1. Tecnología de materiales
Fredy Apaza Ccallata C2 “E”
Los metales no ferrosos, ordenados de mayor a menor utilización, son:
cobre
aluminio
estaño
cinc
níquel
cromo
titanio
magnesio
Distintos metales no ferrosos
Cobre
Propiedades
Densidad: 8,90 kg/dm3.
Punto de fusión: 1083 °C
Resistividad: 0,017 W·mm2/m.
Resistencia a la tracción 18 kg/mm2.
Alargamiento: 20%.
Características
Es muy dúctil (se obtienen hilos muy finos) y maleables (pueden formarse láminas hasta de
0,02 mm de espesor).
 Posee una alta conductividad eléctrica y térmica.
 Oxidación superficial (verde)
Cobre

2. Tecnología de materiales
Fredy Apaza Ccallata C2 “E”
Aluminio
Propiedades
Densidad: 2,7 kg/dm3
Punto de fusión: 660 °C.
Resistividad: 0,026 W·mm2/m.
Resistencia a la tracción: 10 - 20Kg/mm2
Alargamiento: 50%
Características
 Es el metal más abundante en la naturaleza. Se encuentra como componente de arcillas,
esquistos, feldespatos, pizarras y rocas graníticas.
 No se encuentra en la naturaleza en estado corriente, sino combinado con el oxígeno y
otros elementos.
 El mineral del que se obtiene el aluminio se llama bauxita Al2O3- 2H2O, que está
compuesto por alúmina y es de color rojizo.
 Es muy ligero e inoxidable al aire, pues forma una película muy fina de óxido de aluminio
(Al2O3) que lo protege.
 Es buen conductor de la electricidad y del calor. Se suele emplear en conducciones
eléctricas (cables de alta tensión) por su bajo peso.
Estaño
Características
El estaño puro tiene un color muy brillante.
A temperatura ambiente se oxida perdiendo el brillo exterior, es muy maleable y
blando, y pueden obtenerse hojas de papel de estaño de algunas décimas de milímetro
de espesor.
En caliente es frágil y quebradizo.
Por debajo de -18°C empieza a descomponerse y a convertirse en un polvo gris. A este
proceso se le conoce como enfermedad o peste del estaño.
Cuando se dobla se oye un crujido denominado grito del estaño.

3. Tecnología de materiales
Fredy Apaza Ccallata C2 “E”
Cinc
Propiedades
Densidad: 7,14 kg/dm3
Punto de fusión: 419°C
Resistividad: 0,057 W·mm2/m
Resistencia a la tracción:
Piezas moldeadas: 3 kg/mm2.
Piezas forjadas: 20 kg/mm2.
Alargamiento: 20%.
Características
 Color blanco azulado.
 Es muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y en el agua, pero poco
resistente al ataque de ácidos y sales.
 Tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales.
 A temperatura ambiente es quebradizo, pero entre 100 y 150 °C es muy maleable.
Níquel
Propiedades
Densidad: 8,85 kg/dm3.
Punto de fusión: 1450°C.
Resistividad: 0,11 W·mm2/m.
Características
 Tiene un color plateado brillante y se puede pulir muy fácilmente.
 Es magnético (lo atrae un imán como si fuese un producto ferroso).
 Es muy resistente a la oxidación y a la corrosión.
 Se emplea para:
 Para fabricar aceros inoxidables (aleado con el acero y el cromo).
 En aparatos de la industria química.
 En recubrimientos de metales (por electrólisis).

4. Tecnología de materiales
Fredy Apaza Ccallata C2 “E”
Cromo
Propiedades
Densidad: 6,8 kg/dm3.
Punto de fusión: 1900°C.
Resistividad: 1,1 W·mm2/m.
Características
Tiene un color grisáceo acerado.
Es muy duro y tiene un gran acritud.
Resiste muy bien la oxidación y corrosión.
Titanio
Propiedades
Densidad: 4,45 kg/dm3
Punto de fusión: 1800 °C.
Resistividad: 0,8 W·mm2/m.
Resistencia a la tracción: 100Kg/mm2
Alargamiento: 5%
Características
 Se encuentra abundantemente en la naturaleza, ya que es uno de los componentes de
casi todas las rocas de origen volcánico que contienen hierro.
 En la actualidad, los minerales de los que se obtiene el titanio son el rutilo y la ilmenita.
 Es un metal blanco plateado que resiste mejor la oxidación y la corrosión que el acero
inoxidable.
 Las propiedades mecánicas son análogas, e incluso superiores, a las del acero, pero
tiene la ventaja de que las conserva hasta los 400 °C.

