Principales propiedades del latón que debe conocer antes de mecanizarlo

El latón es un material de aleación popular en la producción diaria porque posee mejores propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión y conformabilidad. El latón, compuesto principalmente de cobre y zinc, puede modificarse variando su composición para conseguir diversas propiedades físicas y químicas. En este artículo daremos una visión general de las propiedades más importantes del latón, como la resistencia, la conductividad eléctrica y térmica y la resistencia a la corrosión, para que los lectores puedan estudiar este importante material de ingeniería.

¿Qué es el latón?

El latón es una aleación metálica muy utilizada en la industria manufacturera. Se compone principalmente de cobre y zinc, y es el metal preferido por los diseñadores por su facilidad de mecanizado, su sólida resistencia a la corrosión y su aspecto pulido. El latón se obtiene fundiendo cuidadosamente cobre y zinc en la mezcla justa, normalmente 55-95% de cobre y 5-45% de zinc, según las propiedades que se busquen. El proceso de fabricación del latón empieza fundiendo el cobre en un horno a unos 1.050°C hasta que se funde y añadiendo después el zinc, que tiene un punto de fusión mucho más bajo, de unos 420°C. Los dos se mezclan bien para obtener una mezcla adecuada. Los dos se mezclan bien para obtener una mezcla homogénea, a veces con una pizca de plomo o estaño para añadir cualidades como la maquinabilidad o la dureza. Una vez mezclado todo, se vierte la mezcla en lingotes o tochos utilizando moldes, se deja enfriar y se prepara para laminar, extrudir o mecanizar.

Color del latón

El aspecto entre amarillo brillante y dorado del latón es tanto una cuestión estética como práctica.

Este color también viene determinado por la proporción exacta de cobre y zinc en la aleación; a mayor contenido de cobre, el latón adquiere un color rojizo, y a mayor contenido de zinc, un color más pálido, más amarillo plateado. Durante la fabricación, procesos como la fundición, la extrusión o el mecanizado exponen nuevas superficies de la aleación y demuestran su brillo metálico intrínseco. Otros tratamientos superficiales, como el pulido o el abrillantado, le dan brillo y oscurecen su color dorado.

Calidades comunes de latón utilizadas para el mecanizado

Hay varias calidades de latón que se utilizan habitualmente en el mecanizado, y las más comunes son C26000, C27400, C28000 y C36000, cada una de las cuales tiene una composición y unas propiedades diferentes y es adecuada para aplicaciones de mecanizado específicas.

Latón C26000

El C26000, o latón para cartuchos, contiene aproximadamente 70% de cobre y 30% de zinc y ofrece una excelente combinación de ductilidad, resistencia a la corrosión y solidez, especialmente en entornos húmedos. Su conformabilidad lo hace adecuado para el trabajo en frío y el mecanizado de productos como carcasas de munición, núcleos de radiadores de automóviles y embellecedores de ferretería, aunque su mecanizabilidad es sólo regular en comparación con el latón con plomo.

Latón C27400

El C27400, o latón amarillo, contiene aproximadamente 63% de cobre y 37% de zinc, con una excelente maquinabilidad y economía debido a su mayor porcentaje de zinc, lo que reduce el coste del material. Es adecuado para accesorios de fontanería, tuberías y herrajes de bajo coste en los que se desee una resistencia moderada y una resistencia satisfactoria a la corrosión.

Latón C28000

El C28000, también conocido como metal Muntz, tiene un contenido aproximado de 60% de cobre y 40% de zinc, y ofrece más fuerza y mejor resistencia a la corrosión cuando se trabaja en condiciones marinas. Tiene buena maquinabilidad y se utiliza en paneles arquitectónicos, herrajes marinos y componentes estructurales en los que se necesita dureza.

Latón C36000

El C36000 o latón de corte libre contiene 61,5% de cobre, 35,5% de zinc y 2-3% de plomo, lo que mejora notablemente su maquinabilidad, por lo que se emplea en el mecanizado de alta velocidad. La presencia de plomo en él requiere una manipulación especial para cumplir las normas reglamentarias. La elección del grado que se va a mecanizar en CNC es un compromiso entre solidez, mecanizabilidad, resistencia a la corrosión y requisitos específicos de la aplicación para obtener un rendimiento y una economía óptimos.

