Tecnologia De Equipo Pesado 4ob5c
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TECNOLOGIA DEL EQUIPO PESADO Laboratorio 01 CODIGO: MG2034
Nombre del Alumno: - Quispe Ranilla , Jose Carlos - Garcia Mendoza , José Augusto - Soto Huarniz , Miguel Anthony - Maquera Urdanivia , Evert Eddy Fecha de entrega: 31 /03/17 Hora: 8:35 am Ciclo: 1 Grupo: C2/B
NOTA:
OBJETIVOS: 1. El alumno diferenciará e identificará los diferentes materiales más utilizados para las aplicaciones industriales y analizará sus características. TAREA: LUGAR DE REALIZACION Laboratorio M6
Clasificación de los Materiales DURACION DE LA TAREA TOLERANCIA 01 SESION 5 MIN
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1. SEGURIDAD 1.1. Señales
Tener cuidado con el tipo y niveles de voltaje que suministran a los equipos
Antes de utilizar los instrumentos cerciorarse si son de entrada o de salida, para no dañar los equipos
Tener cuidado en la conexión y en la desconexión de los equipos utilizados
1.2.
Implementos de Protección Personal
2. ANÁLISIS DE POTENCIALES)
RIESGOS (PELIGROS
2.1 Seguridad RIESGO
DESCRIPCIÓN DEL PELIGRO
Electrocución por cortocircuitos
Los alumnos que realizan trabajos con componentes mecánicos y/o eléctricos, solicitar al profesor revisar las conexiones eléctricas antes de conectar a la fuente de tensión.
Cortes
Los alumnos que realizan trabajos con herramientas cortantes (Alicates, cuchillas, etc.) deben manipularlas de tal forma que sus manos no se expongan a cortes.
Agentes que pueden dañar los instrumentos de comprobación.
Los alumnos que realizan trabajos de equipos, deberán tener cuidado con el empleo correcto de los instrumentos de medición y comprobación.
2.2 Medio Ambiente Todos los residuos deben ser depositados en el contenedor correspondiente. 3. HERRAMIENTAS Y EQUIPOS 2015-2
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Martillo de peña. Tornillo de Banco. Destornilladores planos.
4. MATERIALES -
Maleta de muestras con diversos materiales: naturales, sintéticos, metales y no metales.
-
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Productos industriales conocidos.
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5. FUNDAMENTO TEORICO. Muchas máquinas, vehículos y equipos similares utilizan diversos materiales que pueden ser: Naturales, metales, no metales, sintéticos y muchos otros que no siempre son posibles de reconocer. El conocimiento de sus propiedades es importante para determinar su utilización.
Figura 01. Montacargas -
¿Cuántos tipos de materiales tendría la máquina de la figura 01?
-
¿Habrá sólo materiales metálicos si la máquina eleva pesos de 5 toneladas?
-
¿Habrá varios tipos de materiales sintéticos?
En forma general los materiales se clasifican en dos grupos principales y cuatro grandes grupos
METALES
FERROSOS
NO FERROSOS
NO METALES
NATURALES
SINTETICOS
A) NATURALES: Son aquellos materiales que se encuentran en la naturaleza y que no han sufrido un proceso de transformación severo, manteniendo su estructura por ejemplo la madera, el caucho entre otros. B) Metales Ferrosos y No Ferrosos: Son materiales procesados a partir de minerales existentes en la tierra y cuando son minerales de hierro se obtienen metales ferrosos. Los metales no Ferrosos pueden ser procesados
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de otros minerales como el Cobre, aluminio etc. Los metales a su vez pueden ser pesados y ligeros. C) Sintéticos: también conocidos como plásticos .Como su nombre dice son materiales obtenidos sintéticamente a partir de los derivados del petróleo .Existen diversos tipos con propiedades diversas y pueden ser transparentes u opacos, resistentes al impacto, aislantes eléctricos entre otras propiedades.
Los materiales sintéticos se dividen en tres grupos generales: -
Los plásticos deformables con el calor se conocen como termoplastos.
-
Los plásticos que se producen y ya no se pueden deformar con el calor se denominan duroplastos.
-
Los materiales sintéticos con propiedades elásticas se les denominan elastómeros.
5.1. PROCESOS DE FABRICACION DEL ACERO 5.1.1. Fabricación en Horno Electrico La fabricación del acero en horno eléctrico se basa en la fusión de las chatarras por medio de una corriente eléctrica, y al afino posterior del baño fundido. El horno eléctrico consiste en un gran recipiente cilíndrico de chapa gruesa (15 a 30 mm de espesor) forrado de material refractario que forma la solera y alberga el baño de acero líquido y escoria. El resto del horno está formado por es refrigerados por agua. La bóveda es desplazable para permitir la carga de la chatarra a través de unas cestas adecuadas. La bóveda está dotada de una serie de orificios por los que se introducen los electrodos, generalmente tres, que son gruesas barras de grafito de hasta 700 mm de diámetro. Los electrodos se desplazan de forma que se puede regular su distancia a la carga a medida que se van consumiendo.
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Figura 02. Fabricación en horno Eléctrico Los electrodos están conectados a un transformador que proporciona unas condiciones de voltaje e intensidad adecuadas para hacer saltar el arco, con intensidad variable, en función de la fase de operación del horno. Otro orificio practicado en la bóveda permite la captación de los gases de combustión, que son depurados convenientemente para evitar contaminar la atmósfera. El horno va montado sobre una estructura oscilante que le permite bascular para proceder al sangrado de la escoria y el vaciado del baño. El proceso de fabricación se divide básicamente en dos fases: la fase de fusión y la fase de afino. Fase de fusión Una vez introducida la chatarra en el horno y los agentes reactivos y escorificantes (principalmente cal) se desplaza la bóveda hasta cerrar el horno y se bajan los electrodos hasta la distancia apropiada, haciéndose saltar el arco hasta fundir completamente los materiales cargados. El proceso se repite hasta completar la capacidad del horno, constituyendo este acero una colada. Fase de afino El afino se lleva a cabo en dos etapas. La primera en el propio horno y la segunda en un horno cuchara. En el primer afino se analiza la composición del baño fundido y se procede a la eliminación de impurezas y elementos indeseables (silicio, manganeso, fósforo, etc.) y realizar un primer ajuste de la composición química por medio de la adición de ferroaleaciones que contienen los elementos necesarios (cromo, níquel, molibdeno, vanadio o titanio). El acero obtenido se vacía en una cuchara de colada, revestida de material refractario, que hace la función de cuba de un segundo horno de afino en el que termina de ajustarse la composición del acero y de dársele la temperatura adecuada para la siguiente fase en el proceso de fabricación. La colada continúa Finalizado el afino, la cuchara de colada se lleva hasta la artesa receptora de la colada continua donde vacía su contenido en una artesa receptora dispuesta al efecto. La colada continua es un procedimiento siderúrgico en el que el acero se vierte directamente en un molde de fondo desplazable, cuya sección transversal tiene la forma geométrica del semi-producto que se desea fabricar; en este caso la palanquilla.
