los metales

2. Los metales
• Los metales son materiales
con múltiples aplicaciones
gracias a sus interesantes
propiedades: ver vídeo.
• Se utilizan desde tiempos
prehistóricos, y en la
actualidad constituyen una
pieza clave de nuestra
sociedad en todas las
actividades económicas,
desde la industria hasta los
servicios.

3. 1.1. Los metales
• En la Metalurgia extractiva se
estudian y aplican operaciones
y procesos para el tratamiento
de minerales o materiales que
contengan una especie útil
(Oro, Plata, Cobre, etc..),
dependiendo del producto que
se quiera obtener, se realizarán
distintos métodos de
tratamiento.
• Estos procesos de extracción
de los minerales de la corteza
terrestre, que se encuentran en
las rocas, están condicionados
Mina de Riotinto (Huelva)
por la naturaleza y su condición
ambiental.

4. 1.2. Técnicas de
separación
• Técnicas de separación:
• Tamizado: Consiste en la separación de las
partículas sólidas según su tamaño mediante
tamices o cribas.
• Filtración: Es la separación de las partículas
sólidas en suspensión en un líquido a través
de un filtro.
• Flotación: Se trata de la separación de una
mezcla de partículas sólidas en un líquido.

5. 1.2.Tipos de metales
• Metales ferrosos o férricos y no férricos (no ferrosos):
• Metales férricos: Son aquellos cuyo componente principal es
el hierro, en estado puro o unido con otros elementos.
• Metales no férricos: Son materiales metálicos que no
contienen hierro o que lo contienen en muy pequeñas
cantidades.

6. 2.Propiedades de los
metales
• La gran cantidad de aplicaciones que presentan los
metales se debe a sus propiedades, principalmente las
mecánicas, térmicas y eléctricas.
• Los materiales metálicos son duros, no adherentes,
fríos y muy suaves si su superficie ha sido tratada o
pulida.

7. 2.1. Propiedades físicas
• Las propiedades físicas se ponen en manifiesto ante
estímulos como la aplicación de fuerzas, la electricidad,
el calor o la luz.
• Veamos algunas de ellas:
• dureza,
• resistencia mecánica,
• tenacidad,
• plasticidad,
• elasticidad,
• maleabilidad y
• ductilidad.

8. 2.1. Propiedades físicas
• Dureza y resistencia mecánica: Los metales son
duros, no se rayan ni pueden perforarse con facilidad.
• Tenacidad: Muchos metales presentan una gran
resistencia a romperse cuando son golpeados.
• Plasticidad y elasticidad: Algunos metales se
deforman permanentemente cuando actúan sobre ellos
fuerzas externas.
• Maleabilidad: Ciertos metales pueden ser extendidos
en láminas muy finas sin llegar a romperse.
• Ductilidad: Algunos metales pueden ser estirados en
hilos largos y finos.

9. 2.2. Propiedades químicas
• La propiedad química más importante de los metales es
su elevada capacidad de oxidación, que consiste en su
facilidad para reaccionar a la intemperie (con el oxígeno
del aire). Por lo general, se intenta combatir la formación
de esta capa de óxido, pues hace que se pierda el brillo y
el tacto de la pieza original, provocando un deterioro en
sus propiedades mecánicas.

10. 2.3. Propiedades ecológicas y
2.4. Otras propiedades
• 2.3. Cabe destacar una importante característica
ecológica de los metales: la mayoría de ellos son
reciclables, una vez desechados, pueden volver a
procesarse y ser utilizados de nuevo.
• 2.4. Los metales que permiten usos específicos tienen
las siguientes propiedades:
• Son muy buenos conductores de las ondas acuáticas y sonoras.
• Son impermeables, impiden el paso del agua.

11. 3. Metales ferrosos
• El metal más utilizado en la actualidad es el hierro (Fe)
en cualquiera de las presentaciones, ya que tanto las
técnicas de separación y de extracción del mineral
como los procesos de obtención del metal, son
relativamente económicos.
• Tipos de aleaciones Fe-C:
• Hierro puro: carbono < 0,1%.
• Acero: carbono entre 0,1% y el 2%.
• Fundición: carbono del 2% al 6,67%.

12. 3.1. El hierro y la fundición
• El hierro es un metal de un color grisáceo que tiene
buenas propiedades mecánicas. Para mejorar las
propiedades mecánicas del hierro puro se combinan
con carbono en las proporciones indicadas
anteriormente.
• La fundición presenta una elevada dureza y una gran
resistencia al desgaste.
• Se utiliza en: carcasas de motores, engranajes,
pistones, farolas, tapas de alcantarilla, ...

