Aleaciones de cobre

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Definición de aleaciones de cobre

Las aleaciones de cobre son aleaciones metálicas que tienen cobre como componente principal. Tienen alta resistencia contra la corrosión. Los tipos tradicionales más conocidos son el bronce, donde el estaño es una adición importante, y el latón, que utiliza zinc en su lugar.

¿Cuáles son las ventajas de las aleaciones de cobre?

Larga vida útil garantizada por la resistencia a la corrosión
Las aleaciones de cobre son elogiadas por su excelente resistencia a la corrosión. Esto se debe a la capacidad natural del cobre para formar una capa protectora de óxido en su superficie cuando se expone al aire, que actúa como barrera contra la corrosión. La adición de otros elementos al cobre, como estaño, níquel y zinc, puede mejorar aún más la resistencia a la corrosión de las aleaciones de cobre.

Alta conductividad, satisfaciendo diferentes condiciones
Además de tener una larga vida útil, las aleaciones de cobre también son conocidas por su alta conductividad eléctrica, solo superada por la plata. Las aleaciones de cobre tienen una gran cantidad de electrones libres que pueden moverse fácilmente a través del material, permitiendo que la electricidad fluya con una resistencia mínima. Esta propiedad hace que las aleaciones de cobre sean viables para aplicaciones eléctricas y electrónicas.
Uno de los usos más comunes de las aleaciones de cobre es el cableado eléctrico. El cableado de cobre se utiliza en hogares, edificios comerciales y aplicaciones industriales debido a su alta conductividad y baja resistencia. Las aleaciones de cobre también se utilizan en conectores eléctricos, interruptores y otros componentes eléctricos que requieren un rendimiento confiable y eficiente.
Además de su alta conductividad eléctrica, las aleaciones de cobre también tienen una excelente conductividad térmica. Esta propiedad hace que las aleaciones de cobre sean ideales para su uso en intercambiadores de calor y otras aplicaciones que requieren una transferencia de calor eficiente.

Resistencia al Biofouling y Repele Algas y Percebes
Las propiedades antimicrobianas naturales del cobre, combinadas con su capacidad para formar una capa protectora de óxido, lo convierten en un material viable para aplicaciones marinas. Las aleaciones de cobre pueden inhibir eficazmente el crecimiento de microorganismos, como bacterias y algas, en sus superficies, reduciendo la acumulación de bioincrustaciones y mejorando el rendimiento y la eficiencia de las estructuras marinas.
Se ha descubierto que las aleaciones de cobre y níquel en particular son muy eficaces para prevenir la bioincrustación. Estas aleaciones pueden resistir la adhesión de organismos marinos y se utilizan comúnmente en aplicaciones marinas, como cascos de barcos, hélices y sistemas de tuberías.

Retención de fuerza, tenacidad y fragilidad
Las aleaciones de cobre son bien conocidas por sus excelentes propiedades mecánicas, incluidas alta resistencia, ductilidad y tenacidad. Estas propiedades hacen de las aleaciones de cobre un material perfecto para una amplia gama de aplicaciones, particularmente aquellas que requieren un rendimiento confiable en condiciones exigentes.
La mayoría de las aleaciones de cobre pueden mantener su resistencia y propiedades mecánicas en una amplia gama de temperaturas y entornos. Las aleaciones de cobre y níquel, por ejemplo, tienen alta resistencia y tenacidad incluso a bajas temperaturas, lo que las hace adecuadas para su uso en aplicaciones criogénicas. Las aleaciones de cobre y zinc, como el latón, también son aclamadas por su alta resistencia y tenacidad y se usan comúnmente en aplicaciones que requieren buena resistencia al desgaste, como engranajes helicoidales y cojinetes.
Las aleaciones de cobre también son conocidas por su resistencia a la fatiga y al agrietamiento por corrosión bajo tensión. Estas propiedades hacen de las aleaciones de cobre un material preferido para aplicaciones que requieren un rendimiento confiable durante largos períodos de tiempo, como en aplicaciones aeroespaciales y automotrices.

Excelente maquinabilidad y facilidad de fabricación
Las aleaciones de cobre tienen una excelente maquinabilidad debido a su combinación única de propiedades, incluida su alta conductividad térmica, baja dureza y buena ductilidad. Estas propiedades permiten que las aleaciones de cobre se mecanicen, moldeen y transformen fácilmente en piezas y componentes complejos.
La alta conductividad térmica significa que las aleaciones de cobre disipan el calor rápidamente durante el mecanizado, lo que reduce el riesgo de daño térmico a la pieza de trabajo y a la herramienta de corte. Además, la baja dureza de las aleaciones de cobre significa que se pueden mecanizar utilizando bajas fuerzas de corte y velocidades, lo que reduce el desgaste de la herramienta y aumenta su vida útil.
En otras palabras, las aleaciones de cobre presentan una excelente maquinabilidad. Las aleaciones de cobre son más blandas que muchos otros metales, como el acero y el titanio, lo que las hace más fáciles de mecanizar y darles formas y piezas complejas. Esta propiedad hace que las aleaciones de cobre sean un material adecuado para una amplia gama de procesos de mecanizado y fabricación, incluidos fresado, torneado, taladrado y rectificado.

¿Cuáles son las características de las aleaciones de cobre?

Conductividad eléctrica
Como se mencionó anteriormente, el cobre ofrece una buena conductividad eléctrica. Si bien algunas aleaciones de cobre son más conductoras que otras, todas las aleaciones de cobre son conductoras de electricidad hasta cierto punto.

Alta conductividad térmica
El cobre es un excelente conductor del calor, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una rápida transferencia de calor.

No magnético
El cobre no produce chispas ni es magnético, lo que lo convierte en una opción ideal para herramientas especiales y aplicaciones militares.

Reciclable
El cobre se puede reciclar una cantidad infinita de veces sin perder ninguna de sus propiedades.

Resistencia a la corrosión

El cobre tiene baja reactividad, es decir, no tiende a corroerse cuando se expone a diferentes elementos como la humedad, ciertos químicos, etc.

