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Racores de latón: la elección en su aleación

¿Qué es el latón?

El latón es una aleación de metal cuyos componentes principales son cobre (Cu) y zinc (Zn). Dentro de la familia es posible distinguir latón binario, compuesto solo de cobre y zinc, y latón ternario, que presenta un tercer elemento de aleación además de los dos principales. El porcentaje de zinc influye en la estructura del latón, que puede aparecer de esta manera:
* Zn < 36% -> fase α: la estructura es cúbica centrada en las caras, del mismo modo que con el cobre. El procesamiento resulta excelente en frío y bueno en caliente.
* 36% < Zn < 45% -> fase α-β: la fase α mantiene la estructura cristalina cúbica centrada en las caras mientras que la fase β presenta una estructura cúbica centrada en el cuerpo. Esta tipología de latón resulta trabajable especialmente en caliente.
* Zn > 45%: esta aleación es raramente utilizada ya que presenta poco interés práctico.
Los racores de latón representan un producto muy extendido a nivel mundial y son un elemento central dentro de la producción de Gnali Bocia tanto en racores para gas como para fluidos incompresibles como el agua. El uso del latón para la realización de estos componentes está motivado por sus características mecánicas (resistencia, ductilidad, maleabilidad), resistencia a la corrosión, resistencia a la abrasión y una característica importante como la antibacteriana. En comparación con el cobre puro, tiene mejores características de dureza, resistencia y capacidad de fusión.


La añadidura de plomo en racores de latón.

Para la realización de racores de latón, deben utilizarse algunas técnicas de mecanizado por arranque de viruta, como el torneado y el fresado. El procesamiento de las aleaciones de cobre-zinc es buena, pero el trabajo constante conlleva a la formación de virutas que puede ser un aspecto problemático en el procesamiento, ya que su evacuación no es sencilla. Para mejorar este aspecto, se añade (entre un 2% y 4%) de cantidad de plomo (Pb). Este elemento, insoluble y ajeno a la estructura cristalina de la aleación, tiende a colocarse en el borde del grano. De esta manera, las virutas se vuelven cortas y casi polvorientas, obteniendo al mismo tiempo una doble ventaja:
1. Aumenta la facilidad en la eliminación de las virutas durante el procesamiento;
2. Disminuye el desgaste en los cabezales de la herramienta, ya que en general la aleación es más blanda y fácil de trabajar.
Se debe prestar especial atención en la añadidura de plomo ya que el exceso en la cantidad de este elemento determina la obtención de una aleación demasiado blanda.


Otros elementos de aleación para el latón.

Además de la añadidura de plomo, los racores de latón necesitan otros elementos de aleación para obtener propiedades fundamentales en su funcionamiento:

* Manganeso (Mn) y Estaño (Sn): sirven para aumentar la resistencia a la corrosión, una característica importante en los racores;
* Hierro (Fe): aumenta la carga de rotura y, por lo tanto, la resistencia, ya que funciona como un refinador del grano cristalino. No presenta una mejora en la resistencia a la corrosión;
* Aluminio (Al): aumenta la resistencia a la corrosión y la abrasión;
* Antimonio (Sb) y Arsénico (As): sirven para inhibir la pérdida de zinc, un problema común en el latón;
* Níquel (Ni): mejora las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión;
* Silicio (Si): actúa como un flujo y favorece la formación de la fase β. Las limitaciones de este elemento se derivan del efecto que tiene sobre la estructura, ya que tiende a modificarla;
La añadidura de un tercer elemento a las aleaciones Cu-Zn, i a los efectos de una posible modificación estructural, puede considerarse equivalente a la añadidura (o resta de zinc) en cantidades proporcionales a la del elemento en sí. La constante de proporcionalidad se llama coeficiente de equivalencia y varía de un elemento a otro. Estos coeficientes también se denominan de Guillet, que da nombre a su creador. Los coeficientes de equivalencia para los elementos anteriormente nombrados son:
* Manganeso (Mn) => 0,5;
* Hierro (Fe) => 0,9;
* Estaño (Sn) => 2;
* Aluminio (Al) => 6;
* Silicio (Si) => 10;
* Plomo (Pb) => 0;
* Níquel (Ni) => de -1,1 a -1,7.

El silicio se añade en pequeñas cantidades (máximo 1-2%) ya que tiene un alto coeficiente de equivalencia y, por lo tanto, determina un cambio excesivo en la estructura. De hecho, una añadidura del 2%, siendo el coeficiente igual a 10, es equivalente a un aumento de 20% de zinc en la aleación. El níquel tiene un coeficiente negativo: su añadidura es equivalente al cambio entre niveles más altos de cobre. El plomo presenta un coeficiente cero porque dispone de un borde de grano y no entra en la red cristalina.


Aleaciones clásicas para la realización de racores de latón

Como ya se ha descrito al inicio, el latón es una óptima aleación en la realización de los elementos de conexión, principalmente por sus propiedades de resistencia des de un punto de vista mecánico y tribológica, además de tener una excelente capacidad de trabajo en máquinas herramienta. Entre las aleaciones más utilizadas se encuentran la CW614N y la CW617N, ambas con un contenido promedio del 58% de cobre.
En el caso de presentarse un proceso de torneado en la realización de racores de latón, se utiliza la aleación CW614N. Esta elección se deriva de la forma de suministro de esta aleación que generalmente consiste en barras sólidas o perforadas. A la inversa, partiendo de una pieza rugosa, se tenderá al uso de la aleación CW617N, ya que resulta de mayor manejo con un porcentaje en plomo ligeramente superior a la anterior.


La niqueladura: el tratamiento superficial en los racores de latón

Además de la correcta elección de la aleación de latón con los elementos deseados, es fundamental también la elección de un tratamiento de superficie para cubrir el racor. La niqueladura se convierte en una excelente técnica y metodología substituta del revestimiento en cromo (técnica prohibida en muchos países, al ser usada en aplicaciones alimentarias de ciertos racores). Con esta técnica, se deposita una capa que permite proteger el componente contra el desgaste y la corrosión y que es posible aplicar en ambientes húmedos.

 

22/03/2019




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