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Cobre al berilio

Agosto 05, 2021

El cobre al berilio (CuBe), también conocido como berilio cobre (BeCu), bronce de berilio y cobre de muelles, es una aleación de cobre con 0,5-3% de berilio, y en ocasiones con otros elementos. Combina una alta resistencia con cualidades no magnéticas, y no generara chispas. Tiene excelentes propiedades metalúrgicas para su conformado y mecanizado. Posee numerosas aplicaciones especiales, como en herramientas para entornos peligrosos, instrumentos musicales, dispositivos de medición de precisión, balas o en la industria aeroespacial. Las aleaciones de berilio presentan el peligro de generar emanaciones tóxicas durante su fabricación.

Llave inglesa con la inscripción 'BeCu' en el mango, para indicar que está hecha de cobre al berilio

Propiedades

El cobre al berilio es una aleación dúctil, soldable y mecanizable. Al igual que el cobre puro, es resistente a los ácidos no oxidantes como el ácido clorhídrico y al ácido carbónico; a los productos de descomposición plásticos; a la abrasión y al desgaste. Se puede tratar con calor para aumentar su resistencia, durabilidad y conductividad eléctrica. El cobre al berilio alcanza la mayor resistencia (hasta 1400 megapascales (203 052,8 psi)) de cualquier aleación a base de cobre.[1]​ Tiene buena conductividad térmica (62 Btu/ft-deg. FH), de tres a cinco veces más que el acero para herramientas.

Toxicidad

En forma sólida y formando parte de objetos terminados, el cobre al berilio no presenta ningún riesgo conocido para la salud. Sin embargo, la inhalación de polvo, neblina o humo que contiene berilio puede causar una enfermedad pulmonar grave, la enfermedad crónica por berilio. Esa enfermedad afecta principalmente a los pulmones, restringiendo el intercambio de oxígeno entre los pulmones y el torrente sanguíneo. La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) enumera al berilio como carcinógeno humano del Grupo 1. El Programa Nacional de Toxicología de los Estados Unidos (NTP) también enumera al berilio como carcinógeno.

Usos

 
Ejemplo de una herramienta antichispas hecha de cobre al berilio

El cobre al berilio es una aleación no ferrosa utilizada en muelles, alambres de resortes, celdas de carga y otras partes que deben mantener su forma bajo tensiones constantes o repetidas. Tiene una alta conductividad eléctrica y se utiliza en contactos de baja tensión para baterías y conectores eléctricos.

El cobre al berilio no produce chispas; es físicamente resistente y no magnético; y cumple con los requisitos de la directiva ATEX para las zonas 0, 1 y 2. Destornilladores de cobre al berilio, alicates, llaves, cinceles, cuchillas y martillos están disponibles para entornos con riesgos de explosión, como plataformas petrolíferas, minas de carbón y elevadores de grano. Un metal alternativo que a veces se usa para herramientas que no producen chispas es el bronce de aluminio . En comparación con las herramientas de acero, las herramientas de cobre al berilio son más caras y no tan resistentes, pero sus propiedades en entornos peligrosos pueden superar esta desventaja. Algunos otros usos incluyen:

  • Algunos instrumentos de percusión por su tono y resonancia consistentes, especialmente panderetas y triángulos.
  • Equipos criogénicos de temperatura ultrabaja, como los refrigeradores de dilución, debido a su resistencia mecánica y su conductividad térmica relativamente alta en este rango de temperatura.
  • Moldes para la fabricación de envases de plástico (incluyendo prácticamente todas las jarras de leche de plástico), con el proceso de moldeo por soplado.
  • Balas perforantes,[2]​ aunque dicho uso es inusual porque las balas hechas de aleaciones de acero son mucho menos costosas y tienen propiedades similares.
  • Herramientas de medición durante la perforación (MWD) en la industria de la perforación direccional, donde se requiere una aleación no magnética, ya que los magnetómetros utilizan los datos de intensidad de campo recibidos por la herramienta. También por su alta resistencia combinada con propiedades anti-irritantes.
  • Mantenimiento de máquinas de resonancia magnética, donde los campos magnéticos de alta intensidad hacen que el uso de herramientas ferrosas sea peligroso, y donde los materiales magnéticos en el campo pueden alterar la imagen.
  • Las juntas utilizadas para crear un sellado electrónico hermético a las radiofrecuencias (resistente a fugas de radiofrecuencia) en las puertas utilizadas con pruebas de EMC y cámaras anecoicas.
  • Durante un tiempo, el cobre al berilio se usó en la fabricación de palos de golf, particularmente wedges y putters. Aunque algunos golfistas prefieren la sensación de los palos de CuBe, los problemas regulatorios y su alto coste han hecho que sean difíciles de encontrar en la producción actual.
  • Kiefer Plating (una empresa desaparecida) de Elkhart, Indiana, construyó trompetas de cobre al berilio para la Schilke Music Co. de Chicago. Estos instrumentos producen un sonido preferido por algunos músicos.  
  • Los asientos y guías de válvulas de cobre al berilio se utilizan en motores de cuatro tiempos de alto rendimiento, revistiendo válvulas de titanio. Este método permite disipar el calor de la válvula hasta siete veces más rápido que los asientos y guías de acero granulado o hierro. Además,reduce el desgaste de la válvula y aumenta su vida útil.  

