Punto de fusión del aluminio: Todo lo que debe saber
El aluminio es un metal ligero con diferentes aleaciones. Se utiliza habitualmente en diversas industrias debido a sus excelentes propiedades. Una de las propiedades importantes en la fabricación del aluminio es su punto de fusión.
Lea la siguiente guía para saber cuál es el punto de fusión del aluminio y si las diferentes aleaciones de aluminio tienen diferentes puntos de fusión.
¿Cuál es el punto de fusión del aluminio?
El punto de fusión del aluminio es la temperatura a la que su estado sólido se convierte en líquido. El punto de fusión del aluminio es relativamente bajo en comparación con muchos otros metales como el acero o el titanio.
El punto de fusión desempeña un papel importante en la producción, el reciclaje y las aplicaciones del aluminio. El aluminio es fácil de fundir y moldear en distintas formas, como piezas de automóviles, componentes de aviones o latas.
¿Cómo se produce el aluminio puro?
He aquí las etapas de la transformación de la bauxita bruta en aluminio puro listo para su fabricación:
1. Extracción del mineral de bauxita
La bauxita es una roca sedimentaria que puede extraerse de regiones tropicales y subtropicales. Contiene aluminio.
2. Refinado de bauxita
Mediante el proceso Bayer, una solución de sosa cáustica extrae químicamente el óxido de aluminio de la bauxita para producir alúmina.
3. Fundición de alúmina
La alúmina es un polvo blanco e inodoro que debe someterse a electrólisis para producir aluminio líquido. Recoge el aluminio puro que se deposita en el fondo de la fundición.
4. Fundición
Verter el aluminio fundido recogido en moldes para crear lingotes, tochos u otras formas de uso industrial.
¿Cuáles son los puntos de fusión de las distintas formas de aluminio?
Aluminio tiene diferentes formas, lo que la hace versátil. Cada forma tiene su propio punto de fusión que es necesario conocer para poder elegir la aleación adecuada para su aplicación.
Aluminio puro Metal
El aluminio puro tiene un punto de fusión de 660,3°C (1220,54°F). Este bajo punto de fusión significa que es blando y fácil de moldear.
Aleaciones de cobre-aluminio
Las aleaciones de cobre-aluminio tienen un punto de fusión de 500-650°C (932-1202°F). Estas aleaciones son más fuertes y resistentes al desgaste. Se utilizan preferentemente en aplicaciones aeroespaciales y de automoción.
Aleaciones de magnesio-aluminio
Las aleaciones de magnesio-aluminio tienen un punto de fusión entre 450 y 630 °C (842-1166 °F). Estas aleaciones son más ligeras que las de cobre-aluminio, por lo que son ideales para componentes ligeros necesarios para uso aeroespacial y automovilístico.
Óxidos de aluminio
El óxido de aluminio tiene un punto de fusión de 2072°C (3762°F). Este elevado punto de fusión lo hace ideal para aplicaciones que requieren una resistencia extrema al calor, como la cerámica, los refractarios y los abrasivos.
Punto de fusión de las aleaciones de aluminio
A continuación se muestra una tabla donde se pueden comparar los puntos de fusión de diferentes aleaciones de aluminio:
| Aleación | Intervalo de punto de fusión (°C) | Intervalo de punto de fusión (°F) |
| Aluminio 1100 | 643-657 | 1189-1215 |
| Aluminio 2024 | 502-638 | 936-1180 |
| Aluminio 3003 | 643-654 | 1189-1209 |
| Aluminio 5052 | 607-649 | 1125-1200 |
| Aluminio 5456 | 607-649 | 1125-1200 |
| Aluminio 6061 | 582-652 | 1080-1205 |
| Aluminio 7075 | 477-635 | 891-1175 |
¿Qué factores pueden afectar al punto de fusión del aluminio?
Hay factores que son importantes a la hora de seleccionar la aleación de aluminio adecuada para su aplicación específica, especialmente en industrias que requieren propiedades térmicas precisas. Estos son algunos de los factores:
Composición de la aleación
La adición de otros elementos, como el silicio, cobrey magnesio, pueden afectar significativamente al punto de fusión del aluminio.
