OS METAIS

METAIS
• Nesta unidade centrarémonos nos metais, os distintos tipos de metais, as súas propiedades,
como se obteñen e as súas diferentes aplicacións. En particular, centraranse no aceiro e no
proceso de fabricación do aceiro.
OBXECTIVOSS
• Comprenderdeondeobtemosometal,assúaspropiedadesecomoseusa.
• Clasificaosmetaisenférreosounonférreosecomprendeassúaspropiedadeseasprincipaisaliaxes.
• Comprendereutilizarashabilidadesbásicasparaconformar,utilizar,unirerematarcorrectamenteosmetais,cumprindoasnormasdeseguridadeesaúdeadecuadas.
• Comprenderoimpactoambientaldaminería,transformaciónedesguacedemetaisetaménosbeneficiosdereciclar.

METAIS
• Os metais son substancias procedentes de minerais que conteñen un ou máis elementos metálicos, e
ás veces substancias non metálicas como o carbono.
• Teñen moitos usos e son un elemento fundamental no transporte, as telecomunicacións, a
agricultura, a construción ou a industria manufactureira, entre outros sectores.
• Imos ver o proceso desde a extracción de minerais (materia prima) ata o uso do metal para facer
diferentes obxectos.

COMO SE OBTEÑEN OS METAIS
• Os metais proceden de minerais que forman parte das rochas.
• O aluminio, por exemplo é extraído de minerais como a bauxita.
• A minería realízase en minas superficiais se os minerais están preto da superficie,
ou en minas subterráneas se están máis profundas baixo a superficie.
• Nas minas, os minerais útiles, ou mineral, e os minerais inútiles, ou ganga están
xuntos e deben separarse mediante diferentes procesos físicos. Cando se separa o
mineral da ganga, o seguinte paso é facer metal a partir do mineral. O mineral
lévase a unha ferrería e sofre complexos procesos físicos e químicos.
Autor: Daniavieira
https://geoinnova.org

COMO SE OBTEÑEN OS METAIS
• A metalurxia é o grupo de industrias implicadas na minería e transformación
de minerais metálicos.
https://pixnio.com/ Autor: Tama66

CLASIFICACIÓN DOS METAIS
• Segundo a súa orixe, os metais pódense clasificar en férreos ou non férreos:
• Metais férreos: O seu compoñente principal é o ferro (Fe). Inclúen ferro puro,
aceiro e fundición.
• Metais non férreos: o seu compoñente principal non é o ferro, ou o conteñen
moi pouco. Este grupo inclúe cobre, bronce, aluminio, cinc, e as súas aleacións.

PROPIEDADES DOS METAÍS
• Como probablemente verás, os metais son duros, non adhesivos, fríos e moi lisos se foron puídos ou tratados.
• Algunhas características son:
• Brillo característico.
• Máis denso e pesado que outros materiais.
• Gran resistencia mecánica. Soportan grandes esforzos, presións e golpes.
• Adoitan ser resistentes, maleables e dúctiles, polo que é fácil darlles forma.
• Son bos condutores da electricidade e da calor.
• Adoitan ser sólidos a temperatura ambiente, agás o mercurio, que é un líquido.
• Son maleables e dúctiles: poden deformarse formando chapas e fíos sen sufrir rotura.
• Os metais teñen plasticidade cando non son capaces de recuperar a súa forma inicial ao final da forza que tende a deformalo. O oposto á plasticidade é a elasticidade.
• Os metais oxídanse o reaccionar o metal co osíxeno do aire ou da auga e cuberto cunha capa de ferruxe. Os metais férreos oxidan con bastante facilidade, pero o ouro case non se
oxida.
• Os metais pódense reciclar: é dicir, unha vez descartados, pódense reutilizar máis tarde.
• Os metais son materiais non renovables: é dicir, algún día esgotaranse metais, pois as minas esgotarán as súas reservas minerais.
• Algúns metais son tóxicos: é dicir, danan aos seres vivos. Temos o caso do chumbo e o mercurio.
• Sofren modificación do seu volume (expansión e contracción): un metal dilatase cando aumenta de tamaño ao aumentar temperatura e contrae cando diminúe de tamaño coa
diminución da temperatura.
• Todos os metais teñen estado sólido e líquido. O súa capacidade de cambio o aumentar a temperatura é a fusibilidade.
• Soldabilidade: é a capacidade dalgúns metais de unirse a altas temperaturas..