Durabilidad

El cobre y las aleaciones de cobre son muy fuertes y duraderos, lo que permite productos y equipos duraderos.

Propiedades antimicrobianas

Se ha demostrado específicamente que las aleaciones de cobre reducen la contaminación microbiana, lo que las convierte en un excelente complemento a las prácticas existentes de control de infecciones.

Tipos comunes de aleaciones de cobre

Cobre de brea resistente electrolíticamente (ETP)
El cobre electrolítico de brea tenaz, UNS C11000, es cobre puro (con un máximo de 0,0355 % de impurezas) refinado mediante un proceso de refinación electrolítica y es el grado de cobre más utilizado. cobre en todo el mundo. ETP tiene una clasificación de conductividad mínima del 100 % IACS y se requiere que tenga una pureza del 99,9 %. Tiene un contenido de oxígeno de 0,02% a 0,04% (típico). El cableado eléctrico es el mercado más importante para la industria del cobre. Esto incluye cableado de energía estructural, cables de distribución de energía, alambres para electrodomésticos, cables de comunicaciones, alambres y cables para automóviles y alambres magnéticos. Aproximadamente la mitad de todo el cobre extraído se utiliza para conductores de cables y alambres eléctricos. El cobre puro tiene la mejor conductividad eléctrica y térmica de cualquier metal comercial. La conductividad del cobre es el 97% de la de la plata. Debido a su costo mucho menor y su mayor abundancia, el cobre ha sido tradicionalmente el material estándar utilizado para aplicaciones de transmisión de electricidad.

Latón
Latón es el término genérico para una variedad de aleaciones de cobre y zinc. El latón se puede alear con zinc en diferentes proporciones, lo que da como resultado un material con diferentes propiedades mecánicas, térmicas y de corrosión. Mayores cantidades de zinc proporcionan al material una mayor resistencia y ductilidad. Los latones con un contenido de cobre superior al 63% son los más dúctiles de todas las aleaciones de cobre y se les da forma mediante complejas operaciones de conformado en frío. El latón tiene mayor maleabilidad que el bronce o el zinc. El punto de fusión relativamente bajo del latón y su fluidez lo convierten en un material relativamente fácil de fundir. El color de la superficie del latón puede variar de rojo a amarillo dependiendo del contenido de zinc. Algunos de los usos comunes de las aleaciones de latón incluyen bisutería, cerraduras, bisagras, engranajes, cojinetes, acoplamientos de mangueras, carcasas de municiones, radiadores de automóviles, instrumentos musicales, envases electrónicos y monedas. El latón y el bronce son materiales de ingeniería comunes en la arquitectura moderna y se utilizan principalmente para revestimientos de techos y fachadas debido a su apariencia visual.

Bronce
Los bronces son una familia de aleaciones a base de cobre tradicionalmente aleados con estaño, pero pueden referirse a aleaciones de cobre y otros elementos (por ejemplo, aluminio, silicio y níquel). Los bronces son algo más fuertes que los latones, pero aun así tienen un alto grado de resistencia a la corrosión. Generalmente se utilizan cuando, además de resistencia a la corrosión, se requieren buenas propiedades de tracción. Por ejemplo, el cobre berilio alcanza la mayor resistencia (hasta 1400 MPa) de cualquier aleación a base de cobre.

Aleación de cobre y níquel
Los cuproníqueles son aleaciones de cobre y níquel que normalmente contienen entre un 60 y un 90 por ciento de cobre y níquel como principal elemento de aleación. Las dos aleaciones principales son 90/10 y 70/30. También pueden contener otros elementos fortalecedores, como manganeso y hierro. Los cuproníqueles tienen una excelente resistencia a la corrosión provocada por el agua de mar. A pesar de su alto contenido en cobre, el cuproníquel tiene un color plateado. La adición de níquel al cobre también mejora la solidez y la resistencia a la corrosión, pero se conserva una buena ductilidad.

Alpaca
La alpaca, también conocida como alpaca, alpaca o alpaca, es una aleación de cobre con níquel y, a menudo, zinc. Por ejemplo, la aleación de cobre alpaca 65-12 UNS C75700 tiene buena resistencia a la corrosión y al deslustre, y una alta formabilidad. La alpaca recibe su nombre debido a su apariencia plateada, pero no contiene plata elemental a menos que esté chapada.

Proceso de Aleaciones de Cobre

Minería
La extracción de minerales de cobre generalmente se realiza en grandes minas a cielo abierto. Estos son agujeros abiertos y escalonados en el suelo que gradualmente se excavan más profundamente. Se utilizan explosivos para hacer estallar la roca y los cantos rodados resultantes se transportan para triturarlos en pedazos más pequeños para su procesamiento.

Extracción
Según los dos tipos comunes de mineral de cobre, existen dos procesos de purificación principales. Para los minerales oxidados se utiliza un proceso hidrometalúrgico. El mineral triturado se amontona y se filtra una solución de lixiviación ácida a través del montón. Esto crea una solución de lixiviación preñada. Se utiliza un proceso pirometalúrgico para los minerales de sulfuro. La extracción del mineral se realiza mediante flotación por espuma y espesamiento según la densidad de las partículas.

Purificación
Para los minerales de óxido, se utiliza la hidrometalurgia. Esto significa que la solución de lixiviación cargada se envía a un proceso de extracción por solvente para concentrar el cobre en la solución. Luego, esta solución se envía a electroobtención, donde se utiliza electricidad para depositar el cobre sólido. Para los minerales de sulfuro, se utiliza la pirometalurgia, lo que significa que se utiliza una fundición para crear el cobre en bruto. A continuación se purifica mediante electrorrefinado.

aleación
Las aleaciones de cobre se fabrican fundiendo primero el material de aleación y luego derritiendo el cobre para agregarlo. Luego se cuela la mezcla fundida y se deja enfriar y solidificar.

Electrorefinación
La electrorefinación de cobre implica disolver electrolíticamente material de cobre impuro en una solución. El cobre puro se deposita electroquímicamente sobre un electrodo aplicando una corriente eléctrica a través de la solución. Esto elimina las impurezas del cobre para lograr una mayor pureza. Sin embargo, el proceso es caro y tiene una demanda eléctrica muy elevada.

