Propiedades Fundamentales de los Materiales

Las propiedades de los materiales se clasifican en tres grandes grupos: Propiedades Físicas, Propiedades Químicas y Propiedades Mecánicas.

Propiedades Físicas

• Fusibilidad: Es la capacidad de los metales de licuarse.
• Calor Específico: Indica la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de la unidad de masa de un cuerpo desde 0 hasta 1 °C.
• Temperatura de Fusión: Es la temperatura de transición de sólido a líquido. Por ejemplo: aluminio (660 ºC), hierro (1539 ºC).

Propiedades Químicas

Las dos propiedades más importantes desde el punto de vista químico se refieren a la resistencia que oponen los materiales frente a las acciones químicas y atmosféricas, es decir, a la oxidación y la corrosión.

• Oxidación: Es un fenómeno de combinación química del oxígeno con los elementos metálicos que produce la corrosión o degradación del metal.
• Corrosión: Es el deterioro lento y progresivo de un metal debido a un agente exterior.

Propiedades Mecánicas

Estas propiedades definen el comportamiento de los materiales bajo la aplicación de fuerzas o esfuerzos.

• Tenacidad: Es la propiedad de los metales que les permite resistir los esfuerzos de rotura o deformación.
• Elasticidad: Es la propiedad de los metales que les permite recuperar su forma original después de haber sido deformados.
• Plasticidad: Se define como la capacidad que tienen los materiales de adquirir deformaciones permanentes. Las propiedades plásticas más importantes son la Maleabilidad y la Ductilidad.
• Maleabilidad: Propiedad que poseen ciertos metales de dejarse reducir en forma de láminas mediante esfuerzos de compresión.
• Ductilidad: Es la propiedad que poseen algunos metales de dejarse estirar mediante esfuerzos de tracción.
• Fatiga y Resistencia a la Rotura: Los esfuerzos de rotura se clasifican en tracción, compresión, torsión y cizalladura.
• Dureza: Resistencia que opone un cuerpo al ser rayado por otro.
• Fragilidad: Es la propiedad que tienen los metales de romperse más o menos fácilmente bajo la acción de un choque.

Aceros de Aleación y Elementos Aleantes

Los aceros de aleación contienen otros elementos metálicos aleados para alterar sus características, como su tenacidad, resistencia al calor, a la oxidación, al choque o al desgaste.

Principales Elementos de Aleación

• Níquel: Aumenta la resistencia y evita la corrosión.
• Cromo: Incorpora dureza, tenacidad, resistencia al desgaste y a la corrosión.
• Manganeso: Se emplea en los aceros para producir un metal limpio.
• Wolframio: Junto con el cromo y el manganeso, sirve para producir acero de alta velocidad usado en herramientas.
• Molibdeno: Añade tenacidad y resistencia al acero; se emplea para fabricar aceros de alta velocidad.
• Titanio: Aumenta la dureza.

Clasificación y Producción de Materiales Metálicos

División General de Materiales

Podemos dividir los materiales en dos grupos: metálicos y no metálicos. Los metálicos pueden ser férricos, como el acero y las fundiciones, y no férricos, como el cobre o el aluminio y sus aleaciones. Los materiales férricos son los más utilizados en mecanizado, pero ha habido un incremento en la utilización de otros materiales como la madera, las resinas y los plásticos reforzados.

Proceso de Obtención del Arrabio (Alto Horno)

En el alto horno se produce el arrabio o hierro de primera fusión mediante la combustión de los minerales de hierro, combustible y fundente. El material llega a la zona más alta, la cuba, alcanzando casi los 500 ºC. De aquí pasa al vientre, donde se produce la reducción del material a unos 1000 ºC. En la zona más estrecha del horno aparece el hierro en estado líquido, a unos 1650 ºC. Este hierro fundido con el carbono forma el arrabio.

Clasificación Detallada de Aceros

Clasificación según su Composición

• Aceros al Carbono: Se pueden clasificar en acero extrasuave, suave, semisuave, semiduro y duro. Los porcentajes de carbono oscilan entre el 0,1% y el 0,7%.
• Aceros Aleados: Son los que, además de carbono, contienen otros elementos como el cromo, níquel, manganeso, silicio, wolframio, molibdeno, vanadio, titanio, etc. Estos elementos influyen en las propiedades de los aceros, variando sus características, como la tenacidad, la resistencia al calor, a la oxidación y al desgaste.
• Aceros Inoxidables: Aceros con un alto contenido de cromo (generalmente superior al 10%).