OS MATERIAS FÉRRICOS
• Os metais férricos son o ferro e as súas aliaxes, o ferro doce ou foxado, o aceiro e a fundición.
• Son os máis utilizados debido ó seu baixo custe de extracción e obtención.
• O ferro é o elemento químico (fe) que constitúe o 5% da codia terrestre (2º metal máis abundante).
• Non está presente en estado puro senón en combinación con outros elementos en minerais:magnetita, siderita,
hematita…
• Presenta propiedades magnéticas:
1) é atraído polos imáns.
2) pode convertirse nun imán temporal (magnetización ou imantación)
por fricción cun imán permanente ou en presenza dunha corrente eléctrica (electroimán).
• O principal inconveniente é que pode oxidarse ó reaccionar co osíxeno do aire ou auga degradando o metal ata provocar
a súa rotura.

OS MATERIAS FÉRRICOS
• O ferro ten alta temperatura de fusión, máis de 1.500ºc. Este é o motivo polo que a súa metalurxia foi
tardía, posterior ó cobre e ó bronce. Supón a 3ª idade dos metais, a idade de ferro (700 a.C.). O
domiño da metalurxia do ferro e as súas aplicacións foron cruciais para o avance da agricultura, da
gandería, guerras…
• A forxa. A forxa artesanal dos ferreiros era a forma tradicional de moldear o metal: consiste nunha
fragua ou fogón no que se aviva o lume mediante aire procedente dun fuelle. O metal ponse ó “roxo
vivo” ou incandescente (800ºc) e golpéase co martelo sobre un yunque para moldealo e eliminar
impurezas. Logo deixábase enfriar rápidamente (templar) nun recipiente.
https://www.termiser.com/

TIPOS DE METAIS FÉRRICOS
• O ferro puro ten moi poucas aplicacións técnicas debido a que as súas propiedades son moi
deficientes. Pero se o combinamos con pequenas cantidades de carbono, un non metal, mellora
notablemente as súas propiedades. Segundo a cantidade carbono que se agrega ó ferro, podemos
distinguir as seguintes aliaxes: ferro doce, aceiros e fundicións. Os aceiros supoñen o metal máis
importante polas súas aplicacións.
• Segundo a porcentaxe de carbono, os metais ferrosos clasifícanse como:
• Ferro puro ou doce: a concentración de carbono está entre o 0,008% e o 0,03%.
• Aceiro: entre 0,03% e 1,76%.
• Fundicións: entre 1,76% e 6,67%.

TIPOS DE METAIS FÉRRICOS

TIPOS DE METAIS FÉRRICOS

TIPOS DE METAIS FÉRRICOS

O PROCESO DE ELABORACIÓN DO ACEIRO
• O proceso de fabricación de aceiro inclúe as seguintes etapas:
• O mineral de ferro lávase para eliminar calquera impureza.
• Tritúrase e peneirase para separar a ganga do mineral.
• O mineral mestúrase con coque e pedra caliza, e despois métese nun alto forno con temperaturas superiores a 1
500 °C, conséguese
• Escoira (slag) e un subproduto
composto por carbono e outras impurezas.
• Arrabio (pig iron), lévase a un conversor para:
• reducir a porcentaxe de carbono.
• eliminar impurezas.
• axustar a composición do aceiro engadindo
outros elementos como níquel ou cromo.
Mineral
ferro
Aire quente
Escoria
Arrabio

