Lina Marcela Traslaviña Pastrana 2080646Jorge Eduardo Uribe Vera 2082274 Stefanny Maritza Lucía Fragozo Vásquez 2090625 CONTENIDO • Introducción • Objetivos • Historia del Latón • Fundamentación teórica de los LATONES Propiedades de los Latones Elementos de aleación Diagrama Cu – Zn Clasificación • Usos y aplicaciones industriales • Descripción del proceso de fusión Preparación de la carga Fundentes • Bibliografía INTRODUCCIÓN Los primeros metales que utilizó el hombre fueron el cobre y el oro, ambos blandos y débiles en estado puro y con una utilidad limitada. Para mejorar las características de los metales puros, se combinan dos o más de ellos logrando, por ejemplo, mayor dureza o resistencia. Hacia el 1400 a. C. se descubre el latón, aleación de cobre y zinc, que presenta un excelente comportamiento frente a la deformación, además de una gran maleabilidad en frío y en caliente. Es resistente a la corrosión y al desgaste. Su uso se masificó sólo en el año 250 a. C. con la fabricación de monedas en el imperio romano. para hacer una comparación con lo establecido en la literatura. caracterizándolas. • ESPECÍFICOS • Recordar aspectos fundamentales de la aleación Cu – Zn. teniendo en cuenta los parámetros requeridos durante el proceso y analizar los resultados obtenidos después de la fusión.OBJETIVOS GENERAL • Describir ampliamente el proceso de fusión de la aleación Cu – Zn (latón). • Analizar ampliamente las probetas obtenidas en el laboratorio. . para el mejor entendimiento del proceso de fusión. • Resaltar las características más importantes que se deben tener en cuenta durante el proceso de fusión. usos y aplicaciones de mayor relevancia de un latón. • Resaltar las propiedades. Luego. en el reloj de péndulo y para la fabricación de cubiertos. el latón fue parte fundamental del trabajo tipográfico. además el latón se utilizó para elaborar los engranajes de los relojes. Finalmente en el siglo XVII: se utiliza en el telescopio óptico en Holanda. los tornillos y tuercas eran elaborados principalmente de latón. A mediados del siglo XVI: en Europa.HISTORIA DEL LATON Las aplicaciones del latón han abarcado los campos más diversos. En el siglo XV: para la elaboración de instrumentos astronómicos. . con la aparición de la imprenta. desde el armamento hasta la ornamentación. cobre y bronce. • Los minerales de los que se extrae son: • Sulfuro de cinc conocido como esfalerita o blenda ZnS • smithsonita (carbonato) o calamina ZnCO3 • Hemimorfita (silicato) Zn4Si2O7(OH)2.Fundamentos teóricos Extracción del COBRE (Cu) Extracción del ZINC (Zn) Los minerales de cobre se asocian normalmente con el azufre: • Calcosina Cu2S • Calcopirita CuFeS2 • Cuprita Cu2O.H2O • Franklinita (óxido) (Fe.Zn)2+(Fe.Mn)3+2O4 .Mn. Fundamentos teóricos PROPIEDADES DEL ZINC PROPIEDADES DEL COBRE • Alta conductividad eléctrica 58.933 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 Punto de fusión 1084.62 °𝐶 Alta resistencia a la corrosión Buena ductilidad y maleabilidad Razonable resistencia a la tracción 18 𝑘𝑔/𝑚𝑚² • Conductividad eléctrica 16.6 × 106 𝑆/𝑚 • Conductividad térmica 116 𝑊/(𝑘 ∙ 𝑚) • • • • Densidad 7.14 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 Punto de fusión 420 °𝐶 Baja resistencia a la corrosión Resistencia a la tracción 𝑀𝑜𝑙𝑑𝑒𝑎𝑑𝑎𝑠 3 𝑘𝑔/𝑚𝑚² 𝐹𝑜𝑟𝑗𝑎𝑑𝑎𝑠 20 𝑘𝑔/𝑚𝑚² .108 × 106 𝑆/𝑚 • Alta conductividad térmica 400 𝑊/(𝑘 ∙ 𝑚) • • • • • Densidad 8. • Mejor resistencia a la fatiga y a la termofluencia que las aleaciones de Al y Mg.Características de la aleaciones base Cu • Son más pesadas que el hierro • Son no magnéticas • Su resistencia mecánica específica típicamente es menor que las aleaciones de aluminio y magnesio. • La mayor parte pueden soldarse fácilmente o fabricarse en formas útiles COBRE PURO ROJO ADICIÓN DE ZINC AMARILLO . y al desgaste. a la termofluencia. • De acuerdo a los elementos minoritarios en la aleación son maleables solo en