El alambre de cobre al berilio[3]​ se produce en muchas formas: redondo, cuadrado, plano y conformado; en bobinas o en varillas rectas.

Aleaciones

El cobre al berilio (C17200 y C17300) es una aleación de endurecimiento por envejecimiento que alcanza mayor resistencia que cualquier otra aleación a base de cobre. Puede endurecerse después de la formación de muelles o de formas complejas e intrincadas. Se valora por sus propiedades para fabricar muelles, resistencia a la corrosión, estabilidad, conductividad y bajo deslizamiento.

El cobre al berilio templado es una aleación C17200 o C17300 que ha sido endurecida y estirada en frío. No es necesario un tratamiento térmico más allá de una posible leve relajación de tensiones. Es lo suficientemente dúctil para enrollarse en su propio diámetro y se puede doblar para fabricar resortes y en la mayoría de las formas. El alambre templado es más útil cuando se requieren las propiedades del cobre al berilio, y el endurecimiento por envejecimiento de las piezas terminadas no es práctico.

Las aleaciones de cobre al berilio C17510 y C17500 son endurecibles por envejecimiento y proporcionan buena conductividad eléctrica, propiedades físicas y resistencia. Se usan en resortes y cables donde es importante la conducción eléctrica o la retención de propiedades a temperaturas elevadas.

Las aleaciones de cobre al berilio de alta resistencia contienen hasta un 2,7% de berilio (fundido), o 1,6-2% de berilio con aproximadamente 0,3% de cobalto (forjado). La resistencia se logra mediante el endurecimiento por envejecimiento. La conductividad térmica de estas aleaciones se encuentra entre la de los aceros y la del aluminio. Las aleaciones coladas se forman frecuentemente con moldes de inyección. Las aleaciones forjadas están designadas por la norma UNS como C17200 a C17400; y las aleaciones fundidas son C82000 a C82800. El proceso de endurecimiento requiere un enfriamiento rápido del metal recocido, lo que da como resultado una solución en estado sólido de berilio en cobre, que luego se mantiene a 200-460° C durante al menos una hora, produciendo una precipitación de cristales de berilio metaestables en la matriz de cobre. Sobrepasar la fase de equilibrio agota los cristales de berilio y reduce la resistencia. Los berilioides en las aleaciones de fundición son similares a los de las aleaciones forjadas.

Las aleaciones de cobre al berilio de alta conductividad contienen hasta 0,7% de berilio con algo de níquel y cobalto. La conductividad térmica de estas aleaciones es mayor que la del aluminio y ligeramente menor que la del cobre puro, y a menudo se usan como contactos eléctricos.[4]​

Referencias

  1. Bauccio, Michael (Ed.). ASM Metals Reference Book, Third Edition. Materials Park, Ohio: ASM International. p. 445. ISBN 0-87170-478-1. 
  2. . Nucnews.net. Archivado desde el original el 14 de noviembre de 2009. Consultado el 2 de noviembre de 2009. 
  3. . Archivado desde el original el 27 de junio de 2009. Consultado el 8 de mayo de 2009. 
  4. . Mmsonline.com. Archivado desde el original el 14 de junio de 2011. Consultado el 17 de octubre de 2010. 