O PROCESO DE ELABORACIÓN DO ACEIRO
• Para mellorar as propiedades mecánicas do aceiro, sofre diferentes procesos térmicos.
• Temperado: A súa finalidade é aumentar a dureza e a resistencia do aceiro. Para iso, quéntase o aceiro a unha
temperatura lixeiramente máis elevada que a crítica superior ac (entre 900-950 °C) e arrefríase logo máis ou menos
rapidamente (segundo características da peza) nun medio como auga, aceite etc.
• Revenimento: aplícase a pezas que foron previamente temperados e reteñen defectos ou tensións consecuencia
deses procesos. Con este proceso conservan parte da dureza e aumentan a tenacidade. O revenido consegue
diminuír a dureza e resistencia dos aceiros temperados, elimínanse as tensións creadas na témpera e mellórase a
tenacidade, deixando ao aceiro coa dureza ou resistencia desexada. Distínguese basicamente do temperado en canto
á temperatura máxima e velocidade de arrefriado.
• Recocemento: consiste basicamente nun quecemento ata temperatura de austenitización (800-925 °c) seguido dun
arrefriado lento. Con este tratamento lógrase aumentar a elasticidade, mentres que diminúe a dureza. Tamén facilita
o mecanizado das pezas ao homoxeneizar a estrutura, afinar o gran e abrandar o material, eliminando a acritude que
produce o traballo en frío e as tensións internas.
• Normalizado: ten por obxecto deixar un material en estado normal, é dicir, ausencia de tensións internas e cunha
distribución uniforme do carbono. Adóitase empregar como tratamento previo ao temperado e ao revenimento.

OS MATERIAS NON FÉRROSOS
• Propiedades como baixo peso específico (son materiais en xeral blandos), pouca ou nula oxidación en
condicións normais, así coma fácil manipulación (teñen pouca resistencia mecánica), contribúen a que
os metais non ferrosos teñan gran aplicación na fabricación de produtos.
• Os metais non ferrosos pódense clasificar segundo o seu peso específico:
Tipo Valor de densidade Exemplo
Pesados ≥ 5kg/dm3 Estaño, cobre, zinc,
chumbo, cromo, níquel,
wolframio e cobalto.
Lixeiros 2kg/dm3< d < 5kg/dm3 Aluminio e titanio
Ultralixeiros d ≈ 2kg/dm3 Magnesio e berilio.

OS MATERIAS NON FÉRROSOS
• Ultralixeiros
Metal Propiedades Usos Orixe
Magnesio Branco brillante e
prateado; moi
lixeiro, brando e
maleable, pero
pouco dúctil;
reacciona moi
fortemente co
osíxeno.
A pirotecnia (fogos
de artificio), a
industria
aeroespacial e do
automóbil, e as
bicicletas.
Magnesita,
dolomita, carnalita,
epsomita e olivina

OS MATERIAS NON FÉRROSOS
• Lixeiros
Metal Propiedades Usos Orixe
Aluminio Branco prateado;
altamente resistente
á corrosión; moi
suave; baixa
densidade; alta
maleabilidade e
ductilidade; bo
para conducir
electricidade e
calor.
Liñas eléctricas de
alta tensión, avións,
coches, bicicletas,
carpintería lixeira,
cubertas8,
decoración,
utensilios de cociña
e latas de bebidas.
Bauxita

OS MATERIAS NON FÉRROSOS
• Lixeiros
Metal Propiedades Usos Orixe
Titanio Branco prateado,
brillante; luz; moi
duro e forte.
A industria
aeroespacial,
construción de
estruturas e
próteses médicas
(membros
artificiais).
Rutile and ilmenite

OS MATERIAS NON FÉRROSOS
• Pesados
Metal Propiedades Usos Orixe
Cobre Avermellado, moi
brillante; brando;
bo condutor
eléctrico e térmico;
moi maleable e
dúctil; ferruxe
facilmente..
Cableado eléctrico,
liñas telefónicas,
tubaxes,
radiadores,
decoración,
arquitectura,
xoiería e artesanía.
Cuprita, calcopirita
e malaquita

OS MATERIAS NON FÉRROSOS
• Pesado
Metal Propiedades Usos Orixe
Latón Moi resistente á
corrosión.
Artesanía, xoiería,
fontanería,
condensadores e
turbinas.
Cobre e zinc
Bronce Resistente ao
desgaste xeral e á
corrosión
Hélices de barcos,
filtros, campás da
igrexa, esculturas,
porcas, rodamentos
e engranaxes.
Cobre e estaño

