela casiterita.Se emplea, aleado con plomo o con plata, para soldadura blanda. También pararecubrir el hierro, obteniendo hojalata, y para recubrir el cobre, pues al no ser tóxicopuede usarse en instrumentos de alimentación. 13
  14. 14. El cinc es un metal blando de color blanco azulado, resistente a la intemperie. Seobtiene de la blenda.Se emplea en la fabricación de recipientes, canalones y planchas para cubiertas.También para recubrir planchas de hierro por dos procedimientos: Cincado. Introduciendo las piezas de hierro en un baño de cinc fundido. Galvanizado. Recubriendo las piezas de hierro por electrolisis.ORO: Es un metal muy denso, blando y de color amarillo intenso. El oro se clasificacomo metal pesado y noble; en el comercio es el más común de los metales preciosos.Cerca de tres cuartas partes de la producción mundial del oro se consume enjoyería. Sus aplicaciones industriales, especialmente en electrónica, consumen 10-15%. Las monedas y demás objetos decorativos de oro son en realidad aleacionesporque el metal es muy blando. 14
  15. 15. 4. OPERACIONES Y HERRAMIENTAS EN EL TRABAJO CON METALES. 4.1 Trazado. Consiste en marcar sobre el material las dimensiones y la forma del objeto diseñado. Lo primero que haremos es medir y marcar diferentes partes de un objeto. Debemos ser cuidadosos cuando medimos porque un error puede arruinar nuestro proyecto. Posteriormente realizaremos el trazado. Son varillas de acero con lasPUNTAS DE TRAZAR puntas afiladas Es un compás de bigotera COMPÁS DE con brazos rígidos acabados TRAZAR en puntas afiladas Instrumento de acero con GRANETE punta cónica. Se utiliza para realizar marcas mediante golpeo. 15
  16. 16. Es un bloque de fundición con laEL MÀRMOL cara superior perfectamente plana, que sirve de superficie de referencia. Prisma que presenta entrantes enCALZO EN V forma de V. Se emplea como soporte para piezas cilíndricas o con perfiles curvos. Son de forma rectangular, de REGLAS plástico o metálicas, graduadas en milímetros. Se utilizan para longitudes inferiores a 1 metro. Son metálicas con forma de L, con el lado más pequeño con mayor grosorESCUADRA Y para apoyarse con mayor seguridad a FALSA los laterales de la pieza de madera. ESCUADRA Existe otro modelo, la falsa escuadra, para trazar otros ángulos. Para trazar paralelas a una arista en GRAMIL una de las caras del material. 16
  17. 17. 4.2 SujeciónSe utilizan para inmovilizar la pieza de metal y poder realizar las distintasoperaciones de transformación. Dispositivo formado por dosTORNILLO DE bocas, una es fija y la otra es móvil BANCO que se desplaza con el giro de una manivela. Se emplea para fijar una pieza en MORDAZAS una máquina herramienta ( fresadora, taladradora,…) Constituidas por una boca fija y GATOS O otra móvil, que se desliza sobre SARGENTOS una guía. La presión se ejerce girando la empuñadura. ALICATES Es una herramienta de uso UNIVERSALES múltiple que se puede utilizar para sujeción y cortar. 17
  18. 18. Tienen la parte interior de su bocaALICATES DE lisa. Se utilizan para sujetar chapasBOCA PLANA finas o cables que se van a soldar.ALICATE DE Tienen la boca formada por dos BOCA piezas cónicas. Se emplean para REDONDA doblar alambres en forma circular. Permiten regular la apertura de su ALICATES boca haciendo girar un tornillo. GRIP También tienen un mecanismo para bloquear la sujeción de la pieza. PINZAS DE Con sistema de presión sin concretar SUJECIÓN la fuerza y sin dañar las superficies. Pueden ser de metal o plástico.TENAZAS DE Tienen varias posiciones de apertura APERTURA de las bocas. Se emplean en la MÚLTIPLE sujeción de tubos. 18