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La artesa receptora tiene un orificio de fondo, o buza, por el que distribuye el acero líquido en varias líneas de colada, cada una de las cuales disponen de su lingotera o molde, generalmente de cobre y paredes huecas para permitir su refrigeración con agua, que sirve para dar forma al producto. Durante el proceso la lingotera se mueve alternativamente hacia arriba y hacia abajo, con el fin de despegar la costra sólida que se va formando durante el enfriamiento. Posteriormente se aplica un sistema de enfriamiento controlado por medio de duchas de agua fría primero, y al aire después, cortándose el semiproducto en las longitudes deseadas mediante sopletes que se desplazan durante el corte. En todo momento el semi-producto se encuentra en movimiento continuo gracias a los rodillos de arrastre dispuestos a los largo de todo el sistema. Finalmente, se identifican todas las palanquillas con el número de referencia de la colada a la que pertenecen, como parte del sistema implantado para determinar la trazabilidad del producto, vigilándose la cuadratura de su sección, la sanidad interna, la ausencia de defectos externos y la longitud obtenida. La laminación Las palanquillas no son utilizables directamente, debiendo transformarse en productos comerciales por medio de la laminación o forja en caliente. De forma simple, podríamos describir la laminación como un proceso en el que se hace pasar al semiproducto (palanquilla) entre dos rodillos o cilindros, que giran a la misma velocidad y en sentidos contrarios, reduciendo su sección transversal gracias a la presión ejercida por éstos. En este proceso se aprovecha la ductilidad del acero, es decir, su capacidad de deformarse, tanto mayor cuanto mayor es su temperatura. De ahí que la laminación en caliente se realice a temperaturas comprendidas entre 1.250ºC, al inicio del proceso, y 800ºC al final del mismo. La laminación sólo permite obtener productos de sección constante, como es el caso de las barras corrugadas. El proceso comienza elevando la temperatura de las palanquillas mediante hornos de recalentamiento hasta un valor óptimo para ser introducidas en el tren de laminación. Generalmente estos hornos son de gas y en ellos se distinguen tres zonas: de precalentamiento, de calentamiento y de homogeneización. El paso de las palanquillas de una zona a otra se realiza por medio de distintos dispositivos de avance. La atmósfera en el interior del horno es oxidante, con el fin de reducir al máximo la formación de cascarilla.
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Alcanzada la temperatura deseada en toda la masa de la palanquilla, ésta es conducida a través de un camino de rodillos hasta el tren de laminación. Este tren está formado por parejas de cilindros que van reduciendo la sección de la palanquilla. Primero de la forma cuadrada a forma de óvalo, y después de forma de óvalo a forma redonda. A medida que disminuye la sección, aumenta la longitud del producto transformado y, por tanto, la velocidad de laminación. El tren se controla de forma automática, de forma que la velocidad de las distintas cajas que lo componen va aumentando en la misma proporción en la que se redujo la sección en la anterior. El tren de laminación se divide en tres partes: a) Tren de desbaste: donde la palanquilla sufre una primera pasada muy ligera para romper y eliminar la posible capa de cascarilla formada durante su permanencia en el horno. b) Tren intermedio: formado por distintas cajas en las que se va conformando por medio de sucesivas pasadas la sección. c) Tren acabador: donde el producto experimenta su última pasada y obtiene su geometría de corrugado. Las barras ya laminadas se depositan en una gran placa o lecho de enfriamiento. De ahí, son trasladadas a las líneas de corte a medida y empaquetado y posteriormente pasan a la zona de almacenamiento y expedición. En el caso de la laminación de rollos, éstos salen del tren acabador en forma de espira, siendo transportados por una cinta enfriadora, desde la que las espiras van siendo depositadas, donde se compacta y se ata para su expedición, o bien se lleva a una zona de encarretado, dónde se forman bobinas en carrete. Durante la laminación se controlan los distintos parámetros que determinarán la calidad del producto final: la temperatura inicial de las palanquillas, el grado de deformación de cada pasada —para evitar que una deformación excesiva dé lugar a roturas o agrietamientos del material —, así como el grado de reducción final, que define el grado de forja, y sobre todo el sistema de enfriamiento controlado.
5.2 EL CONVERTIDOR DE BESSEMER, THOMAS Y LD. El arrabio procedente del alto horno, transportado por los torpedos se deposita en los convertidores, recipientes de acero y revestidos interiormente, como los altos hornos, de ladrillos refractarios.
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Se diferencian de los hornos en que a éstos se les proporciona calor y a los convertidores no, el material se deposita fundido y dentro se produce más calor con la combustión del carbono del arrabio.
Figura 03. Horno de Bessemer, Thomas El convertidor ideado por Bessemer consistía en un recipiente metálico basculante de gran tamaño recubierto por material refractario de carácter ácido. El proceso de afino duraba entre 15 y 20 minutos y tenía tres fases: llenado, soplado y vaciado. En la fase de llenado, se inclinaba el convertidor para facilitar su llenado con el arrabio fundido procedente del horno alto. En la fase de soplado, el convertidor se situaba en posición vertical y se inyectaba aire a presión a través de unos orificios practicados en el fondo. El aire entraba a través de la masa fundida y oxidaba el carbono, el silicio y el manganeso. El calor desprendido en estos procesos de oxidación permitía mantener la temperatura de fusión del arrabio.
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La fase de vaciado se iniciaba una vez quemadas las impurezas. Se inclinaba de nuevo eI convertidor y se vertía acero en las lingoteras.
La principal ventaja de este procedimiento consistía en poder detenerlo con sólo cerrar la entrada del aire. De este modo se conseguían aceros con distintas cantidades de carbono, silicio y manganeso. Su principal inconveniente radicaba en que sólo podía utilizarse para arrabios con cantidades muy pequeñas de fósforo, ya que este material no se eliminaba. La modificación introducida por Thomas consistió en incorporar un fundente de carácter básico la cal, que permitía eliminar el exceso de fósforo presente. Al finalizar el proceso, se extraía primero el acero y, posteriormente, la escoria formada. Sin embargo, a diferencia del anterior, este proceso no podía detenerse para regular la cantidad de otros componentes. En la actualidad, ambos procesos han caído en desuso y se han sustituido por el moderno convertidor LD, en el que solo se insufla O2 con una lanza, por la boca del convertidor.
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6. TAREAS A DESARROLLARSE EN LABORATORIO
Primera Tarea: CLASIFICACION DE LOS MATERIALES Se tienen disponibles grupos de materiales en cajas para la experiencia. El profesor entregará a los grupos conformados las muestras de los materiales, para la experiencia, cada una de las cajitas etiquetadas deberá ser vaciada a la mesa de trabajo para su reconocimiento. Los estudiantes reconocerán cada uno de los materiales del envase respectivo y completarán los cuadros 1 y 2. Posteriormente deberán devolver las muestras y colocarlas en su lugar. CUADRO Nº 1. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES METÁLICOS NOMBRE
FERRICOS
Acero de Herramienta
DESCRIPCIÓN/APLICACIONES Tiene 0.45% de carbono y se utiliza en herramientas como el alicate, martillo , etc.
Acero Inoxidable
Está compuesto de cromo y níquel y se utiliza en barandas , relojes , etc
Hierro Fundido
Contiene 2% de carbono y se puede moldear. Tienes buena conductividad termina.
Acero Corriente
Contiene 0.2 % de carbono, es maleable y es bueno para soldadura. Se utiliza en construcción de estructuras metálicas.
PESADOS :
Laton
Tiene gran conductividad eléctrica y térmica , es muy dúctil y maleable y se utiliza para cables , tubos de calderas, etc. Es una aleación de cobre y estaño, resiste a la corrosión y cuando esta fundido es muy fluido por lo que es apropiado para aplicación de moldes. Es una aleación de cobre y zinc, se suele emplear como herrajes, material de fontanería y rios en general.
Zinc
Es muy resistente a la corrosión y se emplea en el proceso de galvanizado para que sea muy resistente.
Plomo
Es un metal anticorrosivo, es dúctil y maleable y buen conductor eléctrico.
NO FERRICOS
Cobre Bronce
LIGEROS : Aluminio
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Exelente conductor de calor y electricidad , es muy blando y de baja densidad, es resistente a la oxidación y se usa en la industria de la alimentación debido a su nula toxicidad.
