Cap 14 (No ferrosos) (04-10-2014) - Guillermo Aldana Rosales

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CAPITULO 14 
 
14.1 Aleaciones de aluminio 
El aluminio y sus aleaciones se caracterizan por la baja densidad (2.7 g/cm3 comparada con 
7,9 g/cm3 del acero), alta conductividad eléctrica y térmica, y buena resistencia a la corrosión 
de determinados medios como el atmosférico. 
El aluminio tiene baja temperatura de fusión 660 °C lo que limita mucha su aplicabilidad a 
temperaturas moderadas. La resistencia mecánica se consigue por acritud y por aleación. Sin 
embargo, estos procesos generalmente disminuyen la resistencia a la corrosión. 
Las aleaciones de aluminio suelen contener Cu, Mn, Mg, Si, Zn y Li en proporciones variables 
entre el 0,1 y el 5 %. Estas aleaciones son muy utilizadas en componentes de medios de 
transporte debido al ahorro de combustible que conlleva la disminución de peso con 
prestaciones de seguridad similares. 
1) Aleaciones (Al - Cu) tienen alta resistencia a la fractura por lo que se utiliza en partes 
estructurales de aviones, carrocerías de automóviles y autobuses, tanques de combustibles. 
El duraluminio (96% Al y 4 % Cu) es una aleación muy utilizada en casas (puertas y 
ventanas), transporte, etc. 
2) Aleaciones (Al - Mn) tienen buena capacidad para ser trabajadas, son fáciles de soldar e 
inertes químicamente y se utilizan en tanques de almacenaje, latas para bebidas refrescantes, 
utensilios de cocina, cañerías, etc. 
3) Aleaciones (Al - Si) tienen bajos coeficientes de expansión térmica y bajos puntos de fusión 
por lo que se utilizan en alambres de soldadura y para piezas fundidas. 
4) Aleaciones (Al - Mg) tienen alta resistencia a la corrosión, buena capacidad para ser 
soldadas y trabajadas y se utilizan en aplicaciones marítimas, blindaje de vehículos militares, 
extremos de botes de bebida y para maletines. 
5) Aleaciones (Al - Mg - Si) tienen buena resistencia al calor y buena capacidad de ser 
moldeados por lo que se utilizan en partes estructurales de transportes, mobiliario y 
componentes en arquitectura. 
6) Aleaciones (Al - Zn) tienen alta resistencia a las tensiones y al calor y encuentran 
aplicaciones en componentes de aeronaves. 
7) Aleaciones (Al - Li) tienen muy baja densidad y son moderadamente resistentes al calor con 
aplicaciones aeroespaciales. 
8) Aleaciones (Al - Si - Cu) tienen alta resistencia a la tensión y se pueden moldear, se utilizan 
en componentes de motores de automóviles. 
Desde el punto de vista físico, el aluminio puro posee una resistencia muy baja a la tracción y 
una dureza escasa. En cambio, unido en aleación con otros elementos, el aluminio adquiere 
características mecánicas muy superiores. A estas aleaciones se las conoce con el nombre 
genérico de Duraluminio, y pueden ser centenares de aleaciones diferentes. El duraluminio 
contiene pequeñas cantidades de cobre (Cu) (3 - 5%), Magnesio (Mg) (0,5 - 2%), Manganeso 
(Mn) (0,25 - 1%) y Zinc (3,5 - 5%). Son también importantes los diversos tipos de aleaciones 
llamadas anticorodal, a base de aluminio (Al) y pequeños aportes de Magnesio (Mg) y Silicio 
(Si). Pero que pueden contener a veces Manganeso (Mn), Titanio (Ti) y Cromo (Cr). A estas 
aleaciones se las conoce con el nombre de avional, duralinox, silumin, hidronalio, 
peraluman, etc. 
Como hay distintas composiciones de aluminio en el mercado, es importante considerar las 
propiedades que éstas presentan, pues, en la industria de la manufactura, unas son más 
favorables que otras. 
 
 
Culata de motor en aleación de aluminio 
Efecto de los elementos aleantes 
Los principales elementos aleantes del aluminio son los siguientes y se enumeran las ventajas 
que proporcionan. 
• Cromo (Cr) Aumenta la resistencia mecánica cuando está combinado con otros elementos 
Cu, Mn, Mg. 
• Cobre (Cu) Incrementa las propiedades mecánicas pero reduce la resistencia a la corrosión. 
• Hierro (Fe). Incrementa la resistencia mecánica. 
• Magnesio (Mg) Tiene alta resistencia tras el conformado en frío. 
• Manganeso (Mn) Incrementa las propiedades mecánicas y reduce la calidad de embutición. 
• Silicio (Si) Combinado con magnesio (Mg), tiene mayor resistencia mecánica. 
• Titanio (Ti) Aumenta la resistencia mecánica. 
• Zinc (Zn) Reduce la resistencia a la corrosión. 
 
Series de aluminios según sus aleantes 
Las aleaciones de aluminio (tanto las forjadas como las moldeadas) se clasifican en función 
del elemento aleante usado (al menos el que esté en mayor proporción). Los elementos 
aleantes más usados son: 
 
 
 
 
 
Tipos de aleaciones normalizadas 
Las aleaciones de aluminio forjado se dividen en dos grandes grupos, las que no reciben 
tratamiento térmico y las que reciben tratamiento térmico. 
 
Clasificación por su proceso 
 Aluminios forjados 
 Aluminios fundidos 
 
Clasificación por su estado 
F: Estado bruto. Es el material tal como sale del proceso de fabricación. 
O: Recocido. Se aplica a materiales ya sea de forja como de fundición que han sufrido un 
recocido completo. 
O1: Recocido a elevada temperatura y enfriamiento lento. 
O2: Sometido a tratamiento termomecánico. 
O3: Homogeneizado. Esta designación se aplica a los alambrones y a las bandas de colada 
continua, que son sometidos a un tratamiento de difusión a alta temperatura. 
W: Solución tratada térmicamente. Se aplica a materiales que después de recibir un 
tratamiento térmico quedan con una estructura inestable y sufren envejecimiento natural. 
H: Estado de Acritud. Viene con materiales a los que se ha realizado un endurecimiento por 
deformación. 
H1. Endurecido por deformación hasta obtener el nivel deseado y sin tratamiento posterior. 
H2. Endurecido en exceso por deformación y recocido parcial para recuperar suavidad sin 
perder ductilidad. 
H3. Acritud y estabilizado. 
H4. Acritud y lacado o pintado. Son aleaciones endurecidas en frio y que pueden sufrir un 
cierto recocido en el tratamiento de curado de la capa de pintura o laca dada. En ésta 
clasificación se usa un segundo dígito (en ocasiones es necesario un tercer dígito) que indica el 
grado de endurecimiento por deformación. 
T: Denomina a materiales que han sido endurecidos por tratamiento térmico con o sin 
endurecimiento por deformación posterior. Las designaciones de W y T solo se aplican a 
aleaciones de aluminio ya sean de forja o de fundición que sea termotratables. 
T1: Enfriado desde un proceso de fabricación realizado a una elevada temperatura y 
envejecido de forma natural. 
T2: Enfriado desde un proceso de fabricación realizado a una alta temperatura, trabajado en 
frío y envejecido de forma natural. 
T3: Solución tratada térmicamente, trabajada en frío y envejecida a tª amb hasta alcanzar 
una condición estable. 
T4: Solución tratada térmicamente y envejecida a tª amb hasta alcanzar una condición 
estable. Es un tratamiento similar a T3 pero sin el trabajo en frío. 
T5: Enfriado desde un proceso de fabricación a alta temperatura y envejecida artificialmente. 
T6: Solución tratada térmicamente y envejecida artificialmente. Son designados de esta 
 forma los productos que después de un proceso de conformado a alta temperatura 
(moldeo o extrusión) no son endurecidos en frío sino que sufren un envejecimiento artificial. 
T7: Solución tratada térmicamente y sobreenvejecida para su completa estabilización. 
T8: Térmicamente tratada por disolución, trabajada en frío y envejecida artificialmente. 
T9: Solución tratada térmicamente, envejecida artificialmente y trabajada en frío. 
T10: Enfriado desde un proceso de fabricación realizado a una elevada temperatura, trabajado 
en frío y envejecido artificialmente hasta una condición sustancialmente estable. 
Existen variantes del estado T, a estas variantes se les añaden a la T dos dígitos. Estos dos 
dígitos son específicos para cada producto y se usan para estado de alivio de tensiones en 
productos fabricados mediante el proceso de forja. 
 
