Uniones

Una vez manipulados, los materiales  metálicos se pueden ensamblar mediante uniones fijas o desmontables.

Uniones fijas
En dichas uniones no es posible separar las piezas sin que estas se deterioren o se produzca la rotura drel elemento de unión.


Remache: Se trata de una pieza cilíndrica, uno de cuyos extremos es una cabeza. Se entroduce en los orificios de las piezas que se van a unir y, con una máquina denominada remachadora, se coloca otra cabeza en el extremo opuesto, de modo que las piezas quedan unidas.


Union por ajuste a presión: En este tipo de union se introduce en un orificio, golpeando o mediante presión, un eje de diametro un poco mayor que el del orificio. En algunos casos es preciso calentar la pieza hueca afin de que se dilate el agujero.


Adhesivos: Son substancias capaces de producir una union permanente cuando se interponen entre dos superficies. La elección del adhesivo depende de las características de los materiales que se van a unir.
Hay varios tipos de adhesivos:
adhesivos termofusibles, resinas de dos componentes y adhesivos instantáneos.


Soldadura: Es la unión de materiales por medio de la aplicación de calor y presión sobre sus superficies. Con frequencia es necesaria la aportación de material, que puede ser distinta o de la misma naturaleza que el de las piezas que se van a unir. En el primer caso se habla de soldadura heterogénea (blanda o fuerte). Cuando no se utiliza material de aportación o es de la misma naturaleza que el de las piezas que se van a unir, se trata de una soldadura homogénea.


Uniones desmontables
A diferencia de las uniones fijas, permiten la union y separación de las piezas sin que se produzca rotura de los elementos de union ni deterioro de las piezas.


Tornillo pasante con tuerca: El tornillo atraviesa por un lado las piezas que se van a unir. La tuerca se arrosca a la parte del tornillo que sobresale por el otro lado. Entre el tornillo y la pieza o entre la tuerca y la pieza pueden colocarse arandelas para evitar la rotura del material o el aflojamiento de la unión.


Tornillo de unión: Se finción es fijar una pieza enroscándose en otra, sobre la que se ha practicado previamente el agujero enroscado.


Espárrago: Consiste en una varilla roscada en sus dos extremos, con la parte central sin roscar. Uno de los extremos se fija a una pieza metálica de gran tamaño, a la que se une mediante el espárrago otra pieza desmontable más sencilla. Con dos tuercas se asegura una mejor fijación.


Chaveta y lengüeta: La chaveta es una pieza de acero en forma  de cuña que permite fijar dos piezas cuando se coloca en los chaveteros o huecos practicados en las mismas. Cuando a la chaveta se le añaden tornillos para reforzar la unión, se denomina lengüeta.


Ejes estriados: Las dos piezas cilíndricas poseen unas ranuras (una por la parte exterior y la otra por la interior) que encajan entre sí. Estos ejes hacen posible la transmisión del giro entre ambas.


Guías: Permiten que dos piezas que están en contacto se desplacen la una con respecto a la otra. Una de las piezas suele estar fija.

Técnicas de Manipulación

Son aquellas que se llevan a cabo con herramientas y máquinas herramienta a partir de materiales prefabricados.

Marcado

Punta de trazar y granete: Son dos herramientas de acero y se emplean para marcar líneas y puntos en las láminas, respectivamente.

Compás de puntas: Es de acero.Sirve para trazar circunferencias y arcos,así como para transportar medidas.


Corte
Tijera de chapa o cizalla: Se emplean para cortar láminas blandas y flexibles de pequeño grosor. Con ellas se pueden realizar cortes rectos, oblicuos y curvilíneos.


Guillotina: Se emplea para cortar láminas de pequeño grosor.
Prensa o troquel:Se usa para cortar planchas de espesor no superior a 5mm. Con esta máquina se obtienen piezas sencillas con la forma deseada mediante un golpe de prensa.


Sierra de Arco: Consta de un arco de metal, un mango de plástico y tuercas o palomillas para apretar la hoja.


Sierra circular: Es una máquina herramienta que se utiliza principalmente para cortar planchas o láminas de grandes dimensiones.


Amoladora: Es una herramienta muy versátil que consta de una muela circular extraíble. En función del tipo de muela y del material de que está hecha, permite cortar, lijar, decapar...


Perforado
Punzón: Consta de una pieza metálica alargada terminada en punta y de un mango de madera. Permite hacer agujeros en el material golpeando con un martillo sobre el mango.


Taladradora: Es una máquina herramienta que permite hacer agujeros en un material mediante una broca que gira y avanza.


Tallado/rebajado
Cincel y buril: Son herramientas formadas por una de doble bisel. Se utiliza para tallar el material golpeando con un martillo sobre el mango.


