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miércoles, 15 de junio de 2016

Planchas y chapas de aluminio

Indice
  1. Introducción
  2. Características importantes del aluminio
  3. Fabricación de planchas de aluminio
  4. Fabricación de lámina de aluminio
  5. Aplicaciones de las planchas de aluminio
  6. Las aplicaciones de la chapa de aluminio

1. Introducción


Al pasar el aluminio entre rodillos de presión el material se hace más delgado y más largo en la dirección en que se mueve. Este simple proceso es la base para la producción de planchas de aluminio, lámina de aluminio y foil de aluminio. La chapa, la forma comercial del aluminio más ampliamente utilizada se utiliza en aplicaciones como el aeroespacial (estructura de la aeronave), el transporte (carrocería), embalaje (latas y tapas) y la construcción (fachadas de edificios)


2. Características importantes del aluminio


La chapa de aluminio se puede reciclar continuamente sin pérdida de propiedades. El reciclaje de la plancha de aluminio ahorra más del 90 por ciento de la energía necesaria para la producción de aluminio primario.
Cumple los estándares más estrictos: el aluminio de blindaje clase militar cumple con los estándares de rendimiento más exigentes del Ejército de los Estados Unidos. El escudo de aluminio puede desviar el calibre 50 mientras que este mismo calibre puede perforar otros materiales.
Se considera foil de aluminio a partir de espesores de 0,008 pulgadas hasta 0,25 pulgadas de espesor. El espesor de las planchas de aluminio comienza a partir de 0,250 pulgadas de espesor.
Aumento de su resistencia a bajas temperaturas. La chapa de aluminio es utilizada para la fabricación de tanques de almacenamiento en muchas industrias en parte porque algunas aleaciones de aluminio son más resistentes cuando las temperaturas son muy bajas.


3. Fabricación de planchas de aluminio


Exiten 2 tipos de tipos de fabricación del aluminio: material fabricado en colada continuna y material fabricado por el proceso de direct chill. Actualmente el proceso de direct chill se está imponiendo pues permite obtener un material más homogéneo y con menos tensiones residuales. Ambos métodos unicamente se diferencian en el momento de la colada, pues el proceso de laminación es idéntico en ambos métodos.

El laminado se inicia a partir de lingotes de refundición precalentados que pueden pesar más de 20 toneladas. El tamaño de los rodillos dependerá del tamaño de los lingotes, siendo un lingote estándar de aproximadamente 6 pies de ancho, 20 pies de largo y 2 pies de altura. El lingote se calienta en primer lugar a la temperatura de laminación y se introduce en un tren de desbaste, hasta que el grosor se reduce a solo unas pocas pulgadas. A continuación se puede aplicar un tratamiento en frío o el caliente al bloque, con el fin de aumentar su resistencia.

Las aleaciones de mayor resistencia se procesan a altas temperaturas y luego se enfrían rápidamente a temperatura ambiente. A continuación se estiran para enderezar y eliminar las tensiones internas desarrolladas durante la laminación y tratamiento de calor. El aluminio se envejece naturalmente a temperatura ambiente o artificialmente en un horno para desarrollar la combinación deseada de dureza y resistencia a la corrosión. Por último, la plancha de aluminio se corta a su tamaño final. Las chapas de aluminio producido pueden utilizarse en las medidas comerciales o mecanizarse hasta obtener la forma necesaria para su aplicación final.


4. Fabricación de lámina de aluminio


La producción de lámina de aluminio o foil de aluminio generalmente se inicia de la misma manera que las planchas pero el bloque se enrolla continuamente en el tren de desbaste para reducir el espesor y las marcas de las bobinas en el extremo de la línea. Estas bobinas de aluminio son a continuación laminada en frío en una o más pasadas a través de los rodillos.

Las bobinas se pueden calentar en un horno para ablandar antes de la laminación en frío, de manera a producir las propiedades mecánicas deseadas. La laminación en frío es el paso final para algunas láminas de aluminio, pero para otros se someten a un nuevo tratamiento a alta temperatura para aumentar su resistencia.

Bobina aluminio obtenida por laminación
Bobina aluminio obtenida por laminación

5. Aplicaciones de las planchas de aluminio


La plancha de aluminio se utiliza para aplicaciones de alta resistencia tales como las que se necesitan en la industria aeroespacial, militar y transporte. La plancha de aluminio se mecaniza para dar forma a los tanques de combustible de las naves espaciales y aviones. Se utiliza para tanques de almacenamiento en muchas industrias, especialmente debido a que algunas aleaciones de aluminio se vuelven más difíciles a temperaturas muy frías. Esta propiedad es particularmente útil para materiales criogénicos (baja temperatura). La plancha también se utiliza para hacer secciones estructurales para coches y barcos, así como el blindaje de vehículos militares.