Aleaciones de aluminio forjado sin tratamientotérmico 
Las aleaciones que no reciben tratamiento térmico solamente pueden ser trabajadas en frío 
para aumentar su resistencia. Hay tres grupos principales de estas aleaciones según la norma 
AISI-SAE que son los siguientes: 
• Aleaciones 1xxx. Son aleaciones de aluminio técnicamente puro, al 99,9% siendo sus 
principales impurezas el hierro y el silicio como elemento aleante. Se les aporta un 0,12% de 
cobre para aumentar su resistencia. Tienen una resistencia aproximada de 90 MPa. Se utilizan 
principalmente par trabajos de laminados en frío. 
• Aleaciones 3xxx. El elemento aleante principal de este grupo de aleaciones es el 
manganeso (Mn) que está presente en un 1,2% y tiene como objetivo reforzar al aluminio. 
Estas aleaciones tan solo tienen un 20% más de dureza que el aluminio puro. Eso es porque el 
Mn solo puede añadirse de forma efectiva en solo un 1,5%. Por ello hay muy pocas aleaciones 
de esta serie. Sin embargo los aluminios 3003, 3×04 y 3105 son muy usados para fabricar 
utensilios que necesiten dureza media y que sea necesario buena trabajabilidad para 
fabricarlos como son botellas para bebidas, utensilios de cocina, intercambiadores de calor, 
mobiliario, señales de tránsito, tejados y otras aplicaciones arquitectónicas. 
Tienen una resistencia aproximada de 16 ksi (110 MPa) en condiciones de recocido. Se utilizan 
en componentes que exijan buena mecanización 
• Aleaciones 4xxx. En esta serie el principal elemento aleante es el Si, que suele añadirse en 
cantidades medianamente elevadas (por encima del 12%) para conseguir una disminución de 
la temperatura de fusión de la aleación. El objetivo es conseguir una aleación que funda a una 
temperatura más baja que el resto de las aleaciones de aluminio para usarlo como elemento 
de soldadura. Estas aleaciones en principio no son tratables térmicamente pero si son usadas 
en soldadura para soldar otras aleaciones que son tratables térmicamente Parte de los 
elementos aleantes de las aleaciones tratables térmicamente pasan a la serie 4xxx y 
convierten una parte de la aleación en tratable térmicamente. Las aleaciones con un elevado 
nivel de Si tienen un rango de colores que van desde el gris oscuro al color carbón y por ello 
están siendo demandadas en aplicaciones arquitectónicas. La 4032 tiene un bajo coeficiente de 
expansión térmica y una alta resistencia al desgaste lo que la hace bien situada para su uso en 
la fabricación de pistones de motores. 
 
• Aleaciones 5xxx. En este grupo de aleaciones el Mg es el principal componente aleante. Su 
aporte varía del 2 al 5%. A veces también se añaden pequeñas cantidades de Mn cuyo objetivo 
es el de endurecer al aluminio. El Mg es un elemento que endurece más al aluminio que el Mn 
(un 0.8 de Mg produce el mismo efecto que un 1,25 de Mn) y además se puede añadir más 
cantidad de Mg que de Mn. Las principales características de estas aleaciones son una media a 
alta dureza por endurecimiento por deformación, buena soldabilidad, buena resistencia a la 
corrosión en ambientes marinos y una baja capacidad de trabajo en frío. Estas características 
hacen que estas aleaciones se usen para adornos decorativos, ornamentales y arquitectónicos, 
en el hogar, iluminación de las calles y carreteras, botes, barcos y tanques criogénicos, partes 
de puentes grúa y estructuras de automóviles. 
Estas aleaciones se utilizan para conseguir reforzamiento por solución sólida. Tienen una 
resistencia aproximada de 28 ksi (193 MPa) en condiciones de recocido. 
Aleaciones de aluminio forjado con tratamiento térmico 
Algunas aleaciones pueden reforzarse mediante tratamiento térmico en un proceso de 
precipitación. El nivel de tratamiento térmico de una aleación se representa mediante la letra T 
seguida de un número, por ejemplo T5. Hay tres grupos principales de este tipo de aleaciones. 
• Aleaciones 2xxx: El principal aleante de este grupo de aleaciones es el cobre (Cu), aunque 
también contienen magnesio (Mg). 
Las características de esta serie son: buena relación dureza-peso y mala resistencia a la 
corrosión. En lo referente a la primera característica basta decir que algunas de las aleaciones 
de esta serie tienen que ser sometidas a TT de solubilidad y a veces de envejecimiento para 
mejorar sus propiedades mecánicas. Una vez hecho esto la serie 2xxx tiene unas propiedades 
mecánicas que son del orden (y a veces superiores) de las correspondientes a los aceros bajos 
en carbono. El efecto de los TT es el aumento de la dureza con una disminución del 
alargamiento. En lo referente a la segunda característica estas aleaciones generalmente son 
galvanizadas con aluminio de alta pureza con aleaciones de la serie 6xxx para protegerlas de 
la corrosión y que no se produzca corrosión intergranular. Los usos más frecuentes que se le 
dan a estos aluminios son en las ruedas de los camiones y de los aviones, en la suspensión de 
los camiones, en el fuselaje de los aviones, en estructuras que requieran buena dureza a 
temperaturas superiores a 150 ºC. Salvo la aleación 2219, estas aleaciones tienen una mala 
soldabilidad pero una maquinabilidad muy buena. 
Estas aleaciones con un tratamiento T6 tiene una resistencia a la tracción aproximada de 64 
ksi (442 MPa) y se utiliza en la fabricación de estructuras de aviones. 
• Aleaciones 6xxx. Los principales elementos aleantes de este grupo son Mg y Si en 
proporciones adecuadas para que se forme el Mg2Si. Esto hace que esta aleación sea tratable 
térmicamente. Estas aleaciones son menos resistentes que el resto de aleaciones, pero, a 
cambio, tienen también formabilidad, soldabilidad, maquinabilidad y resistencia a la corrosión. 
Estas aleaciones pueden moldearse por un TT T4 y endurecido por una serie de acciones que 
completen el TT T6. Su uso suele ser el de aplicaciones arquitectónicas, cuadros de bicicletas, 
pasamanos de los puentes, equipo de transporte y estructuras soldadas. 
Con unas condiciones de tratamiento térmico T6 alcanza una resistencia a la tracción de 42 ksi 
(290 MPa) y es utilizada para perfiles y estructuras en general. 
• Aleaciones 7xxx. El Zn añadido en proporciones que van desde el 1 al 8 % es el elemento 
aleante en mayor proporción en estas aleaciones. A veces se añaden pequeñas cantidades de 
Mg para hacer la aleación tratable térmicamente. También es normal añadir otros elementos 
aleantes como Cu o Cr en pequeñas cantidades. Debido a que la principal propiedad de estas 
aleaciones es su alta dureza se suele usar en las estructuras de los aviones, equipos móviles y 
otras partes altamente solicitadas a esfuerzos Debido a que esta serie muestra una muy baja 
resistencia a la corrosión bajo tensión se le suele aplicar levemente un TT para conseguir una 
mejor mezcla de propiedades. 
Con un tratamiento T6 tiene una resistencia a la tracción aproximada de 73 ksi (504 MPa) y se 
utiliza para fabricar estructuras de aviones. 
 