Enlaces externos

  • Estándares y propiedades - Microestructuras de cobre y aleaciones de cobre - Cobre Berilio
  • Hojas de datos de cobre berilio y níquel berilio
  • Hojas de datos de ALAMBRE de cobre berilio y níquel berilio
  • . IBC Advanced Alloys. Archivado desde el original el 23 de julio de 2015. Consultado el 22 de julio de 2015. 
  • «Copper-Beryllium Master Alloys». Ulba Metallurgical Plant, Kazakhstan. 
  • «Copper Beryllium Alloys». Materion, Mayfield Heights, OH. 
  •   Datos: Q905582
  •   Multimedia: Beryllium copper

Agosto 05, 2021
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El cobre al berilio CuBe tambien conocido como berilio cobre BeCu bronce de berilio y cobre de muelles es una aleacion de cobre con 0 5 3 de berilio y en ocasiones con otros elementos Combina una alta resistencia con cualidades no magneticas y no generara chispas Tiene excelentes propiedades metalurgicas para su conformado y mecanizado Posee numerosas aplicaciones especiales como en herramientas para entornos peligrosos instrumentos musicales dispositivos de medicion de precision balas o en la industria aeroespacial Las aleaciones de berilio presentan el peligro de generar emanaciones toxicas durante su fabricacion Llave inglesa con la inscripcion BeCu en el mango para indicar que esta hecha de cobre al berilio Indice 1 Propiedades 2 Toxicidad 3 Usos 4 Aleaciones 5 Referencias 6 Enlaces externosPropiedades EditarEl cobre al berilio es una aleacion ductil soldable y mecanizable Al igual que el cobre puro es resistente a los acidos no oxidantes como el acido clorhidrico y al acido carbonico a los productos de descomposicion plasticos a la abrasion y al desgaste Se puede tratar con calor para aumentar su resistencia durabilidad y conductividad electrica El cobre al berilio alcanza la mayor resistencia hasta 1400 megapascales 203 052 8 psi de cualquier aleacion a base de cobre 1 Tiene buena conductividad termica 62 Btu ft deg FH de tres a cinco veces mas que el acero para herramientas Toxicidad EditarEn forma solida y formando parte de objetos terminados el cobre al berilio no presenta ningun riesgo conocido para la salud Sin embargo la inhalacion de polvo neblina o humo que contiene berilio puede causar una enfermedad pulmonar grave la enfermedad cronica por berilio Esa enfermedad afecta principalmente a los pulmones restringiendo el intercambio de oxigeno entre los pulmones y el torrente sanguineo La Agencia Internacional para la Investigacion del Cancer IARC enumera al berilio como carcinogeno humano del Grupo 1 El Programa Nacional de Toxicologia de los Estados Unidos NTP tambien enumera al berilio como carcinogeno Usos Editar Ejemplo de una herramienta antichispas hecha de cobre al berilio El cobre al berilio es una aleacion no ferrosa utilizada en muelles alambres de resortes celdas de carga y otras partes que deben mantener su forma bajo tensiones constantes o repetidas Tiene una alta conductividad electrica y se utiliza en contactos de baja tension para baterias y conectores electricos El cobre al berilio no produce chispas es fisicamente resistente y no magnetico y cumple con los requisitos de la directiva ATEX para las zonas 0 1 y 2 Destornilladores de cobre al berilio alicates llaves cinceles cuchillas y martillos estan disponibles para entornos con riesgos de explosion como plataformas petroliferas minas de carbon y elevadores de grano Un metal alternativo que a veces se usa para herramientas que no producen chispas es el bronce de aluminio En comparacion con las herramientas de acero las herramientas de cobre al berilio son mas caras y no tan resistentes pero sus propiedades en entornos peligrosos pueden superar esta desventaja Algunos otros usos incluyen Algunos instrumentos de percusion por su tono y resonancia consistentes especialmente panderetas y triangulos Equipos criogenicos de temperatura ultrabaja como los refrigeradores de dilucion debido a su resistencia mecanica y su conductividad termica relativamente alta en este rango de temperatura Moldes para la fabricacion de envases de plastico incluyendo practicamente todas las jarras de leche de plastico con el proceso de moldeo por soplado Balas perforantes 2 aunque dicho uso es inusual porque las balas hechas de aleaciones de acero son mucho menos costosas y tienen propiedades similares Herramientas de medicion durante la perforacion MWD en la industria de la perforacion direccional donde se requiere una aleacion no magnetica ya que los magnetometros utilizan los datos de intensidad de campo recibidos por la herramienta Tambien por su alta resistencia combinada con propiedades anti irritantes Mantenimiento de maquinas de resonancia magnetica donde los campos magneticos de alta intensidad hacen que el uso de herramientas ferrosas sea peligroso y donde los