5. Tecnología de materiales
Fredy Apaza Ccallata C2 “E”
Magnesio
Propiedades
Densidad: 1,74 kg/dm3
Punto de fusión: 650 °C.
Resistividad: 0,8 W·mm2/m.
Resistencia a la tracción: 18Kg/mm2
Alargamiento: 5%
Características
 Tiene un color blanco, parecido al de
la plata.
 Es maleable y poco dúctil.
 Es más resistente que el aluminio.
 En estado líquido o en polvo es muy inflamable ( flash de las antiguas cámaras de
fotos).
 Los minerales de magnesio más importantes son:
 carnalita (es el más empleado y se halla en forma de cloruro de magnesio, que se
obtiene del agua del mar)
 dolomita
 magnesita
Explique acerca del afino de los materiales no ferrosos y de que formas se realiza.
Cuando tenemos el material de hierro dentro del arrabio, el porcentaje de carbono que
contiene es demasiado alto y por tanto, hay que reducirlo hasta determinados
porcentajes, según queramos aceros, fundiciones ..

6. Tecnología de materiales
Fredy Apaza Ccallata C2 “E”
Para ello usamos un horno convertidor.
Es muy sencillo. Con el arrabio cargado en una gran cubeta, se introduce una lanza
por la que entramos el oxígeno. El oxígeno en contacto con el carbono que sobra
produce una reacción por la que aporta más calor y se produce CO2.
Se suele añadir chatarra a la mezcla para reutilizar el material de nuevo.
El tiempo que esté la lanza dentro del convertidor, determinará cuanto carbono
quedará en la cubeta y de esa manera obtenemos el hierro o la fundición” a la carta”.
Obtención de otros metales por electrólisis
Para el cobre o el aluminio, entre otros, es necesario emplear otros sistemas para
sacar el metal
puro del mineral que lo contiene. Veremos como se hace para el aluminio, siendo el
resto muy similar.
Para la obtención del aluminio primario se realiza por electrólisis de la alúmina ( óxido
de aluminio (Al2O3) ) en criolita fundida.
Una de las funciones de la criolita (Na3AlF6) es bajar el punto de fusión desde los
2054ºC a los 950ºC. Además se añade otros compuestos menos importantes.
De manera simplificada, el proceso es el siguiente:
Entre el ánodo ( tensión positiva ) y el cátodo ( tensión negativa ) hacemos pasar una
corriente eléctrica con alta intensidad y voltaje reducido. Al pasar los electrones de un
grafito al otro, el aluminio metálico se queda en el cátodo y el oxígeno se queda en el
ánodo, reaccionando con carbono y produciendo CO2.
Es un proceso caro dado el coste energético del proceso, por ello , aunque el aluminio
es muy abundante en la naturaleza ( en forma de óxidos ) el proceso lo encarece
mucho.
En el Cátodo tenemos que se produce la reacción
2Al2O3 + 3C  4Al + 3CO2.

7. Tecnología de materiales
Fredy Apaza Ccallata C2 “E”
En este proceso se forma el aluminio en el Cátodo y oxígeno en el ánodo, que al
reaccionar con el Carbono se genera Dióxido de carbono
Nuestro alumno José Antonio Moreno Tejeda nos ha creado una animación para
entender un poquito mas este concepto. Pinchar en la imagen para agrandar
Proceso de producción del cobre.
El cobre nativo suele acompañar a sus minerales en bolsas que afloran a la superficie
explotándose en minas a cielo abierto. El cobre se obtiene a partir de minerales sulfurados (80
%) y de minerales oxidados (20 %), los primeros se tratan por un proceso denominado
pirometalurgia y los segundos por otro proceso denominado hidrometalurgia.70 Generalmente
en la capa superior se encuentran los minerales oxidados (cuprita, melaconita), junto a cobre
nativo en pequeñas cantidades, lo que explica su elaboración milenaria ya que el metal podía
extraerse fácilmente en hornos de fosa. A continuación, por debajo del nivel freático, se
encuentran las piritas (sulfuros) primarias calcosina (Cu2S) y covellina (CuS) y finalmente las
secundarias calcopirita (FeCuS2) cuya explotación es más rentable que la de las anteriores.
Acompañando a estos minerales se encuentran otros como la bornita (Cu5FeS4), los cobres
grises y los carbonatos azurita y malaquita que suelen formar masas importantes en las minas
de cobre por ser la forma en la que usualmente se alteran los sulfuros.
La tecnología de obtención del cobre está muy bien desarrollada aunque es laboriosa debido a
la pobreza de la ley de los minerales. Los yacimientos de cobre contienen generalmente
concentraciones muy bajas del metal. Ésta es la causa de que muchas de las distintas fases de
producción tengan por objeto la eliminación de impurezas.71