6. Las aplicaciones de la chapa de aluminio


La chapa de aluminio está presente en los principales mercados industriales. El sector del embalaje utiliza la chapa para la fabricación de latas y cajas. En el transporte, la chapa de aluminio se utiliza para la fabricación de paneles de carrocerías de automóviles y cabinas de camiones. La plancha de aluminio se utiliza también en aparatos y utensilios de cocina. En la construcción se utiliza en productos tales como cerramientos, canalones, techos, persianas y toldos. La chapa de aluminio anodizada puede ser en negro, oro, rojo, azul y cientos de otros colores. También es posible obtener grabados en diferentes acabados; mate, pulido espejo o con relieve para parecerse a la madera y pintado.

jueves, 9 de abril de 2015

Tratamientos superficiales del aluminio: anodizado y lacado.

El aluminio es, como cualquier otro metal, sensible al proceso de oxidación ambiental. Este proceso espontáneo produciría manchas aleatorias, que afectarían negativamente la estética del material. Para proteger los productos en aluminio existen 2 procesos de recubrimiento ampliamente utilizados.


Proceso de anodizado del aluminio


Se puede definir pues el proceso de anodizado como una oxidación controlada, acelerada y uniforme de la capa más superficial del perfil, por medio de un proceso electroquímico.El proceso de anodizado se puede dividir en tres etapas básicas: pretratamiento (desengrasante + decapado), tratamiento anódico (proceso electroquímico en el que el aluminio se hace eléctricamente positivo y se sumerge en un electrolito) y postratamiento (sellado), para aumentar la resistencia a las manchas y a la corrosión de dicha capa.


Beneficios del aluminio anodizado

  • Durabilidad: La mayoría de los productos anodizados tienen una vida útil extremadamente larga y ofrecen importantes ventajas económicas a través del mantenimiento y el ahorro operativo. La capa de anodizado está completamente integrada con el aluminio subyacente para una unión total y una adhesión inigualable.
  • Estabilidad de color: Los recubrimientos anódicos para exteriores proporcionan una buena estabilidad a los rayos ultravioleta, no se astillan ni se despegan por lo que suelen utilizarse para la construcción de fachadas ventiladas de aluminio.
  • Facilidad de mantenimiento: Las marcas de la fabricación, manipulación e instalación en la superficie son prácticamente inexistentes. Para la limpieza del aluminio anodizado únicamente es necesario utilizar agua y jabón, recuperando  la superficie anodizada su aspecto original sin necesidad de procesos costosos. Para los depósitos más difíciles se pueden usar limpiadores abrasivos suaves.
  • Estética: El aluminio anodizado ofrece un gran número colores, con una amplia gama de brillo y acabados. A diferencia del lacado, el anodizado permite que el aluminio mantenga su aspecto metálico.
  • Coste: Un menor coste de fabricación se combina con menores costes de mantenimiento para un mayor valor a largo plazo.
  • Salud y seguridad: El anodizado del aluminio es un proceso seguro que no es perjudicial para la salud humana. El producto acabado es químicamente estable por lo que no se descompondrá, no es tóxico y es resistente al calor hasta el punto de fusión del aluminio. Dado que el proceso es un refuerzo de un proceso de óxido natural, no es peligroso y no produce subproductos dañinos o peligrosos.

Proceso de lacado del aluminio


El tratamiento de lacado consiste en proteger la superficie de las chapas de aluminio con una capa de pintura aplicada, bien en polvo o bien líquida.
Existen diferencias entre los 2 tipos de pintura que explicamos a continuación:

El lacado en polvo del aluminio asegura que se forme una capa fuerte sobre el aluminio: depués de aplicar la pintura en polvo las chapas de aluminio se introducen en un horno, donde la capa aplicada se funde, creando una capa de pintura que es más fuerte y tiene menos probabilidades de dañarse que una capa de pintura líquida común. El recubrimiento que aporta la pintura en polvo permite una mayor protección contra los efectos de sales o sustancias químicas. Esto nuevamente hace que la pintura en polvo sea la mejor opción cuando el producto lacado va a estar expuesto al medio ambiente en ambientes próximos a la costa.
Para estos casos especiales se ha desarrollado la denominación de “Calidad Marina”, que mejora las prestaciones del lacado en ambientes muy agresivos como primera línea de mar, industriales, etc., que consiste en aumentar el rebaje de la superficie del material de 0,8 gr/m2 a 2 y 4 gr/m2, lo que beneficia la penetración y agarre del cromatizado.

