al eaci ones
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Grupo Al
El aluminio sin alear es menos usado en piezas moldeadas que en productos forjados.
La aleación Al99,5 (L-2051 según UNE), cuya ductilidad y resistencia a la corrosión
son excelentes y su resistividad eléctrica muy baja, se usa en piezas moldeadas en
arena y en coquilla y, más raramente, de inyección. Tiene aplicaciones en la industria
química y eléctrica, en elementos sin compromiso mecánico. Los rotores de motores
eléctricos asíncronos de baja resistencia se fabrican con aleaciones de otros grupos,
como AlSi5Mg (L-2570 según UNE, ~30÷35% IACS) o
AlSi8Cu3 (L-2630 según UNE, 25÷30% IACS).
Grupo Al-Si12
La adición de Si al aluminio (punto eutéctico a ~12% Si) da lugar a un incremento de la
fluidez del material fundido, a una disminución de la fisuración y de la contracción en el
enfriamiento, lo que permite diseñar piezas de formas complejas con cambios
importantes de sección y paredes desde muy delgadas a muy gruesas. Estas
aleaciones tienen también buena soldabilidad, ductilidad y estanqueidad. La aleación
base es AlSi12 (L-2520 según UNE, de composición eutéctica), no bonificable, que se
usa cuando se requieran excelentes cualidades de moldeo (piezas complicadas de
paredes muy delgadas) y de resistencia a la corrosión, aunque sacrificando la
resistencia mecánica y la maquinabilidad. Las aleaciones restantes de este grupo, en
base de pequeños contenidos de otros elementos, palían la falta de resistencia
mecánica y de maquinabilidad de la aleación base. La aleación AlSi12Cu (L-2530
según UNE) mejora la resistencia a la fatiga, a costa de empeorar la resistencia a la
corrosión, mientras que la aleación AlSi12Ni2 (L-2550 según UNE) mejora la
resistencia mecánica en caliente y la resistencia al desgaste, a la vez que presenta un
bajo coeficiente de dilatación, características adecuadas para pistones de automóviles.
En la fabricación de piezas de motores alternativos (bloque motor, culatas, pistones), a
menudo se utilizan aleaciones de este grupo con composiciones especiales no
normalizadas de alto contenido de Si o hipereutécticas (AlSi17Cu4Mg, AlSi21CuNiMg,
AlSi25CuMgNi).
Grupo Al-Si-Mg
Con la adición de pequeños porcentajes de Mg, las aleaciones Al-Si se convierten en
bonificables, y consiguen valores de resistencia y dureza considerablemente mayores
con una mejora de la maquinabilidad. El tratamiento térmico durante la fundición sobre
la pieza moldeada, antes de ser mecanizada. Uno de los principales representantes de
esta familia es el AlSi10Mg (L-2560, según UNE), utilizado en motores y máquinas
(llantas de rueda, carcasas y cajas, tambores de freno, tubos centrifugados). La
aleación AlSi7Mg (L-2561) es más resistente y de mejor maquinabilidad a costa de
una menor facilidad de moldeo (ruedas, brazos de suspensión, piezas del sistema de
dirección).
Grupo Al-Si-Cu
Las aleaciones de esta familia tienen multiplicidad de aplicaciones cuando las
características mecánicas exigidas son mayores que las de los grupos anteriores,
incluso a temperaturas moderadamente elevadas. Se funden fácilmente (posibilidad de
formas complicadas), se trabajan bien (buena maquinabilidad), pero no presentan la
misma resistencia a la corrosión y a los agentes químicos que las aleaciones de los
grupos anteriores (presencia de Cu). Porcentajes mayores de Si aumentan la
colabilidad en el molde, mientras que un mayor contenido de Cu mejora la
maquinabilidad y las posibilidades de pulido. Las aleaciones más usadas son el
AlSi5Cu3 (L-2610, según UNE), de resistencia mayor y apto para moldear en arena o
en coquilla, y el AlSi8Cu3 (L-2630, según UNE), que prácticamente es un estándar en
el moldeo por inyección.
Grupo Al-Mg
Las aleaciones de este grupo se caracterizan por una gran resistencia a la corrosión,
incluso en agua de mar y en atmósfera salina. Tienen una buena maquinabilidad, se
pulen muy bien y admiten el anodizado con finalidad decorativa. Sus principales
aplicaciones son la construcción naval, las industrias química y alimentaria y también
los objetos decorativos. Dado que, mediante el moldeo, no es necesario conformar por
deformación en frío, se puede aumentar el porcentaje de Mg, lo que hace bonificables
estas aleaciones. Su moldeo no es fácil (especialmente con contenidos >7% Mg,
aspecto a tener en cuenta en el diseño); pequeñas adiciones de Si facilitan la
colabilidad, pero empeoran la apariencia en el anodizado. La aleación AlMg10 (L-
2310, según UNE), bonificable, une a su excelente resistencia a la corrosión unas
elevadas características mecánicas y una gran resistencia al choque; aun así, como
ya se ha comentado, su moldeo requiere cuidados especiales. La aleación que ofrece
más posibilidades de aplicación es AlMg3 (L2341 según UNE), de moldeo más fácil a
pesar de que disminuyen las características mecánicas (aplicaciones navales,
industria de la alimentación, herrajes resistentes a la corrosión).
Grupo Al-Cu
Por medio de tratamiento térmico (el Cu posibilita la bonificación), las aleaciones de
este grupo consiguen las características mecánicas más elevadas entre los aluminios
de moldeo (resistencia a la tracción, límite elástico, alargamiento, tenacidad,
resistencia al desgaste), especialmente a temperaturas elevadas. Aun así, las
características generales de moldeo (colabilidad, agrietamiento en la contracción,
compacidad) son más bien bajas (sobretodo para >5% de Cu) y, además, oponen
dificultades a ser conformados en coquilla a causa del gran intervalo de solidificación y
de la elevada tendencia a formar grietas por efectos térmicos. Hay que realizar, pues,
un diseño adecuado de las piezas que tenga en cuenta las condiciones de moldeo. Se
usan en piezas de vehículos y máquinas con altas solicitaciones mecánicas,
sometidas a choques o a desgaste (poleas de correa trapezoidal) y es ineludible en
piezas que trabajan en caliente. Las aleaciones más usuales de este grupo son: el
AlCa4MgTi (L-2140 según UNE), aleación de aluminio estándar de características
mecánicas elevadas y resistente a los choques, para una gran variedad de piezas,
carcasas y elementos estructurales (automoción, aviación) moldeadas en molde de
arena o en coquilla; y el AlCu4Ni2Mg (L-2150 según UNE), utilizado para piezas
moldeadas en molde de arena o en coquilla que requieran una elevada resistencia
mecánica a temperaturas hasta 300ºC, con un coeficiente de dilatación bajo (culatas,
émbolos).
Grupo Al-Zn-Mg
La característica más relevante de este grupo es su capacidad de auto templarse sin
necesidad de solubilización, seguido de una maduración natural (varias semanas) o
artificial (varias horas), lo que facilita la fabricación de piezas de grandes dimensiones
con buenas características mecánicas, tenacidad, maquinabilidad, estabilidad
dimensional y resistencia a la corrosión. La aleación más frecuente es la AlZn5Mg
(L2710 según UNE), para piezas moldeadas en arena o en coquilla.