¿Cómo se mantienen las aleaciones de cobre?

Limpiar regularmente y suavemente
Limpiar las piezas de aleación de cobre con regularidad y cuidado es la mejor manera de mantenerlas. Puede utilizar un paño suave humedecido en agua tibia y jabón para limpiar suavemente la suciedad, el polvo y los aceites de sus artículos. Si se necesita una limpieza más profunda, use una solución de detergente suave o un limpiador a base de alcohol con agua tibia para ayudar a eliminar el deslustre y la oxidación de la pieza. No utilice materiales abrasivos como lana de acero o estropajos, ya que esto puede dañar el acabado del artículo.

Almacenar correctamente
El almacenamiento adecuado de sus piezas de aleación de cobre es fundamental para mantenerlas en buen estado a lo largo del tiempo. Al almacenar cualquier tipo de obra de arte de metal, es importante mantenerla alejada de temperaturas extremas (frías o calientes), ambientes húmedos y luz solar directa, todo lo cual puede causar corrosión o decoloración con el tiempo. Almacenar artículos en recipientes herméticos también ayudará a evitar que se empañen debido a la exposición al oxígeno del aire. Además, asegúrese de que otros metales no se froten entre sí porque esto provocará rayones en la superficie de las piezas de aleación de cobre.

Limite la exposición a la humedad
Cuando use joyas de aleación de cobre, como anillos o collares, trate de no exponerlas a una humedad excesiva, como sudor o piscinas, durante períodos prolongados, ya que esto puede causar decoloración o deslustre en la superficie de la pieza. Es mejor quitarse las joyas antes de ducharse o nadar para poder conservar su brillo original durante períodos de tiempo más prolongados.

Las consideraciones para comprar

Conductividad eléctrica
El cobre tiene la mayor conductividad de los metales de ingeniería. Se puede agregar plata u otros elementos para aumentar la resistencia, la resistencia al ablandamiento u otras propiedades sin una pérdida importante de conductividad.

Conductividad térmica
Esta propiedad es similar a la conductividad eléctrica. Se pueden usar aleaciones de cobre para esta propiedad, donde una buena resistencia a la corrosión compensa la pérdida de conductividad con una mayor aleación.

Color y apariencia
Muchas de las aleaciones de cobre tienen un color distintivo, que puede cambiar a medida que el objeto se deteriora. Para la mayoría de las aleaciones es fácil preparar y mantener la superficie con un alto nivel, incluso en condiciones adversas de corrosión. Muchas de las aleaciones se utilizan en aplicaciones decorativas, ya sea en su forma nativa o después del revestimiento metálico. Las aleaciones tienen colores específicos, que van desde el rosa salmón del cobre, pasando por el amarillo, el dorado y el verde, hasta el bronce oscuro en estado desgastado. La exposición atmosférica puede producir una superficie verde o bronce, y algunas formas de productos están disponibles aleaciones prepatinadas.

Facilidad de fabricación
La mayoría de las aleaciones se pueden fundir, formar en caliente o en frío, mecanizar, unir, etc. fácilmente. Estas aleaciones suelen ser el estándar con el que se comparan otros metales.

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Preguntas frecuentes

P: ¿Cuáles son los usos del cobre y las aleaciones de cobre?

R: Históricamente, la aleación de cobre con otro metal, por ejemplo estaño para hacer bronce, se practicó por primera vez unos 4.000 años después del descubrimiento de la fundición del cobre, y unos 2.000 años después de que el "bronce natural" se hubiera generalizado. Se define que una civilización antigua se encuentra en la Edad del Bronce, ya sea produciendo bronce fundiendo su propio cobre y aleándolo con estaño, arsénico u otros metales. Las principales aplicaciones del cobre son cables eléctricos (60%), techos y plomería (20%) y maquinaria industrial (15%). El cobre se utiliza principalmente como metal puro, pero cuando se requiere mayor dureza, se incorpora a aleaciones como el latón y el bronce (5% del uso total). El cobre y las aleaciones a base de cobre, incluidos los latones (Cu-Zn) y los bronces (Cu-Sn), se utilizan ampliamente en diferentes aplicaciones industriales y sociales. Algunos de los usos comunes de las aleaciones de latón incluyen bisutería, cerraduras, bisagras, engranajes, cojinetes, carcasas de municiones, radiadores de automóviles, instrumentos musicales, envases electrónicos y monedas. El bronce, o aleaciones y mezclas similares al bronce, se utilizaron para las monedas durante un período más largo. Todavía se usa ampliamente hoy en día para resortes, cojinetes, casquillos, cojinetes piloto de transmisiones de automóviles y accesorios similares, y es particularmente común en los cojinetes de pequeños motores eléctricos. El latón y el bronce son materiales de ingeniería comunes en la arquitectura moderna y se utilizan principalmente para revestimientos de techos y fachadas debido a su apariencia visual.

P: ¿Cuáles son las propiedades de las aleaciones de cobre?

R: Las propiedades de los materiales son propiedades intensivas, es decir, son independientes de la cantidad de masa y pueden variar de un lugar a otro dentro del sistema en cualquier momento. La base de la ciencia de los materiales implica estudiar la estructura de los materiales y relacionarlos con sus propiedades (mecánicas, eléctricas, etc.). Una vez que un científico de materiales conoce esta correlación estructura-propiedad, puede pasar a estudiar el rendimiento relativo de un material en una aplicación determinada. Los principales determinantes de la estructura de un material y, por tanto, de sus propiedades son sus elementos químicos constituyentes y la forma en que se ha procesado hasta su forma final.

Propiedades mecánicas de las aleaciones de cobre.

Con frecuencia se eligen materiales para diversas aplicaciones porque tienen combinaciones deseables de características mecánicas. Para aplicaciones estructurales, las propiedades de los materiales son cruciales y los ingenieros deben tenerlas en cuenta.