 
 
 
 
Formas de trabajar el aluminio 
Extrusión 
La extrusión es un proceso tecnológico que consiste en dar forma o moldear una masa 
haciéndola salir por una abertura especialmente dispuesta para conseguir perfiles de diseño 
complicado. 
Se consigue mediante la utilización de un flujo continuo de la materia prima, generalmente 
productos metalúrgicos o plásticos. Las materias primas se someten a fusión, transporte, 
presión y deformación a través de un molde según sea el perfil que se quiera obtener. 
El aluminio, debido a sus propiedades es uno de los metales que más se utiliza para producir 
variados y complicados tipos de perfiles que se usan principalmente en las construcciones de 
carpintería metálica. Se puede extruir tanto aluminio primario como secundario, obtenido 
mediante reciclado. 
Para realizar la extrusión, la materia prima, se suministra en lingotes cilíndricos también 
llamados “tochos”. El proceso de extrusión consiste en aplicar una presión al cilindro de 
aluminio (tocho) haciéndolo pasar por un molde (matriz),para conseguir la forma deseada. 
Cada tipo de perfil, posee un “molde”, llamado matriz, adecuado, que es el que determinará su 
forma. 
El tocho es calentado para facilitar su paso por la matriz, y es introducido en la prensa. 
Esta se cierra, y un émbolo comienza a empujar el tocho a la presión necesaria, de acuerdo 
con las dimensiones del perfil, obligándolo a salir por la boca de la matriz. La gran presión a la 
que se ve sometido el aluminio hace que este eleve su temperatura ganando en maleabilidad. 
Los componentes principales de una instalación de extrusión son, el contenedor donde se 
coloca el tocho para extrusión bajo presión, el cilindro principal con pistón que prensa el 
material a través del contenedor, la matriz y el porta matriz. 
Del proceso de extrusión y temple, dependen gran parte de las características mecánicas de 
los perfiles, así como la calidad en los acabados, sobre todo en los anodizados. El temple, en 
una aleación de aluminio, se produce por efecto mecánico o térmico, creando estructuras y 
propiedades mecánicas características. 
 
 
Perfiles de aluminio extruido para carpintería metálica 
 
Acabado de los extrusionados 
A medida que los perfiles extrusionados van saliendo de la prensa a través de la matriz, se 
deslizan sobre una bancada donde se les enfría con aire o agua, en función de su tamaño y 
forma, así como las características de la aleación involucrada y las propiedades requeridas. 
Para obtener perfiles de aluminio rectos y eliminar cualquier tensión en el material, se les 
estira. Luego, se cortan en longitudes adecuadas y se envejecen artificialmente para lograr la 
resistencia apropiada. El envejecimiento se realiza en hornos a unos 200ºC y están en el horno 
durante un periodo que varía entre 4 a 8 horas. Todo este proceso de realiza de forma 
automatizada. 
 
Temple de los perfiles 
Son los procesos térmicos que aumentan la resistencia del aluminio. Hay dos procesos de 
temple que son el tratamiento térmico en solución, y el envejecimiento. El temple T5 se 
consigue mediante envejecimiento de los perfiles que pasan a los hornos de maduración, los 
cuales mantienen una determinada temperatura durante un tiempo dado. 
Normalmente 185º C durante 240 minutos para las aleaciones de la familia 6060. De esta 
forma se consigue la precipitación del Silicio con el Magnesio en forma de Magnesiuro de silicio 
(Mg2Si) dentro de las dendritas de Aluminio, produciéndose así el temple del material. La 
temperatura de salida de extrusión superior a 510 ºC para las aleaciones 6060, más el 
correcto enfriamiento de los perfiles a 250 ºC en menos de cuatro minutos, es fundamental 
para que el material adquiera sus propiedades. 
 
Fundición de piezas 
La fundición de piezas consiste fundamentalmente en llenar un molde con la cantidad de metal 
fundido requerido por las dimensiones de la pieza a fundir, para después de la solidificación, 
obtener la pieza con el tamaño y la forma del molde. 
Existen tres tipos de procesos de fundición diferenciados aplicados al aluminio: 
• Fundición en molde de arena 
• Fundición en molde metálico 
• Fundición por presión o inyección. 
En el proceso de fundición con molde de arena se hace el molde en arena consolidada por un 
apisonado manual o mecánico alrededor de un molde, el cual es extraído antes de recibir el 
metal fundido. A continuación se vierte la colada y cuando solidifica se destruye el molde y se 
granalla la pieza. Este método de fundición es normalmente elegido para la producción de: 
• Cantidades pequeñas de piezas fundidas idénticas 
• Piezas fundidas complejas con núcleos complicados 
• Piezas estructurales fundidas de gran tamaño. 
 
 
Pistón de motor en aluminio fundido 
 
La fundición en moldes metálicos permanentes, llamados coquillas, sirve para obtener 
mayores producciones. En este método se vierte la colada del metal fundido en un molde 
metálico permanente bajo gravedad y bajo presión centrífuga. Las piezas fundidas así tienen 
una estructura de grano más fino, y son más resistentes que las piezas fundidas con moldes 
de arena, debido a que la velocidad de enfriamiento es más rápida. 
Además, las piezas fundidas en molde permanente poseen generalmente menores 
contracciones y porosidad que las piezas fundidas en arena. Sin embargo, los moldes 
permanentes tienen limitaciones de tamaño y no son adecuados para piezas complejas porque 
puede resultar caro, difícil o imposible fundirlas por moldeo. 
En el método de fundición por inyección a presión se funden piezas idénticas al máximo 
ritmo de producción forzando el metal fundido bajo grandes presiones en los moldes metálicos. 
Las dos partes de la matriz de metal son engatilladas de forma segura para poder resistir la 
alta presión. El aluminio fundido es obligado a repartirse por las cavidades de la matriz. 
Cuando el metal se ha solidificado, las matrices son desbloqueadas y abiertas para extraer la 
pieza fundida caliente. 
Las ventajas de la fundición a presión son: 
1. Las piezas están casi acabadas y pueden producirse a un alto ritmo. 
2. Las tolerancias dimensionales de cada parte de la pieza fundida pueden lograrse más 
fácilmente. 
3. Es posible la obtención de superficies suaves 
4. El proceso puede ser automatizado. 
Mediante el sistema de fundición adecuado se pueden fundir piezas que puede variar desde 
pequeñas piezas de prótesis dental, con peso de gramos, hasta los grandes bastidores de 
máquinas de varias toneladas, de forma variada, sencilla o complicada, que son imposibles de 
fabricar por otros procedimientos convencionales, como forja, laminación, etc. 
 
 
Pieza de fundición de una aleación de aluminio (pieza del ventilador de una aspiradora). 
 
El proceso de fundición se puede esquematizar de la siguiente manera: 
• Diseño del modelo original de la pieza a fundir 
• Elaboración del tipo de modelo diseñado 
• Fusión del material a fundir 
• Inserción de la colada en el molde 
• Solidificación de la pieza 
• Limpieza de la superficie con procesos vibratorio o de granallado. 
 
