1
TEMA: ELS MATERIALS METÀL·LICS.
ÍNDEX:
I. MATÈRIES PRIMERES
II. TIPUS
III. TRANSFORMACIÓ > FERRO > ACER IV. CONFORMACIÓ V. USOS
Luis García Molina.
2
I. MATERIALS METÀL·LICS: Matèries primeres
• Els metalls s'obtenen de minerals metàl·lics que formen part de les roques. Aquí tens el nom d'alguns minerals metàl·lics:
– El ferro s'obté de minerals anomenats hematites, siderita, limonita i magnetita
– El coure s'obté d'un anomenat cuprita.
– El plom s'obté del mineral anomenat galena. – L'alumini està en el mineral bauxita.
– L'estany s'obté d'un anomenat cassiterita. – El zinc s'obté del mineral anomenat blenda.
PROCÉS D'OBTENCIÓ:
– Extracció dels minerals en mines:
• Mines a cel obert (prop de la superfície)
• Mines subterrànies si el jaciment és profund.
– Separació del mineral útil (mena) dels no útils (ganga) • Tècniques de separació: tamisat, filtració, Flotació.
3
II. MATERIALS METÀL·LICS: TIPUS
• Nosaltres ens centrarem en el FERRO I L'ACER...
METALLS
Metalls ferrosos
Metalls no ferrosos
Foses de ferro Acer
Coure Estany
Bronze
Cinc Llautó (llauna)
Plom
Alumini
4
III. materials metàl·lics: TRANSFORMACIÓ
III.A: LA FONERIA DE FERRO
• El ferro pur, Curiosament és fràgil i trencadís, per això no es pot fer servir així.
No obstant això, si es barreja amb una mica de carboni resulta dur i resistent.
Per això és un aliatge de Fe i C.
• El procés consisteix bàsicament en ficar en un forn alt mineral de ferro i carbó i cremar-ho tot, fins arribar a temperatures que fonen el ferro (1500oC).
– El carbó serveix de combustible per cremar i pujar la temperatura
– El carbó també li dóna al ferro una mica de carboni.
• El resultat: La fosa de ferro.
• La fosa de ferro té un contingut en carboni d'entre el 1,7% i el 6,7%.
5
Fabricació de la FOSA de ferro.
ACTIVITAT 7: Descriu amb paraules el procés d'obtenció de les foses de Fe.
calcària
Mineral de
ferro (Fe)
Carbó (C
3)
Aire (Amb
oxigen O
2)
Ferro colat FOS FeC2
ALT
FORN
FOSA DE FERRO
FREDA
escòria
(Deixalles captats amb lacalcària)
L'objectiu és barrejar el ferro (Fe) amb el carbó (C2) Per fer-ho dur.
Fe + C
3+ 0
2Fec
2+ CO
2Fum (C0
2)
Fabricació de la FOSA de ferro.
Imatge: Esquema Alt forn. Font: Kalipedia. Creative Commons
Més informació a: http://todotecnologia-eso.blogspot.com.es/2015/03/el-alto-horno.html © todotecnologia-eso.blogspot.com.es - Prof. José Manuel NM
7
III.B ACER
• La fosa de ferro té un contingut en carboni d'entre el 1,7% i el 6,7%. És un metall dur però amb ell només es poden fer peces molt bastes, a causa que té males propietats de mecanitzat (les peces doblades o fines es trenquen aviat).
• Si se li treu una mica de carboni (fins deixar-lo en 0,1-2,1% de carboni) es milloren aquestes propietats i es poden fer làmines i peces de tot tipus. – Aquesta quantitat de carboni se li treu amb oxigen (C + O2= CO2) A
altes temperatures en un forn convertidor.
• El procés es diu: REFINAMENT • El forn es diu: CONVERTIDOR • El producte resultant és el ACER.
8
Fabricació del ACER (REFINAMENT)
• '
ACTIVITAT 8
:
Descriu amb paraules el procés d'obtenció de l'acer.
calcària
Fosa de
ferro
(FEC
2)
Ferralla d'acer
(Per reciclar)
ACER FOS (FEC)
CONVERTIDOR
escòria
(Deixalles captats amb lacalcària)
ACER FRED
Oxigen pur
(O
2)
L'objectiu és treure-li carboni a la fosa perfer-la més flexible
9
Fabricació del ACER (REFINAMENT)
ACTIVITAT 8
:
Descriu amb paraules el procés d'obtenció de l'acer.
10
Acers aliats
• Tots hem sentit parlar del acer inoxidable. És un acer que no es corroeix per la humitat.
• Per fer-ho cal aliar (barrejar) l'acer amb crom. En aquest aliatge, en contacte amb l'aire, es forma una capa superficial que protegeix l'acer de la humitat.
•Definició d'aliatge: Un aliatge és la combinació d'un metall amb un altre metall o amb altres elementos.'
•L'acer es pot alear amb altres elements a més del crom, millorant segons l'element propietats de l'acer.
•El. Acer aliat amb Silici, Manganès, Níquel, Wolframio, etc.
Imatge: http://www.cougartron.com/es/blog/el-mejor-m%C3%A9todo-de-pasivaci%C3%B3n-para-el-acero-inoxidable
11
III. Materials metàl·lics: CONFORMACIÓ
• Els processos de conformació són tècniques que tracten de donar la forma bàsica que necessitem.
Processos de conformació de metalls:
Per emmotllam ent Laminació Per deformació Extrusió
Abocament del líquid fos
en motlles Peces amb la forma del motlle
Làmines o xapes
Barres, perfieles, canonades
Estampació amb 2
estampes Xapes amb relleus Forja, a cops Peces diverses
40
Emmotllament per compressió
Getting parts for pressing.
La preforma escalfada es col·loca sobre un motlle femella. Un
motlle mascle baixa i pressiona. La preforma adquireix la forma
del motlle.
13
Imatges: http://losplasticoseneso.blogspot.com.es/2012/03/metodos-de-fabricacion-de-objetos-de.html
Emmotllament per
injecció
Emmotllament per
extrusió
14
Imatges: http://losplasticoseneso.blogspot.com.es/2012/03/metodos-de-fabricacion-de-objetos-de.html
Emmotllament per
extrusió + bufat
Emmotllament per
Termoconformació o
deformació en calent
15
Emmotllament per
laminat
Emmotllament per
calandratge
16
metalls: MANIPULACIÓ
Un cop tenim la peça bàsica, pot ser que vulguem fer forats, rebaixos, rosques, llimar, unir ....
Per a això existeixen tècniques de manipulació.
Màquina en la qual es mou la peça
Màquina en la qual es mou la maduixa Fer forats
Torn Fer tallats i
rebaixos
Fresadora
Polidora
Soldadura Amb peces
Trepant + broques La broca forada
Cargol- femella, xaveta- llengüeta, rebló Tècniques de
manipulació
Escalabornat
Unions
Rectificadora
Per polit fi
Treu capes senceres amb la mola
Unió amb calor i material fos Tallar Serra d'arc (per a metall)
17
• 'ACTIVITAT 9: ¿Amb quin procés / s de conformació i manipulació s'han realitzat aquests objectes?
https://www.easy.cl
https://tecnoatocha.wordpress.com/metales-no-ferrosos-ligeros/
http://semyx.com/es/
18
V. metalls: USOS
• Peces de màquines, motors ....
• Peces de vehicles.
• Estructures de la construcció.
• Eines
• Objectes diversos:
– coberts, olles ...
– aixetes
– Armes
– tapes de claveguera,
– fanals