Resistencia de las aleaciones de cobre

En mecánica de materiales, la resistencia de un material es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales básicamente considera la relación entre las cargas externas aplicadas a un material y la deformación o cambio resultante en las dimensiones del material. La resistencia de un material es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas.

Resistencia a la tracción

La resistencia máxima a la tracción del cobre de brea resistente electrolítica (ETP) es de aproximadamente 250 MPa.

La resistencia máxima a la tracción del latón para cartuchos (UNS C26000) es de aproximadamente 315 MPa.

La resistencia máxima a la tracción del bronce de aluminio (UNS C95400) es de aproximadamente 550 MPa.

La resistencia máxima a la tracción del bronce al estaño (UNS C90500) es de aproximadamente 310 MPa.

La resistencia máxima a la tracción del cobre berilio (UNS C17200) es de aproximadamente 1380 MPa.

La resistencia máxima a la tracción del cuproníquel (UNS C70600) es de aproximadamente 275 MPa.

La resistencia máxima a la tracción de la alpaca (UNS C75700) es de aproximadamente 400 MPa.

La resistencia última a la tracción es la máxima en la curva tensión-deformación de ingeniería. Esto corresponde a la tensión máxima que puede soportar una estructura en tensión. La resistencia máxima a la tracción a menudo se reduce a "resistencia a la tracción" o incluso a "la máxima". Si se aplica y mantiene esta tensión, se producirá una fractura. A menudo, este valor es significativamente mayor que el límite elástico (hasta entre un 50 y un 60 por ciento más que el límite elástico para algunos tipos de metales). Cuando un material dúctil alcanza su resistencia máxima, experimenta estrechamiento donde el área de la sección transversal se reduce localmente. La curva tensión-deformación no contiene tensiones mayores que la resistencia última. Aunque las deformaciones pueden seguir aumentando, la tensión suele disminuir una vez alcanzada la resistencia última. Es una propiedad intensiva; por lo tanto su valor no depende del tamaño de la muestra de prueba. Sin embargo, depende de otros factores, como la preparación de la muestra, la presencia o no de defectos en la superficie y la temperatura del ambiente y del material de prueba. Las resistencias máximas a la tracción varían desde 50 MPa para un aluminio hasta 3000 MPa para aceros de muy alta resistencia.

Fuerza de producción

La resistencia de prueba del cobre de brea resistente electrolítica (ETP) está entre 60-300 MPa.

El límite elástico del bronce de aluminio: UNS C95400 es de aproximadamente 250 MPa.

El límite elástico del bronce al estaño (UNS C90500) es de aproximadamente 150 MPa.

El límite elástico del cobre berilio (UNS C17200) es de aproximadamente 1100 MPa.

El límite elástico del cuproníquel (UNS C70600) es de aproximadamente 105 MPa.

El límite elástico de la alpaca: UNS C75700 es de aproximadamente 170 MPa.

El límite elástico es el punto en una curva tensión-deformación que indica el límite del comportamiento elástico y el inicio del comportamiento plástico. El límite elástico o límite elástico es la propiedad del material definida como la tensión a la que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica). Antes del límite elástico, el material se deformará elásticamente y volverá a su forma original cuando se elimine la tensión aplicada. Una vez superado el límite elástico, una fracción de la deformación será permanente y no reversible. Algunos aceros y otros materiales exhiben un comportamiento denominado fenómeno de límite elástico. Los límites elásticos varían desde 35 MPa para un aluminio de baja resistencia hasta más de 1400 MPa para aceros de muy alta resistencia.

Dureza de las aleaciones de cobre

La dureza Vickers del cobre de brea resistente electrolítica (ETP) depende en gran medida del temperamento del material, pero está entre 50 y 150 HV.

La dureza Brinell del latón del cartucho – UNS C26000 es de aproximadamente 100 MPa.

La dureza Brinell del bronce de aluminio – UNS C95400 es de aproximadamente 170 MPa. La dureza de los bronces de aluminio aumenta con el contenido de aluminio (y otras aleaciones), así como con las tensiones provocadas por el trabajo en frío.

La dureza Brinell del bronce al estaño (UNS C90500) es de aproximadamente 75 BHN.

La dureza Rockwell del cobre berilio – UNS C17200 es de aproximadamente 82 HRB.

La dureza Brinell del cuproníquel – UNS C70600 es aproximadamente HB 100.

La dureza Rockwell de la alpaca – UNS C75700 es de aproximadamente 45 HRB.

P: ¿Cuál es la diferencia entre latón y bronce?

R: Los latones son aleaciones a base de cobre que contienen zinc como elemento principal de aleación. Esta aleación de zinc y cobre también puede contener cantidades menores de otros elementos como hierro, níquel, silicio o aluminio. Un ejemplo típico es el latón amarillo 60-40, designado como C85500. La aleación de zinc y cobre contiene entre un 59% y un 63% de cobre, alrededor de un 40% de zinc y un 0,8% de aluminio. Es el alto contenido de zinc lo que haría que el material se clasificara como latón. Los bronces son aleaciones a base de cobre en las que el principal elemento de aleación no es el zinc ni el níquel. Originalmente, el término "bronce" describía aleaciones de cobre que utilizaban estaño como único o principal elemento de aleación. Sin embargo, esa nomenclatura ha evolucionado. El término bronce ahora se utiliza con un modificador anterior que describe el tipo de bronce que es, indicando los principales elementos de aleación. Por ejemplo, MTEK 175/C95400 se denomina bronce de aluminio porque está compuesto por un 11 % de aluminio, además de un 85 % de cobre y un 4 % de hierro. MTEK 83-7-7-3/C93200 es un bronce de estaño con alto contenido de plomo porque contiene un 7 % de estaño y un 7 % de plomo, además de un 83 % de cobre y un 3 % de zinc. Estos ejemplos cumplen con los criterios de un bronce. El principal elemento de aleación no es el zinc ni el níquel, y sus palabras modificadoras describen completamente que las aleaciones tienen cantidades sustanciales de aluminio en el caso del bronce al aluminio y plomo y estaño en el bronce con alto contenido de plomo y estaño. Una vez establecida la diferenciación entre latón y bronce, nuestras discusiones se limitarán en gran medida a la familia de aleaciones del bronce. Las aleaciones de bronce son especialmente adecuadas para una amplia gama de aplicaciones industriales.