13. 3.2. El acero
• El acero es una aleación del hierro con una
pequeña cantidad de carbono. De este modo,
se obtiene un material de elevada dureza y
tenacidad, y con mayor resistencia a la tracción.
• Propiedades de los aceros:
• Tenacidad. Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin
producir fisuras (resistencia al impacto).
• Resistencia al desgaste. Es la resistencia que ofrece un material a dejarse
erosionar cuando se somete a fricción con otro material.
• Maquinabilidad. Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso
de mecanizado por arranque de viruta.
• Dureza. Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar.
•Se sueldan sencillamente. Las piezas son soldadas fundiendo ambas y
pudiendo agregar un material de relleno fundido (metal o plástico), para
conseguir un baño de material fundido (el baño de soldadura) que, al
enfriarse, se convierte en una unión fija.
•Se oxidan fácilmente. Por ello, se suelen alear con otros elementos más
resistentes a la corrosión, como el cromo o el níquel, para formar los aceros
inoxidables.

14. 3.3. Proceso de obtención del acero
• En primer lugar, y con fin de eliminar
las impurezas,el mineral de hierro es
lavado y sometido a procesos de
trituración y cribado. Con ellos, se
logra separar la ganga de la mena.
• A continuación, se mezcla el
mineral de hierro con carbón y
caliza y se introduce en el interior de
un horno a más de 150ºC.
• Se obtiene fundición de hierro que
se extraerá por la parte inferior del
horno.
• La fundición se somete a afino,
reduciendo la cantidad de carbono
por oxidación.

15. 4. Metales no ferrosos
• Su obtención es, por lo general, muy costosa, debido
a la pequeña concentración de sus menas y al
elevado consumo energético que se da en los
procesos de obtención de estos metales a partir de
las materias primas.
• Destacan los siguientes: Cobre, Latón, Bronce, Plomo,
Estaño, Cinc, Aluminio, Titanio y Magnesio.

16. Cobre (Cu) • De color rojizo y brillo metálico que, junto
con la plata y el oro, forma parte de la
llamada familia del cobre, se caracteriza
por ser uno de los mejores conductores
de electricidad (el segundo después de
la plata).
• Gracias a su alta conductividad eléctrica,
ductilidad y maleabilidad, se ha
convertido en el material más utilizado
para fabricar cables eléctricos y otros
componentes eléctricos y electrónicos.
• El cobre forma aleaciones (bronces y
latones) que generalmente presentan
mejores propiedades mecánicas, aunque
tienen una conductividad eléctrica menor.
Por otra parte, el cobre es un metal
duradero porque se puede reciclar un
número casi ilimitado de veces sin que
pierda sus propiedades mecánicas.

17. Latón
• Es una aleación de cobre y cinc.
• Tiene una alta resistencia a la
corrosión y al vapor de agua,
mejor que el cobre.
• Se utiliza mucho en bisutería, y
elementos decorativos; armamento,
calderería, soldadura, hasta 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. Además, por su
acción antimicrobiana, se usa en los
pomos de las puertas en los hospitales,
que se desinfectan solos a diferencia de
los metálicos.

18. Bronce • Aleación metálica de cobre y
estaño en la que el primero
constituye su base y el segundo
aparece en una proporción del 3
al 20 por ciento.
• Se usa en partes mecánicas
resistentes al roce y a la
corrosión, en instrumentos
musicales de buena calidad,
como campanas, gongs, platillos
de acompañamiento, saxofones y
en la fabricación de cuerdas de
pianos, arpas y guitarras.
• Otros usos: tornillos, monedas,
bisutería, contadores eléctricos,
laminados, partes de ciertas
herramientas, etc.

19. Plomo (Pb)
• Se obtiene de la galena. Es de
color gris plateado, muy blando y
pesado. Tiene buena plasticidad,
es maleable y buen conductor
del calor y la electricidad.
• Al ser un metal muy pesado y
tóxico, cada vez se utiliza
menos en la industria.
• Aplicaciones: cubierta para
cables, ya sea de teléfono, de
televisión, de internet o de
electricidad; esmalte de vidrio o
cerámica; detonadores de
explosivos; insecticidas…..