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Titanio
Es un metal de color gris con baja densidad y gran dureza, es muy resistente a la corrosión por agua de mar, lejía y cloro. Se usa en la industria del automovilismo y motociclismo
CUADRO Nº 2. Clasificación de los materiales NO METALICOS
NATURALES
NOMBRE Madera Caucho Lana Algodon Seda Corcho Papel
SINTETICOS
Lino
DESCRIPCIÓN/APLICACIONES - Maderas blandas como el pino , abeto , etc. - Maderas duras como el roble , castaño, etc. Es blando y se oxida con facilidad. Se obtiene del pelaje de las ovejas y es muy elástica por lo que no se arruga con facilidad. Formado del 91 % de celulosa y se emplea para fabricar fibras naturales , artificiales ; no producen alergias. Es producido por el gusano de seda , se usa para la fabricación de ropa , cortinas , tapices , etc. Se obtiene del árbol de alcornoque y se emplea para aislamientos térmicos, acústicos y tapones. Existen alisado, satinado, barba, moneda y fotográfica en clases de papel. Es menos elástica y flexible , se usa para fabricar ropa de cama , vestidos , camisas , etc.
TERMOPLÁSTICOS : Teflon Excelente aislante , muy resistente y se usa en engranajes , rodamientos , etc. PVC Tiene resistencia mecánica a la intemperie, con rigidez y Cloruro de dureza ; se usa en mangueras , juguetes , tubos de agua , Polivinilo etc. PC Tiene gran resistencia mecánica , mucha rigidez y tenacidad ; Policarbonato se colorean con facilidad y se usa en gafas , cámaras , microscopios , etc. PP Uno de los plásticos mas baratos , tienes dureza , flexibilidad Polipropileno y resistencia muy aceptables ; se usa en bolsas , botellas , etc. PS Fragil , fácil de moldar por inyección , poco resistente al calor Poliestireno ; se usa en cassete , cintas , etc. DUROPLÁSTICOS : Baquelita Alta resistencia a la temperatura y se usa en carcasas, motores , teléfonos , etc. Melamina No tiene olor ni sabor , son insensibles a luz y pueden colorearse con facilidad. Resina de Son incoloros , resisten a altas temperaturas y se usan en Poliester cascos , embarcaciones, fuselaje de aviones, placas , etc. Resina de epoxi
Resistentes a los agentes químicos, resistente al calor y se usa en adhesivos , barnices , etc. ELASTÓMEROS :
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Caucho Natural Caucho Sintetico
Es blando y se oxida con facilidad, con el tiempo se hace quebradizo. Empleado fundamentalmente para la fabricación de neumáticos.
Segunda tarea: EVALUACIÓN SOBRE LOS MATERIALES SELECCIONADOS
Seleccionar 20 materiales que se encuentren mencionados en la siguiente lista. Colocar en el espacio en blanco el nombre de los mismos. El profesor comprobará su trabajo final.
Plomo Vidrio PVC (cloruro de polivinilo) Acero inoxidable Cerámica Bronce
LISTA DE MATERIALES Zinc Madera Cuero Hierro fundido(más de 2%C) Aluminio Latón
Poliestireno expandido
Resina de poliester
Acero de construcción (menos de 0,5% C) Carbón
Acrílico Mármol Poliuretano blando Acrílico Cobre Polietileno Acero de herramientas (más de 0,5% C)
Caucho
Poliamida
Asbesto
Resina de fenol
NOMBRE DE LOS MATERIALES 1
PLOMO
11
ALUMINIO
2
VIDRIO
12
LATON
3
ACERO INOXIDABLE
13
CAUCHO
4
CERAMICA
14
COBRE
5
BRONCE
15
POLIETILENO
6
ACERO DE CONSTRUCCION
16
ACERO DE HERRAMIENTA
7
CARBON
17
HIERRO FUNDIDO
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8
ZINC
18
MARMOL
9
MADERA
19
ACRILICO
CUERO
20
PVC
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Tercera tarea: APLICACIONES DE LOS MATERIALES
Se presentan 10 materiales procesados (productos), pertenecientes a equipos tecnológicos. Sobre la base de las identificaciones realizadas, escribir la función y el número de la propiedad por la que utiliza el material.
ITEM
1
2
NOMBRE
Caño de agua
Perno y tuerca
MATERIALES Y PROPIEDADES RELEVANTES PARA LA ELECCIÓN DEL MATERIAL Antiguamente, todos los caños eran de hierro, pero en la actualidad, se usan materiales que soporten mejor la corrosión y los cambios de temperatura, que no acumulen sarro en las paredes interiores, no se oxiden, no sean tóxicos (como ocurría con los antiguos caños de plomo, previos a los de hierro) y sean resistentes a los golpes. PROPIEDAD: ANTICORROSIVO, CONDUCTIVILIDAD TERMICA. Además de permitir la conversión de un movimiento rotativo en uno lineal, tiene la tremenda ventaja de que en cada vuelta solo avanza la distancia que tiene de separación entre filetes (paso de rosca) por lo que la fuerza de apriete (longitudinal) es muy grande. Esta utilidad es especialmente apreciada en dos aplicaciones prácticas: El tornillo-tuerca se usa en: estructuras metálicas, unión de chapas finas, como eje en objetos articulados (cama de hospital, compás, gafas...), etc. PROPIEDAD: RESISTENCIA AL CALOR, DUREZA, PESO.
3
Perfil de aluminio
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El aluminio extruido se usa en los sistemas de perfiles para ventanas y puertas en edificios residenciales y comerciales, en estructuras de las viviendas y los edificios prefabricados, en materiales para tejados y revestimientos de exteriores, muros cortina, fachadas de locales comerciales, etc. Laboratorio 01
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PROPIEDAD: RESISTENTE A LA ROTURA.
4
5
6
8
9
Soldadura de estaño y plomo
La soldadura blanda tiene gran cantidad de aplicaciones, desde la fabricación de juguetes hasta de motores de aviones y vehículos espaciales. En general se utiliza para la unión de piezas de pequeño tamaño, piezas de diferentes materiales, donde sería muy difícil utilizar un proceso de soldadura por fusión. La soldadura blanda se suele utilizar en componentes electrónicos, como circuitos impresos o transistores, piezas ornamentales y piezas de intercambiadores de calor. PROPIEDADES: RESISTENCIA ELECTRICA Y CONDUCTIVIDAD TERMICA.
Conductor de cobre
Para el transporte de energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el mejor conductor es el cobre (en forma de cables de uno o varios hilos). Aunque la plata es el mejor conductor, pero debido a su precio elevado no se usa con tanta frecuencia. PROPIEDAD: CONDUCTIBILIDAS ELECTRICA.
Bornera
Podemos considerar como un borne: a un elemento que tiene un cuerpo de material plástico aislante que contiene o incluye un elemento metálico al cual se puede o pueden fijarse el o los conductores de cables. PROPIEDAD: CONDUCTIBILIDAD ELECTRICA.
Enchufe
Un enchufe está formado por dos elementos: clavijas y tomacorriente (o toma de corriente), que se conectan uno al otro para establecer una conexión que permita el paso de la corriente eléctrica. PROPIEDAD: CONDUCTIBILIDAD ELECTRICA.
Envase de alimentos
Los envases de alimentos se definen, como aquellos elementos destinados a contener productos que servirán de comida o alimento al ser humano. PROPIEDAD: Protección como barrera química.
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Se constituyen en mayormente de materiales derivados del metal porque tienen buena conducción de calor, son aislantes y mantienen una determinada presión interna ya que por estos o más factores pueden ocasionar daños mortales.
Recipiente para productos químicos
PROPIEDADES RELEVANTES PARA SU USO a. b. c. d. e. f. g.
Resistente al calor Conductibilidad eléctrica Aislante eléctrico Dureza Elasticidad Poca dilatación Auto lubricación
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h. i. j. k. l. m.