P: ¿Qué otras aleaciones de cobre existen además del latón y el bronce comunes?

R: Bronce de aluminio

Los bronces al aluminio son una familia de aleaciones que contienen aluminio como principal elemento de aleación. Aunque también pueden contener hierro y níquel. El aluminio aumenta significativamente las propiedades de la aleación hasta el punto de que su resistencia es similar a la de un acero con medio carbono. Los bronces de aluminio tienen muchas otras características valiosas.

Las aplicaciones iniciales surgieron principalmente de las propiedades de resistencia y resistencia a la corrosión del material. El reconocimiento de otras propiedades llevó al uso de bronces de aluminio para una variedad de piezas que requerían dureza, resistencia al desgaste y al desgaste y baja permeabilidad magnética. Otras características incluyen resistencia a la cavitación, la erosión, el ablandamiento y la oxidación a temperaturas elevadas. Estas propiedades, junto con la facilidad de soldabilidad, han ampliado enormemente sus usos.

Hay algunos grupos importantes en la familia del Bronce de Aluminio: Bronce de Aluminio y Bronce de Níquel Aluminio. El bronce de aluminio contiene aproximadamente un 9-14 % de aluminio y un 4 % de hierro, mientras que el bronce de níquel y aluminio contiene aproximadamente un 9-11 % de aluminio, un 4 % de hierro y un 5 % de níquel. Esa adición de níquel en este último mejora aún más la resistencia a la corrosión de un material que ya es fuerte en esta zona.

Ser sensible al tratamiento térmico permite que las aleaciones de este grupo con menos del 10% de aluminio tengan una resistencia a la corrosión significativamente mejorada para su uso en entornos agresivos. Las aleaciones con contenidos de aluminio superiores al 12 % poseen una excelente resistencia a la compresión y excelentes características antiexcoriación. Estas propiedades producen aleaciones ideales para la embutición profunda y la conformación de aceros inoxidables. Además, este grupo de bronces posee altas propiedades mecánicas y se utiliza para engranajes, placas de desgaste, aplicaciones resistentes a la corrosión, cojinetes, prensaestopas y piezas estructurales.

Algunos bronces de aluminio típicos incluyen: MTEK 125/C95200, MTEK 175/C95400, MTEK 275/C95900 y MTEK 375.

Bronce de níquel aluminio

Este grupo de aleaciones contiene níquel y se selecciona principalmente cuando se requiere una combinación de alta resistencia, resistencia a la corrosión y resistencia a la cavitación y a los daños por erosión. Tienen un historial de rendimiento confiable en aplicaciones de agua de mar. Funcionan particularmente bien en condiciones estancadas porque la resistencia al ataque de corrosión por picaduras y grietas es superior a la de los aceros inoxidables de la serie 300. Las aleaciones son más resistentes que el acero inoxidable de la serie 300.

Las aleaciones tanto de la familia del bronce de aluminio como de la familia del bronce de níquel y aluminio poseen una excelente maquinabilidad, son fácilmente soldables y pueden unirse con éxito a muchas otras aleaciones diferentes. Esta versatilidad permite su uso en una variedad de aplicaciones.

Las aleaciones típicas de este grupo incluyen: MTEK 230/C95500 y MTEK 230-N/C95800.

Bronce de estaño

Este grupo de aleaciones está formado por cobre, siendo el principal elemento de aleación el estaño. La presencia de estaño proporciona altas propiedades mecánicas a expensas del mayor coste del metal. Los bronces con alto contenido de estaño, sin embargo, son particularmente adecuados para determinadas aplicaciones para las que los bronces menos costosos no son adecuados. Las variaciones químicas, en particular la adición de plomo, están diseñadas principalmente para mejorar las características de maquinabilidad y estanqueidad a la presión. Las aleaciones de este grupo son particularmente resistentes a la corrosión provocada por ciertos materiales específicos.

En general, estas aleaciones pueden funcionar como cojinetes a temperaturas máximas de hasta 500 grados F/260 grados y cargas de 4000 libras. por pulgada cuadrada. Sin embargo, los cojinetes de estas aleaciones deben alinearse con mucho cuidado y lubricarse positivamente, y requieren ejes más duros que los de bronce con alto contenido de plomo.

Las aleaciones de bronce y estaño se utilizan regularmente en aplicaciones de servicio de carga pesada/baja velocidad, por lo que son las principales aleaciones para engranajes para una larga vida útil bajo cargas pesadas. Se utilizan para casquillos de pasador de pistón, guías de válvula, cojinetes de laminador, cojinetes helicoidales, cojinetes piloto y casquillos de varillaje para la industria de máquinas herramienta. También se utilizan para accesorios de vapor, impulsores de bombas y anillos de sellado.

Algunas aleaciones populares en el grupo de bronce al estaño son: MTEK Tin Bronze/C90500, MTEK 65/C90700, Navy G 1% Lead/C92300, MTEK 87-11-0-1/C92500 y MTEK Leaded Tin Bronze/C92700.

Bronce con alto contenido de plomo y estaño (bronce para rodamientos)

Cuatro aleaciones enumeradas a continuación contienen plomo en cantidades de hasta el 25%. Son un grupo representativo de bronces de estaño con alto contenido de plomo que se utilizan más ampliamente para cojinetes y casquillos. Su capacidad de carga varía directamente con su contenido de estaño. Sin embargo, también se verá afectado por la presencia de pequeñas cantidades de otros elementos de aleación como el níquel y el fósforo. El plomo en la aleación es insoluble y está finamente disperso mecánicamente en la matriz de cobre y estaño. Esta combinación proporciona buena capacidad de carga y tenacidad debido al contenido de cobre y estaño y proporciona lubricidad, adaptabilidad e integrabilidad debido al plomo libre que se congela en la aleación.