Por su parte el lacado mediante pintura líquida aporta un resultado mucho más suave. Los gránulos que se usan durante el lacado en polvo tienen un mayor tamaño que la pintura líquida, por lo que resultado final es un acabado más grueso. Además las pinturas líquidas permiten una gama más amplia de elementos decorativos (texturas, brillos, imitaciones de otros materiales) que no se pueden obtener con la pintura en polvo.

Otra ventaja adicional de la pintura líquida es el hecho de que no hay dimensiones máximas en términos de pintura. Durante el recubrimiento con pintura en polvo se utiliza una cabina de pintura, algo que no es necesario para pinturas líquidas. Al pintar, por lo tanto, no es necesario tener en cuenta las dimensiones máximas del objeto a pintar. Para productos de aluminio de grandes dimensiones, la pintura líquida es normalmente la solución escogida.


Beneficios del aluminio lacado

  • Mayor selección de colores disponibles.
  • Mayor uniformidad de color entre lotes.
  • El aluminio lacado permite el plegado del material siguiendo las instrucciones del fabricante. Por contra al plegar una chapa de aluminio anodizada la capa protectora se rompe, dejando al descubierto el aluminio. En casos de ser necesario plegar el aluminio se recomienda darle la forma primeramente y luego anodizar.
  • Mejor resistencia química al mortero, limpiadores fuertemente ácidos y limpiadores fuertemente alcalinos.



martes, 18 de febrero de 2014

El aluminio, fabricación y usos comerciales

En este articulo vamos a explicar las propiedades del aluminio, los principales procesos de fabricación y para terminar los diferentes productos comerciales que la industria metalúrgica ofrece al mercado junto a sus aplicaciones más frecuentes.

El aluminio es el metal mas abundante sobre la corteza terrestre. Se trata de un elemento químico dúctil, no soluble en agua, y entre sus propiedades más significativas, podemos destacar su capacidad para resistir la corrosión y su baja densidad. Además el aluminio sobresale por su gran conductividad eléctrica y térmica, a la vez que su alta reflectividad.

La industria metalúrgica elabora los productos acabados de aluminio en varias fases:
  • Fase 1: Extracción de la alúmina contenida en la bauxita mediante el proceso de Bayer.
  • Fase 2: Extracción del aluminio (con una pureza superior al 99%) a partir de la alúmina mediante un proceso de electrolisis
  • Fase 3: Fundición del aluminio en grandes hornos, junto a la adicción de otros componentes (principalmente cobre, manganeso, silicio, magnesio y zinc) para la fabricación de lingotes y barras de aluminio.
  • Fase 4: Fabricación de placas de aluminio a partir de lingotes de aluminio. Existen 2 métodos para fabricar estas losas de aluminio: el método de colada horizontal continua (Continuous Casting) y el método de colada vertical discontinua (Direct Casting).
  • Fase 5: Laminación en caliente de las placas de aluminio a la salida del horno hasta obtener los diferentes productos deseados: bobinas madre de aluminio o planchas gruesas de aluminio laminadas en caliente. 
  • Fase 6: Laminación en frío de las bobinas madre de aluminio hasta alcanzar los espesores deseados. Durante esta fase, en caso de ser necesario se podrían efectuar varios tratamientos térmicos intermedios como el recocido o templado del alumino, con el fin de mejorar algunas características del material como la dureza, resistencia a la abrasión, a las grietas, etc ...
  • Fase 7: Corte longitudinal del material para la fabricación de flejes, bandas de aluminio y corte transversal para la fabricación de chapas y planchas de aluminio.

El aluminio comercial que podemos encontrar se puede dividir en 3 categorías:
  • Perfiles de aluminio: se fabrican a partir de los lingotes de fundición, mediante un proceso de extrusión y temple de los mismos. Estos perfiles son ampliamente utilizados en la construcción de puertas, ventanas o canales de evacuación de aguas.
  • Bobina de aluminio: Es utilizada principalmente por la industrial del mecánica, pues a partir de bobinas y mediante procesos de embutición, perforado, y mecanizado fabrican multiples piezas: ollas, luminarias, armarios, articulos de decoración, y otros. Como comentamos antes también pueden cortas la bobina de aluminio para generar chapas que se pueden utilizar en instalaciones de calorifugado, chapado de cubiertas y fachadas,......
  • Piezas de fundición: Entre los principales procesos podemos diferencias entre la fundición mediante colada -relleno del molde por gravedad- y mediante inyección -relleno del molde mediante presión generada mecánicamente-. Estos procesos se utilizan para fabricación de piezas especiales, tales como pistones, bastidores, prótesis, donde el coste de fabricación no es una limitación, pues la piezas fabricadas mediante este método es el más caro de los 3.