Conductibilidad térmica Peso Anticorrosivo Facilidad de fabricación Resistencia a la rotura Resistencia al desgaste
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7. CONCLUSIONES
Los diversos materiales se utilizan de acuerdo a el tipo de trabajo que realizaremos (mediciones o esfuerzo mecánico)
a. Muchos materiales naturales son remplazados por materiales SINTETICOS O también denominados PLASTICOS. b. Los metales no ferrosos pueden ser PESADOS y LIGEROS. c. Los metales ferrosos se diferencian por el contenido de CARBONO. d. los materiales que se utilizan para herramientas son EL ACERO Y EL CARBONO. e. El material ferroso que tiene el más alto contenido de CARBONO es EL HIERRO FUNDIDO.
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Bronce templado , hierro. Acero, cromo , carbono.
Crear transmisión giratorio Facilitar el giro de componentes mecanicos
4. En el siguiente componente se elige el material del rodamiento por criterios de
Tornillo sin fin y corona
2. En el siguiente componente se elige el material del engranaje de corona 1 por criterios de;
Rodamientos
Titanio, Cobalto. Acero inoxidable
Crear agujeros en componentes Realización de mediciones
3. En el siguiente componente se elige el material presentado por criterios de
Vernier
1. En el siguiente componente se elige el material de la broca por criterios de
Taladro
Escribir el material correspondiente y la propiedad relevante en la confección del componente mostrado en cada ejemplo.
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8. DIFICULTADES HALLADAS DURANTE EL DESARROLLO DEL LABORATORIO: -
-
HUBO INCONVENIENTES EN EL PROCESO DE SELECCIÓN DE LOS DIFERENTES MATERIALES A SIMPLE VISTA, NO SOLO DEPENDIA SU DIFERENCIACION DEL ASPECTO FISICO, SINO TAMBIEN DEL SU MASA Y TIPO DE COLOR. EL POCO CONOCIMIENTO ENTRE METALES , NO METALES Y ALEACIONES DE ACUERDO AL GRADO DE CARBONO DE CADA UNO DE ELLOS ; TAMBIEN DE LOS PORCENTAJES DE ESTE PARA DETERMINAR SU DUREZA , TENACIDAD , MALEABILIDAD, CONDUCTIVIDAD TERMINA, ETC
9. OBSERVACIONES y RECOMENDACIONES: OBSERVACIONES: -
-
Para poder hacer una determinación exacta de los diferentes materiales y su composición debemos de conocer como introducción sus aplicaciones; propiedades por las cuales se usa en una determinada área de desarrollo. Se estudió los tipos de materiales más utilizados en nuestro medio, ya que existen una infinidad de estos; solo aplicamos conceptos de los que observaremos constantemente a lo largo de nuestra carrera.
RECOMENDACIONES: -
-
10.
El uso de los EPP’S es importante en todo momento ya que estamos trabajando con materiales de diferente composición, algunos de ellos punzocortantes o reactivos ante el o con nuestra piel. Estar atento en todo momento a las diferentes actividades que se desarrollan dentro del laboratorio.
ANEXO EN EL INFORME SOBRE EL TEMA DESARROLLADO: Investigue sobre los tipos de materiales no férricos ligeros utilizados en electrónica.
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MATERIALES AISLANTES CONDUCTORES Y SEMICONDUCTORES AISLANTES: Se denomina aislante eléctrico al material con escasa conductividad eléctrica. El comportamiento de los aislantes se debe a la barrera de potencial que se establece entre las bandas de valencia y conducción que dificulta la existencia de electrones libres capaces de conducir la electricidad a través del material, el aislante es el que posee más de 4 electrones en su última capa de valencia.
TIPOS Y CARACTERISTICAS: Aislantes Sólidos: Un buen aislante entre vueltas de las bobinas de transformadores es el cartón prensado, el cual da forma a estructuras de aislamiento rígidas. En los sistemas de aislamiento de transformadores destacan las cintas sintéticas, que se utilizan para envolver los conductores magnéticos de los bobinados.
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Aislantes Líquidos: Los fluidos o líquidos dieléctricos cumplen la doble función de aislar los bobinados en los transformadores y disipar el calor al interior de estos equipos. El líquido dieléctrico más empleado es el aceite mineral. El problema es que es altamente inflamable. Fluidos dieléctricos sintéticos, (hidrocarburos) con alto punto de inflamación.
Aislantes Gaseosos: Los gases aislantes más utilizados en los transformadores son el aire y el nitrógeno, este último a presiones de 1 atmósfera. Estos transformadores son generalmente de construcción sellada. El aire y otros gases tienen elevadísima resistividad y están prácticamente exentos de pérdidas dieléctricas.
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El comportamiento de los aislantes se debe a la barrera de potencial que se establece entre las bandas de valencia y conducción que dificulta la existencia de electrones libres capaces de conducir la electricidad a través del material (para más detalles ver semiconductor). Los materiales aislantes son mejor conocidos como aquellos que tiene sus electrones de valencia relativamente fijos formando enlaces no conductores eléctricos. Ejemplos: Oxigeno, azufre, diamante. El aislante perfecto para las aplicaciones eléctricas sería un material absolutamente no conductor, pero ese material no existe. Los materiales empleados como aislantes siempre conducen algo la electricidad, pero presentan una resistencia al paso de corriente eléctrica hasta 2,5 × 1024 veces mayor que la de los buenos conductores eléctricos como la plata o el cobre. Estos materiales conductores tienen un gran número de electrones libres (electrones no estrechamente ligados a los núcleos) que pueden transportar la corriente; los buenos aislantes apenas poseen estos electrones. Algunos materiales, como el silicio o el germanio, que tienen un número limitado de electrones libres, se comportan como semiconductores, y son la materia básica de los transistores. En los circuitos eléctricos normales suelen usarse plásticos como revestimiento aislante para los cables. Los cables muy finos, como los empleados en las bobinas (por ejemplo, en un transformador), pueden aislarse con una capa delgada de barniz. El aislamiento interno de los equipos eléctricos puede efectuarse con mica o mediante fibras de vidrio con un aglutinador plástico. En los equipos electrónicos y transformadores se emplea en ocasiones un papel especial para aplicaciones eléctricas. Las líneas de alta tensión se aíslan con vidrio, porcelana u otro material cerámico. La elección del material aislante suele venir determinada por la aplicación. El polietileno y polietileno se emplean en instalaciones de alta frecuencia, y el millar se emplea en condensadores eléctricos. También hay que seleccionar los aislantes según la temperatura máxima que deban resistir. El teflón se emplea para temperaturas altas, entre 175 y 230 ºC. Las condiciones mecánicas o químicas adversas pueden exigir otros materiales. El nylon tiene una excelente resistencia a la abrasión, y el neopreno, la goma de silicona, los poliésteres de epoxi y los poliuretanos pueden proteger contra los productos químicos y la humedad.
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¿Cuál es la diferencia existente entre conductor, semiconductor y aislante? Es sencillo, los conductores son todos aquellos que poseen menos de 4 electrones en la capa de valencia, el semiconductor es aquel que posee 4 electrones en la capa de valencia y el aislante es el que posee más de 4 electrones en la capa de valencia. Algunos aislantes más usados: » Vinilo: tienen como función principal aislar y empalmar cables de baja tensión (usualmente máximo hasta 600 Volts). También son usados como respaldo y protección contra UV (instalaciones tipo exterior) en las chaquetas de cables de media tensión.
» Caucho: aísla conductores eléctricos y permiten empalmes con la particularidad de que se pueden consolidar como una sola pieza de caucho después del enrollado, lo que adicional mente protege contra la humedad.
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» Tela de vidrio: aísla eléctricamente cables en baja tensión pero con una aplicación para temperaturas altas, usualmente superiores a los 150°C e inferiores a 300°C. Por otro lado, una aplicación común de estas cintas es el amarre mecánico, ya que su tensión de ruptura puede ser hasta 10 veces superior a la de las cintas de vinilo.
