Fundamentos de Metalurgia: Materiales, Propiedades y Procesos Industriales

Conceptos Fundamentales en Metalurgia

A continuación, se definen términos clave en el ámbito de la metalurgia:

• Mena: Parte útil del mineral.
• Ganga: Parte no utilizada del mineral.
• Metalurgia: Conjunto de industrias encargadas de la extracción y transformación de los minerales metálicos.
• Siderurgia: Rama de la metalurgia que trabaja con materiales ferrosos.
• Metales Ferrosos: Aquellos cuyo componente principal es el hierro, como el hierro puro, el acero y las fundiciones.
• Metales no Ferrosos: Materiales metálicos que no contienen hierro o lo contienen en bajas cantidades, por ejemplo, el cobre, el bronce, el latón y el zinc.
• Aleación: Mezcla de dos o más elementos químicos, de los cuales al menos uno (el que se encuentra en mayor proporción) es un metal.

Propiedades y Usos de Metales Clave

• El Hierro: Es un metal con buenas propiedades magnéticas, pero presenta inconvenientes como su fácil corrosión, elevado punto de fusión, difícil mecanizado, fragilidad y carácter quebradizo. Se utiliza mayoritariamente en componentes eléctricos y electrónicos.
• Acero: Es un metal de elevada dureza y gran resistencia.

Proceso de Obtención del Acero

La producción de acero sigue una serie de pasos definidos:

1. El mineral de hierro se lava.
2. Se tritura y se criba (separando la mena de la ganga).
3. Se mezcla el hierro con el carbono y la caliza.
4. Se introduce en la parte superior del horno alto y se somete a temperaturas muy elevadas.
5. Por la parte inferior del horno se obtiene el arrabio (mineral de hierro fundido con carbono e impurezas).
6. El arrabio se somete a procesos para eliminar impurezas.

Tipos de Materiales y Procesos de Conformación

Fundición

La fundición presenta una elevada dureza y una gran resistencia al desgaste. Se utiliza para fabricar diversos elementos de maquinaria, como carcasas de motores, engranajes, etc.

Procesos de Conformación de Metales

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

Deformación Plástica

Comprende un conjunto de técnicas que modifican la forma de una pieza metálica mediante la aplicación de fuerzas externas, tales como:

1. Laminación
2. Extrusión
3. Forja
4. Estampación
5. Embutición
6. Doblado
7. Trefilado

Metalurgia de Polvos

Este proceso implica los siguientes 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.