Descubre el Latón Rojo: Propiedades, aplicaciones y cómo se fabrica esta aleación clave

 Introducción

El latón es una aleación de cobre y zinc, a la que se le pueden añadir otros elementos para ajustar sus propiedades a distintas aplicaciones. De la aleación del cobre y el cinc se obtiene el latón, con diferentes cualidades en función de las proporciones de cada metal. Además, hay otros materiales que pueden estar presentes en la combinación para adaptar sus cualidades a una gran diversidad de necesidades. Así, la maleabilidad del latón depende mucho del porcentaje y la temperatura en la que se mezcla con otras sustancias. Los latones de uso industrial contienen porcentajes menores al 50% de Zinc. Bajo el nombre de Latón se comprenden todas las aleaciones de un color amarillo de cobre y zinc. Las diferentes aleaciones que existen en el mercado se emplean según el uso que se le dé. Las aleaciones de un color rojizo o parecido al oro que contienen más de 65% de cobre se denominan “Tumbanga” y las aleaciones que contienen además de cobre y zinc, por ejemplo: Plomo, Manganeso, etc., se denominan “Latón Especial”.

Atributos generales del latón (Cu-Zn)

El latón de uso industrial ofrece las mismas propiedades básicas del cobre, pero el precio del latón es menor; además, resulta más fácil de trabajar y es más resistente. Con un porcentaje de cinc inferior al 35% el latón resulta muy dúctil, permitiendo trabajarlo en frío y transformarlo con facilidad en chapas de latón de diferentes espesores, en barras de latón o en hilo de latón. Si aumenta la cantidad de cinc al 45% ya es necesario trabajarlo en caliente. En este caso también tiene más resistencia a la tracción y, además, resulta muy fácil de grabar y estampar.

• Buena maquinabilidad y ductilidad (frío y caliente).

• Alta resistencia a la oxidación y corrosión.

• Buena resistencia al desgaste.

• Alta conductividad eléctrica.

• Muy reciclable.

• Estabilidad térmica y frente a la luz.

Influencia del contenido de zinc

• Menos de 35% de Zn → trabajable en frío (chapas, barras, hilos).

• Alrededor de 45% de Zn → necesita trabajo en caliente, más resistente y fácil de estampar.

Latones rojos

Las aleaciones que se comprenden de un 10 % de cinc son llamadas “bronce” comercial (muy utilizado como imitación del bronce) y las de menos de un 20 % de cinc son denominados latones rojos. La característica de los latones rojos es su gran resistencia a la mayoría de los tipos de corrosión y en oposición a los latones amarillos, prácticamente no sufren la descinficación ni la corrosión intergranular en ciertos ambientes. Son más caros y su aplicación se basa en el color y en la resistencia a la corrosión. En ocasiones se mencionan los latones semirrojo estos tienen un 15% de cinc y se emplea para los radiadores de coches.

Término americano para la aleación de cobre zinc estaño conocida como bronce de cañón que se considera tanto latón como bronce. El latón rojo generalmente contiene 85% de cobre, 5% de estaño, 5% de plomo y 5% de zinc. El latón rojo puede ser una aleación de cobre C23000, que es de 14 a 16% de zinc, 0,05% de hierro y plomo y el resto de cobre. El latón rojo también puede referirse a una onza de metal, otra aleación de cobre, zinc y estaño.

Fases del latón (diagrama de fases Cu-Zn):

Los latones son las aleaciones del sistema binario Cu Zn. No siempre son binarios , puede haber también latones ternarios. El diagrama binario de Cu Zn presenta el constituyente α, el constituyente β, el constituyente γ, el ε o bien el η.

Tambien presenta compuestos de Hume Rothery o fases intermedias , es decir , los constituyentes β, γ, ε que aparecen en las zonas medias del diagrama.

Hay cinco puntos peritécticos invariantes y un punto eutectoide. La temperatura de fusión disminuye en forma regular cuando la proporción de zinc aumenta . El intervalo de solidificación es reducido , lo que permite obtener aleaciones homogéneas . Estas características son la muestra de buenas propiedades generales de fundición . En una temperatura normal, los latones están constituidos de una sola fase (α) hasta el 33% de zinc y de una mezcla de dos fases (α + β) de 33 a 46%.

Fases principales:

Solución sólida "α" de cinc en el cobre de carácter metálico que cristaliza en el sistema cúbico centrado en las caras.

La fase α es maleable en frío. También lo es en caliente si no presenta plomo, y mucho más si es rica en cobre. 

Sus propiedades tienen la influencia en menor o mayor grado de la proporción en zinc:

• Las productividades térmicas y eléctricas disminuyen rápidamente con las primeras adiciones de zinc.
• La resistencia a la tracción, el límite de elasticidad, el largo y la duración aumentan con la proporción en zinc. 
• El módulo de elasticidad disminuye lentamente en el campo de α más rápidamente que en el campo de dos fases.