OS MATERIAS NON FÉRROSOS
• Pesados
Metal Propiedades Usos Orixe
Zinc Gris azulado;
fráxil; non moi
difícil.
Cubertas,
fontanería e na
industria do
automóbil. Unha
capa
de cinc emprégase
noutros materiais
para deter a
corrosión
Sphalerite e
hemimorphite

OS MATERIAS NON FÉRROSOS
• Pesados
Metal Propiedades Usos Orixe
Estaño Branco brillante;
moi suave e
maleable; non se
oxida a
temperatura
ambiente.
Folla de estaño e
placa de estaño (unha
folla de aceiro
recuberta por ambos
lados cunha fina capa
de estaño).
Aliado con chumbo,
úsase para soldar
suavemente.
Cassiterite

OS MATERIAS NON FÉRROSOS
• Pesados
Metal Propiedades Usos Orixe
Chumbo Gris prateado;
suave e maleable;
os fumes de chumbo
son tóxicos cando se
inhalan.
Baterías, medidas
de protección
contra a radiación
nuclear.
Un aditivo en vidro
para aumentar a
súa dureza e
engadir peso
Galena

TÉCNICAS DE CONFORMADO
• Para fabricar pezas para a venda ou para a industria, o metal pasa por unha serie de procesos de
conformación, dependendo do tipo de metal e do que queremos facer.
• Son técnicas utilizadas para cambiar a forma da peza de metal mediante a aplicación dunha forza
externa. Pódese facer cando o metal está quente ou a temperatura ambiente.

TÉCNICAS DE CONFORMADO
• Laminación
O metal non procesado pásase por unha serie de rolos que o comprimen, reducen o
seu espesor e aumentan a súa lonxitude. Normalmente faise cando o metal está
quente.
Usos: chapas, chapas, barras...
• Extrusión
O metal quente é empuxado a través dun burato por un pistón, usando compresión.
Usos: Barras, tubos e outras formas.

TÉCNICAS DE CONFORMADO
• Forxa
A peza metálica está conformada mediante forzas de
compresión repetidas e continuas utilizandomartelos,
pinzas e yunques.
A forxa manual foi substituída pola forxa industrial ou
mecánica. A peza colócase nunha plataforma que fai de
yunque. Mediante unha máquina neumática ou
hidráulica, o martelo sobe e cae sobre a peza unha e outra
vez. A forxa adoita realizarse cando a peza está quente.
Usos: varandas, cabeceiras de cama, ferraduras, chaves,
ferramentas, cravos, parafusos, remaches, pezas do
motor...

TÉCNICAS DE CONFORMADO
• Estampación
O metal quentado colócase entre dous troqueles, un fixo e outro móbil. Os
troqueles son a forma do obxecto que queremos facer. Presionan entre si para que a
peza tome a forma do troquel.
Usos: pezas de carrocería, radiadores...

TÉCNICAS DE CONFORMADO
• Punzoado
Trátase dun proceso de forxa en frío: unha chapa de metal é golpeada cun punzón para dar a forma
necesaria nun molde.
Usos: pezas ocas de 15, como rodamentos, a partir de pezas planas.
• Dobrado
Unha chapa metálica é sometida a forza para facer unha forma curva cun raio de curva específico.
Usos: Pezas curvas ou con ángulos.

TÉCNICAS DE CONFORMADO
• Trefilado
Un fío é tirado por un burato que ten as dimensións necesarias. Emprégase un tambor xiratorio para
tiralo a través do burato para aumentar a súa lonxitude mentres se reduce o seu diámetro.
Usos: cordas e fíos metálicos.

TÉCNICAS DE MOLDEO
• O metal fundido bótase nun recipiente cun espazo oco no seu interior, que é a forma do obxecto que
queremos facer. O molde pode ser de area, aceiro ou ferro fundido.
• O metal quéntase nun forno.
• O metal líquido bótase no molde.
• Déixase arrefriar.
• Retírase a peza do molde.
• Usos: Bloques motor, bocas de incendio, pezas pequenas e aliaxes con baixo punto de fusión, adornos,
xoias, esculturas e implantes dentais.