20. Estaño (Sn) • Su principal mena es la casiterita.
• Es un metal plateado, maleable, que no
se oxida fácilmente y es resistente a la
corrosión. Se encuentra en muchas
aleaciones y se usa para recubrir otros
metales protegiéndolos de la corrosión.
• Las aleaciones con base de estaño,
también conocidas como metales
blancos, generalmente contienen cobre,
antimonio y plomo.
• Algunas aleaciones de estaño, cobre y
antimonio son utilizadas como
materiales antifricción. El peltre es una
aleación de estaño, plomo y antimonio
utilizada para utensilios decorativos. El
estaño también se usa en aleaciones de
prótesis dentales, aleaciones de
bronce y aleaciones de titanio y circonio.
Forma la hojalata de las conservas.

21. Cinc (Zn)
• Se obtiene de la blenda y
de la calamina. Es de color
gris azulado, brillante, frágil
en frío y de baja dureza.
• La principal aplicación del
zinc es el galvanizado del
acero para protegerlo de la
corrosión.
• Otras aplicaciones son:
baterías, metalurgia de
metales preciosos
(separación del plomo de la
plata), piezas de fundición
y pinturas al óleo.

22. • Es el tercer elemento más común
Aluminio (Al) encontrado en la corteza terrestre.
Los compuestos de aluminio forman
el 8% de la corteza terrestre y se
encuentran presentes en la mayoría
de las rocas, de la vegetación y de
los animales.
• En estado natural se encuentra en
muchos silicatos (feldespatos,
plagioclasas y micas). Como metal
se extrae únicamente de la roca
conocida con el nombre de
bauxita, por transformación primero
en alúmina mediante el proceso
Bayer y a continuación en aluminio
metálico mediante electrólisis.
• Muchas aplicaciones: telescopios,
papel aluminio, tetrabriks, aleaciones
ligeras, calderas, soldadura,
conductor eléctrico, etc.

23. Titanio (Ti)
• Se extrae de dos minerales, el rutilo y
la ilmenita. Es de color blanco
plateado, brillante, ligero, muy duro y
resistente.
• De gran utilidad para aplicaciones
médicas, como prótesis de cadera y
rodilla, tornillos óseos, placas e
implantes dentales, componentes para
la fabricación de válvulas cardíacas y
marcapasos, gafas, material quirúrgico
tales como bisturís, tijeras, etc.
• Otros usos: industria energética
(centrales nucleares), automóviles,
relojes, joyería, material decorativo y
de construcción, blindaje,
instrumentos deportivos, etc.

24. Magnesio (Mg)
• Es uno de los elementos químicos
más importantes, tanto por su
abundancia (es el octavo
constituyente de la corteza terrestre, y
el tercero de los que contiene el agua
del mar en disolución), como por sus
aplicaciones.
• Está presente en la dolomía, la
carnalita, el amianto, la espuma de
mar o sepiolita, la giobertita y, como
cloruros o sulfatos, en el agua del
mar.
• El uso principal del metal es como
elemento de aleación del aluminio,
empleándose en envases de bebidas,
componentes de automóviles, como
llantas, y en maquinaria diversa. Su
carbonato (magnesia) en polvo se
usa en algunos deportes (gimnasia,
halterofilia) para mejorar el agarre.

25. 5. Técnicas de conformación
5.1.Metalurgia de polvo
• 5. Para obtener piezas de diferentes formas y
productos industriales, se somete el material a una
serie de procesos de conformación.
• 5.1. Consta de los siguientes pasos:
• 1. El metal es molido hasta convertirlo en polvo.
• 2. Se prensa con unas matrices de acero.
• 3. Se calienta a una temperatura del 70% de la
temperatura de fusión.
• 4. Se comprime la pieza para darle el tamaño
adecuado.
• 5. Se enfría.

26. 5.2. Moldeo
• Consiste en introducir el metal en un
recipiente que dispone de una
cavidad interior.
• El molde puede estar fabricado a
base de arena, acero o fundición.
• Fases del moldeo:
• 1. Se calienta el metal en un horno
hasta que se funde.
• 2.El metal líquido se vierte en el
interior del molde.
• 3.Se deja enfriar hasta que el
metal se solidifica
• 4.Se extrae la pieza del molde.

27. 5.3. Deformación
Con esta ténica se proporciona a la
pieza una forma y unas dimensiones
determinadas y se mejoran sus
propiedades mecánicas.
• Laminación: Se hace pasar la
pieza metalica por unos rodillos.
• Forja: Se somete la pieza a unos
esfuerzos de compresión.
• Extrusión: Se hace pasar la pieza
por unos orificios y se les da la
forma deseada.
• Estampación: Se calienta la pieza
en unas planchas y se le da la
forma deseada.