Resumen la investigación se llevará a cabo con el fin de encontrar aleaciones de materiales que mantengan las propiedades de los materiales comunes, pero que a su vez sean más resistentes a todo tipo de corrosión, desgaste, temperatura, fricción, etc.




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títuloResumen la investigación se llevará a cabo con el fin de encontrar aleaciones de materiales que mantengan las propiedades de los materiales comunes, pero que a su vez sean más resistentes a todo tipo de corrosión, desgaste, temperatura, fricción, etc.
fecha de publicación09.01.2016
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tipoResumen
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Proyecto de Investigación:

“La implementación de aleaciones en la industria automotriz”



Unidad Ejecutora: ITBA

Carrera: Ingeniería Industrial

Cátedra: Metodología del Aprendizaje

RESUMEN



La investigación se llevará a cabo con el fin de encontrar aleaciones de materiales que mantengan las propiedades de los materiales comunes, pero que a su vez sean más resistentes a todo tipo de corrosión, desgaste, temperatura, fricción, etc. Este proyecto se lleva a cabo con el propósito de crear motores con mejores prestaciones y mejor calidad, así como también para mejorar en calidad y rendimiento otras partes de los automóviles.

PROBLEMA



¿Cuáles son las aleaciones que presentan ventajas comparativas con respecto a los metales comunes utilizados en la industria automotriz?

INTRODUCCIÓN TEÓRICA Y DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA



En la industria automotriz siempre se están buscando nuevos materiales que ofrezcan mejores prestaciones que los metales puros. Las aleaciones son soluciones sólidas formadas al mezclar distintos metales y presentan ventajas porque al combinar distintos metales se puede obtener una aleación con las propiedades requeridas para una pieza en especial, muchas veces más liviana y a su vez mas resistentes.

A continuación analizamos las propiedades de las aleaciones más comunes que se podrían utilizar en la industria automotriz.

  • Bronce: es una aleación de cobre y estaño empleada por primera vez en la Mesopotamia hacia el 3000 a.C. La cantidad de estaño hace variar la dureza de la aleación. Con un 5% de estaño el bronce puede trabajarse en frío y con el 15% o más de estaño el material es más duro y apto para la fabricación de figuras. Además, el bronce funde a una temperatura menor que el cobre, lo que facilita su metalurgia.




ALEACIONES DE BRONCE

ALEACIÓN

DUREZA BRINELL

% DE ALARG.

RESIST. TRAC. Kgr./mm2

APLICACIONES

LATÓN AMARILLO

Variable

Variable

Variable

Piezas estructurales con exigencias menores, turbinas para agua potable. Adornos.

MECÁNICO

Variable

Variable

Variable

Bujes con cargas y velocidades bajas, partes de bombas.

SAE 40

58

18

20

Bujes con cargas y velocidades normales, válvulas, partes de bombas

SAE 64

60

12

21

Bujes para cargas altas y velocidades bajas. Tolera lubricación deficiente. Máquinas viales, metalúrgica pesada.

SAE 65

78

13

26

Impulsores de bombas (antiácido), coronas, engranajes, tornillos sin fin, placas de fricción, tuercas, mecánica pesada.

SAE 68

125

24

48

Coronas, engranajes, bombas, turbinas. Industrias químicas y navales. Muy resistente al desgaste, corrosión y alta temperatura. requiere muy buena lubricación.

SAE 43

110

22

46

Tuercas vástagos, palancas, industria naval. Tenaz, regular tolerancia a las altas temperaturas.

SAE 430

200

18

55

Zapatas de fricción, tornillos sin fin, pernos, mecánica extra pesada. Gran dureza y resistencia al desgaste.




  • Aluminio: es un metal suave, blanco y de peso ligero. Al ser mezclado con otros materiales como: silicón, cromo, tungsteno, manganeso, níquel, zinc, cobre, magnesio, titanio, zirconio, hierro, litio, estaño y boro, se producen una serie de aleaciones con propiedades especificas que se pueden aplicar para propósitos diferentes. Puede ser fuerte, ligero, dúctil y maleable. Es un excelente conductor del calor y de la electricidad. No se altera en contacto con el aire ni se descompone en presencia del agua, debido a que su superficie queda recubierta por una fina capa de óxido que lo protege del medio. Una de las mayores ventajas de este material es que puede ser reciclado una y otra vez sin perder su calidad ni sus propiedades.




ALEACIONES DE ALUMINIO

ALEACION

DUREZA BRINELL

% DE ALARG.

RESIST. TRAC. Kgr./mm2

APLICACIONES

ALUMINIO CARTER

Variable

Variable

Variable

Piezas estructurales con exigencias menores.

ALCAN 100

17

35

8

Piezas anodizadas, resistentes a la corrosión. Plasticidad. Mala maquinabilidad.