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Nombre del Alumno: - Quispe Ranilla , Jose Carlos - Garcia Mendoza , José Augusto - Soto Huarniz , Miguel Anthony - Maquera Urdanivia , Evert Eddy Fecha de entrega: 31 /03/17 Hora: 8:35 am Ciclo: 1 Grupo: C2/B
NOTA:
OBJETIVOS: 1. El alumno diferenciará e identificará los diferentes materiales más utilizados para las aplicaciones industriales y analizará sus características. TAREA: LUGAR DE REALIZACION Laboratorio M6
Clasificación de los Materiales DURACION DE LA TAREA TOLERANCIA 01 SESION 5 MIN
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1. SEGURIDAD 1.1. Señales
Tener cuidado con el tipo y niveles de voltaje que suministran a los equipos
Antes de utilizar los instrumentos cerciorarse si son de entrada o de salida, para no dañar los equipos
Tener cuidado en la conexión y en la desconexión de los equipos utilizados
1.2.
Implementos de Protección Personal
2. ANÁLISIS DE POTENCIALES)
RIESGOS (PELIGROS
2.1 Seguridad RIESGO
DESCRIPCIÓN DEL PELIGRO
Electrocución por cortocircuitos
Los alumnos que realizan trabajos con componentes mecánicos y/o eléctricos, solicitar al profesor revisar las conexiones eléctricas antes de conectar a la fuente de tensión.
Cortes
Los alumnos que realizan trabajos con herramientas cortantes (Alicates, cuchillas, etc.) deben manipularlas de tal forma que sus manos no se expongan a cortes.
Agentes que pueden dañar los instrumentos de comprobación.
Los alumnos que realizan trabajos de equipos, deberán tener cuidado con el empleo correcto de los instrumentos de medición y comprobación.
2.2 Medio Ambiente Todos los residuos deben ser depositados en el contenedor correspondiente. 3. HERRAMIENTAS Y EQUIPOS 2015-2
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Martillo de peña. Tornillo de Banco. Destornilladores planos.
4. MATERIALES -
Maleta de muestras con diversos materiales: naturales, sintéticos, metales y no metales.
-
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Productos industriales conocidos.
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5. FUNDAMENTO TEORICO. Muchas máquinas, vehículos y equipos similares utilizan diversos materiales que pueden ser: Naturales, metales, no metales, sintéticos y muchos otros que no siempre son posibles de reconocer. El conocimiento de sus propiedades es importante para determinar su utilización.
Figura 01. Montacargas -
¿Cuántos tipos de materiales tendría la máquina de la figura 01?
-
¿Habrá sólo materiales metálicos si la máquina eleva pesos de 5 toneladas?
-
¿Habrá varios tipos de materiales sintéticos?
En forma general los materiales se clasifican en dos grupos principales y cuatro grandes grupos
METALES
FERROSOS
NO FERROSOS
NO METALES
NATURALES
SINTETICOS
A) NATURALES: Son aquellos materiales que se encuentran en la naturaleza y que no han sufrido un proceso de transformación severo, manteniendo su estructura por ejemplo la madera, el caucho entre otros. B) Metales Ferrosos y No Ferrosos: Son materiales procesados a partir de minerales existentes en la tierra y cuando son minerales de hierro se obtienen metales ferrosos. Los metales no Ferrosos pueden ser procesados
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de otros minerales como el Cobre, aluminio etc. Los metales a su vez pueden ser pesados y ligeros. C) Sintéticos: también conocidos como plásticos .Como su nombre dice son materiales obtenidos sintéticamente a partir de los derivados del petróleo .Existen diversos tipos con propiedades diversas y pueden ser transparentes u opacos, resistentes al impacto, aislantes eléctricos entre otras propiedades.
Los materiales sintéticos se dividen en tres grupos generales: -
Los plásticos deformables con el calor se conocen como termoplastos.
-
Los plásticos que se producen y ya no se pueden deformar con el calor se denominan duroplastos.
-
Los materiales sintéticos con propiedades elásticas se les denominan elastómeros.
5.1. PROCESOS DE FABRICACION DEL ACERO 5.1.1. Fabricación en Horno Electrico La fabricación del acero en horno eléctrico se basa en la fusión de las chatarras por medio de una corriente eléctrica, y al afino posterior del baño fundido. El horno eléctrico consiste en un gran recipiente cilíndrico de chapa gruesa (15 a 30 mm de espesor) forrado de material refractario que forma la solera y alberga el baño de acero líquido y escoria. El resto del horno está formado por es refrigerados por agua. La bóveda es desplazable para permitir la carga de la chatarra a través de unas cestas adecuadas. La bóveda está dotada de una serie de orificios por los que se introducen los electrodos, generalmente tres, que son gruesas barras de grafito de hasta 700 mm de diámetro. Los electrodos se desplazan de forma que se puede regular su distancia a la carga a medida que se van consumiendo.
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Figura 02. Fabricación en horno Eléctrico Los electrodos están conectados a un transformador que proporciona unas condiciones de voltaje e intensidad adecuadas para hacer saltar el arco, con intensidad variable, en función de la fase de operación del horno. Otro orificio practicado en la bóveda permite la captación de los gases de combustión, que son depurados convenientemente para evitar contaminar la atmósfera. El horno va montado sobre una estructura oscilante que le permite bascular para proceder al sangrado de la escoria y el vaciado del baño. El proceso de fabricación se divide básicamente en dos fases: la fase de fusión y la fase de afino. Fase de fusión Una vez introducida la chatarra en el horno y los agentes reactivos y escorificantes (principalmente cal) se desplaza la bóveda hasta cerrar el horno y se bajan los electrodos hasta la distancia apropiada, haciéndose saltar el arco hasta fundir completamente los materiales cargados. El proceso se repite hasta completar la capacidad del horno, constituyendo este acero una colada. Fase de afino El afino se lleva a cabo en dos etapas. La primera en el propio horno y la segunda en un horno cuchara. En el primer afino se analiza la composición del baño fundido y se procede a la eliminación de impurezas y elementos indeseables (silicio, manganeso, fósforo, etc.) y realizar un primer ajuste de la composición química por medio de la adición de ferroaleaciones que contienen los elementos necesarios (cromo, níquel, molibdeno, vanadio o titanio). El acero obtenido se vacía en una cuchara de colada, revestida de material refractario, que hace la función de cuba de un segundo horno de afino en el que termina de ajustarse la composición del acero y de dársele la temperatura adecuada para la siguiente fase en el proceso de fabricación. La colada continúa Finalizado el afino, la cuchara de colada se lleva hasta la artesa receptora de la colada continua donde vacía su contenido en una artesa receptora dispuesta al efecto. La colada continua es un procedimiento siderúrgico en el que el acero se vierte directamente en un molde de fondo desplazable, cuya sección transversal tiene la forma geométrica del semi-producto que se desea fabricar; en este caso la palanquilla.