TRABALLO DO METAL
• Usamos ferramentas manuais e eléctricas para estas técnicas. Observaremos marcado, corte,
perforación, conformación e acabado.
• Marcado.
• Punzón central e trazador
• O punzón central utilízase para marcar liñas e o trazador para marcar puntos nas follas de metal.
• Como marcar unha peza de metal:
1. Coloca o punzón central no punto que queres marcar e golpea con forza o outro extremo do trazador unha
vez cun martelo.
2. Use o trazador para marcar liñas rectas no metal. Debes usar regras e regras de carpinteiro como as que
podes ver nas imaxes.

TRABALLO DO METAL
• Usamos ferramentas manuais e eléctricas para estas técnicas. Observaremos marcado, corte, perforación,
conformación e acabado.
• Marcado.
• Punzón central e trazador
• O punzón central utilízase para marcar liñas e o trazador para marcar puntos nas follas de metal.
• Como marcar unha peza de metal:
1. Coloca o punzón central no punto que queres marcar e golpea con forza o outro extremo do trazador unha vez
cun martelo.
2. Use o trazador para marcar liñas rectas no metal. Debes usar regras e regras de carpinteiro como as que podes ver
nas imaxes.
3. Tamén pode usar divisores para debuxar liñas, círculos e arcos e para transferir medidas

TRABALLO DO METAL
• Cortado.
• Taladrado e punzonado

TRABALLO DO METAL
• Lixado

TRABALLO DO METAL
• Maquinas CNC
• Son maquinas de control numérico
• Baseanse na introducción de coordeadas.
• Son unha mezcla de tornos com fresadoras.

ACABADO
• Acabado
• O acabado consiste en eliminar as imperfeccións da superficie, pulir e protexer os metais da auga e da corrosión.
• Lixadora. Un lixadora úsase para refinar as superficies a dimensións precisas e precisas e para eliminar calquera imperfección.
Podemos utilizalo en pezas planas ou cilindros.
• Lapeado. Unha máquina lapeadora ten un asa vertical e discos abrasivos. Normalmente úsase para rematar ocos e superficies
cónicas, e é moi preciso.
• Bruñido. Esta técnica produce un brillo, utilizando unha roda de pulido xiratorio, rodas ou tiras abrasivas.
• Pulido. Esta técnica tamén produce un brillo. Utilízase unha roda de pulido mecánica cun disco ou rolo de aceiro, que pode ser
abrasivo.
• Revestimento. Esta técnica úsase para protexer o metal. O metal está revestido18 de plástico ou doutros metais, por exemplo. zinc,
prata, ouro, níquel ou cromo. Esta técnica chámase galvanización. Tamén se poden utilizar pinturas, vernices e esmaltes.

TÉCNICAS DE UNIÓN
• Cando a peza estea rematada e lista, podemos unila a outra peza mediante unións permanentes ou
temporais.
• Unións permanentes:
• Soldadura: é o proceso de unir metal entre si, usando presión e calor na superficie. Hai varios tipos:
• Branda: Usamos unha aliaxe de estaño e chumbo. Este quéntase cun soldador eléctrico, que alcanza temperaturas de
400 °C.
• Forte: O latón ou o cobre quéntase con un soplete a unha temperatura de 800 °C. Támen o aceiro com soldaduras
por arco e por sistemas de oxiacetileno, as cales acadan ata 3000ºC.

TÉCNICAS DE UNIÓN
• Unións permanentes:
• Remaches: Este é un tubo metálico cunha cabeza nun extremo, introdúcese nas unidas e despois, cunha
ferramenta coñecida como remachadora, colócase unha cabeza no outro extremo, e unense as pezas..
• Presión: . Neste tipo de xuntas, introdúcese nas aberturas das pezas para ter un diámetro algo maior que a
abertura mediante un martelo ou presión . A veces é necessário quentar.
• Pegamentos.

TÉCNICAS DE UNIÓN
• Unións temporais
• Se se usan unións temporais, pódense unir e separar de novo sen romper a unión nin danar as pezas.
Porcas e parafusos Parafusos Parafusos de soporte roscados
Chaveta e peche Eixos estriados Articulacións deslizantes