ALCAN 161

95 (*)

1,5 (*)

20 (*)

Piezas que exigen alta tenacidad , tolerancia a altas temperaturas. Suficiente maquinabilidad.

ALCAN 250

85 (*)

1 (*)

21 (*)

Piezas que requieren alta dureza y resistencia. Baja deformabilidad. Muy buena maquinabilidad y tolerancia a altas temperaturas. poca resistencia a la corrosión.

ALCAN 350

95 (*)

8 (*)

28 (*)

Piezas que exigen alta dureza y tenacidad, buena resistencia a la corrosión y temperaturas elevadas. Muy buena maquinabilidad y facilidad de pulido, liviano.



  • Latón: llamado también cobre amarillo es la más conocidas de las aleaciones del zinc. Está formada entre 55 % y 90 % de cobre, siendo el resto de zinc. Es un metal que tiene buena resistencia, es dúctil, resistente a la corrosión y es de fácil manejo en máquinas y herramientas. Las propiedades del latón dependen principalmente de las proporciones de zinc que presente, así como la adición de pequeñas cantidades de otros metales esto es conveniente para darle distintos usos.

  • Níquel: es un elemento metálico magnético, de aspecto blando plateado, utilizado principalmente en aleaciones de níquel y cobre. Es un metal duro, maleable y dúctil, que puede presentar un intenso brillo.



HIPÓTESIS



Las aleaciones que presentan mayores ventajas comparativas con respecto a los metales comunes utilizados en la industria automotriz son las de bronce, por su resistencia a la corrosión y cualidades antifricción, las de aluminio, por su alta resistencia, dureza y su tolerancia a las altas temperaturas, las de latón, también por su resistencia a la corrosión y además su fácil manejo en las máquinas y herramientas, y finalmente las aleaciones de níquel, que son muy duras, maleables y dúctiles, aparte de tener propiedades magnéticas y minimizar la depredación de los recursos del planeta.

OBJETIVOS





  • Exponer a las industrias automotrices que las aleaciones tienen mejores prestaciones en situaciones límites en comparación con los metales que las componen.

  • Demostrar que las aleaciones mejoran el rendimiento de los automóviles a través de partes más resistentes a la temperatura, a la corrosión y otros factores externos.



METODOLOGÍA



1° ETAPA
Revisión del material bibliográfico disponible acerca de las aleaciones.
2° ETAPA
Realizar experiencias para cada aleación y confirmar sus propiedades:


  • Bronce: elaborar bujes de dicha aleación y otros de un metal puro que se use actualmente para hacer bujes. Utilizar estos bujes en distintos motores continuamente por un tiempo estimado de nueve meses y luego comparar si se debilitaron, se gastaron o se corroyeron.

  • Aluminio: construir una chapa de aleación de aluminio utilizada para hacer los chasis de los automóviles y exponerla a condiciones climáticas límites tales como lluvia, granizo, frío, calor, etc. Esta experiencia dura nueve meses y luego se analiza si la chapa conservó sus propiedades de no alterarse con el aire ni con el agua.

  • Latón: instalar dos tanques de GNC (Gas Natural Comprimido), uno con conexiones de latón y el otro con las conexiones convencionales. Hacer circular gas a alta presión por las tuberías del equipo y luego analizar y comparar el comportamiento de las conexiones.

  • Níquel: fabricar un tanque de combustible con aleaciones de níquel y testearlo durante un período de cinco meses para comprobar, comparando con las emisiones de los tanques utilizados convencionalmente, si las emisiones tóxicas se reducen debido a las propiedades de la aleación.

3° ETAPA
Evaluación de los resultados de las experiencias.
4° ETAPA
Elaboración de conclusiones y confección del informe final.

CRONOGRAMA





ETAPA

DURACIÓN

1° ETAPA

3 meses

2° ETAPA

9 meses (*)

3° ETAPA

3 meses

4° ETAPA

3 meses


(*) Las experiencias descriptas anteriormente pueden realizarse correlativamente porque son independientes entre sí.

TRANSFERENCIA





  • Aleaciones a base de Zinc podrían ser utilizadas para la fabricación de baterías, gracias a su alta efectividad y la carencia de emisiones al medio ambiente.

  • El Níquel podría ser utilizado para cualquier tipo de tanque o contenedor, por sus propiedades aislantes.

  • El Aluminio, gracias a sus propiedades antioxidantes, podría ser utilizado para perfiles de ventanas y en la industria del “Packaging”.

  • El Latón por su parte no solo es útil para conductos en automóviles sino también para cualquier tipo de tuberías que deban soportar altas presiones o condiciones climáticas límite.



FUENTES





  • Fundición Balzi. Información y gráficos sobre Bronce y Aluminio.

http://www.fundicionbalzi.com.ar

http://ces.iisc.ernet.in/energy/HC270799/HDL/ENV/envsp/Vol336.htm

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