 
Fundición de aluminio del rotor de una jaula de ardilla 
 
Características de las aleaciones para fundición 
Las aleaciones de aluminio para fundición han sido desarrolladas habida cuenta de que 
proporcionan calidades de fundición idóneas, como fluidez y capacidad de alimentación, así 
como valores optimizados para propiedades como resistencia a la tensión, ductilidad y 
resistencia a la corrosión. Difieren bastante de las aleaciones para forja. El silicio en un rango 
entre el 5 al 12 % es el elemento aleante más importante porque promueve un aumento de la 
fluidez en los metales fundidos. En menores cantidades se añade magnesio, o cobre con el fin 
de aumentar la resistencia de las piezas. 
 
Mecanizado 
El mecanizado del aluminio y sus aleaciones en máquinas herramientas de arranque de 
virutas, en general es fácil, rápido y está dando paso a una nueva concepción del mecanizado 
denominada genéricamente mecanizado rápido. Durante el arranque de viruta, las fuerzas de 
corte que tienen lugar son considerablemente menores que en el caso de las generadas con el 
acero (la fuerza necesaria para el mecanizado del aluminio es aproximadamente un 30% de la 
necesaria para mecanizar acero). Por consiguiente, los esfuerzos sobre los útiles y 
herramientas así como la energía consumida en el proceso es menor para el arranque de un 
volumen igual de viruta. 
El concepto de mecanizado rápido se refiere al que se produce en las modernas máquinas 
herramientas de Control Numérico con cabezales potentes y robustos que les permiten girar a 
muchos miles de revoluciones por minuto hasta del orden de 30000 rpm, y avances de trabajo 
muy grandes cuando se trata del mecanizado de materiales blandos y con mucho vaciado de 
viruta tal y como ocurre en la fabricación de moldes o de grandes componentes de la industria 
aeronáutica. 
El aluminio tiene unas excelentes característicasde conductividad térmica, lo cual es una 
importante ventaja, dado que permite que el calor generado en el mecanizado se disipe con 
rapidez. Su baja densidad hace que las fuerzas de inercia en la piezas de aluminio giratorio 
(torneados) sean asimismo mucho menores que en otros materiales. 
Ocurre, sin embargo, que el coeficiente de fricción entre el aluminio y los metales de corte es, 
comparativamente con otros metales, elevado. Este hecho puede causar el embotamiento de 
los filos de corte, deteriorando la calidad de la superficie mecanizada a bajas velocidades de 
corte e incluso a elevadas velocidades con refrigeración insuficiente. Siempre que la 
refrigeración en el corte sea suficiente, hay una menor tendencia al embotamiento con 
aleaciones más duras, con velocidades de corte mayores y con ángulos de desprendimiento 
mayores. 
 
Soldadura 
Los procedimientos de soldeo en aluminio pueden ser al arco eléctrico, bajo atmósfera inerte 
que puede ser argón, helio, por puntos o por fricción. 
Hay dos técnicas de soldadura al arco: 
1) soldadura al arco bajo atmósfera inerte con electrodo refractario o procedimiento TIG 
2) soldadura al arco bajo atmósfera inerte con electrodo consumible o procedimiento MIG. 
 
La soldadura TIG (Tungsten Inert Gas), se caracteriza por el empleo de un electrodo 
permanente de tungsteno, aleado a veces con torio o zirconio en porcentajes no superiores a 
un 2%. Dada la elevada resistencia a la temperatura del tungsteno (funde a 3410 ºC), 
acompañada de la protección del gas, la punta del electrodo apenas se desgasta tras un uso 
prolongado. Los gases más utilizados para la protección del arco en esta soldadura son el 
argón y el helio, o mezclas de ambos. Una varilla de aportación alimenta el baño de fusión. 
Esta técnica es muy utilizada para la soldadura de aleaciones de aluminio y se utiliza en 
espesores comprendidos entre 1 y 6 mm y se puede robotizar el proceso. 
En el momento de ejecutar una soldadura la limpieza de las piezas es esencial. La suciedad, 
aceites, restos de grasas, humedad y óxidos deben ser eliminados previamente, bien sea por 
medios mecánicos o químicos. Los métodos de limpieza químicos requieren equipos costosos 
para el tratamiento superficial y no se pueden usar siempre por esta razón. 
El gas inerte que más se utiliza en la soldadura normal en los talleres es el argón puro, puesto 
que es mucho más económico y requiere menor flujo de gas. El helio se usa sólo cuando se 
exige mayor penetración. 
Para mantener libre de humos y gases la zona de soldadura, es aconsejable la instalación de 
extractores de humos y gases. La intensidad del arco es mucho mayor que en la soldadura de 
acero y bajo ningún concepto se debe mirar al arco sin una máscara de protección adecuada. 
 
 
Esquema de la soldadura TIG 
 
Soldadura de Aluminio por fricción 
La soldadura por fricción es un proceso de penetración completa en fase sólida, que se utiliza 
para unir chapas de metal, principalmente de aluminio, sin alcanzar su punto de fusión. El 
método está basado en el principio de obtener temperaturas suficientemente altas para forjar 
dos componentes de aluminio, utilizando una herramienta giratoria que se desplaza a lo largo 
de una unión a tope. Al enfriarse deja una unión en fase sólida entre las dos piezas. La 
soldadura por fricción, puede ser utilizada para unir chapas de aluminio sin material de 
aportación. Se consiguen soldaduras de alta calidad e integridad, con muy baja distorsión, en 
muchos tipos de aleaciones de aluminio, incluso aquellas consideradas de difícil soldadura por 
métodos de fusión convencionales. 
 
Doblado 
El aluminio se presenta en el mercado en diversas formas, ya sean estas barras con diversos 
perfiles u hojas de varios tamaños y grosores entre otras. Cuando se trabaja con aluminio, 
específicamente en crear algún doblez en una hoja, o en una parte de ésta, es importante 
considerar la dirección del grano; esto significa que la composición en el metal, después de 
haber sido fabricado, ha tomado una tendencia direccional en su microestructura, mostrando 
así una mayor longitud hacia una dirección que hacia otra. 
Así es que el aluminio puede quebrarse si la dirección del grano no es considerada al crear 
algún doblez, o si el doblez es creado con un radio demasiado pequeño, el cual sobrepase la 
integridad elástica del tipo de aluminio. 
 
Tratamientos protectores superficiales. 
Anodizado 
El aluminio, después de extruido o decapado, forma por sí solo, una delgada película de óxido 
de aluminio (Al2O3), que lo protege de la acción de los agentes atmosféricos, Esta capa de 
Al2O3, tiene un espesor más o menos regular del orden de 0,01 micras sobre la superficie del 
metal, que le confiere unas mínimas propiedades de inoxidabilidad y anticorrosión. 
Existe un proceso químico electrolítico llamado anodizado que permite obtener de manera 
artificial películas de óxido de mucho mas espesor y con mejores características de protección 
que las capas naturales. 
El proceso de anodizado llevado a cabo en un medio sulfúrico produce la oxidación del material 
desde la superficie hacia el interior, aumentando la capa de oxido de aluminio, con 
propiedades excelentes por resistencia a los agentes químicos, dureza, baja conductividad 
eléctrica y estructura molecular porosa. Esta última, junto con las anteriores, permite darle 
una excelente terminación, que es un valor determinante a la hora de elegir un medio de 
protección para este elemento. 
Según sea el grosor de la capa que se desee obtener existen dos procesos de anodizados: 
• Anodizados decorativos coloreados. 
• Anodizados de endurecimiento superficial 
Las ventajas que tiene el anodizado son: 
• La capa superficial de anodizado es más duradera que la capas obtenidas por pintura. 
• El anodizado no puede ser pelado porque forma parte del metal base. 
• El anodizado le da al aluminio una apariencia decorativa muy grande al permitir colorearlo en 
los colores que se desee. 
• Al anodizado no es afectado por la luz solar y por tanto no se deteriora. 
Los anodizados más comerciales son los que se utilizan coloreados por motivos decorativos. Se 
emplean diversas técnicas de coloración, tanto orgánicas como inorgánicas. 
 