Clasificación según la Calidad

• Aceros No Aleados de Calidad: Son los que presentan características específicas en cuanto a tenacidad y tamaño de grano.
• Aceros No Aleados Especiales: Tienen una mayor pureza que los aceros de calidad (menor contenido de impurezas), admiten el temple, tienen un alto límite elástico y un buen comportamiento en frío.
• Aceros Aleados de Calidad: Presentan buen comportamiento a la tenacidad y a la formabilidad.
• Aceros Inoxidables y Aleados Especiales.

Clasificación por su Aplicación

• Aceros de Uso General y Construcción.
• Aceros Cementados.
• Aceros para Temple y Revenido: Mediante estos tratamientos, se endurece y aumenta la resistencia de los aceros (temple) o se disminuye la dureza y se eliminan las tensiones creadas en el temple, además de mejorar su tenacidad (revenido).
• Aceros Inoxidables o para Usos Especiales: Contienen un mínimo de 10% de cromo.
• Aceros para Herramientas de Corte: Presentan alta dureza y resistencia al desgaste.
• Aceros Rápidos: Utilizados en herramientas de corte para altas velocidades.

Herramientas de Corte y Técnicas de Unión

Hojas de Sierra

Son láminas flexibles de acero templado al carbono y dentadas que sirven para ejecutar el corte.

Dimensiones de la Hoja

Las dimensiones se definen por la longitud (distancia entre agujeros), la anchura y el espesor. Las dimensiones normales de una hoja suelen alcanzar los 300 mm de longitud, entre 13 y 25 mm de anchura y entre 0,65 y 0,80 mm de grosor.

Estructura del Dentado (Triscado)

Con el fin de evitar el frotamiento de la hoja contra los bordes del corte practicado en la pieza, y para evitar asimismo el eventual acuñamiento de la hoja, los dientes se tuercen o abaten alternativamente a uno y otro lado (triscado), de forma que se consiga que la hoja se desplace sin dificultad a lo largo de la hendidura del corte. Este mismo efecto puede obtenerse dándole un perfil ondulado al dentado de la hoja.

Ángulo de los Dientes

El ángulo de filo varía de 50º a 60º; el de incidencia, de 30º a 35º; y el de ataque, de 0º a 5º.

Paso del Dentado

Es la distancia entre los dientes consecutivos de la hoja. Si el paso es pequeño, el dentado es fino; si el paso aumenta, el dentado será grueso. El paso se expresa en dientes por centímetro o pulgada. Para materiales duros se emplean hojas de paso fino.

Cinceles y Buriles

El cincel es una herramienta manual de corte que tiene por objeto la eliminación de material sobrante, por medio de golpes en la herramienta con un martillo. Uno de sus extremos está endurecido y afilado para lograr un buen borde de corte. Generalmente se fabrica mediante forja con acero para herramientas y después se somete a un proceso de temple y revenido solo el extremo de trabajo. Su longitud varía entre 150 y 300 mm y su anchura, entre 8 y 21 mm.

Remachado y Roblonado

Los remaches son los elementos de unión en las operaciones de remachado (roblonado). Los más utilizados son de acero, aluminio, cobre, latón, bronce, etc. Consisten en un vástago metálico, habitualmente cilíndrico, cuyos extremos acaban en dos cabezas: una de ellas ya formada y la otra que se forma durante la operación de remachado (cabeza de cierre).

Grupos de Remaches

A nivel general, existen dos grupos:

• Remaches para conformar.
• Remaches de tracción.

Características y Designación de Remaches

Se considera remaches a los menores de 10 mm de diámetro que se colocan en frío, y roblones, a los que cuentan con más de 10 mm de diámetro y se colocan en caliente.

• Diámetro del Remache
• Longitud del Remache
• Forma de la Cabeza: Los más usuales son de cabeza plana, de cabeza avellanada y de cabeza abombada.

La designación de un remache se realiza en función de la forma de la cabeza, el diámetro del cuerpo y su longitud. Ejemplo: remache de acero suave de 6 x 30, cabeza avellanada.

Planificación y Tipos de Mantenimiento Industrial

Planificación del Mantenimiento

La planificación incluye:

1. Clasificación e identificación de equipos.
2. Recopilación de información.
3. Selección del tipo de mantenimiento.
4. Programación de mantenimiento preventivo.
5. Organización del mantenimiento.

Tipos de Mantenimiento

Los tipos de mantenimiento principales son:

• Mantenimiento Preventivo.
• Mantenimiento Correctivo.
• Mantenimiento Predictivo.