frío o en caliente o a ninguna temperatura. conductividades térmicas y eléctricas. • Se vuelven quebradizos cuando se calientan a una temperatura próxima al punto de fusión.Propiedades de los Latones • Dependen principalmente de la proporción de zinc. . resistencia a la corrosión. • Excelente ductilidad. así como la adición de pequeñas cantidades de otros metales. resistencia a la fatiga. • Resistencia a la cedencia. Designaciones UNS de las aleaciones de cobre . Designaciones UNS de las aleaciones de cobre . Elementos de Aleación MANGANESO Mn PLOMO Pb ALUMINO Al % Cu + % Zn ESTAÑO Sn HIERRO Fe SILICIO Si NIQUEL Ni . Zn .Diagrama Cu . Clasificación de los Latones NO COMERCIALES . . Latones para trabajo en frío (α) 2. latones para trabajo en caliente (α +β) LATONES α < 39 % Zn • La máxima ductilidad 39% Zn • Relativa buena resistencia a la corrosión y buenas propiedades de trabajo. ROJOS (α) 5 .Clasificación de los Latones Los latones comerciales pueden dividirse en dos grupos: 1.20 % Zn Mejor resistencia a la corrosión AMARILLOS (α) 20 .39 % Zn Buena resistencia y alta ductilidad . instrumentos musicales. ROJOS (α) 5 . estuches de lápiz labial. cápsulas para fusibles. portalámparas.Clasificación de los Latones Oropel: (95 % Cu – 5 % Zn) Tiene mayor resistencia que el Cu. Latón rojo: (85 % Cu – 15 % Zn). emblemas… Bronce comercial: (90 % Cu – 10 % Zn). se utiliza para hacer joyería de fantasía. medallones y artículos de estirado profundo. tubos para intercambiadores de calor. tornillos.20 % Zn . se utiliza para trabajos metálicos ornamentales. remaches. Latón bajo: (80 % Cu – 20 % Zn). panales de radiador. se utiliza para hacer medallas. se utiliza en conductos eléctricos. 1.5 .5 .Con 0. ojos de cerraduras.Clasificación de los Latones Latón 70-30 (70 % Cu – 30 % Zn) Latón de cartuchería: Panales de radiador. accesorios de plomería.39 % Zn . Latón amarillo (65 % Cu – 35% Zn) . piezas para reloj. remaches .5 % Sn: bronce naval resistente a la corrosión Latón admiralty (71% Cu – 28 % Zn – 1 % Sn)Tubos de condensadores. intercambiadores de calor.Con 0. . placas de grabado.3 % Pb mejora maquinabilidad llaves. componentes para municiones. AMARILLOS (α) 20 . tornillos. Clasificación de los Latones Latón 60 % Cu – 40 % Zn: Metal Muntz. LATONES (α +β) 39. Alta resistencia y excelente propiedades de trabajo en caliente. En forma de láminas se utiliza para cubiertas de barcos y trabajos de arquitectura.45 % Zn Aleaciones bifásicas: son más difíciles de trabajar . Cu 52. rapidly cooled Cu 50.5 (%) Latón.Clasificación de los Latones La capacidad de ser deformados a T° ambiente es limitada. Por moldeo LATONES (β) 46 . extruidos en barras o secciones complejas. trabajan bien a T° elevadas. resistentes a tracción. Zn 47. Zn 50 (%) Latón.5. Cu 55. forjados en caliente en matrices cerradas. Zn 45 (%) Latón.50 % Zn . dificulta el trabajo en frío. en macizo o con agujero. Clasificación de los Latones 𝐿𝑎𝑡ó𝑛 70%𝐶 − 30% 𝑍𝑛 MICROGRAFIAS MOLDEADAS DE LOS DIFERENTES LATONES 𝐿𝑎𝑡ó𝑛 𝛼 + 𝛽 89% − 90% 𝐶𝑢. 0. 8.9% 𝑎 11% 𝑍𝑛.05% 𝑃𝑏 𝐿𝑎𝑡ó𝑛 𝛽 55%𝐶𝑢 45% 𝑍𝑛 .05% 𝐹𝑒 0. hélices de buques (con Mn.8-3) • Piezas de válvula y de distribución (con Mn. trenes de laminación. Fe y Al 1.USOS Y APLICACIONES INDUSTRIALES • • • • • • • • Tornillos. Tubos de Condensadores Quincallería naval Engranajes Perfiles arquitectónicos Ejes de hélice. ceniceros y candelabros.5) . Fe y Al 3. Ni. Ni. tuercas. cajas. candados. válvulas (con Fe y Mn) Tuercas de presión. piñones y bielas (con Sn) Piezas de fundición. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FUSIÓN 1 Elección del tipo de LATÓN que se desea obtener Temperatura de fusión 1100 °C CÁLCULO DE LA CARGA 5 2 ALEACIÓN 1 70% Cu – 30% Zn ALEACIÓN 2 60 % Cu – 40% Zn 6 Precalentamiento del crisol y de los elementos de aleación Colada de las probetas: Forja y Flexión 3 7 4 Adición del cobre (elemento de mayor punto de fusión) y del carbón mineral (fundente) Adición del Zn . 