Anodizado duro 
Cuando se requiere mejorar de forma sensible la superficie protectora de las piezas se procede 
a un denominado anodizado duro, que es un tipo de anodizado donde se pueden obtener capas 
de alrededor de 150 micras, según el proceso y la aleación. La dureza de estas capas es 
comparable a la del cromo-duro, su resistencia a la abrasión y al frotamiento es considerable. 
Las propiedades del anodizado duro son: 
• Resistencia a la abrasión: lo que permite que tenga una resistencia al desgaste superficial 
superior a muchos tipos de acero 
• Resistencia eléctrica. La alúmina es un aislante eléctrico de calidad excelente, superior a la 
de la porcelana. 
• Resistencia química. La capa anódica protege eficazmente el metal base contra la acción de 
numerosos medios agresivos. 
• Porosidad secundaria o apertura más o menos acusada en la entrada de los poros debido al 
efecto de disolución del baño. 
Es muy importante a la hora de seleccionar el material para un anodizado duro, verificar la 
pieza que se vaya a mecanizar y seleccionar la aleación también en función de sus 
características y resistencia mecánica. 
 
 
Pintura 
El proceso de pintura de protección que se da al aluminio es conocido con el nombre de lacado 
y consiste en la aplicación de un revestimiento orgánico o pintura sobre la superficie del 
aluminio. Existen diferentes sistemas de lacado para el aluminio. 
El lacado, que se aplica a los perfiles de aluminio, consiste en la aplicación electrostática de 
una pintura en polvo a la superficie del aluminio. Las pinturas más utilizadas son las de tipo 
poliéster por sus características de la alta resistencia que ofrecen a la luz y a la corrosión.Los objetivos del lacado son: 
• Mejorar el aspecto estético y las propiedades físicas del aluminio. 
El proceso de lacado, puede dividirse en tres partes: 
• Limpieza de las piezas 
• Imprimación de pintura 
• Polimerizado 
El proceso de lacado exige una limpieza profunda de la superficie del material, con disoluciones 
acuosas ácidas, para eliminar suciedades de tipo graso. Este proceso consigue una mayor 
adherencia a las pinturas. Mejora la resistencia a la corrosión y a los agentes atmosféricos. 
La imprimación con la pintura deseada se realiza en cabinas equipadas con pistolas 
electrostáticas. La pintura es polvo de poliéster, siendo atraído por la superficie de la pieza que 
se laca. Combinando todos los parámetros de la instalación se consiguen las capas de espesor 
requeridas que en los casos de carpintería metálica suele oscilar entre 60/70 micras. 
El polimerizado se realiza en un horno de convención de aire, de acuerdo con las 
especificaciones de tiempo y temperatura definidos por el fabricante de la pintura. 
El sistema industrial de lacado puede estar robotizado. 
 
Corrosión del aluminio 
El aluminio metálico se recubre espontáneamente de una delgada capa de óxido que evita su 
corrosión. Sin embargo, esta capa desaparece en presencia de ácidos, particularmente del 
perclórico y clorhídrico; asimismo, en soluciones muy alcalinas de hidróxido potásico (KOH) o 
hidróxido sódico (NaOH) ocurre una enérgica reacción. La presencia de CuCl2 o CuBr2 también 
destruye el óxido y hace que el aluminio se disuelva enérgicamente en agua. Con mercurio y 
sales de éste, el aluminio reacciona si está limpio formando una amalgama que impide su 
pasivación. Reacciona también enérgicamente en frío con bromo y en caliente con muchas 
sustancias, dependiendo de la temperatura, reduciendo a casi cualquier óxido (proceso 
termita). Es atacado por los haloalcanos. Las reacciones del aluminio a menudo van 
acompañadas de emisión de luz. 
 
Reciclaje. Aluminio secundario 
El reciclado de un material es la única alternativa que existe para dañar lo menos posible el 
medio ambiente, y no vernos rodeados de montones de chatarra y residuos. 
El aluminio es cien por cien reciclable sin merma de sus cualidades. El refundido del aluminio 
necesita poca energía. El proceso de reciclado requiere sólo un 5% de la energía necesaria 
para producir el metal primario inicial. 
En Europa, el aluminio disfruta de tasas de reciclado altas que oscilan entre el 42 % de las 
latas de bebidas y el 85% de la construcción y el 95% del transporte. 
Al aluminio reciclado se le conoce como aluminio secundario, pero mantiene las mismas 
propiedades que el aluminio primario. El aluminio secundario se produce en muchos formatos 
y se emplea en un 80% para aleaciones de inyección. Otra aplicación importante es para la 
extrusión. Además de ser más baratos, los secundarios son tan buenos como los primarios. 
También tienen las certificaciones ISO 9000 e ISO 14000. 
La fundición de aluminio secundario implica su producción a partir de productos usados de 
dicho metal, los que son procesados para recuperar metales por pretratamiento, fundición y 
refinado. Se utilizan combustibles, fundentes y aleaciones, mientras que la remoción del 
magnesio se practica mediante la adición de cloro, cloruro de aluminio o compuestos orgánicos 
clorados. 
Las mejores técnicas disponibles incluyen: 
• Hornos de alta temperatura muy avanzados. 
• Alimentación libre de aceites y cloro. 
• Cámara de combustión secundaria con enfriamiento brusco. 
• Adsorción con carbón activado. 
• Filtros de tela para eliminación de polvos. 
Durante el año 2002 se produjeron en España 243.000 toneladas de aluminio reciclado y en el 
conjunto de Europa occidental esta cifra ascendió a 3,6 millones de toneladas. 
Chatarra de aluminio comprimida. 
Para proceder al reciclaje del aluminio primero hay que proceder a realizar una clasificación de 
selección de la chatarra y compactarla adecuadamente. Un residuo de aluminio es fácil de 
manejar porque es ligero, no arde y no se oxida y también fácil de transportar. El aluminio 
reciclado es un material cotizado y rentable. El reciclaje de aluminio produce beneficios ya que 
proporciona fuente de ingresos y ocupación para la mano de obra no calificada. 
 
Toxicidad 
Este metal ha sido considerado, durante muchos años, como inocuo para los seres humanos. 
Debido a esta suposición se fabricaron de forma masiva utensilios de aluminio para cocinar 
alimentos, envases para alimentos, y papel de aluminio para el embalaje de alimentos frescos. 
Sin embargo, su impacto sobre los sistemas biológicos ha sido objeto de mucha controversia 
en las décadas pasadas y una profusa investigación ha demostrado que puede producir efectos 
adversos en plantas, animales acuáticos y seres humanos. 
La exposición al aluminio por lo general no es dañina, pero la exposición a altos niveles puede 
causar serios problemas para la salud. 
La exposición al aluminio se produce principalmente cuando: 
• Se consumen medicamentos que contengan altos niveles de aluminio 
• Se inhala polvo de aluminio que esté en la zona de trabajo. 
• Se vive donde se extrae o procesa aluminio 
• Se colocan vacunas que contengan aluminio 
Cualquier persona puede intoxicarse con aluminio o sus derivados, pero algunas personas son 
más propensas a desarrollar toxicidad por aluminio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14.2 Cobre 
El cobre y sus aleaciones 
El cobre es el segundo metal en importancia en la historia de la humanidad. 
• Es el más barato y común de los metales nobles, puesto que se sitúa inmediatamente detrás 
del platino, el oro y la plata. 
• Es insustituible en muchas aplicaciones para las que la resistencia a la corrosión es un factor 
esencial. 
• Tiene propiedades muy importantes tales como la conductividad de la electricidad y el calor. 
• Tiene muchas aplicaciones en arte y decoración debido a su color cálido. 
• Presenta gran maleabilidad que facilita su trabajo. 
Sin embargo, el cobre puro no puede servir para todos los usos, sobre todo para los que 
requieren gran resistencia mecánica, buena maquinabilidad, gran resistencia a las 
temperaturas elevadas, resistencia al desgaste, etc. 
En estos casos se debe recurrir a ALEACIONES, es decir, a combinaciones del cobre con otros 
metales como zinc, aluminio, estaño, níquel, hierro, etc. 
Consideremos, entonces, los grupos en que se clasifican el cobre y sus aleaciones. 
Los grupos principales de aleaciones de cobre son los siguientes: 
• Cobres débilmente aleados 
• Aleaciones con alto contenido de cobre 
• Latones 
• Bronces 
• Cuproaluminios 
• Cuproniqueles 
• Alpacas 
 