Torno: Es una máquina herramienta que se utiliza para dar forma a las piezas cilindricas. Funciona haciendo girar la pieza mientras una cuchilla se desplaza longitudinamente arrancando el material.


Desbastado/afinado
Lima: Consta de un mango de madera o plástico y un cuerpo metálico estriado. Puede presentar diferentes secciones:
planas, cuadradas, redondas, triangulares y de media caña.


Rasqueta: Es una pequeña pieza de metal estrecha, alargada y con el canto afilado, si bien, en ocasiones, esta parte afilada es una pieza triangular colocada en su extremo. Dispone de un mango de madera o plástico y se emplea para arrancar pequeñas virutas de piezas previamente mecanizadas.


Lijadora: Es una máquina que utiliza papel de lija. Al pasar por la superficie con movimiento de vaivén alternativo, consigue el alisado de la superficie. 


Rectificadora: Utiliza una herramienta denominada muela con forma de disco y compuesta por material abrasivo. Permite un buen acabado y gran precisión en las medidas. Se utiliza para rectificar piezas tanto cilíndricas como planas.

Técnicas de conformación.

Para obtener piezas de diferentes formas y productos industriales, se somete el material a una serie de procesos de conformación, que se eligen en función del metal y de la aplicación posterior.


Deformación
Comprende un conjunto de técnicas que modifican la forma de una pieza metálica mediante la aplicación de fuerzas externas.


Técnicas de deformación:
Laminación: Se hace pasar la pieza metálica por una serie de rodillos denominados laminadores, que la comprimen, con lo que disminuye su grosor y aumenta su longitud.
Extrusión: Se hace pasar el metal en caliente por un orificio que tiene la forma deseada, aplicando una fuerza de compresión mediante un émbolo o pistón. Se pueden obtener así piezas lagas con el perfil apropiado.
Forja: Se somete la pieza metálica a esfuerzos de compresión repetidos y continuos mediante martillo, tenaza y yunque. Esta técnica manual ha sido reemplazada por la forja industrial o mecánica.
Estampación: Se introduce una pieza metálica en caliente entre dos matrices, una fija y otra movil, cuya forma coincide con la que se desea dar al objeto. A continuación, se juntan las dos matrices, con lo que el material adopta su forma interior.
Embutición: Es un proceso de conormación en frío que consiste en golpear una plancha de forma que se adapte al molde con la forma deseada.
Doblado: Se somete una plancha a un esfuerzo de flexión a fin de que adopte una forma curva con un determinado radio de curvatura. También permite obtener piezas con ángulos.
Trefiado: Se hace pasar un alambre por un orificio con la dimensión deseada. A continuación se aplica buna fuerza de tracción mediante una bobina de arratre giratoria, aumentando su longitud y disminuyendo su sección.


Metalurgia de polvos
Este proceso consta de los sigientes pasos:


1 - El metal es molido hasta convertirlo en polvo
2 - A continuación se prensa con unas matrices de acero.
3 - Se calienta en un horno a una temperatura próxima al 70% de la temperatura de fusión del metal.
4 - Se comprime la pieza para que adquiera el tamaño adecuado.
5 - Se deja enfriar.
La pieza puede ser sometida a otros tratamientos posteriores de conformado para ajustar sus dimensiones, así como a tratamientos térmicos que mejoren sus propriedades macánicas.


Moldeo
Consiste en introducir el metal fundido en un recipiente que dispone de una cavidad interior. Dicho recipiente, denominado molde, puede estar fabricado a base de arena, acero o fundición. El moldeo se realiza como sigue:


1 - Se calienta el metal en un horno hasta que se funde.
2 - El metal liquido se vierte en el interior del molde.
3 - Se deja enfriar hasta que el metal se solidifica.
4 -  Se extrae la pieza del molde.


La técnica de moldeo empleada depende de la aplicación que vaya a tener la pieza: moldeo en arena,moldeo en metal y moldeo en cera.

Propiedades de los metales.

Los materiales metálicos presentan buena resistencia mecánica a los esfuerzos de tracción, compresión, y flexión. Son dúctiles y maleables con lo que se pueden extender, respectivamente, en hilos y planchas, y tenaces, ya que ofrecen resistencia a romperse cuando son golpeados. Algunos de ellos presentan plasticidad, es decir, se deforman permanentemente cuando actúan sobre ellos fuerzas externas. Otros, por el contrario, muestran un fuerte carácter elástico y recuperan su forma original tras la aplicación de una fuerza.
Son muy buenos conductores: eléctricos, térmicos, y acústicos. Gracias a la fusibilidad de los metales,pueden soldarse con facilidad a otras piezas metálicas.Tienen también una elevada capacidad de oxidación.La mayoría de los metales son reciclables, es decir, una vez desechados, pueden volver a procesarse para su reutilización.

