Punto de fusión del aluminio: todo lo que necesita saber

El aluminio es un metal ligero con distintas aleaciones. Se utiliza habitualmente en diversos sectores gracias a sus excelentes propiedades. Una de las propiedades importantes en la fabricación con aluminio es su punto de fusión.

Lea la guía a continuación para conocer cuál es el punto de fusión del aluminio y si las distintas aleaciones de aluminio tienen puntos de fusión diferentes.

¿Cuál es el punto de fusión del aluminio?

El punto de fusión del aluminio es la temperatura a la que su estado sólido pasa a 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 automóvil, componentes de aviones o latas.

¿Cómo se produce el aluminio puro?

A continuación se indican los pasos para transformar la bauxita en bruto en aluminio puro listo para la fabricación:

1. Extracción del mineral de bauxita

La bauxita es una roca sedimentaria que se extrae de regiones tropicales y subtropicales. Contiene aluminio.

2. Refinado de la bauxita

Mediante el proceso Bayer, una solución de soda cáustica extrae químicamente el óxido de aluminio de la bauxita para producir alúmina.

3. Fundición de la alúmina

La alúmina es un polvo blanco e inodoro que debe someterse a electrólisis para producir aluminio líquido. Recoja el aluminio puro que se deposita en el fondo de la cuba de fundición.

4. Colada

Vierta el aluminio fundido recogido en moldes para crear lingotes, tochos u otras formas para uso industrial.

¿Cuáles son los puntos de fusión de las distintas formas de aluminio?

El aluminio tiene distintas formas, lo que lo hace versátil. Cada forma tiene su propio punto de fusión, que debe conocerse para poder elegir la aleación adecuada para su aplicación.

Aluminio puro

El aluminio puro tiene un punto de fusión de 660,3 °C (1220,54 °F). Este bajo punto de fusión implica que es blando y fácil de moldear.

Aleaciones de cobre y aluminio

Las aleaciones de cobre y aluminio tienen un intervalo de punto de fusión de 500-650 °C (932-1202 °F). Estas aleaciones son más resistentes y más resistentes al desgaste. Se prefieren para aplicaciones aeroespaciales y automotrices.

Aleaciones de magnesio y aluminio

Las aleaciones de magnesio y aluminio tienen un intervalo de punto de fusión de 450-630 °C (842-1166 °F). Estas aleaciones son más ligeras que las de cobre y aluminio, por lo que son ideales para componentes ligeros necesarios en aplicaciones aeroespaciales y automotrices.

Óxidos de aluminio

El óxido de aluminio tiene un punto de fusión de 2072 °C (3762 °F). Este alto punto de fusión lo hace ideal para aplicaciones que requieren una resistencia extrema al calor, como cerámicas, refractarios y abrasivos.

Punto de fusión de las aleaciones de aluminio

A continuación se muestra una tabla donde puede comparar los puntos de fusión de distintas 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 el 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 sectores que requieren propiedades térmicas precisas. A continuación se indican algunos de estos factores:

Composición de la aleación

La adición de otros elementos, como el silicio, el cobrey el magnesio, puede afectar significativamente el punto de fusión del aluminio.

Una combinación específica de estos elementos determina el comportamiento de fusión global de una aleación de aluminio.

Las aleaciones con mayores concentraciones de elementos como cobre o magnesio suelen tener un punto de fusión más bajo en comparación con el aluminio puro.

Pureza del aluminio

La presencia de impurezas, como otros metales u óxidos, puede elevar o reducir el punto de fusión de una aleación de aluminio.

En general, el aluminio de mayor pureza presenta un punto de fusión más constante y predecible.

Temperatura y presión

Aunque el aluminio suele fundirse a la misma temperatura en condiciones de presión atmosférica normal, el aumento o la disminución de la presión puede afectar ligeramente a su punto de fusión.

Una presión mayor puede elevar el punto de fusión, mientras que una presión menor puede reducirlo.

Las temperaturas externas, como el calor ambiental o el enfriamiento, también pueden afectar al punto de fusión del aluminio durante determinados procesos de fabricación.

Por ejemplo, el aluminio puede presentar ligeras variaciones en su comportamiento de fusión a distintas temperaturas de procesamiento.

¿Cómo pueden afectar las impurezas del aluminio a su punto de fusión?

Las impurezas pueden elevar o reducir el punto de fusión del aluminio, según su naturaleza y concentración.

A continuación se indican algunos elementos que pueden afectar al punto de fusión del aluminio:

Hierro (Fe)

El hierro puede elevar el punto de fusión del aluminio. Incluso pequeñas cantidades de hierro generan fases duras y frágiles, como los intermetálicos hierro-aluminio, que afectan al comportamiento de fusión y a menudo dan lugar a un punto de fusión superior al del aluminio puro.