Existen, además, otras aleaciones que contienen menos del 50% de cobre, tales como el Monel 
y las aleaciones para resistencias eléctricas. 
Es importante también, señalar el papel del cobre como elemento de adición (centésimas o 
milésimas) a diferentes metales, tales como el acero, el aluminio y el zinc, y también en el 
caso especial de la fundición. 
Detengámonos en cada uno de estos grupos de aleaciones revisando sus propiedades y 
aplicaciones. 
 
El cobre al combinarse con otros metales como zinc, aluminio, estaño, níquel, hierro u otros, 
adquiere otras cualidades o mejora las que posee. 
 
 
14.2.1 Cobres débilmente aleados 
Los cobres débilmente aleados son aquellos que poseen bajo contenido de elementos de 
adición (menos del 1%) y se utilizan cuando alguna de las propiedades de los cobres 
propiamente dichos es insuficiente. 
Como por ejemplo, cuando se requiere mejor: 
• Resistencia mecánica a temperaturas relativamente elevadas 
• Resistencia a la corrosión 
• Soldabilidad 
• Resistencia al reblandecimiento 
• Maquinabilidad 
Características de utilización y ejemplos de aplicaciones de cada una de estas composiciones. 
Algunos ejemplos de aplicaciones de estas aleaciones son: 
 
 
 
 
14.2.2 Aleaciones conalto contenido de cobre 
Estas aleaciones se utilizan cuando no es indispensable una conductividad eléctrica muy 
elevada pero se requiere de un material con otras propiedades como las siguientes: 
• Resistencia a la tracción 
• Dureza 
• Resistencia a la corrosión 
• Resistencia a la oxidación 
 
Son aleaciones con alto contenido de cobre: 
a) Cobre-Cadmio y Cobre-Cadmio-Estaño. 
b) Cobre-Cromo. 
c) Cobre-Berilio y Cobre-Berilio-Cobalto. 
d) Cobre-Níquel-Silicio. 
e) Cobre-Silicio- Manganeso. 
 
Algunas aplicaciones de las aleaciones con alto contenido de cobre son: 
 
Cobre-Cadmio y Cobre-Cadmio-Estaño 
• Líneas telefónicas 
• Conductores de líneas de ferrocarriles eléctricos. 
La aleación cobre-cadmio proporciona la conducción eléctrica, resistencia a la abrasión 
necesarias para el transporte de alta velocidad. 
 
Cobre-Bronce-Alpaca 
• Monedas 
Algunas moneda bimetálicas, tienen un centro de bronce (92% de cobre) y aro exterior de 
alpaca (70% de Cu, 15% Ni y 15% Zn). 
 
Cobre con Berilio y con Cobalto 
• Herramientas de cuproberilio para trabajos en presencia de materiales explosivos. (ejemplo: 
piquetas de bomberos). 
• Matrices para plásticos 
 
Cobre con Níquel y Silicio 
• Piezas para tracción eléctrica. 
• Piezas varias de contactos eléctricos 
 
Cobre con Silicio y Manganeso 
• Diversas cajas y accesorios para la industria eléctrica. 
• Artículos que deben permanecer en contacto con agua de mar, aguas ácidas o atmósferas 
corrosivas 
 
14.2.3 Latones 
Los latones son aleaciones a base de cobre y zinc. Contienen de 5 a 46% de este último metal 
y eventualmente, varios otros elementos en pequeñas proporciones. 
El diagrama de fases se da en la figura siguiente y es bastante complejo. En la zona de 
utilidad hay dos fases: la α que es una solución sólida de Zn en el Cu con estructura cúbica 
compacta y la fase β que es una disolución sólida pero con estructura cúbica centrada en el 
cuerpo. Según la composición los latones son α o bien α + β. El latón 80/20 tiene un color 
parecido al oro y se utiliza mucho en joyería para fabricar bisutería. El latón 70/30 contiene 
un 30 % de Zn (fase α) y se conoce como latón de cartuchería se utiliza en componentes de 
munición y lo más característico es su alta ductilidad. La fase α presenta mayor elasticidad y 
buenas propiedades para ser trabajado en frío, son relativamente blandos, dúctiles y fáciles de 
deformar plásticamente. Para los procesos de laminado en caliente se prefiere los latones α + 
β, que son más duros y resistentes que los anteriores. Estos son denominados 60/40 o metal 
de Muntz. Se utiliza en instrumentos musicales, monedas, radiadores de coches. El latón naval 
se le añade Sn (≈ 1%) para evitar la corrosión. A los latones se le puede añadir otros metales 
para mejorar las propiedades mecánicas como el Pb, Al o Ni. No hay aleaciones comerciales de 
latones con un contenido en Zn superior al 50 % ya que la presencia de la fase γ hace a la 
aleación muy frágil por lo que pierde el interés industrial. 
 
El color agradable de los latones, que varía del rosa al amarillo para contenidos crecientes de 
zinc, su buena resistencia a la corrosión y su aptitud para tratamientos superficiales (barnices 
transparentes, pátinas, recubrimientos diversos), permiten realizar económicamente objetos 
de bello aspecto, de larga duración y de mantenimiento fácil. 
 
Dentro de este grupo de aleaciones, se distinguen: 
• Los latones binarios o latones propiamente tales 
• Los latones con plomo 
• Los latones especiales 
 
Veamos primeramente las aplicaciones de los latones binarios Cobre-Zinc. 
 
Latones binarios cobre-zinc 
Los latones binarios tienen características muy específicas y sus aplicaciones están 
relacionadas con el porcentaje de zinc que contenga la aleación. 
Se emplean en: 
• Bisutería de fantasía. 
• Discos para monedas e insignias. 
• Quincallería. 
• Fundas de balas. 
• Aplicaciones industriales. 
• Instrumentos musicales. 
• Telas metálicas. 
• Radiadores de automóviles. 
• Accesorios de fontanería sanitaria. 
• Arquitectura. 
 
Latones con plomo 
Los Latones presentan grandes ventajas sobre todo para la fabricación de piezas mecánicas. 
Sin embargo, éstas necesitan frecuentemente un maquinado importante, por lo que se buscó 
mejorar la maquinabilidad de los latones agregando reducidos porcentajes de plomo (1 a 3%). 
Desde el punto de vista de la maquinabilidad, los latones con plomo están a la cabeza de todas 
las demás aleaciones. 
La aleación Cobre-Zinc y Plomo tiene variadas aplicaciones que pueden agruparse según la 
cantidad de Zinc y Plomo que contienen. 
 