  19. 19. 4.3 Corte. El corte de la pieza de metal se puede realizar con desprendimiento de material ( serrado) o sin desprendimiento de material ( cizallado ). Compuesta por una armadura o arco SIERRA DE donde va acoplado la hoja de sierra, ARCO que se tensa mediante una palomilla. El arco puede ser extensible. Están formadas por dos hojasTIJERAS DE cortantes de acero con mangos, CHAPA unidas por un eje alrededor del cual giran.ALICATES DE Formados por dos piezas metálicas CORTE iguales con filos cortantes ( boca de LATERAL corte ), articulados por un pasador.ALICATES DE Formados por dos piezas metálicas CORTE iguales con filos cortantes ( boca de FRONTAL. corte ), articulados por un pasador. 19
  20. 20. 4.4 Limado.Tiene como objetivo rebajar, pulir o retocar piezas. La Herramienta utilizada paraesta operación es la LIMA.Las principales características de una lima son:1. La Forma: Según su sección transversal y sirve para nombrarla: 1 – Carleta 2 – Plana paralela: son los dos tipos de limas planas, y son las de uso más habitual. 3 – Cuadrada: también tiene todas sus caras planas y se utiliza para agujeros cuadrados o chaveteros. 4 – Redonda: se utiliza para agujeros y formas curvas. Si acaba en punta totalmente, se les llama “cola de ratón”, que ocurrencia. 5 – Media caña: es un híbrido entre plana y redonda, teniendo ambas funciones en una sola herramienta. 6 – Triangular: sobre todo es utilizado para limar sobre ángulos. 20
  21. 21. 2. El Picado: Perfil que presenta el estriado de la LIMA. Puede ser:Sencillo: Doble: Especial: 3. El Tamaño o Longitud Comercial: Es la distancia en Pulgadas desde la punta hasta donde termina el picado. Puede ser: 3” , 4” , 5”, 6” , 7” , 8” , 12” , 14” , 16”. 4. Grado de Corte: Número de dientes por centímetro de longitud. Puede ser: BASTAS De 8 a 10 dientes/cmSEMIFINAS De 12 a 18 dientes/cm FINAS De 20 a 30 dientes/cmEXTRAFINAS Más de 30 dientes/cm 21
  22. 22. 4.5 Taladrado.Si la pieza a taladrar es Si la pieza es de grosor considerable será necesaria la Para hacer taladrosfina puede hacerse con un taladradora eléctrica con perfectamente rectos epunzón y un martillo broca para metales. Para usan soportes verticales evitar que la broca se para la taladradora o desplace al iniciar el taladro bien taladradoras de se marcará el centro con un columna. granete. 22
  23. 23. 4.6 Percusión. La operación de percutir o golpear se emplea para deformar o doblar piezas de metal y se realiza con martillos y mazas. MARTILLO DE PEÑA MARTILLO DE BOLA MAZA DE NAILON 4.7 Doblado. Consiste en dar formas deseada a planchas metálicas de poco espesor. Se puede realizar a mano o mediante máquinas plegadoras.Si la chapa es gruesa y sedesea doblar en ángulodiedro debe usarse untornillo de banco parasujetar, un taco paraamortiguar el golpe y unmartillo para golpear. 23
  24. 24. 4.8 Unión.Remaches. Se usan paraunir superficies de pocoespesor. Son piezasfabricadas con materialesblandos y tenaces.Soldadura blanda. Es launión realizada conestaño fundido. Se puedeunir piezas de cobre,latón u hojalata, pero node aluminioPegado. Hay muchostipos de pegamentos,entre ellos está eltermofusible realizadomediante barras aplicadacon una pistola que lasfunde. 24
  25. 25. Tornillos y tuercas. Loshay con infinidad de formasy tamaños. A veces se usancon ellos arandelas queconsiguen que la unión esmás robusta.Pasadores. Son piezas demetal que fijan las piezasen las que se colocanatravesados. Los hay dealetas, cónicos o bulones yplanos o chavetas. 25

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