8. Tecnología de materiales
Fredy Apaza Ccallata C2 “E”
Proceso de producción del aluminio
FABRICACION DEL ALUMINIO
Aunque el aluminio es un material muy abundante en la corteza terrestre (8%),
raramente se encuentra libre debido a su alta reactividad, por lo que normalmente se
encuentra formando óxidos e hidróxidos, que a su vez se hallan mezclados con óxidos
de otros metales y con sílice de Bauxita
El mineral del que se extrae el aluminio casi exclusivamente se llama bauxita. Una vez
obtenida la bauxita, se refina y reduce mediante lavados hasta lograr polvo de
alúmina. El proceso de fundición comienza con una técnica llamada Hall-Hérault, en la
cual la alúmina (Al2O3) es disuelta dentro de una cuba con criolita mineral fundida
(Na3AlF6), revestida interiormente de carbón en un baño electrolítico. Electrolítica
La alúmina se descompone en aluminio y oxígeno molecular. Como el aluminio líquido
es más denso que la criolita se deposita en el fondo de la cuba, de forma que queda
protegido de la oxidación a altas temperaturas. El oxígeno se deposita sobre los
electrodos de carbón, quemándose y produciendo el CO2. El aluminio fundido se
enfría en moldes para dales forma de lingote y se vende a los fabricantes con esta
forma, sin embargo Son necesarios más de 2.000° C para fundir el aluminio recién
producido, por lo que Hoy en día, la receta se adapta a la aplicación final; Con la
ayuda de aditivos (magnesio, silicio, manganeso, etc.), se preparan distintas
aleaciones que posteriormente conforman las propiedades mecánicas. Por lo tanto, las
posibilidades de procesado del cliente pueden establecerse en una fase muy
temprana.
Otra forma de presentar el aluminio en el mercado es en forma de tochos de extrusión,
esto es una especie de barra guesa de material puro que tiene la forma precisa para
introducirse en una prensa de extrusión. Esta tecnica es muy común, debido a la gran
gama comercial del aluminio en perfiles para ventanas, puertas corredizas, etc. La
extrusión consiste en hacer pasar un tocho de aluminio precalentado (450-500ºC) a
alta presión (1600-6500) toneladas, dependiendo del tamaño de la prensa) a través de
una matriz, cuya abertura corresponde al perfil transversal de la extrusión.

9. Tecnología de materiales
Fredy Apaza Ccallata C2 “E”
Tabla de Propiedades de los materiales mencionados

10. Tecnología de materiales
Fredy Apaza Ccallata C2 “E”
Bronce
Propiedades físicas
Datos para una aleación promedio con 89 % de cobre y 11 % de estaño:
Densidad: 8,90 g/cm³.
Punto de fusión: de 830 a 1020 °C
Punto de ebullición: de 2230 a 2420 °C
Coeficiente de temperatura: 0,0006 K-1
Resistividad eléctrica: de 14 a 16 µOhmio/cm
Coeficiente de expansión térmica: entre 20 y 100 °C ---> 17,00 x 10-6
K-1
Conductividad térmica a 23 °C: de 42 a 50 Wm-1
Propiedades mecánicas
Elongación: <65 %
Dureza Brinell: de 70 a 200
Módulo de elasticidad: de 80 a 115 GPa
Resistencia a la cizalla: de 230 a 490 MPa
Resistencia a la tracción: de 300 a 900 MPa

11. Tecnología de materiales
Fredy Apaza Ccallata C2 “E”
Latón
El latón, es una aleación de Cobre y Zinc que se realiza en crisoles o en un horno de
reverbero a una temperatura de fundición de unos 980 ºC. Las proporciones de Cobre
y Zinc pueden ser variadas para crear un rango de latones con propiedades variables.
En los latones industriales el porcentaje de Zn se mantiene siempre entre el 30 y 40%.
Su composición influye en las características mecánicas, la fusibilidad, y la capacidad
de conformación por fundición, forja, estampación y mecanizado. Generalmente se
suele agregar plomo a la aleación en proporciones de entre 2 y 4% para mejorar el
corte de viruta y hacer el material más mecanizarle. En frío, los lingotes obtenidos
pueden transformarse en láminas de diferentes espesores, barras, planchuelas, caños,
perfiles o cortarse en tiras susceptibles de estirarse para fabricar alambres. Su
densidad también depende de su composición.
En general, la densidad del latón ronda entre 8,4 y 8,7gr / cm3
Los usos industriales más comunes para este metal son los siguientes:
Tornería.
Autopartes
Piezas para maquinaria en general.
Válvulas de bombas de alta y baja presión,
rotores, accesorios para vapor, cojines de fricción, barras de deslizamiento
Burlonería: tuercas, tornillos y arandelas.
Fabricación de piezas para el armado de productos industrializados en general.
Fabricación de candados y cerraduras.

12. Tecnología de materiales
Fredy Apaza Ccallata C2 “E”
Taladrado de los materiales

13. Tecnología de materiales
Fredy Apaza Ccallata C2 “E”
Aserrado de los materiales

14. Tecnología de materiales
Fredy Apaza Ccallata C2 “E”
Limado de los materiales