Una combinación específica de estos elementos determina el comportamiento global de fusión de una aleación de aluminio.
Las aleaciones con mayor concentración de elementos como el cobre o el magnesio suelen tener un punto de fusión más bajo que el aluminio puro.
Pureza del aluminio
La presencia de impurezas, como otros metales u óxidos, puede aumentar o disminuir el punto de fusión de una aleación de aluminio.
Por lo general, el aluminio de mayor pureza tendrá un punto de fusión más constante y predecible.
Temperatura y presión
Aunque el aluminio suele fundirse a la misma temperatura a una presión atmosférica normal, el aumento o la disminución de la presión pueden afectar ligeramente a su punto de fusión.
Una presión más alta puede aumentar el punto de fusión, mientras que una presión más baja puede reducirlo.
Las temperaturas externas, como el calor o el frío ambiental, también pueden afectar al punto de fusión del aluminio durante determinados procesos de fabricación.
Por ejemplo, el aluminio puede tener ligeras variaciones en el comportamiento de fusión a diferentes temperaturas de procesamiento.
¿Cómo pueden afectar las impurezas del aluminio a su punto de fusión?
Las impurezas pueden aumentar o disminuir el punto de fusión del aluminio en función de su naturaleza y concentración.
He aquí algunos elementos que pueden afectar al punto de fusión del aluminio:
Hierro (Fe)
Hierro pueden aumentar el punto de fusión del aluminio. Incluso pequeñas cantidades de hierro crean fases duras y quebradizas, como los intermetálicos hierro-aluminio, que afectan al comportamiento de fusión, lo que a menudo conduce a un punto de fusión más alto que el del aluminio puro.
También puede afectar negativamente a la resistencia y ductilidad de la aleación de aluminio.
Silicio (Si)
El silicio reduce el punto de fusión del aluminio. Esto es beneficioso en la fundición de aluminio porque hace que la aleación de aluminio sea más fácil de fundir y verter.
También mejora la fluidez, pero puede reducir la resistencia del material. Por ejemplo, en la aleación de aluminio y silicio, el silicio reduce el punto de fusión, lo que la hace ideal para la fundición.
Cobre (Cu)
El cobre reduce el punto de fusión del aluminio. Un mayor contenido de cobre puede dar lugar a un rango de solidificación más amplio. El intervalo de solidificación es la diferencia entre las temperaturas de liquidus y solidus.
Puede resultar más difícil controlar con precisión los procesos de fusión y solidificación debido a su mayor amplitud. También aumenta la resistencia y la dureza, pero un exceso de cobre puede provocar una escasa resistencia a la corrosión.
Magnesio (Mg)
El magnesio tiene un efecto similar al del cobre, ya que reduce ligeramente el punto de fusión del aluminio. Sin embargo, el magnesio aumenta la resistencia y la dureza de la aleación, especialmente a temperaturas elevadas.
Aleaciones como las 5052 y 6051 contienen magnesio y presentan una buena soldabilidad y resistencia a la corrosión. El magnesio no suele modificar significativamente el punto de fusión, pero puede ampliar el intervalo de solidificación.
Zinc (Zn)
Zinc suele reducir el punto de fusión del aluminio, aunque el efecto es menor que en el caso del silicio. El zinc se utiliza en aleaciones como las de la serie 7xxx para aumentar la resistencia, sobre todo en aplicaciones aeroespaciales.
El impacto del zinc en el punto de fusión tiene más que ver con el intervalo de solidificación de la aleación y las propiedades físicas resultantes que con una disminución drástica del punto de fusión.
Cómo reducir las impurezas en el punto de fusión del aluminio
Para reducir las impurezas que pueden afectar al punto de fusión del aluminio, puede recurrir a procesos de refinado, aleación y filtración.
Estos pasos ayudan a garantizar que el aluminio sea de alta calidad, con un comportamiento de fusión más predecible y mejores propiedades mecánicas.
Refinado
El refinado del aluminio consiste en eliminar las impurezas de la materia prima para aumentar su pureza. Esto puede lograrse mediante técnicas como el proceso Bayer, que se utiliza para extraer alúmina (óxido de aluminio) de la bauxita, o mediante el refinado electrolítico.
