cucharón con aleación de hierro fundido y carbono

Uso de aleaciones en la industria de las herramientas

Aleación se define como 'mezcla homogénea de dos o más materiales'. Las de metal son las más comunes. Pero también las mezclas de plásticos son aleaciones y, de hecho, pueden incluir elementos de distinta naturaleza.

Ejemplos de aleaciones

Acero y latón son las aleaciones más usadas por la industria.

Acero

El acero se obtiene al mezclar hierro con hasta un 1.7 % de carbono. Para mejorar su dureza y resistencia a la abrasión —propiedades capitales en el acero para herramientas—, se puede sustituir parte del hierro por cromo, vanadio, molibdeno y otros elementos. Se llaman entonces aceros aleados para distinguirlos del acero al carbono, que supone un 90 % del acero comercializado.

Herramienta de acero aleado al cromo vanadio
Llave combinada de acero aleado al cromo vanadio. El cromo mejora la resistencia de la herramienta a la corrosión; el vanadio aumenta el límite elástico y la resistencia a la tracción de la aleación.

Latón

El latón, por su parte, es una aleación de cobre y zinc que puede incluir hierro, silicio, plomo y estaño. Por ser fácil de mecanizar y resistente a la corrosión, se usa para hacer piezas de fontanería tales como uniones, válvulas y grifos. En herramientas figura, por ejemplo, en la pieza corredera del gramil de carpintero.

¿Cómo se fabrica una aleación?

Las aleaciones no son difíciles de producir. El método de manufactura comprende los siguientes pasos:

  1. Medir con precisión la cantidad deseada de cada elemento.
  2. Derretirla en un recipiente apropiado.
  3. Mezclar bien ambos metales.

El elemento principal de la aleación se puede derretir por separado antes de mezclarlo con el resto de materiales. Para eso hace falta calor. ¡Mucho calor! Se emplean gas, petróleo o electricidad para derretir los lingotes. Hay hornos eléctricos de inducción y también hornos de arco eléctrico.

La industria metalúrgica, por ejemplo, emplea hornos de hasta 400 toneladas de capacidad. Por cierto: siderurgia y metalurgía no son la misma cosa. La primera estudia técnicas para tratar el mineral de hierro y obtener aceros, mientras que la segunda es la ciencia que trata con metales en general.

De vuelta a las aleaciones, alear aceros en casa sí sería difícil por dos motivos. En primer lugar, si se parte de chatarra como materia prima —como a menudo se hace— ¡la chatarra ya es en sí misma una aleación! De hecho, el hierro puro es una rareza en la chatarrería. ¿Cómo calcular, entonces, el peso de la mezcla?

En segundo lugar, para conseguir la aleación, se debe evitar la contaminación de la mezcla fundida. La escoria flotante previene la oxidación, pero el proceso debe controlarse minuciosamente.

Las aleaciones en la industria de las herramientas

Las aleaciones mejoran, y mucho, las propiedades de los metales. De hecho, buena parte de las herramientas se fabrican casi siempre con aleaciones y pocas veces con metales puros. Y hablando de fabricar... no podemos olvidarnos de las aleaciones sinterizadas.

Aleaciones por pulvimetalurgia y sinterización

La sinterización es el cuarto proceso de la pulvimetalurgia, o metalurgia de polvos. Esta técnica mezclar metales sólidos en polvo y los calienta por debajo del punto de fusión para fabricar piezas sólidas. Así se fabrica, por ejemplo, la vidia.

Vidia o carburo de wolframio es el material con que se hacen las plaquitas de las brocas para perforar paredes de piedra, ladrillo u hormigón. También se hacen en vidia los dientes de los discos de las sierras de mesa para carpintería, por poner otro ejemplo.

Broca para hormigón con placas soldadas de aleación de vidia
Las plaquitas de vidia que esta broca tiene soldada en la punta se fabrican por sinterización de aleaciones.

Aleaciones industriales más usadas

Para concluir, he aquí algunas de las aleaciones más usadas en la industria:

  • Acero: mezcla de hierro y carbono. Si el carbono excede el 1.7 %, ya no es acero, sino fundición.
  • Alpaca: aleación ternaria (tres metales) de zinc, cobre y níquel
  • Bronce: la base es cobre y se añade entre un 3 % y un 20 % de estaño
  • Latón: aleación de color dorado de cobre y zinc
  • Nicrom: aleación de níquel y cromo que se usa para fabricar el hilo de los cortadores de poliestireno
  • Peltre: estaño, cobre, antimonio y plomo se combinan para formar peltre

Para aprender más sobre aleaciones, puedes consultar, por ejemplo, algún número de Revista de metalurgia, publicada por el CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas)? Desde 1965 en papel —y desde 2007 en internet—, esta revista científica se centra en investigaciones sobre temas relacionados con los metales y sus aleaciones. En ella se pueden leer artículos sobre los últimos avances en metalurgia y ciencia de los materiales. El acceso es libre y gratuito.

Deja un comentario

cucharón con aleación de hierro fundido y carbono