Equivalentes mundiales de las aleaciones de latón

La siguiente tabla muestra los equivalentes para las calidades comunes de latón:

US-UNS	CN-GB	UK-BSI	DE-ISO	JP- JIS
C26000	H68	CZ106	CuZn30	C2600
C27400	H62	CZ109	CuZn40	C2720
C28000	H59	CZ109	CuZn40	C2800
C36000	HPb62-3	CZ124	CuZn36Pb3	C3601

Propiedades mecánicas de las aleaciones de latón

Los grados estándar C26000, C27400, C28000 y C36000 tienen cada uno su composición y propiedades que los hacen adecuados para aplicaciones de mecanizado específicas. A continuación se examinan en profundidad sus propiedades mecánicas.

Resistencia a la tracción: 338 a 469 MPa

Las aleaciones típicas de latón tienen resistencias a la tracción de entre 338 y 469 MPa, que varían con el temple (por ejemplo, recocido o semiduro) y la composición de la aleación. Esto sugiere que estas aleaciones resistirán importantes fuerzas de tracción o estiramiento antes de fallar. En aplicaciones de mecanizado en las que los componentes están expuestos a fuerzas de tracción intermitentes o repetidas, como en componentes estructurales o de automoción, su resistencia a la tracción garantiza que los componentes no fallarán bajo tensión.

Límite elástico: de 120 a 350 MPa

El límite elástico de las aleaciones estándar de latón oscila entre 120 y 350 MPa, según el temple y la composición de la aleación. Es una medida de la tensión a la que el material empieza a deformarse plásticamente, una consideración esencial para operaciones de mecanizado como el conformado o el doblado. En el caso de componentes como tubos de radiador, fijaciones o accesorios marinos, en los que la conservación de la forma bajo carga es de suma importancia, este límite elástico garantiza que las piezas soporten la deformación, de modo que los maquinistas tengan la seguridad de lograr tolerancias exigentes e integridad estructural.

Módulo de elasticidad: 110 GPa

El módulo de elasticidad de las aleaciones de latón estándar es de 110 GPa, su rigidez elástica. Mide el grado en que el material resiste la deformación bajo la fuerza de mecanizado, por lo que es ideal para el mecanizado de piezas intrincadas como conectores o vástagos de válvulas. Para aplicaciones de estabilidad dimensional, como el mecanizado de precisión de componentes eléctricos o de fontanería, el módulo garantiza un retroceso elástico mínimo, ofreciendo fiabilidad en el mantenimiento de tolerancias estrechas con el mecanizado.

Relación de Poisson: 0,31

Las aleaciones típicas de latón tienen una relación de Poisson de aproximadamente 0,31, que ilustra la relación entre la deformación transversal y la deformación axial del material. Esta relación de desplazamiento permite predecir la deformación durante el mecanizado, por lo que las aleaciones pueden utilizarse para dar formas complejas, como herrajes decorativos o accesorios de precisión. Cuando la precisión en las dimensiones es una cuestión preocupante, como en estampados complejos o mecanizados de alta velocidad, esta relación de Poisson garantiza que el material se deforme de manera uniforme, evitando todo tipo de distorsiones inesperadas.

Elongación: 10% a 55%

El alargamiento de las aleaciones de latón estándar oscila entre 10% y 55%, según el temple y el contenido, lo que determina la ductilidad. La capacidad del material para estirarse mucho sin romperse resulta útil para el conformado en frío o el mecanizado de componentes intrincados como tubos o accesorios. Cuando se requieren niveles extremos de conformado, como núcleos de radiadores o piezas de fontanería, el alto alargamiento ofrece piezas que no se agrietan al conformarlas, lo que permite a los maquinistas flexibilidad y fiabilidad en la fabricación.

Dureza: 55 a 93 HRB

La dureza estándar de las aleaciones comunes de latón oscila entre 55 y 93 HB (Rockwell B), lo que refleja su resistencia a las herramientas de corte. Esta gama facilita el mecanizado sin sacrificar la durabilidad en herrajes decorativos, componentes estructurales o engranajes de precisión. En aplicaciones en las que el acabado superficial y la vida útil de la herramienta son críticos, como el mecanizado a alta velocidad, esta dureza permite que las herramientas produzcan cortes limpios mediante un desgaste controlado, con garantía de consistencia y resultados de mecanizado eficaces.