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La artesa receptora tiene un orificio de fondo, o buza, por el que distribuye el acero líquido en varias líneas de colada, cada una de las cuales disponen de su lingotera o molde, generalmente de cobre y paredes huecas para permitir su refrigeración con agua, que sirve para dar forma al producto. Durante el proceso la lingotera se mueve alternativamente hacia arriba y hacia abajo, con el fin de despegar la costra sólida que se va formando durante el enfriamiento. Posteriormente se aplica un sistema de enfriamiento controlado por medio de duchas de agua fría primero, y al aire después, cortándose el semiproducto en las longitudes deseadas mediante sopletes que se desplazan durante el corte. En todo momento el semi-producto se encuentra en movimiento continuo gracias a los rodillos de arrastre dispuestos a los largo de todo el sistema. Finalmente, se identifican todas las palanquillas con el número de referencia de la colada a la que pertenecen, como parte del sistema implantado para determinar la trazabilidad del producto, vigilándose la cuadratura de su sección, la sanidad interna, la ausencia de defectos externos y la longitud obtenida. La laminación Las palanquillas no son utilizables directamente, debiendo transformarse en productos comerciales por medio de la laminación o forja en caliente. De forma simple, podríamos describir la laminación como un proceso en el que se hace pasar al semiproducto (palanquilla) entre dos rodillos o cilindros, que giran a la misma velocidad y en sentidos contrarios, reduciendo su sección transversal gracias a la presión ejercida por éstos. En este proceso se aprovecha la ductilidad del acero, es decir, su capacidad de deformarse, tanto mayor cuanto mayor es su temperatura. De ahí que la laminación en caliente se realice a temperaturas comprendidas entre 1.250ºC, al inicio del proceso, y 800ºC al final del mismo. La laminación sólo permite obtener productos de sección constante, como es el caso de las barras corrugadas. El proceso comienza elevando la temperatura de las palanquillas mediante hornos de recalentamiento hasta un valor óptimo para ser introducidas en el tren de laminación. Generalmente estos hornos son de gas y en ellos se distinguen tres zonas: de precalentamiento, de calentamiento y de homogeneización. El paso de las palanquillas de una zona a otra se realiza por medio de distintos dispositivos de avance. La atmósfera en el interior del horno es oxidante, con el fin de reducir al máximo la formación de cascarilla.
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Alcanzada la temperatura deseada en toda la masa de la palanquilla, ésta es conducida a través de un camino de rodillos hasta el tren de laminación. Este tren está formado por parejas de cilindros que van reduciendo la sección de la palanquilla. Primero de la forma cuadrada a forma de óvalo, y después de forma de óvalo a forma redonda. A medida que disminuye la sección, aumenta la longitud del producto transformado y, por tanto, la velocidad de laminación. El tren se controla de forma automática, de forma que la velocidad de las distintas cajas que lo componen va aumentando en la misma proporción en la que se redujo la sección en la anterior. El tren de laminación se divide en tres partes: a) Tren de desbaste: donde la palanquilla sufre una primera pasada muy ligera para romper y eliminar la posible capa de cascarilla formada durante su permanencia en el horno. b) Tren intermedio: formado por distintas cajas en las que se va conformando por medio de sucesivas pasadas la sección. c) Tren acabador: donde el producto experimenta su última pasada y obtiene su geometría de corrugado. Las barras ya laminadas se depositan en una gran placa o lecho de enfriamiento. De ahí, son trasladadas a las líneas de corte a medida y empaquetado y posteriormente pasan a la zona de almacenamiento y expedición. En el caso de la laminación de rollos, éstos salen del tren acabador en forma de espira, siendo transportados por una cinta enfriadora, desde la que las espiras van siendo depositadas, donde se compacta y se ata para su expedición, o bien se lleva a una zona de encarretado, dónde se forman bobinas en carrete. Durante la laminación se controlan los distintos parámetros que determinarán la calidad del producto final: la temperatura inicial de las palanquillas, el grado de deformación de cada pasada —para evitar que una deformación excesiva dé lugar a roturas o agrietamientos del material —, así como el grado de reducción final, que define el grado de forja, y sobre todo el sistema de enfriamiento controlado.
5.2 EL CONVERTIDOR DE BESSEMER, THOMAS Y LD. El arrabio procedente del alto horno, transportado por los torpedos se deposita en los convertidores, recipientes de acero y revestidos interiormente, como los altos hornos, de ladrillos refractarios.
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Se diferencian de los hornos en que a éstos se les proporciona calor y a los convertidores no, el material se deposita fundido y dentro se produce más calor con la combustión del carbono del arrabio.
Figura 03. Horno de Bessemer, Thomas El convertidor ideado por Bessemer consistía en un recipiente metálico basculante de gran tamaño recubierto por material refractario de carácter ácido. El proceso de afino duraba entre 15 y 20 minutos y tenía tres fases: llenado, soplado y vaciado. En la fase de llenado, se inclinaba el convertidor para facilitar su llenado con el arrabio fundido procedente del horno alto. En la fase de soplado, el convertidor se situaba en posición vertical y se inyectaba aire a presión a través de unos orificios practicados en el fondo. El aire entraba a través de la masa fundida y oxidaba el carbono, el silicio y el manganeso. El calor desprendido en estos procesos de oxidación permitía mantener la temperatura de fusión del arrabio.
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La fase de vaciado se iniciaba una vez quemadas las impurezas. Se inclinaba de nuevo eI convertidor y se vertía acero en las lingoteras.
La principal ventaja de este procedimiento consistía en poder detenerlo con sólo cerrar la entrada del aire. De este modo se conseguían aceros con distintas cantidades de carbono, silicio y manganeso. Su principal inconveniente radicaba en que sólo podía utilizarse para arrabios con cantidades muy pequeñas de fósforo, ya que este material no se eliminaba. La modificación introducida por Thomas consistió en incorporar un fundente de carácter básico la cal, que permitía eliminar el exceso de fósforo presente. Al finalizar el proceso, se extraía primero el acero y, posteriormente, la escoria formada. Sin embargo, a diferencia del anterior, este proceso no podía detenerse para regular la cantidad de otros componentes. En la actualidad, ambos procesos han caído en desuso y se han sustituido por el moderno convertidor LD, en el que solo se insufla O2 con una lanza, por la boca del convertidor.
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6. TAREAS A DESARROLLARSE EN LABORATORIO
Primera Tarea: CLASIFICACION DE LOS MATERIALES Se tienen disponibles grupos de materiales en cajas para la experiencia. El profesor entregará a los grupos conformados las muestras de los materiales, para la experiencia, cada una de las cajitas etiquetadas deberá ser vaciada a la mesa de trabajo para su reconocimiento. Los estudiantes reconocerán cada uno de los materiales del envase respectivo y completarán los cuadros 1 y 2. Posteriormente deberán devolver las muestras y colocarlas en su lugar. CUADRO Nº 1. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES METÁLICOS NOMBRE
FERRICOS
Acero de Herramienta
DESCRIPCIÓN/APLICACIONES Tiene 0.45% de carbono y se utiliza en herramientas como el alicate, martillo , etc.
Acero Inoxidable
Está compuesto de cromo y níquel y se utiliza en barandas , relojes , etc
Hierro Fundido
Contiene 2% de carbono y se puede moldear. Tienes buena conductividad termina.
Acero Corriente
Contiene 0.2 % de carbono, es maleable y es bueno para soldadura. Se utiliza en construcción de estructuras metálicas.
PESADOS :
Laton
Tiene gran conductividad eléctrica y térmica , es muy dúctil y maleable y se utiliza para cables , tubos de calderas, etc. Es una aleación de cobre y estaño, resiste a la corrosión y cuando esta fundido es muy fluido por lo que es apropiado para aplicación de moldes. Es una aleación de cobre y zinc, se suele emplear como herrajes, material de fontanería y rios en general.
Zinc
Es muy resistente a la corrosión y se emplea en el proceso de galvanizado para que sea muy resistente.
Plomo
Es un metal anticorrosivo, es dúctil y maleable y buen conductor eléctrico.
NO FERRICOS
Cobre Bronce
LIGEROS : Aluminio
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Exelente conductor de calor y electricidad , es muy blando y de baja densidad, es resistente a la oxidación y se usa en la industria de la alimentación debido a su nula toxicidad.
