Diferencia entre revisiones de «Cobre»
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<ref>[http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Ficheros/201a300/nspn0240.pdf Fichas internacionales de seguridad química. Cobre Nº CAS 7440-50-8] [30-4-2007]</ref>
== Aleaciones y tipos de cobre ==
Desde el punto de vista físico, el cobre puro posee muy bajo [[límite elástico]] (33 MPa) y una [[dureza]] escasa (3 en la [[escala de Mohs]] ó 50 en la [[dureza Vickers|escala de Vickers]]).<ref name="Matweb Cu" /> En cambio, unido en [[aleación]] con otros elementos adquiere características mecánicas muy superiores, aunque disminuye su conductividad. Existe una amplia variedad de aleaciones de cobre, de cuyas composiciones dependen las características técnicas que se obtienen, por lo que se utilizan en multitud de objetos con aplicaciones técnicas muy diversas. El cobre se alea principalmente con los siguientes elementos: [[Zn]], [[Sn]], [[Al]], [[Ni]], [[Be]], [[Si]], [[Cd]], [[Cr]] y otros en menor cuantía.
Según los fines a los que se destinan en la industria, se clasifican en aleaciones para forja y en aleaciones para moldeo. Para identificarlas tienen las siguientes nomenclaturas generales según la norma [[Organización Internacional para la Estandarización|ISO]] 1190-1:1982 o su equivalente [[Una Norma Española|UNE]] 37102:1984.<ref>{{cita libro
|autor=Coca Cebollero, P. y Rosique Jiménez, J.
|título= Ciencia de Materiales. Teoría - ensayos- tratamientos
|año=2000
| editorial = Ediciones Pirámide
|id= ISBN 84-368-0404-X
}}</ref> Ambas normas utilizan el sistema UNS (del [[idioma inglés|inglés]] ''Unified Numbering System'').<ref>[http://www.matweb.com/search/SearchUNS.aspx Metal Alloy UNS Number Search] (en inglés), Matweb</ref>
=== Latón (Cu-Zn) ===
{{AP|Latón}}
[[Archivo:Jug Egypt Louvre OA7436.jpg|thumb|[[Jarrón]] egipcio de [[latón]], [[Museo del Louvre]], [[París]].]]
El [[latón]], también conocido como ''cuzin'', es una aleación de cobre, [[cinc]] (Zn) y, en menor proporción, otros metales. Se obtiene mediante la [[fusión]] de sus componentes en un [[crisol]] o mediante la fusión y [[reducción]] de [[Mena (minería)|menas]] sulfurosas en un [[horno de reverbero]] o de [[cubilote]]. En los latones industriales, el porcentaje de Zn se mantiene siempre inferior a 50%. Su composición influye en las características mecánicas, la [[fusibilidad]] y la capacidad de conformación por [[fundición]], [[forja]] y [[mecanizado]]. En frío, los [[lingote]]s obtenidos se [[deformación|deforman]] [[plasticidad|plásticamente]] produciendo [[lámina]]s, [[varilla]]s o se cortan en tiras susceptibles de estirarse para fabricar [[alambre]]s. Su densidad depende de su composición y generalmente ronda entre 8,4 g/cm<sup>3</sup> y 8,7 g/cm<sup>3</sup>.
Las características de los latones dependen de la proporción de elementos que intervengan en la aleación de tal forma que algunos tipos de latón son [[maleabilidad|maleables]] únicamente en frío, otros exclusivamente en caliente, y algunos no lo son a ninguna temperatura. Todos los tipos de latones se vuelven quebradizos cuando se calientan a una temperatura próxima al [[punto de fusión]].
El latón es más duro que el cobre, pero fácil de [[mecanizado|mecanizar]], [[grabado|grabar]] y [[fundición|fundir]]. Es resistente a la [[oxidación]], a las condiciones salinas y es [[maleable]], por lo que puede laminarse en planchas finas. Su maleabilidad varía la temperatura y con la presencia, incluso en cantidades mínimas, de otros metales en su composición.