materiales magneticos en el campo pueden alterar la imagen Las juntas utilizadas para crear un sellado electronico hermetico a las radiofrecuencias resistente a fugas de radiofrecuencia en las puertas utilizadas con pruebas de EMC y camaras anecoicas Durante un tiempo el cobre al berilio se uso en la fabricacion de palos de golf particularmente wedges y putters Aunque algunos golfistas prefieren la sensacion de los palos de CuBe los problemas regulatorios y su alto coste han hecho que sean dificiles de encontrar en la produccion actual Kiefer Plating una empresa desaparecida de Elkhart Indiana construyo trompetas de cobre al berilio para la Schilke Music Co de Chicago Estos instrumentos producen un sonido preferido por algunos musicos Los asientos y guias de valvulas de cobre al berilio se utilizan en motores de cuatro tiempos de alto rendimiento revistiendo valvulas de titanio Este metodo permite disipar el calor de la valvula hasta siete veces mas rapido que los asientos y guias de acero granulado o hierro Ademas reduce el desgaste de la valvula y aumenta su vida util El alambre de cobre al berilio 3 se produce en muchas formas redondo cuadrado plano y conformado en bobinas o en varillas rectas Aleaciones EditarEl cobre al berilio C17200 y C17300 es una aleacion de endurecimiento por envejecimiento que alcanza mayor resistencia que cualquier otra aleacion a base de cobre Puede endurecerse despues de la formacion de muelles o de formas complejas e intrincadas Se valora por sus propiedades para fabricar muelles resistencia a la corrosion estabilidad conductividad y bajo deslizamiento El cobre al berilio templado es una aleacion C17200 o C17300 que ha sido endurecida y estirada en frio No es necesario un tratamiento termico mas alla de una posible leve relajacion de tensiones Es lo suficientemente ductil para enrollarse en su propio diametro y se puede doblar para fabricar resortes y en la mayoria de las formas El alambre templado es mas util cuando se requieren las propiedades del cobre al berilio y el endurecimiento por envejecimiento de las piezas terminadas no es practico Las aleaciones de cobre al berilio C17510 y C17500 son endurecibles por envejecimiento y proporcionan buena conductividad electrica propiedades fisicas y resistencia Se usan en resortes y cables donde es importante la conduccion electrica o la retencion de propiedades a temperaturas elevadas Las aleaciones de cobre al berilio de alta resistencia contienen hasta un 2 7 de berilio fundido o 1 6 2 de berilio con aproximadamente 0 3 de cobalto forjado La resistencia se logra mediante el endurecimiento por envejecimiento La conductividad termica de estas aleaciones se encuentra entre la de los aceros y la del aluminio Las aleaciones coladas se forman frecuentemente con moldes de inyeccion Las aleaciones forjadas estan designadas por la norma UNS como C17200 a C17400 y las aleaciones fundidas son C82000 a C82800 El proceso de endurecimiento requiere un enfriamiento rapido del metal recocido lo que da como resultado una solucion en estado solido de berilio en cobre que luego se mantiene a 200 460 C durante al menos una hora produciendo una precipitacion de cristales de berilio metaestables en la matriz de cobre Sobrepasar la fase de equilibrio agota los cristales de berilio y reduce la resistencia Los berilioides en las aleaciones de fundicion son similares a los de las aleaciones forjadas Las aleaciones de cobre al berilio de alta conductividad contienen hasta 0 7 de berilio con algo de niquel y cobalto La conductividad termica de estas aleaciones es mayor que la del aluminio y ligeramente menor que la del cobre puro y a menudo se usan como contactos electricos 4 Referencias Editar Bauccio Michael Ed ASM Metals Reference Book Third Edition Materials Park Ohio ASM International p 445 ISBN 0 87170 478 1 Federal Law and AP Ammunition Nucnews net Archivado desde el original el 14 de noviembre de 2009 Consultado el 2 de noviembre de 2009 Archived copy Archivado desde el original el 27 de junio de 2009 Consultado el 8 de mayo de 2009 Feature EDMing Beryllium Copper An Introduction Mmsonline com Archivado desde el original el 14 de junio de 2011 Consultado el 17 de octubre de 2010 Enlaces externos EditarEstandares y propiedades Microestructuras de cobre y aleaciones de cobre Cobre Berilio Inventario Nacional de Contaminantes Hoja de datos de berilio y compuestos Inventario Nacional de Contaminantes Hoja informativa sobre cobre y compuestos Hojas de datos de cobre berilio y niquel berilio Hojas de datos de ALAMBRE de cobre berilio y niquel berilio Beralcast Beryllium Aluminum Alloys IBC Advanced Alloys Archivado desde el original el 23 de julio de 2015 Consultado el 22 de julio de 2015 Copper Beryllium Master Alloys Ulba 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