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Titanio
Es un metal de color gris con baja densidad y gran dureza, es muy resistente a la corrosión por agua de mar, lejía y cloro. Se usa en la industria del automovilismo y motociclismo
CUADRO Nº 2. Clasificación de los materiales NO METALICOS
NATURALES
NOMBRE Madera Caucho Lana Algodon Seda Corcho Papel
SINTETICOS
Lino
DESCRIPCIÓN/APLICACIONES - Maderas blandas como el pino , abeto , etc. - Maderas duras como el roble , castaño, etc. Es blando y se oxida con facilidad. Se obtiene del pelaje de las ovejas y es muy elástica por lo que no se arruga con facilidad. Formado del 91 % de celulosa y se emplea para fabricar fibras naturales , artificiales ; no producen alergias. Es producido por el gusano de seda , se usa para la fabricación de ropa , cortinas , tapices , etc. Se obtiene del árbol de alcornoque y se emplea para aislamientos térmicos, acústicos y tapones. Existen alisado, satinado, barba, moneda y fotográfica en clases de papel. Es menos elástica y flexible , se usa para fabricar ropa de cama , vestidos , camisas , etc.
TERMOPLÁSTICOS : Teflon Excelente aislante , muy resistente y se usa en engranajes , rodamientos , etc. PVC Tiene resistencia mecánica a la intemperie, con rigidez y Cloruro de dureza ; se usa en mangueras , juguetes , tubos de agua , Polivinilo etc. PC Tiene gran resistencia mecánica , mucha rigidez y tenacidad ; Policarbonato se colorean con facilidad y se usa en gafas , cámaras , microscopios , etc. PP Uno de los plásticos mas baratos , tienes dureza , flexibilidad Polipropileno y resistencia muy aceptables ; se usa en bolsas , botellas , etc. PS Fragil , fácil de moldar por inyección , poco resistente al calor Poliestireno ; se usa en cassete , cintas , etc. DUROPLÁSTICOS : Baquelita Alta resistencia a la temperatura y se usa en carcasas, motores , teléfonos , etc. Melamina No tiene olor ni sabor , son insensibles a luz y pueden colorearse con facilidad. Resina de Son incoloros , resisten a altas temperaturas y se usan en Poliester cascos , embarcaciones, fuselaje de aviones, placas , etc. Resina de epoxi
Resistentes a los agentes químicos, resistente al calor y se usa en adhesivos , barnices , etc. ELASTÓMEROS :
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Caucho Natural Caucho Sintetico
Es blando y se oxida con facilidad, con el tiempo se hace quebradizo. Empleado fundamentalmente para la fabricación de neumáticos.
Segunda tarea: EVALUACIÓN SOBRE LOS MATERIALES SELECCIONADOS
Seleccionar 20 materiales que se encuentren mencionados en la siguiente lista. Colocar en el espacio en blanco el nombre de los mismos. El profesor comprobará su trabajo final.
Plomo Vidrio PVC (cloruro de polivinilo) Acero inoxidable Cerámica Bronce
LISTA DE MATERIALES Zinc Madera Cuero Hierro fundido(más de 2%C) Aluminio Latón
Poliestireno expandido
Resina de poliester
Acero de construcción (menos de 0,5% C) Carbón
Acrílico Mármol Poliuretano blando Acrílico Cobre Polietileno Acero de herramientas (más de 0,5% C)
Caucho
Poliamida
Asbesto
Resina de fenol
NOMBRE DE LOS MATERIALES 1
PLOMO
11
ALUMINIO
2
VIDRIO
12
LATON
3
ACERO INOXIDABLE
13
CAUCHO
4
CERAMICA
14
COBRE
5
BRONCE
15
POLIETILENO
6
ACERO DE CONSTRUCCION
16
ACERO DE HERRAMIENTA
7
CARBON
17
HIERRO FUNDIDO
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8
ZINC
18
MARMOL
9
MADERA
19
ACRILICO
CUERO
20
PVC
10
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Tercera tarea: APLICACIONES DE LOS MATERIALES
Se presentan 10 materiales procesados (productos), pertenecientes a equipos tecnológicos. Sobre la base de las identificaciones realizadas, escribir la función y el número de la propiedad por la que utiliza el material.
ITEM
1
2
NOMBRE
Caño de agua
Perno y tuerca
MATERIALES Y PROPIEDADES RELEVANTES PARA LA ELECCIÓN DEL MATERIAL Antiguamente, todos los caños eran de hierro, pero en la actualidad, se usan materiales que soporten mejor la corrosión y los cambios de temperatura, que no acumulen sarro en las paredes interiores, no se oxiden, no sean tóxicos (como ocurría con los antiguos caños de plomo, previos a los de hierro) y sean resistentes a los golpes. PROPIEDAD: ANTICORROSIVO, CONDUCTIVILIDAD TERMICA. Además de permitir la conversión de un movimiento rotativo en uno lineal, tiene la tremenda ventaja de que en cada vuelta solo avanza la distancia que tiene de separación entre filetes (paso de rosca) por lo que la fuerza de apriete (longitudinal) es muy grande. Esta utilidad es especialmente apreciada en dos aplicaciones prácticas: El tornillo-tuerca se usa en: estructuras metálicas, unión de chapas finas, como eje en objetos articulados (cama de hospital, compás, gafas...), etc. PROPIEDAD: RESISTENCIA AL CALOR, DUREZA, PESO.
3
Perfil de aluminio
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El aluminio extruido se usa en los sistemas de perfiles para ventanas y puertas en edificios residenciales y comerciales, en estructuras de las viviendas y los edificios prefabricados, en materiales para tejados y revestimientos de exteriores, muros cortina, fachadas de locales comerciales, etc. Laboratorio 01
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PROPIEDAD: RESISTENTE A LA ROTURA.
4
5
6
8
9
Soldadura de estaño y plomo
La soldadura blanda tiene gran cantidad de aplicaciones, desde la fabricación de juguetes hasta de motores de aviones y vehículos espaciales. En general se utiliza para la unión de piezas de pequeño tamaño, piezas de diferentes materiales, donde sería muy difícil utilizar un proceso de soldadura por fusión. La soldadura blanda se suele utilizar en componentes electrónicos, como circuitos impresos o transistores, piezas ornamentales y piezas de intercambiadores de calor. PROPIEDADES: RESISTENCIA ELECTRICA Y CONDUCTIVIDAD TERMICA.
Conductor de cobre
Para el transporte de energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el mejor conductor es el cobre (en forma de cables de uno o varios hilos). Aunque la plata es el mejor conductor, pero debido a su precio elevado no se usa con tanta frecuencia. PROPIEDAD: CONDUCTIBILIDAS ELECTRICA.
Bornera
Podemos considerar como un borne: a un elemento que tiene un cuerpo de material plástico aislante que contiene o incluye un elemento metálico al cual se puede o pueden fijarse el o los conductores de cables. PROPIEDAD: CONDUCTIBILIDAD ELECTRICA.
Enchufe
Un enchufe está formado por dos elementos: clavijas y tomacorriente (o toma de corriente), que se conectan uno al otro para establecer una conexión que permita el paso de la corriente eléctrica. PROPIEDAD: CONDUCTIBILIDAD ELECTRICA.
Envase de alimentos
Los envases de alimentos se definen, como aquellos elementos destinados a contener productos que servirán de comida o alimento al ser humano. PROPIEDAD: Protección como barrera química.
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Se constituyen en mayormente de materiales derivados del metal porque tienen buena conducción de calor, son aislantes y mantienen una determinada presión interna ya que por estos o más factores pueden ocasionar daños mortales.
Recipiente para productos químicos
PROPIEDADES RELEVANTES PARA SU USO a. b. c. d. e. f. g.
Resistente al calor Conductibilidad eléctrica Aislante eléctrico Dureza Elasticidad Poca dilatación Auto lubricación
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h. i. j. k. l. m.