Un pequeño aporte de plomo en la composición del latón mejora la [[maquinabilidad]] porque facilita la fragmentación de las [[viruta]]s en el mecanizado. El plomo también tiene un efecto lubricante por su bajo punto de fusión, lo que permite ralentizar el desgaste de la herramienta de corte.
El latón admite pocos tratamientos térmicos y únicamente se realizan [[recocido]]s de homogenización y recristalización. El latón tiene un color [[amarillo]] brillante, con parecido al [[oro]], característica que es aprovechada en [[joyería]], especialmente en [[bisutería]], y en el [[galvanizado]] de elementos decorativos. Las aplicaciones de los latones abarcan otros campos muy diversos, como [[armamento]], [[calderería]], [[soldadura]], fabricación de alambres, tubos de [[condensador]]es y [[conector|terminales eléctricos]]. Como no es atacado por el agua salada, se usa también en las construcciones de [[barco]]s y en equipos pesqueros y marinos.
El latón no produce chispas por impacto mecánico, una propiedad atípica en las aleaciones. Esta característica convierte al latón en un material importante en la fabricación de envases para la manipulación de compuestos inflamables, cepillos de limpieza de metales y en [[pararrayos]].
=== Bronce (Cu-Sn) ===
{{AP|Bronce}}
[[Archivo:Antonin mercie david bronze nude.jpg|110px|thumb|Estatua de bronce. David desnudo.]]
Las aleaciones en cuya composición predominan el cobre y el [[estaño]] (Sn) se conocen con el nombre de [[bronce]] y son conocidas desde la antigüedad. Hay muchos tipos de bronces que contienen además otros elementos como [[aluminio]], [[berilio]], [[cromo]] o [[silicio]]. El porcentaje de estaño en estas aleaciones está comprendido entre el 2 y el 22%. Son de color amarillento y las piezas fundidas de bronce son de mejor calidad que las de latón, pero son más difíciles de mecanizar y más caras.
La tecnología metalúrgica de la fabricación de bronce es uno de los hitos más importantes de la historia de la humanidad pues dio origen a la llamada [[Edad de Bronce]]. El bronce fue la primera aleación fabricada voluntariamente por el ser humano: se realizaba mezclando el mineral de cobre ([[calcopirita]], [[malaquita]], etc.) y el de estaño ([[casiterita]]) en un horno alimentado con [[carbón vegetal]]. El [[anhídrido carbónico]] resultante de la combustión del [[carbón]], reducía los minerales de cobre y estaño a metales. El cobre y el estaño que se fundían, se aleaban entre un 5 y un 10% en peso de estaño.
El bronce se emplea especialmente en aleaciones conductoras del calor, en [[Batería eléctrica|baterías eléctricas]] y en la fabricación de [[válvula]]s, [[tubería]]s y uniones de [[fontanería]]. Algunas aleaciones de bronce se usan en uniones deslizantes, como [[cojinete]]s y descansos, discos de fricción; y otras aplicaciones donde se requiere alta resistencia a la [[corrosión]] como [[rodete]]s de [[turbina]]s o válvulas de [[bomba hidráulica|bombas]], entre otros [[elementos de máquinas]]. En algunas aplicaciones eléctricas es utilizado en [[resorte]]s.
=== Alpaca (Cu-Ni-Zn) ===
{{AP|Alpaca (aleación)}}
[[Archivo:EierbecherWMF.jpg|thumb|Hueveras de [[Alpaca (aleación)|alpaca]].]]
