Introducción
Las aleaciones de cobre fundido se utilizan ampliamente en diversas industrias debido a sus excelentes propiedades, incluida la resistencia a la corrosión, la conductividad térmica y la facilidad de fundición. Estas aleaciones se producen fundiendo y vertiendo cobre y otros elementos en moldes para crear formas complejas. Este artículo explora los tipos comunes de aleaciones de cobre fundido, sus propiedades y aplicaciones.
Aleaciones de cobre y estaño (bronce)
Las aleaciones de bronce se encuentran entre las aleaciones de cobre fundido más comunes. Por lo general, contienen cobre y estaño como elementos primarios.
| Tipo de aleación | Propiedades clave | Aplicaciones comunes | Resistencia a la tracción (MPa) | Dureza (HB) |
|---|---|---|---|---|
| Bronce con alto contenido de estaño | Alta resistencia, buena resistencia a la corrosión. | Cojinetes, casquillos, engranajes. | 310-380 | 80-100 |
| Bronce medio estañado | Excelente resistencia al desgaste, baja fricción. | Asientos de válvulas, componentes de bombas. | 240-310 | 60-85 |
| Campana Bronce | Alta dureza, buena maquinabilidad. | Campanas, instrumentos musicales. | 200-240 | 90-110 |
Las aleaciones de bronce ofrecen un buen equilibrio entre resistencia, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión, lo que las hace adecuadas para diversas aplicaciones industriales.
Aleaciones de cobre y zinc (latón)
Las aleaciones de latón son aleaciones de cobre y zinc que se utilizan ampliamente debido a su excelente formabilidad y maquinabilidad.
| Tipo de aleación | Propiedades clave | Aplicaciones comunes | Resistencia a la tracción (MPa) | Elongación (%) |
|---|---|---|---|---|
| Latón amarillo | Buena resistencia, excelente maquinabilidad. | Accesorios de plomería, herrajes decorativos. | 230-350 | 20-35 |
| Latón de alta resistencia | Alta ductilidad, buena resistencia a la corrosión. | Componentes arquitectónicos, hardware marino. | 380-550 | 15-25 |
| Latón con plomo | Excelente maquinabilidad, bajo costo. | Válvulas, accesorios, piezas fundidas ornamentales. | 220-310 | 20-30 |
Las aleaciones de latón son conocidas por su color dorado y se utilizan a menudo en aplicaciones decorativas y como componentes funcionales.
Aleaciones de cobre y aluminio (bronce de aluminio)
Las aleaciones de bronce y aluminio combinan las propiedades del cobre con la resistencia y ligereza del aluminio.
| Tipo de aleación | Propiedades clave | Aplicaciones comunes | Resistencia a la tracción (MPa) | Límite elástico (MPa) |
|---|---|---|---|---|
| Bronce Al Monofásico | Alta resistencia, excelente resistencia a la corrosión. | Hélices marinas, impulsores de bombas | 550-650 | 250-300 |
| Dúplex Al Bronce | Buena resistencia al desgaste, alta resistencia. | Cojinetes, engranajes, componentes de válvulas. | 600-750 | 280-350 |
| Bronce Níquel-Al | Excelente resistencia a altas temperaturas. | Componentes de aeronaves, palas de turbina. | 650-800 | 300-400 |
Las aleaciones de bronce y aluminio son particularmente valoradas por su alta resistencia y excelente resistencia a la corrosión en ambientes marinos.
Aleaciones de cobre y silicio (bronce al silicio)
Las aleaciones de bronce al silicio ofrecen una combinación de alta resistencia y excelente resistencia a la corrosión.
| Tipo de aleación | Propiedades clave | Aplicaciones comunes | Resistencia a la tracción (MPa) | Conductividad eléctrica (%IAC) |
|---|---|---|---|---|
| Bronce bajo en silicio | Alta resistencia, buena ductilidad | Herrajes marinos, accesorios arquitectónicos. | 380-480 | 15-20 |
| Bronce de silicio medio | Excelente resistencia a la corrosión, buena soldabilidad. | Componentes de bombas, cuerpos de válvulas | 410-520 | 7-10 |
| Bronce con alto contenido de silicio | Alta resistencia, buena resistencia al desgaste. | Cojinetes, casquillos, engranajes. | 450-550 | 5-8 |
Las aleaciones de bronce al silicio se utilizan a menudo en aplicaciones que requieren alta resistencia y resistencia a la corrosión, particularmente en aplicaciones marinas y arquitectónicas.
Aleaciones de cobre y níquel
Las aleaciones de cobre-níquel, también conocidas como cuproníquel, ofrecen una excelente resistencia a la corrosión, especialmente en agua de mar.
| Tipo de aleación | Propiedades clave | Aplicaciones comunes | Resistencia a la tracción (MPa) | Conductividad Térmica (W/m·K) |
|---|---|---|---|---|
| 70-30 Cuproníquel | Excelente resistencia a la corrosión del agua de mar | Válvulas marinas, bombas, intercambiadores de calor. | 330-380 | 29 |
| 90-10 Cuproníquel | Alta resistencia, buena resistencia a la erosión. | Ejes de hélice, accesorios marinos | 280-330 | 50 |
| 55-45 Cuproníquel | Resistencia superior a la corrosión, alta resistencia | Equipos de procesamiento químico, plantas desalinizadoras. | 400-450 | 21 |
Las aleaciones de cobre-níquel se utilizan ampliamente en las industrias de procesamiento químico y marino debido a su excepcional resistencia a la corrosión.
Aleaciones de cobre de alta resistencia
Estas aleaciones están diseñadas para aplicaciones que requieren alta resistencia y dureza.
| Tipo de aleación | Propiedades clave | Aplicaciones comunes | Resistencia a la tracción (MPa) | Límite elástico (MPa) |
|---|---|---|---|---|
| Bronce de manganeso | Muy alta resistencia, buena resistencia al desgaste. | Cojinetes de alta resistencia, engranajes helicoidales | 650-750 | 320-380 |
| Bronce de níquel-aluminio | Alta resistencia, buena resistencia a la corrosión. | Hélices marinas, impulsores de bombas | 600-700 | 280-350 |
| Bronce de níquel-silicio | Excelente fuerza, buena resistencia a la corrosión. | Cuerpos de válvulas hidráulicas, hélices submarinas. | 700-800 | 350-400 |
Estas aleaciones de alta resistencia se utilizan en aplicaciones donde las aleaciones estándar de bronce o latón pueden no proporcionar suficiente resistencia o resistencia al desgaste.
Conclusión
Las aleaciones de cobre fundido ofrecen una amplia gama de propiedades adecuadas para diversas aplicaciones en muchas industrias. Desde la alta resistencia de los bronces de aluminio hasta la excelente resistencia a la corrosión de las aleaciones de cobre y níquel, existe una aleación de cobre fundido adecuada para casi cualquier requisito de ingeniería. La elección de la aleación depende de la aplicación específica, considerando factores como resistencia, resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste, maquinabilidad y costo.
A medida que la ciencia de los materiales continúa avanzando, se están desarrollando nuevas aleaciones de cobre fundido para satisfacer las necesidades tecnológicas emergentes y las regulaciones ambientales. La versatilidad y el rendimiento de las aleaciones de cobre fundido garantizan su importancia continua en la ingeniería y la fabricación modernas.