Aplicaciones de los latones al plomo: 
 
 
 
Latones especiales 
Los Latones Especiales se obtienen añadiendo uno o más elementos a los latones simples con 
el fin de mejorar las características de estos. 
Los elementos utilizados industrialmente, además del plomo, son el estaño, aluminio, 
manganeso, hierro, níquel, silicio y, en pequeñas proporciones, arsénico. 
Estos elementos se agregan para mejorar las propiedades mecánicas y aumentar la resistencia 
a ciertas formas de corrosión. 
Entre los latones especiales los más importantes son los siguientes: 
• Latón con Aluminio 
• Latón Almirantazgo 
• Latón Naval (Cu, Zn y Sn, con ~ 1% Sn) 
• Latones de Alta Resistencia 
La Hélice naval de latón de alta resistencia, es una aplicación de latón especial. 
Por sus características, los latones especiales son utilizados en la fabricación de: 
• Tubos de condensadores 
• Tubos de evaporadores y de intercambiadores de calor 
• Quincallería naval 
• Engranajes 
• Tuberías para aire comprimido e hidráulica 
• Perfiles arquitectónicos 
 
 
 
14.2.4 Bronces 
Los auténticos bronces son aleaciones de cobre y de estaño, con contenidos que varían del 2 al 
20% de estaño (Sn). 
Los bronces contienen frecuentemente otros elementos, tales como P, Zn, Ni, Pb. 
Por siglos el hombre sólo conoció el cobre y el oro. Los que empleaban bronces binarios en su 
estado nativo los trataban como la piedra, es decir, los martillaba según la técnica corriente. 
Pasó largo tiempo antes de que aprendiera a fundir los metales y a hacer aleaciones. 
Con la aparición del bronce la metalurgia adquiere gran importancia: trajo transformaciones 
sociales y generó castas como las de los guerreros y los nobles. La transformación de las 
armas, de la piedra al bronce y posteriormente, del bronce al hierro, modificó las relaciones 
entre los pueblos y favoreció las grandes invasiones. Como consecuencia de esto, desapareció 
el aislamiento primitivo y se fomentó el comercio. 
El diagrama de fase binario Cu-Sn se representa en la figura siguiente. Estas aleaciones son 
más resistentes mecánicamente y a la corrosión que los latones. Aunque el diagrama de fases 
indica que la solubilidad del Sn en el Cu es hasta un 14 % para dar la fase α, si el contenido 
de la aleación es mayor del 5 % en Sn se obtiene una microestructura con fase δ 
metaestable. Esta fase se puede eliminar por recocido lento. La fase α se puede maquinar en 
frío y no suele contener más del 7 % de Sn. 
 
El bronce de estaño se suele utilizar con fines decorativos y ornamentales, así como donde se 
requiere elevada resistencia a la corrosión y buena resistencia a la tracción. Empleo como 
cojinetes, forros metálicos y engranajes. 
Se pueden distinguir dos familias de aleaciones de bronces: 
 
 • Bronces Forjados 
 
• Bronces Moldeados 
 
 • Bronces con Zinc 
 
• Bronces con Plomo 
 
Con respecto a las aplicaciones de los bronces, es útil mencionar las siguientes: 
• Alambres para telas metálicas 
• Tubos flexibles y tubos ondulados 
• Cadenas 
• Campanas 
• Aplicaciones navales 
 
Los usos del bronce son variados, pero ellos dependen de sus excelentes propiedades: 
Bronces binarios 
Bronces complejos 
• Resistenciaa la corrosión 
Por esto se considera apropiado para la fabricación de accesorios que deben estar en contacto 
con vapores o productos químicos. 
• Buena maleabilidad 
• Propiedades mecánicas y eléctricas 
 
14.2.5 Cuproaluminios 
Los cuproaluminios son aleaciones de cobre y aluminio con 5 a 11% de aluminio. 
Algunos tipos contienen también hierro, níquel o manganeso. 
Se caracterizan porque tienen: 
• Excelente resistencia a la corrosión. 
• Resistencia a la oxidación en caliente, buena resistencia mecánica en caliente y muy buena a 
temperatura ambiente y a baja temperatura. 
• Buenas características de fricción. 
• Amagnetismo. 
• Ausencia de chispas en el choque. 
• Soldabilidad excelente, incluso sobre acero. 
• Aspecto atractivo. 
Las aplicaciones de los cuproaluminios dependen de las características que se señalaron y de 
las cuales se destacará ahora la principal en cada caso. 
 
Sus aplicaciones incluyen: 
• Industria Papelera (debido a su resistencia a la corrosión) 
• Industria Petroquímica (ídem) 
• Tuberías de gases de escape (por su buen comportamiento en caliente) 
• Rejillas para hornos de gas (ídem) 
• Matrices y punzones para embutición (por su buena resistencia mecánica a tº ambiente) 
• Piezas diversas de aparatos que trabajan a baja temperatura 
• Engranajes y tornillos (por su buen comportamiento a la fricción) 
• Rodamientos (ídem) 
• Cadenas de anclas (por su antimagnetismo) 
• Armaduras para hormigón armado (ídem) 
• Refinerías de petróleo (por la ausencia de chispas ante los golpes) 
• Fábricas de pinturas (ídem) 
• Placas tubulares (por su soldabilidad) 
• Rotores de bombas (ídem) 
• Rejas y pasamanos de escaleras (por su aspecto atractivo) 
• Estatuas (ídem) 
 
Dentro de este grupo encontramos a los bronces al aluminio, que tienen una resistencia 
comparable a la del bronce al estaño. El diagrama de fases se da en la figura siguiente. 
Contienen aproximadamente un 10-11 de Al por lo que se sitúa en la zona α + γ del 
diagrama. Tiene una elevada resistencia a la corrosión principalmente marina. Se utiliza en 
engranajes, válvulas y bombas con uso continuo de agua de mar. Si los contenidos de Al son 
menores del 9 % se obtiene la fase α, la cual se utiliza en condensadores y cambiadores de 
calor. 
 
 
 
14.2.6 Cuproniqueles 
Se designa con el nombre de cuproníqueles a las aleaciones con menos del 50% de níquel. 
Los cuproníqueles propiamente dichos tienen contenidos de níquel que varían del 5 al 44%. 
El níquel es soluble en cobre en todas proporciones. Tiene una estructura CCC y la resistencia 
a la corrosión del bronce de níquel (30 % Ni) merece ser destacada. Esta aleación se utiliza en 
tuberías para agua salada cuyo poder de corrosión es muy elevado, también como 
cambiadores de calor. 
Sus propiedades son las siguientes: 
• Facilidad de conformación en frío y en caliente. 
• Facilidad de moldeo. 
• Buenas características mecánicas, incluso a bajas y altas temperaturas. 
• Propiedades eléctricas especiales de los tipos con alto contenido de níquel. 
• Color plateado y aspecto atractivo. 
• Buena resistencia a la corrosión. 
También, en el grupo de los cuproníqueles se distinguen dos subgrupos: 
• Cuproníqueles binarios 
• Cuproníqueles complejos (que contienen un tercer o cuarto elemento). 
 
Con respecto a sus aplicaciones, destacaremos algunas de ellas: 
• Monedas. 
• Conducción de agua de mar, limpia y contaminada, estancada o en circulación rápida. 
• Protección de maderas. 
• Aparatos de medida. 
• Aparatos de calefacción. 
• Enfundado de cables sumergidos o expuestos a atmósferas corrosivas. 
 
 
 
 
 
 
14.2.7 Cuproberilios 
Un nuevo tipo de aleaciones de cobre de alta resistencia son denominadas cobres al berilo. 
Poseen una alta resistencia a la tracción (1400 MPa), excelente propiedades eléctricas, y gran 
resistencia a la corrosión y al desgaste por lubricantes. La elevada resistencia mecánica se 
consigue mediante tratamientos termo-mecánicos de endurecimiento. Son aleaciones caras ya 
que contienen entre 1 y 3 % de Be. Las aplicaciones típicas son cojinetes para turbinas de 
turborreactores, muelles, diafragmas e instrumentos quirúrgicos y dentales. 
 