Estas aleaciones son aleaciones para rodamientos superiores cuando se consideran todas las propiedades y costos. Varían desde temperaturas operativas máximas de 450 grados F / 230 grados y capacidades de carga de 4,000 lbs. por pulgada cuadrada para aquellos con el mayor contenido de estaño hasta temperaturas máximas de funcionamiento de 400 grados F / 200 grados y capacidades de carga de 3500 libras. por pulgada cuadrada para aquellos con menor contenido de estaño.

Los bronces para rodamientos típicos de esta familia son: MTEK 83-7-7-3/C93200, MTEK 80-10-10/C93700, MTEK 79-6-15 Hi Lead/C93900 y MTEK 943/C94300.

Aleaciones de osorio

Durante más de 60 años, Bearium® Metals ha sido elegido por su rendimiento en las condiciones operativas más duras. Se trata de aleaciones de bronce y estaño con alto contenido de plomo que contienen cobre virgen, estaño y plomo especialmente procesado. Los metales Bearium® se pueden utilizar donde otros materiales de rodamientos pueden fallar debido a la velocidad, la carga, la temperatura o donde la lubricación es difícil, imposible o simplemente descuidada.

Hay cuatro grados disponibles, B-4, B-8, B-10, B-11. B-4 tiene el mayor contenido de plomo y es más adecuado para piezas acopladas más blandas. B-11 tiene el contenido de plomo más bajo y se usa con más frecuencia cuando la alta resistencia es más importante.

La composición química por sí sola no explica del todo las propiedades de fricción superiores que se encuentran en el Bearium Metal. El elevado rendimiento se debe también en gran medida al procesamiento de los ingredientes utilizados. Esto da como resultado una estructura metalúrgica superior a la que se encuentra en otros materiales para rodamientos, aunque puedan tener composiciones químicas idénticas.

Hay cuatro grados de aleaciones Bearium®. La principal diferencia entre los grados es la cantidad de plomo que contiene. Bearium®B-4 contiene un 26% de plomo, B-8 tiene un 22%, B-10 tiene un 20% y B-12 contiene un 18% de plomo.

Bronce Manganeso

La familia de bronces de manganeso es conocida principalmente por su extremadamente alta resistencia y su capacidad para resistir los efectos corrosivos del agua de mar y la salmuera. Se pueden obtener fácilmente resistencias a la tracción que oscilan entre 60 000 psi y 110 000 psi dependiendo de la composición de la aleación elegida. Se debe tener mucho cuidado al utilizar estas aleaciones como cojinetes porque el bronce al manganeso y el acero no se desgastan bien juntos. El desgaste es rápido y, bajo cargas y velocidades elevadas, puede producirse un bloqueo. La alineación debe ser precisa y la lubricación positiva es esencial.

Tanto el bronce de aluminio como el bronce de manganeso requieren controles estrictos del proceso de fundición. Ambos grupos de aleaciones pueden verse afectados negativamente por pequeñas cantidades de impurezas, por lo que es esencial una excelente práctica de fundición y limpieza en el proceso de fusión. Cuando se vierten aleaciones de bronce al estaño, bronce al estaño con alto contenido de plomo, bronce al manganeso y bronces al aluminio, es necesario un estricto control interno y disciplina.

Los bronces de manganeso se utilizan para cojinetes de muñones, engranajes sometidos a grandes esfuerzos, horquillas de cambio de marchas, impulsores, hélices marinas, vástagos de válvulas, engranajes helicoidales y tornillos sin fin. También se utiliza para piezas de máquinas sometidas a grandes esfuerzos.

Los bronces de manganeso típicos son: MTEK Hi Tensile/C86300, MTEK Leaded Manganese/C86400, MTEK Low Tensile/C86500 y MTEK Med Tensile/C86200.

P: ¿Qué tipos de aleaciones de cobre existen?

R: El cobre es esencialmente cobre comercialmente puro, que normalmente es muy blando y dúctil y contiene hasta aproximadamente un 0.7% de impurezas totales. Estos materiales se utilizan por su conductividad eléctrica y térmica, resistencia a la corrosión, apariencia y color y facilidad de trabajo. Tienen la conductividad más alta de los metales de ingeniería y son muy dúctiles y fáciles de soldar y, en general, de soldar. Las aplicaciones típicas incluyen cableado y accesorios eléctricos, barras colectoras, intercambiadores de calor, techos, revestimientos de paredes, tubos para agua, aire y equipos de proceso.

Las aleaciones con alto contenido de cobre contienen pequeñas cantidades de diversos elementos de aleación como berilio, cromo, circonio, estaño, plata, azufre o hierro. Estos elementos modifican una o más de las propiedades básicas del cobre, como la resistencia, la resistencia a la fluencia, la maquinabilidad o la soldabilidad. La mayoría de los usos son similares a los indicados anteriormente para los cobres, pero las condiciones de aplicación son más extremas.

Los latones son aleaciones de cobre y zinc que contienen hasta aproximadamente un 45% de zinc, posiblemente con pequeñas adiciones de plomo para su maquinabilidad y estaño para su resistencia. Las aleaciones de cobre y zinc son monofásicas y tienen hasta aproximadamente un 37 % de zinc en estado forjado. Las aleaciones monofásicas tienen una excelente ductilidad y, a menudo, se utilizan en condiciones de trabajo en frío para obtener una mejor resistencia. Las aleaciones con más de aproximadamente 37% de zinc son de fase dual y tienen una resistencia aún mayor, pero una ductilidad limitada a temperatura ambiente en comparación con las aleaciones de fase única. Los latones bifásicos suelen ser fundidos o trabajados en caliente. Los usos típicos de los latones son arquitectura, contenedores y componentes trefilados e hilados, núcleos y tanques de radiadores, terminales eléctricos, enchufes y accesorios para lámparas, cerraduras, manijas de puertas, placas de identificación, herrajes de plomería, sujetadores, casquillos de cartuchos y camisas de cilindros para bombas.