1 Elección del tipo de LATÓN que se desea obtener ALEACIÓN 2 ALEACIÓN 1 . 96) = 0. 30% Zn .7 * 5kg = 3.04/0.5kg Cu 0.3 * 5kg = 1.1667 kg Al . 3% Al Se preparan 5 kg de aleación Cu 70% y Zn 30% 0.2 CÁLCULO DE LA CARGA ALEACIÓN 1: 70% Cu – 30% Zn ALEACIÓN 2: 70 % Cu .5kg Zn En el crisol ≈ 4kg a la cual se le agrega el 4% de Al 4 Kg * (0. 3 × %𝑁𝑖 PARA LA SEGUNDA ALEACIÓN % 𝑍𝑛 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 = 100 − 100 ×70% 100+ 5.0 × %𝐴𝑙 + 0.0×4 % → %𝑍𝑛 = 41.2 CÁLCULO DE LA CARGA Zinc Equivalente 100 × % 𝐶𝑢 % 𝑍𝑛 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 = 100 − 100 + 𝐴 𝐴 = 1.1 × %𝐹𝑒 − 2.666 % .5 × %𝑀𝑛 − 0.0 × %𝑆𝑛 + 5. Se recomienda utilizarlo en estado de ignición.FUNDENTES CARBÓN DE LEÑA De uso común en la fusión de los latones. A 1250 °C – 1300 °C se constituye en un reductor energético del cobre oxidado. . DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FUSIÓN 3 Precalentamiento del crisol y de los elementos de aleación 4 Adición del cobre (elemento de mayor punto de fusión) y del carbón mineral (fundente) . DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FUSIÓN 5 Temperatura de fusión 1100 °C 6 Adición del Zn 7 Colada de las probetas: Forja y Flexión . 4% de la aleación. (4 Kg). previamente calentado 2 Fusión del Aluminio Colada de las probetas: Forja y Flexión . se agrega 0.1667 Kg de Al.DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FUSIÓN 3 1 En la aleación de Cu-Zn restante de la aleación 1. RESULTADOS FORJA FLEXIÓN . CARACTERIZACIÓN DEL LATON ALEACIÓN 1: 70% Cu – 30% Zn PROBETA PARA FLEXIÓN MONOFÁSICA 10X . CARACTERIZACIÓN DEL LATON ALEACIÓN 1: 70% Cu – 30% Zn PROBETA PARA FORJA MONOFÁSICA 5X . CARACTERIZACIÓN DEL LATON ALEACIÓN 2: 60 % Cu – 40% Zn PROBETA PARA FLEXIÒN BIFÁSICA 5X . CARACTERIZACIÓN DEL LATON ALEACIÓN 2: 60 % Cu – 40% Zn PROBETA PARA FORJA BIFÁSICA 50X . • Mediante este laboratorio se logra caracterizar las probetas obtenidas en el laboratorio. la adición del fundente en las cantidades adecuadas y en el tiempo adecuado. . el tiempo de fusión. la temperatura que debe tener el crisol. ya que de acuerdo a ello las propiedades varían.CONCLUSIONES • Los latones son aleaciones muy utilizadas por la humanidad. el orden de adición de los elementos de aleación. Presentan diferentes utilidades de acuerdo a su composición. entre ellas el precalentamiento de la carga. entre otros. Su proceso de fusión es un proceso sencillo de realizar. • Durante el proceso de fundición se deben tener varias precauciones. pero para obtener un latón de determinada composición es necesario tener un amplio conocimiento en el tema. con lo cual fue posible hacer una comparación con lo establecido teóricamente y analizar los posibles errores cometidos antes. para lograr determinar la cantidad que se debe agregar de cada elemento de la aleación. durante y después de la práctica. Operación y Control del Cubilote: Análisis térmico. Bucaramanga: Ediciones UIS. Ana Emilce.pe/bibvirtual/publicaciones/geologia/v13_n26/pdf2/a11v13n26.pdf [Citado el 1 de Agosto de 2013] • ALONSO BAQUERO.edu.html [Citado el 28 de julio de 2013] • INFLUENCIA DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE TEMPLE Y NORMALIZADO SOBRE LA MICROSETRUCTURA. Diseño. [En línea] http://sisbib.cembrass. • BAUTISTA VESGA Jorge. Afranio.copper. págs.BIBLIOGRAFÍA • Cembrass. • COY. 1973. • CARDONA GRABADOS. Historia del latón [En línea].unmsm. 110-112. Arnaldo. http://www. Apuntes de Metalografía: Diapositivas. 2000. Estructura y Propiedades de las Aleaciones de Cobre.cl/es/productos/historia-del-laton [Citado el 28 julio de 2013] • Copper Development Association Inc. DUREZA Y RESISTENCIA MECÁNICA Y RESISTENCIA A LA CORROSIÓN DEL LATÓN DE ALTA RESISTENCIA. .org/resources/properties/microstructure/homepage. Propiedades y Aplicaciones de las Aleaciones de Cobre. [En línea] http://www.