Las [[alpaca (aleación)|alpacas]] o platas alemanas son aleaciones de cobre, [[níquel]] (Ni) y [[cinc]] (Zn). en una proporción de 50-70% de cobre, 13-25% de níquel, y del 13-25% de cinc.<ref>Gandara Mario, ''[http://www.raulybarra.com/notijoya/archivosnotijoya8/8plata_alemana_alpaca.htm Plata alemana]'', Biblioteca de Joyería Ybarra. [5-4-2008]</ref> Sus propiedades varían de forma continua en función de la proporción de estos elementos en su composición, pasando de máximos de dureza a mínimos de conductividad Estas aleaciones tienen la propiedad de rechazar los organismos marinos (''antifouling''). Si a estas aleaciones de cobre-níquel-cinc, se les añaden pequeñas cantidades de [[aluminio]] o [[hierro]], constituyen aleaciones que se caracterizan por su resistencia a la [[corrosión]] marina, por lo que se utilizan ampliamente en la construcción naval, principalmente en los condensadores y tuberías, así como en la fabricación de [[moneda]]s y de resistencias eléctricas.<ref>[http://pages.zoom.co.uk/leveridge/nickel1.html Alpaca, plata alemana y aleaciones relacionadas] (en inglés) [7-4-2008]</ref>
Las aleaciones de alpaca tienen una buena resistencia a la corrosión y buenas cualidades mecánicas. Su aplicación se abarca materiales de [[telecomunicaciones]], instrumentos y accesorios de [[fontanería]] y electricidad, como grifos, abrazaderas, muelles, conectores. También se emplea en la construcción y ferretería, para elementos decorativos y en las industrias químicas y alimentarias, además de materiales de vajillas y orfebrería.<ref>''[http://www.scavage.com/tools?menu=N,ar&query=chapter:74&target=inframe Cobre y sus manufacturas]'', en Scavage</ref>
El [[monel]] es una aleación que se obtiene directamente de los minerales canadienses, y tiene una composición de Cu=28-30%, Ni=66-67%, Fe=3-3,5%. Este material tiene una gran resistencia a los agentes corrosivos y a las altas temperaturas.<ref>{{cita libro
|autor=P.Coca Rebollero y J. Rosique Jiménez
|título= Ciencia de Materiales Teoría- Ensayos- Tratamientos
|año=2000
| editorial = Ediciones Pirámide
|id= ISBN 84-368-0404-X
}}</ref>
El platinoide es un metal blanco compuesto de 60% de cobre,14% de níquel, 24% de cinc y de 1-2% de [[tungsteno]].<ref>Gandara Mario[http://www.raulybarra.com/notijoya/archivosnotijoya8/8plata_alemana_alpaca.htm Plata alemana] Biblioteca de joyería[5-4-2008]</ref>
=== Otras aleaciones ===
Otras aleaciones de cobre con aplicaciones técnicas son las siguientes:
* '''Cobre-cadmio (Cu-Cd)''': son aleaciones de cobre con un pequeño porcentaje de [[cadmio]] y tienen con mayor resistencia que el cobre puro. Se utilizan en líneas eléctricas aéreas sometidas a fuertes solicitaciones mecánicas como [[catenaria]]s y cables de contacto para [[tranvía]]s.
* '''Cobre-cromo (Cu-Cr)''' y '''Cobre-cromo-circonio (Cu-Cr-Zr)''': tienen una alta conductividad eléctrica y térmica. Se utilizan en [[electrodo]]s de [[Soldadura#Soldadura por resistencia|soldadura por resistencia]], barras de colectores, [[contactor]]es de potencia, equipos [[siderurgia|siderúrgicos]] y [[resorte]]s conductores.