Los bronces son aleaciones de cobre con estaño, más al menos una de fósforo, aluminio, silicio, manganeso y níquel. Estas aleaciones pueden alcanzar altas resistencias, combinadas con una buena resistencia a la corrosión. Se utilizan para resortes y accesorios, matrices de conformado de metales, cojinetes, casquillos, terminales, contactos y conectores, accesorios y características arquitectónicas. Es bien conocido el uso del bronce fundido para estatuas.

El cobre níquel son aleaciones de cobre con níquel, con una pequeña cantidad de hierro y, en ocasiones, otras adiciones menores de aleación como cromo o estaño. Las aleaciones tienen una excelente resistencia a la corrosión en el agua y se utilizan ampliamente en aplicaciones de agua de mar, como intercambiadores de calor, condensadores, bombas y sistemas de tuberías, y revestimientos para cascos de embarcaciones.

La alpaca contiene entre un 55% y un 65% de cobre aleado con níquel y zinc y, a veces, una adición de plomo para promover la maquinabilidad. Estas aleaciones reciben su engañoso nombre por su apariencia similar a la plata pura, aunque no contienen plata añadida. Se utilizan para joyería y placas de identificación y como base para platos de plata (EPNS), como resortes, sujetadores, monedas, llaves y piezas de cámaras.

P: ¿Cuáles son las propiedades básicas de las aleaciones de cobre?

A: Conductividad. El cobre es uno de los materiales más conductores térmicos y eléctricos disponibles. Esto lo hace ideal para su uso en cableado y conexiones electrónicas.

Fortaleza. En su forma pura, el cobre es maleable, lo que facilita su transformación en alambres o su transformación en láminas finas para revestimiento. La adición de estaño, níquel y otros metales ayuda a crear aleaciones de cobre que son más resistentes y duraderas.

Formabilidad. La maleabilidad del cobre permite la creación de componentes y cables electrónicos miniaturizados conductores sin tratamiento térmico. Para aplicaciones de alta resistencia, las aleaciones pueden mejorar la resistencia del cobre manteniendo sus propiedades de conformado en frío.

Unión. El cobre puro y las aleaciones de cobre son fáciles de soldar, lo que les permite unirse limpiamente con otros metales. Su formabilidad hace que el cobre y sus aleaciones sean fáciles de remachar, atornillar y engarzar.

Corrosión. El cobre y sus aleaciones exhiben una excepcional resistencia a la corrosión por la humedad, el agua salada y una variedad de productos químicos.

Antimicrobiano. El cobre sin recubrimiento es capaz de matar hasta el 99,9% de ciertos microbios dentro de las dos horas posteriores a la exposición.

Color. El atractivo color rojizo del cobre se puede modificar añadiendo otros metales para crear colores que van desde el oro y el bronce hasta el plateado brillante y el gris mate.

P: ¿Cómo elegir aleaciones de cobre?

A: Conductividad eléctrica: el cobre tiene la conductividad más alta de los metales de ingeniería. Se puede agregar plata u otros elementos para aumentar la resistencia, la resistencia al ablandamiento u otras propiedades sin una pérdida importante de conductividad.

Conductividad térmica: esta propiedad es similar a la conductividad eléctrica. Se pueden usar aleaciones de cobre para esta propiedad, donde una buena resistencia a la corrosión compensa la pérdida de conductividad con una mayor aleación.

Color y apariencia: muchas de las aleaciones de cobre tienen un color distintivo, que puede cambiar a medida que el objeto se desgasta. Para la mayoría de las aleaciones es fácil preparar y mantener la superficie con un alto nivel, incluso en condiciones adversas de corrosión. Muchas de las aleaciones se utilizan en aplicaciones decorativas, ya sea en su forma nativa o después del revestimiento metálico. Las aleaciones tienen colores específicos, que van desde el rosa salmón del cobre, pasando por el amarillo, el dorado y el verde, hasta el bronce oscuro en estado desgastado. La exposición atmosférica puede producir una superficie verde o bronce, y algunas formas de productos están disponibles aleaciones prepatinadas.

P: ¿Qué métodos se pueden utilizar para endurecer las aleaciones de cobre?

R: Hay cuatro formas comunes de endurecer (reforzar) el cobre. Una quinta composición, espinodal, se utiliza actualmente comercialmente sólo en determinadas aleaciones de cobre, níquel y estaño. A menudo se utilizan combinaciones de mecanismos de refuerzo para proporcionar propiedades mecánicas más altas en aleaciones con alto contenido de cobre.

Endurecimiento por deformación. La aplicación de trabajo en frío, generalmente mediante laminación o trefilado, endurece el cobre y sus aleaciones. La resistencia, la dureza y la elasticidad aumentan, mientras que la ductilidad disminuye. La conductividad se reduce en pequeña medida, normalmente no hasta el punto de dificultar el uso de las aleaciones en productos eléctricos. El efecto del trabajo en frío se puede eliminar mediante recocido, en cuyo caso se recupera la conductividad total. El endurecimiento por deformación es el único mecanismo de fortalecimiento que se puede utilizar con cobre puro.

Endurecimiento en solución sólida. Los elementos de aleación que permanecen disueltos en cobre solidificado fortalecen la estructura reticular. Si la adición está dentro del límite de solubilidad sólida del elemento, no se forman fases secundarias y la apariencia bajo el microscopio es similar a la del cobre puro.

Todas las adiciones disueltas al cobre reducen la conductividad eléctrica, lo que hace que el equilibrio entre el fortalecimiento ganado y la conductividad perdida sea necesariamente un compromiso. El alcance de este efecto sobre la conductividad varía ampliamente de un elemento a otro. Las adiciones de cadmio, por ejemplo, afectan menos a la conductividad, mientras que otras, como el fósforo, el estaño y el zinc, son más perjudiciales. En cualquier caso, el trabajo en frío se puede utilizar para aumentar la resistencia más allá de los límites del endurecimiento en solución sólida, y los dos mecanismos de refuerzo se utilizan frecuentemente en combinación.