 

Solución sólida “β“ de cinc en el cobre de carácter metálico que cristaliza en el sistema cúbico centrado Es maleable pero más duro que la “β“

• En todas aquellas aleaciones en que se presentan compuestos de Hume Rothery: β aparece una vez saturada la solución sólida α; y es siempre un compuesto que cristaliza en el sistema cúbico centrado en el cuerpo. 
• El β de los latones , por encima de una cierta temperatura alrededor de los 460 ºC) se encuentra en estado totalmente desordenado ; casi cabría hablar de una solución sólida de sustitución de un metal en otro cúbico centrado en el cuerpo.
• Sin embargo, el Cu cristaliza en el cúbico centrado en las caras y el Zn en el sistema hexagonal.

Se observa que la fase β’ a 250 ºC pasa a través de una reacción eutectoide, formando α y γ. Pero los límites de esta reacción no están claros y se necesita mucho tiempo para iniciarse reacción. En consecuencia, la fase β’ puede considerarse estable a 20 ºC.

La fase β’ que es estable al ambiente , está conformada por la fase β, estable a altas temperaturas por una transformación de orden desorden que se produce entre los 454ºC y los 468ºC, según la composición . La fase β, desordenada , se cristaliza dentro del sistema cúbico de cuerpo centrado , es maleable , mientras que la fase β’ , ordenada , forma parte de la unión de dos redes cúbicas simples, una

de cobre y otra de zinc y es dura y frágil.

Las características mecánicas de la fase β’ no se conocen con demasiada precisión , dadas las dificultades de preparación de las probetas.

La fase “ de carácter no metálico posee una estructura de cristales gigantes multiatómicos formados por 52 átomos . Este constituyente es frágil y muy duro

Diagrama de equilibrio ternario con elemento de aleación secundarios

Influencia de elementos secundarios

Estaño: En una aleación que contiene cobre y zinc, el estaño mejora la resistencia a la corrosión. Estas aleaciones se utilizan normalmente para fabricar sujetadores, herrajes marinos, piezas de máquinas de tornillo, ejes de bombas y productos mecánicos resistentes a la corrosión. Las adiciones de estaño aumentan significativamente la resistencia a la corrosión de algunos latones, especialmente la resistencia a la deszincificación.

Plomo: El latón rojo con plomo se encuentra normalmente en aplicaciones de plomería. Es reconocido por su costo razonable, y sus buenas propiedades de moldeado y maquinado. El contenido de plomo garantiza estanqueidad ante la presión. El latón rojo también se utiliza para materiales de rodamientos de bajo costo, con baja carga.

Otros elementos (telurio, berilio, cromo, fósforo, manganeso): tienen poco o ningún efecto sobre la resistencia a la corrosión de los cobres y las aleaciones binarias de cobre y zinc. Se agregan para mejorar propiedades mecánicas tales como maquinabilidad, resistencia y dureza.

Magnesio: mejora la colabilidad de las aleaciones fundidas.

Empresas que fabrican este tipo de aleaciones

• Fundición y Maquinados Araiza (Escobedo, N.L.)

• Grupo Garco Latones (Iztacalco, CDMX)

• WISCO (Navarra, España)

• Sanmetal S.A (Zaragoza, España)

Métodos de fabricación

Para lograr determinadas propiedades dependiendo de su forma se requieren pequeños porcentajes de estaño, plomo, aluminio, y algunos otros. El latón puede ser rechazado, troquelado, taladrado, soldado, estirado y pulido.

Piezas fundidas: Válvulas, piezas de bombas, accesorios de plomería (C83300 – C85800 Cu-Zn-Sn-(Pb) 75 - 89% Cu)

Piezas forjadas: C20500 – C28580 Cu-Zn. Contenedores embutidos, tanques, intercambiadores de calor, paneles arquitectónicos, monedas.

Tipos y composiciones específicas:

1. Latón Cu-Zn 5 (95/5): muy brillante, ideal para esmaltes, medallas, cartuchería.
2. Latón Cu-Zn 10 (90/10) o “Bronce de París”: excelente en frío/caliente, usado en joyería, cartuchería, arquitectura.
3. Latón Cu-Zn 15 (85/15): color dorado, muy maleable, resiste deformaciones y corrosión; usado en tubos guía de ondas, lámparas, electricidad.

Aplicaciones principales del latón rojo:

• Industria marina: barcos, válvulas, piezas resistentes a agua salada.

Latón Rojo Náutico Antiguo 9 pulg. Portillo redondo para barco

• Decoración y joyería: por su color dorado y resistencia.

Latón Rojo - Jarra

• Térmicas: intercambiadores de calor, radiadores, condensadores.

Intercambiador de calor

• Eléctricas: terminales, alambres.

Latón rojo - Alambres

• Instrumentos musicales y monedas.

Trompeta Bb con acabado de latón rojo

• Higiene: inhibe crecimiento microbiano.

• Imitación de bronce en decoración.

ADORNO ROSETON RED. 021346H/46 LATON ROJO-ORO VIEJO

"Gracias a su combinación única de resistencia a la corrosión, maleabilidad y estética dorada, el latón rojo sigue siendo una aleación estratégica en aplicaciones donde la funcionalidad y la durabilidad se encuentran con el diseño."

— ASM Handbook, Volume 2: Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials, ASM International