Aleaciones básicas: bronce, latón y peltre — fundición y trabajo
El bronce (cobre + estaño), el latón (cobre + zinc) y el peltre (estaño + plomo o antimonio) son las aleaciones no ferrosas más útiles en un contexto de autosuficiencia. Funden a temperaturas moderada
Aleaciones básicas: bronce, latón y peltre — fundición y trabajo
El bronce (cobre + estaño), el latón (cobre + zinc) y el peltre (estaño + plomo o antimonio) son las aleaciones no ferrosas más útiles en un contexto de autosuficiencia. Funden a temperaturas moderadas (230-1050 °C), son resistentes a la corrosión, fáciles de mecanizar y permiten fabricar desde cojinetes y engranajes hasta válvulas, bisagras, utensilios de cocina y componentes eléctricos. La materia prima es abundante en chatarra urbana: grifos viejos (latón), campanas y estatuas (bronce), cables eléctricos (cobre puro) y soldadura de fontanería (estaño).
Composición y propiedades de las aleaciones
Cada aleación tiene propiedades mecánicas y un punto de fusión determinados por la proporción de sus componentes. Conocer estos datos es fundamental para seleccionar la aleación correcta según la aplicación.
| Aleación | Composición típica | Punto de fusión | Dureza Brinell | Aplicaciones principales |
|---|---|---|---|---|
| Bronce fosforoso | 88-92 % Cu, 8-12 % Sn, trazas de P | 880-1000 °C | 60-100 HB | Cojinetes, engranajes, muelles, campanas |
| Bronce al aluminio | 88-95 % Cu, 5-12 % Al | 1030-1050 °C | 170-200 HB | Hélices, válvulas, herramientas antichispa |
| Latón amarillo (alfa) | 60-70 % Cu, 30-40 % Zn | 900-940 °C | 55-73 HB | Cartuchería, tornillería, instrumentos musicales |
| Latón rojo | 85 % Cu, 15 % Zn | 990-1025 °C | 45-55 HB | Grifería, joyería, contactos eléctricos |
| Peltre moderno | 91-97 % Sn, 1-3 % Cu, 2-6 % Sb | 230-250 °C | 15-20 HB | Utensilios decorativos, vasos, cubiertos |
| Peltre histórico (tóxico) | 60-90 % Sn, 10-40 % Pb | 185-230 °C | 10-15 HB | Uso histórico — NO para contacto con alimentos |
Fundición de bronce y latón
Tanto el bronce como el latón requieren temperaturas significativamente mayores que el aluminio: 900-1050 °C frente a los 660 °C del aluminio. Esto exige un horno más eficiente, crisoles de mayor calidad y un suministro de aire forzado potente. El carbón vegetal de buena calidad con un ventilador adecuado puede alcanzar 1100 °C.
- Crisol adecuado: A diferencia del aluminio, las aleaciones de cobre atacan químicamente al acero a alta temperatura. Usar crisoles de grafito-arcilla (específicos para fundición de cobre) o de carburo de silicio. Como alternativa improvisada, un crisol de acero inoxidable austenítico (tipo 310) resiste mejor que el acero al carbono, pero su vida útil será limitada a 5-10 coladas.
- Preparación de la carga: Fundir primero el componente de mayor punto de fusión (cobre, 1085 °C). Cuando esté líquido, añadir el estaño (para bronce) o zinc (para latón) en trozos pequeños removiendo con varilla de grafito o acero inoxidable. Añadir el componente de menor fusión al final minimiza la pérdida por oxidación y evaporación.
- Pérdida de zinc en latón: El zinc se evapora a 907 °C y comienza a sublimarse significativamente a partir de 800 °C. Al fundir latón, la pérdida de zinc puede ser del 5-15 % si se sobrecalienta. Fundir a la temperatura mínima necesaria (940-980 °C para latón amarillo) y verter rápidamente. Las llamas verdosas sobre el crisol indican evaporación de zinc activa.
- Desgasificado y desoxidación: El cobre fundido absorbe oxígeno, formando óxido cuproso (Cu₂O) que causa porosidad y fragilidad. Añadir un trozo pequeño de fósforo-cobre (15 % P) justo antes de verter, o introducir brevemente un palo de madera verde cuya combustión genera CO que reduce el óxido. La superficie del metal debe estar limpia y brillante al verter.
Trabajo del peltre
El peltre funde a tan solo 230-250 °C, alcanzable con un hornillo de cocina o una hoguera moderada. Esto lo convierte en la aleación más accesible para fundición sin equipamiento especializado. Se puede fundir en un cazo de acero sobre fogón y verter en moldes de escayola, madera mojada o arena.
- Fuentes de estaño reciclado: Soldadura de electrónica sin plomo (Sn96.5-Ag3-Cu0.5), papel de aluminio de estaño antiguo, latas de conserva estañadas (capa fina: se necesitan muchas), barras de soldadura de fontanería moderna (99 % Sn). Verificar siempre la ausencia de plomo con un kit de test o por densidad: el estaño puro pesa 7,3 g/cm³, las aleaciones con >20 % Pb superan 8 g/cm³.
- Moldes para peltre: Moldes de escayola reforzada con fibra (yeso de París): tallar la forma en positivo, hacer molde en dos mitades. Moldes de esteatita (piedra de jabón): tallable con herramientas manuales, resiste cientos de coladas. Moldes de silicona de alta temperatura (resisten hasta 300 °C): ideales para piezas pequeñas repetitivas.
- Vertido y acabado: Calentar el peltre hasta que fluya libremente (260-280 °C). Precalentar el molde a 60-80 °C para evitar solidificación prematura. Verter en un chorro continuo sin interrupciones. Desmoldar cuando esté sólido pero aún tibio (5-10 minutos). Acabar con lima fina, lija de grano 400-600 y pulido con pasta para metales.
Mecanizado y unión de aleaciones no ferrosas
Las aleaciones de cobre son significativamente más fáciles de mecanizar que el acero. El bronce de corte libre (con 1-2 % de plomo o bismuto) produce virutas cortas y limpias. El latón se puede taladrar, roscar, fresar y tornear con herramientas estándar de acero rápido.
- Soldadura blanda: El bronce y el latón se sueldan fácilmente con estaño-plata (Sn96-Ag4, punto de fusión 221 °C) usando decapante de cloruro de zinc. La resistencia mecánica es baja (40-50 MPa) pero suficiente para estanqueidad y uniones no estructurales. Limpiar el decapante residual con agua caliente para evitar corrosión posterior.
- Soldadura fuerte (brazing): Para uniones estructurales, usar varilla de plata (45-56 % Ag, punto de fusión 620-680 °C) con decapante de bórax. Calentar la zona de unión al rojo oscuro (600-700 °C) y aplicar la varilla de aporte que fluye por capilaridad. La resistencia alcanza 200-350 MPa, comparable a la del material base.
- Remachado en frío: Los remaches de cobre o latón recocido se deforman fácilmente en frío sin necesidad de calentamiento. Son ideales para unir chapas de bronce o latón en recipientes, bisagras y construcciones ligeras. El cobre recocido se obtiene calentando al rojo (600 °C) y enfriando en agua: a diferencia del acero, el enfriamiento rápido ablanda el cobre.