Endurecimiento por precipitación. Algunos elementos de aleación exhiben una mayor solubilidad en cobre sólido cuando están calientes que cuando están fríos. Esto significa que pueden disolverse mediante un tratamiento de solución (recocido de solución) a altas temperaturas, alrededor de 950 a 1000 grados, y luego eliminarse de la solución mediante un tratamiento de precipitación (o "envejecimiento") a una temperatura más baja, comúnmente alrededor de 1200 grados F (650 grado ). Esta práctica produce un fino precipitado en todo el metal que fortalece la matriz sin estropear la conductividad. De hecho, la conductividad mejora a medida que los precipitados caen de la solución. Berilio, cromo y circonio son ejemplos comunes de este tipo de adición. También son útiles las combinaciones de níquel con silicio o fósforo.

Fortalecimiento de la dispersión. Las partículas de materiales insolubles o incluso inertes también pueden distribuirse finamente dentro de una matriz de cobre por medios metalúrgicos, mecánicos o químicos, es decir, sin tener que recurrir a un tratamiento térmico. Al ser insolubles, las partículas tienen poco efecto sobre la conductividad eléctrica.

P: ¿Cuáles son las ventajas de las aleaciones de cobre?

Una fuerza

Las aleaciones de cobre son, quizás sobre todo, muy resistentes y duraderas. Cuando los incorpores a productos o equipos, no tendrás que preocuparte por su durabilidad. Resistirán la prueba del tiempo y seguirán funcionando para usted en el futuro.

Buena conductividad eléctrica y térmica.

¿Busca una aleación que le ofrezca buena conductividad eléctrica y térmica? No busque más, las aleaciones de cobre, conocidas por ser buenas en ambos casos. Hay algunas aleaciones de cobre que son más adecuadas que otras para manejar la electricidad y el calor. Pero, en general, encontrará que las aleaciones de cobre siempre dan buenos resultados en el departamento de conductividad eléctrica y térmica.

Dúctil

Puede conseguir aleaciones de cobre que vienen en muchas formas diferentes. Esto se debe en gran parte al hecho de que las aleaciones de cobre tienen una ductilidad que permite producirlas de diferentes maneras sin sacrificar ninguna resistencia.

Muy resistente a la corrosión

Si va a utilizar aleaciones de cobre en productos que se someterán a condiciones adversas, es esencial que sean resistentes a la corrosión. Rápidamente descubrirá que las aleaciones de cobre están más que preparadas para afrontar cualquier desafío gracias a su resistencia a la corrosión. No tendrá que preocuparse de que las aleaciones de cobre sucumban a la tensión a la que se enfrentarán en determinados entornos.

P: ¿Cuáles son sus consejos de limpieza para aleaciones de cobre?

A: A veces, limpiar y abrillantar aleaciones de cobre parece más un arte que una ciencia. El más mínimo ajuste en su proceso o química puede crear resultados muy diferentes. Cambiar su lavado con ácido mineral por uno orgánico puede ayudarlo a reducir los ciclos de enjuague, mejorar la seguridad de sus trabajadores y mantener el proceso de tratamiento de residuos interno. Así es cómo.

Desafíos de la limpieza de aleaciones de cobre con ácidos minerales.

Los ácidos minerales requieren múltiples pasos de enjuague. Cuando agrega pasos a cualquier proceso, aumenta la posibilidad de cometer un error. También lo hace el riesgo de contaminación. Más pasos de enjuague también hacen que sea más difícil mantener un líquido de enjuague limpio.

Los ácidos minerales son peligrosos. Son inestables, desprenden vapores nocivos y pueden agregar polvo al aire que es perjudicial para los trabajadores. Los quelantes y fosfatos contaminan las aguas residuales y requieren que se las trate fuera del sitio, lo que aumenta los costos.

Los ácidos minerales pueden llegar demasiado lejos. Los ácidos minerales son muy potentes. Hay poco margen de error al limpiar y abrillantar aleaciones de cobre con ácidos minerales. A menudo, esto da como resultado un grabado excesivo y la necesidad de reprocesar las piezas.

Una solución más segura y sencilla es utilizar un producto a base de ácido metanosulfónico.

Los ácidos orgánicos son alternativas más seguras a los ácidos minerales. Son excelentes agentes desoxidantes, por lo que reemplazar el ácido mineral por uno orgánico no sacrificará la calidad. Pero los ácidos orgánicos son más seguros de manipular y desprenden menos humos que los ácidos minerales. Los ácidos orgánicos también son más tolerantes durante la aplicación, lo que significa que reduce las posibilidades de que necesite reprocesar piezas.

P: ¿Cuáles son las aleaciones de cobre?

R: Las familias de aleaciones de cobre más conocidas son el latón (cobre-zinc), el bronce (cobre-estaño) y el cobre-níquel. En realidad, representan familias de aleaciones, todas obtenidas variando la cantidad de elementos de aleación específicos.

P: ¿Cuáles son las aleaciones con alto contenido de cobre?

R: La familia de aleaciones con alto contenido de cobre incluye, en formas forjadas, cobres de cadmio (C16200 y C16500), cobres de berilio (C17000-C17500), cobres de cromo (C18100-C18400), cobre de circonio (C15000). ), cobre cromo-circonio (C14500) y combinaciones de estos y otros elementos.

P: ¿Qué son las aleaciones de cobre y sus usos?

R: Las aleaciones de cobre también se utilizan para cojinetes, engranajes y guías de válvulas, radiadores, tubos hidráulicos y sujetadores. Los componentes pequeños mecanizados pueden hacerse más baratos en latón que en acero y, para aplicaciones automotrices, generalmente no necesitan una costosa protección contra la corrosión.

P: ¿La aleación de cobre es cobre?

R: Si bien el cobre es un metal puro, el latón y el bronce son aleaciones de cobre (el latón es una combinación de cobre y zinc; el bronce es una combinación de cobre y estaño).

Somos conocidos como uno de los principales proveedores de aleaciones de cobre en China. Le damos una calurosa bienvenida a comprar o vender al por mayor aleaciones de cobre de alta calidad en existencia aquí y obtener muestras gratis de nuestra fábrica. Para consulta de precios, contáctenos. aleación de generación de energía, aleación de álcali resistente, aleación de súper confiable