14.2.8 Alpacas 
Las alpacas son aleaciones de cobre, níquel y zinc, en diversas proporciones. 
Sus aplicaciones son muy diversas y están basadas, esencialmente, en sus propiedades físicas, 
químicas y mecánicas. 
Entre las principales utilizaciones están las siguientes: 
• Piezas para equipos de telecomunicaciones 
• Orfebrería 
• Decoración 
• Arquitectura 
• Puertas, picaportes, barandillas, apliques, lámparas, etc. 
• Cubiertos 
En relación con estos últimos, quizás Ud. podría hacer la prueba y consultar en una tienda por 
diversos tipos de cubiertos para la mesa. Seguro que le van a mencionar, entre otros, los 
cuchillos, tenedores y cucharas de alpaca. En ese momento Ud. ya tendría que estar en 
condiciones de saber que esos cubiertos están hechos de cobre con níquel y zinc. 
 
Algunos de los usos de la alpaca son: 
 
 Cubiertos Vajilla 
 
 
Alpacas con plomo 
Debido a que las alpacas presentan una maquinabilidad relativamente baja, es necesario 
mejorar esta propiedad agregando plomo. 
Las alpacas con plomo pueden ser moldeadas. Sin embargo, se encuentran más 
frecuentemente, en forma de productos forjados, tales como chapas o barras que se prestan 
bien al maquinado, como asimismo llaves y bulones. 
En relación con las alpacas, señalamos que al igual que otras aleaciones, sus aplicaciones son 
variadas, pero se destacaron algunas áreas como las Telecomunicaciones, Arquitectura, 
Decoración, etc. 
Se señaló también, que debido a su baja maquinabilidad, se la combina con plomo para 
mejorar esta característica. 
 
Otras aleaciones de cobre 
Finalmente, es necesario mencionar que existe un grupo de aleaciones en el que se incluyen 
algunas de escasa importancia técnica y otras de gran interés, pero que contienen menos del 
50% de cobre y que por esta razón no son consideradas como aleaciones de cobre 
propiamente dicho. 
 
 
 
 
 
 
 
14.3 Aleaciones de cinc 
 
 
14.4 Aleaciones de plomo 
El plomo es un metal blanco azulado que cristaliza en la red C.C.C. de parámetro de red alto, 
por lo que tiene una gran ductilidad (A = 50%), poca dureza (HB = 6,9) y poca resistencia a la 
tracción (R = 20 MPa). Esto lo hace apto para fabricar láminas finas, tubos, hilos, etc. 
La temperatura de fusión del plomo es de 327ºC. 
El plomo se deforma por la acción de su propio peso (densidad = 11.36), por lo que tiene una 
resistencia a la fluencia pequeña. 
En cuanto sus aptitudes frente a la corrosión, decir que el aire seco, el agua destilada y el 
agua de lluvia, atacan y oxidan al plomo, deteriorándolo con prontitud. Sin embargo, 
atmósferas normales o agua potable, donde siempre hay sales disueltas (carbonatos, sulfatos, 
etc.), crean una costra superficial (perfectamente adherida al plomo) de sales de plomo, que 
además es dura y tenaz e impide la posterior oxidación del plomo (fenómeno de pasivación). 
Por esto se utilizaba en conducciones de agua (ahora reemplazado por el “Hidrobronz”) 
Otra característica del plomo es tener un punto de recristalización muy bajo, inferior a 0ºC, por 
lo que no puede endurecerse por trabajo en frío. 
En general, otras aleaciones o materiales, están desplazadas al plomo en sus aplicaciones, que 
tradicionalmente son: 
- Laminas para recubrir depósitos de ácido sulfúrico. 
- Tuberías de saneamiento y láminas para juntas de tejados en arquitectura. 
- Revestimiento de cables conductores. 
- Óxidos de Pb para pinturas anticorrosivas, actualmente prohibidas. 
- Como elemento de aleación en aceros y otras aleaciones para mejorar la maquinabilidad. 
- Par crear aleaciones de bajo punto de fusión, alguna de las cuales veremos en este capítulo. 
 
Dado que uno de losusos del Pb es en materiales antifricción, definiremos a estos últimos. 
El trabajo de un material antifricción es duro. Imaginemos por ejemplo un cojinete de 
antifricción, montado en el eje de cola de un barco (Fig. siguiente), que está sometido a 
rozamientos, desgastes, presiones elevadas, etc. 
Esto nos hace intuir que un material antifricción debe poseer las siguientes propiedades: 
- Plasticidad, para que se deforme y se adapte al eje. 
- Resistencia a la presión (compresión) y tenacidad. 
- Resistencia al desgaste, pero que no se desgaste el eje. 
- Bajo coeficiente de rozamiento. 
- Conductividad calorífica, para que se disipe bien el calor y no haya sobrecalentamientos. 
- Adherencia con el metal base del cojinete. 
- Resistencia a la corrosión. 
- Bajo punto de fusión, Debe fundirse el antes de que se deteriore el eje. 
 
 
 Esquema del montaje de un cojinete 
 
 
 
 
 
Los metales antifricción al Pb-Sb, siguen el diagrama de fases que se esquematiza en la Fig. 
siguiente 
 
 
 Diagrama de fases Pb-Sb Micrografía metal antifricción al Pb-Sb 
 
El plomo (3 HB) y el antimonio (30 HB) son blandos, por lo que se utiliza la aleación eutéctica, 
que es algo más dura y tenaz, a la vez que posee un punto de fusión bajo. De todos modos a 
esta aleación debemos agregarle partículas duras, ya que ella sola se desgastaría con rapidez. 
Para ello se agregan pequeños porcentajes de Cu y de Sn que forman los compuestos 
intersticiales CuSn y SnSb muy duros. 
El principal inconveniente de estas aleaciones es su alto límite elástico y punto de fusión, 
aunque se utilizan bastante. 
Por lo tanto la aleación se vería como una matriz eutéctica en las que están dispersas unas 
partículas cúbicas (SnSb) y otras estrelladas (CuSn), que son las que aguantan el desgaste. 
En la micrografía se observa una aleación Babbitt al Pb-Sb-Sn. 
 
Aleación para cojinetes que tiene Pb como elemento principal, más 15% de Sb y 5% de Sn. Se 
observan cubos correspondientes al compuesto SbSn en una matriz eutéctica de Pb y Sb. 
 
Los metales antifricción al Pb-Sn, siguen el diagrama de fases que se esquematiza en la Fig. 
siguiente 
 
 Diagrama de equilibrio Pb-Sn 
 
Tienen como fase matriz aleaciones próximas al eutéctico Pb-62%Sn. y bajo punto de fusión, 
como puede observarse en el diagrama, por lo que requieren bastante lubricación. 
Para conseguir las partículas duras se les agrega Cu y Sb. 
 
11,2 
 
 
 
 
 
 
 
Bibliografía del Capítulo: 
 
http://tabay.unam.edu.ar/aulavirtual/moodledata/8/Aluminio.pdf (aleaciones de aluminio) 
 
http://ingenieriademateriales.wordpress.com/2009/04/17/manual-del-aluminio-y-sus-
aleaciones/ 
 
www.procobre.cl/capitulo3opt.pdf (aleaciones de cobre) 
 
http://webdeptos.uma.es/qicm/Doc_docencia/Tema3_CM (aleaciones de cobre) 
 
http://tabay.unam.edu.ar/aulavirtual/moodledata/8/Aluminio.pdf
http://ingenieriademateriales.wordpress.com/2009/04/17/manual-del-aluminio-y-sus-aleaciones/
http://ingenieriademateriales.wordpress.com/2009/04/17/manual-del-aluminio-y-sus-aleaciones/
http://www.procobre.cl/capitulo3opt.pdf
http://webdeptos.uma.es/qicm/Doc_docencia/Tema3_CM