También puede afectar negativamente a la resistencia y la ductilidad de la aleación de aluminio.

Silicio (Si)

El silicio reduce el punto de fusión del aluminio. Esto resulta beneficioso en la fundición de aluminio, ya que facilita la fusión y el vertido de la aleación.

También mejora la fluidez, aunque puede reducir la resistencia del material. Por ejemplo, en la aleación aluminio-silicio, el silicio reduce el punto de fusión, lo que la hace idónea para la fundición.

Cobre (Cu)

El cobre reduce el punto de fusión del aluminio. Un mayor contenido de cobre puede ampliar el intervalo de solidificación. El intervalo de solidificación es la diferencia entre las temperaturas de liquidus y solidus.

Debido a ese intervalo más amplio, puede resultar más difícil controlar con precisión los procesos de fusión y solidificación. También aumenta la resistencia y la dureza, pero un exceso de cobre puede provocar una baja 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. No obstante, el magnesio aumenta la resistencia y la dureza de la aleación, especialmente a temperaturas elevadas.

Aleaciones como la 5052 y la 6051 contienen magnesio y presentan buena soldabilidad y resistencia a la corrosión. Por lo general, el magnesio no modifica de forma significativa el punto de fusión, pero puede ampliar el intervalo de solidificación.

Zinc (Zn)

El zinc suele reducir el punto de fusión del aluminio, aunque su efecto es menor que el del silicio. El zinc se utiliza en aleaciones como la serie 7xxx para mejorar la resistencia, especialmente en aplicaciones aeroespaciales.

El impacto del zinc en el punto de fusión se relaciona más con el intervalo de solidificación de la aleación y las propiedades físicas resultantes que con una reducción drástica del punto de fusión.

Cómo reducir las impurezas que afectan al 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 un aluminio 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, utilizado para extraer alúmina (óxido de aluminio) de la bauxita, o mediante 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 indeseadas y garantiza un comportamiento de fusión más constante.

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 compensar los efectos de las impurezas y dar como resultado una aleación con mejores características de rendimiento.

Por ejemplo, añadir magnesio al aluminio puede mejorar su resistencia y su resistencia a la corrosión, lo que puede reducir la necesidad de una alta pureza en determinadas aplicaciones.

La aleación permite realizar cambios controlados en los puntos de fusión y puede mejorar las propiedades físicas del aluminio para usos específicos, especialmente en sectores como la aeroespacial y la automoción.

Filtración

La filtración consiste en eliminar las impurezas sólidas y las partículas del aluminio fundido. Esto puede hacerse haciendo pasar el metal fundido por filtros que retienen 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 uniformidad del punto de fusión y de las propiedades generales del material.

Diferencia entre aluminio puro, chatarra y endurecedores

El aluminio puro es casi 100 % aluminio, con baja resistencia pero alta resistencia a la corrosión y alta conductividad. Puede utilizarse en 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 requiere un refinado antes de poder reutilizarla 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 de sus aleaciones influye de forma significativa en sus aplicaciones. A continuación se indican algunas de las más habituales:

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 emplea en papel de aluminio y envases alimentarios.

Ligero y resistente a la corrosión, el aluminio puro se utiliza en algunas piezas no estructurales de aeronaves y vehículos.

Aleaciones de aluminio con puntos de fusión más bajos

Aleaciones como 2024 y 7075 se utilizan para componentes de aeronaves debido a su alta resistencia y a su punto de fusión más bajo en comparación con el aluminio puro. Estas aleaciones también se emplean habitualmente en bastidores y piezas de motor de automoción, especialmente en vehículos de alto rendimiento.

Aleaciones como 5052 son resistentes a la corrosión, lo que las hace ideales para aplicaciones marinas.

Aleaciones de aluminio con puntos de fusión más altos

Debido a su alta resistencia y su resistencia al calor, aleaciones como la 7075 se utilizan en aeronaves militares, naves espaciales y componentes estructurales en los que la resistencia extrema y la resistencia a altas temperaturas son fundamentales.

Estas aleaciones también se utilizan en 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 accesorios para hornos.

El óxido de aluminio también se utiliza en papeles de lija y muelas abrasivas debido a su dureza y durabilidad.

Conclusión

El punto de fusión del aluminio es importante para su uso y su producción.

DEK es experto en saber qué aluminio funciona bien en cada sector. Póngase en contacto con nosotros ahora y nos aseguraremos de utilizar el material adecuado para su aplicación específica.