* '''Cobre-hierro-fósforo (Cu-Fe-P)'''. Para la fabricación de elementos que requieran una buena conductividad eléctrica y buenas propiedades térmicas y mecánicas se añaden al cobre partículas de [[hierro]] y [[fósforo]]. Estas aleaciones se utilizan en [[circuito integrado|circuitos integrados]] porque tienen una buena conductividad eléctrica, buenas propiedades mecánicas y tienen una alta resistencia a la [[temperatura]].<ref name="Vial" />
* '''Cobre-[[aluminio]] (Cu-Al)''': también conocidas como bronces al aluminio y [[duraluminio]], contienen al menos un 10% de aluminio. Estas aleaciones son muy parecidas al [[oro]] y muy apreciadas para trabajos artísticos. Tienen buenas propiedades mecánicas y una elevada resistencia a la corrosión. Se utilizan también para los [[tren de aterrizaje|trenes de aterrizaje]] de los [[avión|aviones]] , en ciertas construcciones mecánicas.<ref>Copper Development Association. [http://www.cda.org.uk/megab2/corr_rs/pub80/default.htm "Publication Number 82: Aluminium Bronze Alloys Technical Data"]. (en inglés) [8-4-2008]</ref>
* '''Cobre-berilio (Cu-Be)''': es una aleación constituida esencialmente por cobre. Esta aleación tiene importantes propiedades mecánicas y gran resistencia a la corrosión. Se utiliza para fabricar muelles, [[molde]]s para plásticos, electrodos para soldar por resistencia y herramientas antideflagrantes.<ref>[http://www.copper.org/resources/properties/microstructure/be_cu.html Bronce al berilio] Inglés. Copper.org[7-4-2008]</ref>
* '''Cobre-plata (Cu-Ag)''' o cobre a la [[plata]]: es una aleación débil por su alto contenido de cobre, que se caracteriza por una alta dureza que le permite soportar temperaturas de hasta 226 °C, manteniendo la conductividad eléctrica del cobre.<ref>[http://www.codelcoeduca.cl/cobre/aleaciones/aleaciones.asp Aleaciones de cobre] codeleduca Chile. [4-3-2008]</ref>
* '''[[Constantán]] (Cu<sub>55</sub>Ni<sub>45</sub>)''': es una [[aleación]] formada por un 55% de [[cobre]] y un 45% de [[níquel]]. Se caracteriza por tener un una [[resistividad eléctrica]] casi constante de 4,9•10<sup>-7</sup> [[ohm|Ω]]•m en un amplio rango de temperaturas, con un [[coeficiente de temperatura]] de 10<sup>-5</sup> [[Kelvin|K]]<sup>-1</sup>. Se emplea en la fabricación de [[termopar]]es, [[galga extensiométrica|galgas extensiométricas]] y [[moneda]]s.
* '''[[Manganina]] (Cu<sub>86</sub>Mn<sub>12</sub>Ni<sub>2</sub>)''': es otra aleación con un muy bajo coeficiente de temperatura y se utiliza en galgas extensiométricas y [[resistor]]es de alta estabilidad. Además, su [[potencial eléctrico|potencial]] [[termoelectricidad|termoeléctrico]] de contacto con el cobre por [[efecto Seebeck]] es muy pequeño (+0,6 mV/100 K). Su resistividad eléctrica es de unos 4,9•10<sup>-7</sup> [[ohm|Ω]]•m y su coeficiente de temperatura es de 10<sup>-8</sup> [[Kelvin|K]]<sup>-1</sup>.<ref>F. González, Adolfo et al (2004)'', [http://web.frm.utn.edu.ar/tecnologiae/apuntes/materiales_electricos.pdf Materiales eléctricos]'', Departamento de electrónica, Facultad Regional de Mendoza, [[Universidad Tecnológica Nacional]], Argentina</ref>
Algunas aleaciones de cobre tienen pequeños porcentajes de [[azufre]] y de [[plomo]] que mejoran la [[maquinabilidad]] de la aleación. Tanto el plomo como el azufre tienen muy baja [[solubilidad]] en el cobre, separándose respectivamente como plomo (Pb) y como [[sulfuro de cobre (I)|sulfuro cuproso]] (Cu<sub>2</sub>S) en los [[borde de grano|bordes de grano]] y facilitando la rotura de las virutas en los procesos de mecanizado, mejorando la maquinabilidad de la aleación.<ref name="Vial">Vial, Cristián (2002), ''[http://www2.ing.puc.cl/icmcursos/metalurgia/apuntes/cap7/73/ Cobre y sus aleaciones]'', Escuela de Ingeniería, Universidad Católica de Chile. [5-4-2008]</ref>
== Procesos industriales del cobre ==
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