Materiales Ferrosos

Hierro:
Es un metal de color blanco grisáceo que tiene buenas propiedades magnéticas; sin embargo, presenta algunos inconvenientes: se corroe con facilidad, tiene un punto de fusión elevado...
Se emplea en componentes eléctricos y electrónicos.

Acero:
Es un material de elevada dureza y tenacidad y de gran resistencia mecánica.

Los aceros aleados contienen además de carbono, otros elementos químicos.
Por ejemplo, el manganeso aporta dureza y resistencia al desgastarse.

Materiales no ferrosos

Existen otros materiales metálicos no procedentes del hierro que, gracias a sus propiedades características, tienen una gran variedad de aplicaciones. No obstante, su obtención es, por lo general, muy costosa, debido a la pequeña concentración de sus menas y al elevado consumo energético que exigen sus procesos de obtención.

Los metales no ferrosos se pueden clasificar, según su densidad, en metales pesados,metales ligeros y metales ultraligeros.

Metales pesados:


Cobre: Se obtiene a partir de los minerales cuprita, calcopirita y malaquita. Presenta una alta conductividad térmica y eléctrica.
Se oxida fácilmente. Resulta muy adecuado para la fabricación de cables eléctricos, hilos de telefonía...
A partir del cobre pueden obtenerse diversas aleaciones. Las más conocidas son el latón y el bronce.

Latón: Es una aleación de Cobre y Cinc. Presenta una alta resistencia a la corrosión, se utiliza en decoración, artesanía, orfebrería...

Bronce: Es una aleación de cobre y estaño. Presenta una elevada ductilidad y una buena resistencia al desgaste y a la corrosión. Se emplea en hélices de barco, filtros, campanas...

Alpaca: Aleación de cobre, níquel, cinc y estaño, que se usa en orfebrería y en bisutería.

Cuproníquel: Aleación de cobre y níquel, emplea en la fabricación de monedas.

Plomo: Se obtiene de la galena. Es un metal de color gris plateado, blando y pesado. Es muy maleable y buen conductor de calor. Se emplea en la fabricación de baterías y acumuladores y forma parte de algunas gasolinas.

Estaño: Se obtiene de la casiterita. Es un metal de color blanco brillante, muy blando, poco dúctil, pero muy maleable, que no se oxida a temperatura ambiente.

Cinc: Se tiene de la blenda y la calamina, es un metal de color gris azulado, brillante, frágil en frío y de baja dureza. Se utiliza en cubiertas de esdificios, cañerias y canalones.

Metales ligeros y ultraligeros:

Aluminio: Se obtiene de la bauxita. Es un metal blanco plateado, que presente una alta resistencia a la corrosión. Es muy blando, de baja densidad y gran maleabilidad y ductilidad. Se utiliza en líneas eléctricas de alta tensión.

Titanio: Este metal se extrae de dos minerales, el rutilo y la ilmenita. Es de color blanco plateado, brillante, ligero, muy duro y resistente. Se emplea en la industria aeroespacial y en la fabricación de prótesis médicas.

Magnesio: El magnesio se extrae de diferentes minerales, como la magnesita, la dolomita, a carnalita, la epsomita y el olivino. Se emplea en aeronáutica y en la fabricación de automóviles, motos y bicicletas.

Tipos de metales

Los metales pueden ser  Ferrosos y no Ferrosos:


-Metales Ferrosos: Son aquellos cuyo componente principal es el hierro. Entre ellos se encuentran el hierro puro, el acero y las fundiciones.


-Metales no ferrosos: Son materiales metálicos que no contienen hierro o que lo contienen en muy pequeñas cantidades. Ejemplos de este tipo de materiales son el cobre, el bronce, el latón y el cinc.

Obtención de los metales

Los metales son materiales que se obtienen a partir de minerales que forman parte de las rocas. Así, el metal de cobre se extrae de minerales como la calcopirita o la malaquita.
La extracción del mineral se realiza en minas a cielo abierto.
En el yacimiento se encuentran unidos los minerales útiles, o mena, y los minerales no utilizables, o ganga. Estos últimos deben ser separados de los primeros mediante diferentes procesos físicos.

Los metales

Los metales son materiales que tienen múltiples aplicaciones y constituyen en la actualidad, una pieza clave en la industria del transporte y de las telecomunicaciones, en el sector agrícola, en el campo de la construcción y en maquinaria de fabricación, entre otros sectores.