La siguiente tabla muestra las principales propiedades de las aleaciones de latón comunes en Mecanizado CNC.

Grados	C26000	C27400	C28000	C36000
Resistencia a la tracción	345 MPa	385 MPa	420 MPa	320 MPa
Límite elástico	205 MPa	160 MPa	240 MPa	120 MPa
Alargamiento	25%	50%	33%	15%
Módulo de elasticidad	110 GPa	110 GPa	100 GPa	100 GPa
Relación de Poisson	0.31	0.31	0.31	0.31
Conductividad térmica	120 W/(m-K)	120 W/(m-K)	120 W/(m-K)	120 W/(m-K)
Conductividad eléctrica	28% IACS	28 % IACS	28 % IACS	28 % IACS
Dureza	70 HRB	80 HRB	74 HRB	65 HRB
Densidad	8,58 gm/cm³	8,44 g/cm3	8,0 g/cm3	8,2 g/cm3

¿Se corroe el latón?

Sí, aunque el latón tiene una excelente resistencia a la corrosión, se corroe en algunos entornos. El latón se corroe muy lentamente en el aire y casi nada en agua dulce limpia, con un índice típico de 0,0025 a 0,025 mm al año. En agua de mar, es ligeramente superior, de 0,0075 a 0,1 mm al año. Los fluoruros presentes en el agua tienen un efecto insignificante sobre el latón, pero los cloruros provocan una corrosión grave y los yoduros causan graves daños. El latón es muy sensible a la corrosión en agua que contenga gases como oxígeno (O₂), dióxido de carbono (CO₂), sulfuro de hidrógeno (H₂S), dióxido de azufre (SO₂) y amoníaco (NH₃). El latón también es susceptible a la corrosión simple en agua mineral, especialmente cuando el sulfato de hierro (Fe₂(SO₄)₃) está presente en ella. El latón se corroe gravemente con ácido nítrico y ácido clorhídrico, pero se corroe lentamente en ácido sulfúrico. Sorprendentemente, el latón resiste mucho a la corrosión en soluciones de hidróxido de sodio (NaOH).

Aplicaciones de latón

Las propiedades únicas del latón hacen posible su uso en diversas industrias.

Industria de la construcción: El latón se utiliza mucho en la industria de la construcción para radiadores, grifos, accesorios de tuberías, fijaciones y componentes de ferretería. Su mayor resistencia a la corrosión y sus propiedades mecánicas lo convierten en un material ineludible para tuberías de agua y sistemas de fontanería, ya que ofrece longevidad y fiabilidad en condiciones húmedas.

Industria electrónica: La alta conductividad eléctrica del latón lo convierte en un material excelente para dispositivos electrónicos, terminales, conectores y otros dispositivos eléctricos. Su gran resistencia mecánica también lo convierte en una buena opción para conectores electrónicos, ya que proporciona funcionalidad y longevidad.

Instrumentos musicales: El latón se aplica ampliamente a la fabricación de instrumentos musicales como trompetas y tubas por su agradable acabado y características acústicas. Como material de relojería, su maquinabilidad y apariencia lo convierten en un elemento popular en piezas de buen aspecto e intrincadas que realzan la forma y la función.

Sector de automoción y mecánica: El latón se utiliza para fabricar componentes mecánicos de precisión como cojinetes, engranajes y muelles, así como determinadas piezas de automoción. Su maquinabilidad permite fabricar piezas de alta precisión para soportar tensiones mecánicas en aplicaciones severas.

Aeroespacial y Defensa: El latón se utiliza para fabricar piezas de precisión para maquinaria aeroespacial y algunos usos de la industria de defensa. Sus características de resistencia a la corrosión y solidez garantizan su rendimiento en aplicaciones en las que la durabilidad y la precisión son lo más importante.

Industria energética: El latón se utiliza mucho en la generación de energía, sobre todo en condensadores de centrales térmicas y calentadores solares, y en equipos de plantas petroquímicas, como recipientes, tuberías e intercambiadores de calor. Su excelente conductividad térmica y su resistencia a entornos agresivos hacen del latón una elección fiable para aplicaciones energéticas.

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