Conductibilidad térmica Peso Anticorrosivo Facilidad de fabricación Resistencia a la rotura Resistencia al desgaste
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7. CONCLUSIONES
Los diversos materiales se utilizan de acuerdo a el tipo de trabajo que realizaremos (mediciones o esfuerzo mecánico)
a. Muchos materiales naturales son remplazados por materiales SINTETICOS O también denominados PLASTICOS. b. Los metales no ferrosos pueden ser PESADOS y LIGEROS. c. Los metales ferrosos se diferencian por el contenido de CARBONO. d. los materiales que se utilizan para herramientas son EL ACERO Y EL CARBONO. e. El material ferroso que tiene el más alto contenido de CARBONO es EL HIERRO FUNDIDO.
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Bronce templado , hierro. Acero, cromo , carbono.
Crear transmisión giratorio Facilitar el giro de componentes mecanicos
4. En el siguiente componente se elige el material del rodamiento por criterios de
Tornillo sin fin y corona
2. En el siguiente componente se elige el material del engranaje de corona 1 por criterios de;
Rodamientos
Titanio, Cobalto. Acero inoxidable
Crear agujeros en componentes Realización de mediciones
3. En el siguiente componente se elige el material presentado por criterios de
Vernier
1. En el siguiente componente se elige el material de la broca por criterios de
Taladro
Escribir el material correspondiente y la propiedad relevante en la confección del componente mostrado en cada ejemplo.
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8. DIFICULTADES HALLADAS DURANTE EL DESARROLLO DEL LABORATORIO: -
-
HUBO INCONVENIENTES EN EL PROCESO DE SELECCIÓN DE LOS DIFERENTES MATERIALES A SIMPLE VISTA, NO SOLO DEPENDIA SU DIFERENCIACION DEL ASPECTO FISICO, SINO TAMBIEN DEL SU MASA Y TIPO DE COLOR. EL POCO CONOCIMIENTO ENTRE METALES , NO METALES Y ALEACIONES DE ACUERDO AL GRADO DE CARBONO DE CADA UNO DE ELLOS ; TAMBIEN DE LOS PORCENTAJES DE ESTE PARA DETERMINAR SU DUREZA , TENACIDAD , MALEABILIDAD, CONDUCTIVIDAD TERMINA, ETC
9. OBSERVACIONES y RECOMENDACIONES: OBSERVACIONES: -
-
Para poder hacer una determinación exacta de los diferentes materiales y su composición debemos de conocer como introducción sus aplicaciones; propiedades por las cuales se usa en una determinada área de desarrollo. Se estudió los tipos de materiales más utilizados en nuestro medio, ya que existen una infinidad de estos; solo aplicamos conceptos de los que observaremos constantemente a lo largo de nuestra carrera.
RECOMENDACIONES: -
-
10.
El uso de los EPP’S es importante en todo momento ya que estamos trabajando con materiales de diferente composición, algunos de ellos punzocortantes o reactivos ante el o con nuestra piel. Estar atento en todo momento a las diferentes actividades que se desarrollan dentro del laboratorio.
ANEXO EN EL INFORME SOBRE EL TEMA DESARROLLADO: Investigue sobre los tipos de materiales no férricos ligeros utilizados en electrónica.
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MATERIALES AISLANTES CONDUCTORES Y SEMICONDUCTORES AISLANTES: Se denomina aislante eléctrico al material con escasa conductividad eléctrica. El comportamiento de los aislantes se debe a la barrera de potencial que se establece entre las bandas de valencia y conducción que dificulta la existencia de electrones libres capaces de conducir la electricidad a través del material, el aislante es el que posee más de 4 electrones en su última capa de valencia.
TIPOS Y CARACTERISTICAS: Aislantes Sólidos: Un buen aislante entre vueltas de las bobinas de transformadores es el cartón prensado, el cual da forma a estructuras de aislamiento rígidas. En los sistemas de aislamiento de transformadores destacan las cintas sintéticas, que se utilizan para envolver los conductores magnéticos de los bobinados.
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Aislantes Líquidos: Los fluidos o líquidos dieléctricos cumplen la doble función de aislar los bobinados en los transformadores y disipar el calor al interior de estos equipos. El líquido dieléctrico más empleado es el aceite mineral. El problema es que es altamente inflamable. Fluidos dieléctricos sintéticos, (hidrocarburos) con alto punto de inflamación.
Aislantes Gaseosos: Los gases aislantes más utilizados en los transformadores son el aire y el nitrógeno, este último a presiones de 1 atmósfera. Estos transformadores son generalmente de construcción sellada. El aire y otros gases tienen elevadísima resistividad y están prácticamente exentos de pérdidas dieléctricas.
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El comportamiento de los aislantes se debe a la barrera de potencial que se establece entre las bandas de valencia y conducción que dificulta la existencia de electrones libres capaces de conducir la electricidad a través del material (para más detalles ver semiconductor). Los materiales aislantes son mejor conocidos como aquellos que tiene sus electrones de valencia relativamente fijos formando enlaces no conductores eléctricos. Ejemplos: Oxigeno, azufre, diamante. El aislante perfecto para las aplicaciones eléctricas sería un material absolutamente no conductor, pero ese material no existe. Los materiales empleados como aislantes siempre conducen algo la electricidad, pero presentan una resistencia al paso de corriente eléctrica hasta 2,5 × 1024 veces mayor que la de los buenos conductores eléctricos como la plata o el cobre. Estos materiales conductores tienen un gran número de electrones libres (electrones no estrechamente ligados a los núcleos) que pueden transportar la corriente; los buenos aislantes apenas poseen estos electrones. Algunos materiales, como el silicio o el germanio, que tienen un número limitado de electrones libres, se comportan como semiconductores, y son la materia básica de los transistores. En los circuitos eléctricos normales suelen usarse plásticos como revestimiento aislante para los cables. Los cables muy finos, como los empleados en las bobinas (por ejemplo, en un transformador), pueden aislarse con una capa delgada de barniz. El aislamiento interno de los equipos eléctricos puede efectuarse con mica o mediante fibras de vidrio con un aglutinador plástico. En los equipos electrónicos y transformadores se emplea en ocasiones un papel especial para aplicaciones eléctricas. Las líneas de alta tensión se aíslan con vidrio, porcelana u otro material cerámico. La elección del material aislante suele venir determinada por la aplicación. El polietileno y polietileno se emplean en instalaciones de alta frecuencia, y el millar se emplea en condensadores eléctricos. También hay que seleccionar los aislantes según la temperatura máxima que deban resistir. El teflón se emplea para temperaturas altas, entre 175 y 230 ºC. Las condiciones mecánicas o químicas adversas pueden exigir otros materiales. El nylon tiene una excelente resistencia a la abrasión, y el neopreno, la goma de silicona, los poliésteres de epoxi y los poliuretanos pueden proteger contra los productos químicos y la humedad.
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¿Cuál es la diferencia existente entre conductor, semiconductor y aislante? Es sencillo, los conductores son todos aquellos que poseen menos de 4 electrones en la capa de valencia, el semiconductor es aquel que posee 4 electrones en la capa de valencia y el aislante es el que posee más de 4 electrones en la capa de valencia. Algunos aislantes más usados: » Vinilo: tienen como función principal aislar y empalmar cables de baja tensión (usualmente máximo hasta 600 Volts). También son usados como respaldo y protección contra UV (instalaciones tipo exterior) en las chaquetas de cables de media tensión.
» Caucho: aísla conductores eléctricos y permiten empalmes con la particularidad de que se pueden consolidar como una sola pieza de caucho después del enrollado, lo que adicional mente protege contra la humedad.
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» Tela de vidrio: aísla eléctricamente cables en baja tensión pero con una aplicación para temperaturas altas, usualmente superiores a los 150°C e inferiores a 300°C. Por otro lado, una aplicación común de estas cintas es el amarre mecánico, ya que su tensión de ruptura puede ser hasta 10 veces superior a la de las cintas de vinilo.
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