Cuanto más refinado sea el aluminio, más se acercará su punto de fusión al del aluminio puro (660,3°C o 1220,54°F).
El refinado reduce la presencia de impurezas indeseables, garantizando un comportamiento de fusión más uniforme.
Aleación
Añadir cuidadosamente otros elementos, como cobre, silicio o magnesio, al aluminio para formar aleaciones puede ayudar a controlar el punto de fusión.
Una aleación adecuada puede contrarrestar los efectos de las impurezas y dar lugar a una aleación con mejores características de rendimiento.
Por ejemplo, añadir magnesio al aluminio puede mejorar su fuerza y su resistencia a la corrosión, lo que puede reducir la necesidad de una gran pureza en determinadas aplicaciones.
La aleación permite cambios controlados en los puntos de fusión y puede mejorar las propiedades físicas del aluminio para usos específicos, especialmente en industrias como la aeroespacial y la del automóvil.
Filtración
Filtración consiste en eliminar las impurezas y partículas sólidas del aluminio fundido. Esto puede hacerse pasando el metal fundido por filtros que capturan las impurezas antes de que el aluminio se solidifique en lingotes o se vierta en moldes.
Los sistemas de filtración ayudan a limpiar el aluminio y evitan la inclusión de impurezas que podrían afectar al punto de fusión.
Al filtrar las partículas no deseadas, se mejora la calidad del aluminio, lo que se traduce en una mayor consistencia del punto de fusión y de las propiedades generales del material.
Diferencia entre el aluminio puro, la chatarra y los endurecedores
El aluminio puro es casi aluminio 100%, con baja resistencia pero alta resistencia a la corrosión y conductividad. Se puede utilizar para envases y conductores eléctricos.
La chatarra de aluminio procede de productos reciclados y puede incluir aluminio puro o aleaciones con impurezas. Su calidad varía, y a menudo es necesario refinarlo antes de poder reutilizarlo para crear nuevos productos.
Los endurecedores son elementos de aleación como el cobre, el magnesio, el silicio y el zinc que se añaden al aluminio para mejorar su resistencia y durabilidad. Estas aleaciones pueden utilizarse en aplicaciones de alto rendimiento.
Aplicaciones del aluminio según su punto de fusión
El punto de fusión del aluminio y sus aleaciones influye significativamente en sus aplicaciones. Estas son algunas de las aplicaciones más comunes:
Aluminio puro
Debido a su excelente conductividad eléctrica, el aluminio puro se utiliza habitualmente en cables de alimentación y líneas de transmisión eléctrica. Como es resistente a la corrosión, también se utiliza en papel de aluminio y envases alimentarios.
Ligero y resistente a la corrosión, el aluminio puro se utiliza en algunas piezas no estructurales de aviones y vehículos.
Aleaciones de aluminio con puntos de fusión más bajos
Aleaciones como 2024 y 7075 se utilizan para componentes aeronáuticos debido a su alta resistencia y a su punto de fusión más bajo en comparación con el aluminio puro. Estas aleaciones también se utilizan habitualmente en bastidores y piezas de motor de automóviles, sobre todo en vehículos de altas prestaciones.
Aleaciones como 5052 son resistentes a la corrosión, por lo que son ideales para aplicaciones marinas.
Aleaciones de aluminio con puntos de fusión más altos
Debido a su gran solidez y resistencia al calor, las aleaciones como la 7075 se utilizan en aviones militares, naves espaciales y componentes estructurales en los que la solidez extrema y la resistencia a altas temperaturas son cruciales.
Estas aleaciones también se utilizan para maquinaria y utillaje de alto rendimiento.
Óxido de aluminio (alúmina)
Debido a su punto de fusión extremadamente alto, el óxido de aluminio se utiliza en aplicaciones de alta temperatura, como revestimientos de hornos y muebles de horno.
El óxido de aluminio también se utiliza en lijas y muelas abrasivas por su dureza y durabilidad.
Conclusión
El punto de fusión del aluminio es importante para su uso y producción.
DEK es experta en saber qué aluminio funciona bien en las distintas industrias. Póngase en contacto con nosotros ahora y nos aseguraremos de utilizar el material adecuado para su aplicación específica.
