bronce de aluminio

El bronce de aluminio es una aleación a base de cobre que contiene entre 5% y 10% de aluminio en peso, a menudo con pequeñas adiciones de hierro, níquel o manganeso. A diferencia del latón (cobre-zinc) o el bronce de estaño (cobre-estaño), la adición de aluminio crea una estructura metalúrgica fundamentalmente diferente. El material resultante es significativamente más duro y resistente que el cobre puro, con una resistencia a la tracción típicamente en el rango de 500 a 700 MPa, dependiendo de la composición y el tratamiento térmico.

La aleación deriva su resistencia a la corrosión de una fina capa de óxido de aluminio auto-reparable que se forma en la superficie. Esto la hace invaluable en ambientes marinos, donde supera tanto al cobre como al bronce de estaño en agua salada. Resiste la corrosión por agua de mar mucho mejor que los latones y no sufre de deszincificación, un modo de falla que puede afectar al latón en ciertas aguas. Las aplicaciones navales incluyen hélices, impulsores de bombas de agua de mar y cuerpos de válvulas. El material también funciona bien en plantas químicas y procesamiento de alimentos donde la lixiviación de cobre es una preocupación.

El bronce de aluminio es notoriamente difícil de soldar y fundir. La alta afinidad entre el aluminio fundido y el oxígeno significa que un blindaje adecuado con gas inerte es esencial, y la solidificación es propensa a la porosidad por gas y cavidades de contracción. La fundición en arena es común para componentes más grandes, pero el refinamiento del grano y los procedimientos de desgasificación son críticos. El mecanizado es factible, pero requiere una cuidadosa selección de herramientas y velocidades más bajas que las utilizadas para el latón, ya que el material tiende a endurecerse rápidamente por trabajo y a generar calor.

Variantes comunes y aplicaciones

El bronce de aluminio estándar (5% a 8% de aluminio) se utiliza para herrajes marinos y resistencia general a la corrosión. Los bronces de níquel-aluminio añaden de 4% a 6% de níquel y se especifican para un servicio en agua salada aún más exigente, particularmente en ejes de hélice y componentes de submarinos. A veces se añade hierro para mejorar la fluidez de la fundición y la resistencia. El material no se puede endurecer por temple como algunos latones; en cambio, la resistencia depende de la composición, el trabajo en frío y un recocido cuidadoso. Una varilla o barra completamente recocida será más blanda y dúctil; el material trabajado en frío es más duro pero menos conformable.

El bronce de aluminio se sitúa en el espacio entre el cobre puro (blando, altamente conductivo, débil) y el acero inoxidable (caro, mala maquinabilidad en algunos grados, menos indulgente en la fundición). Su costo se encuentra entre el latón y el acero inoxidable. El nombre refleja la adición que domina su comportamiento: el aluminio proporciona la resistencia a la corrosión y gran parte del aumento de resistencia, aunque el cobre sigue siendo el elemento base. Se ha utilizado en servicio industrial durante más de un siglo y sigue siendo la opción predeterminada para cojinetes, bujes y componentes de bombas en contacto con agua de mar donde se requiere una aleación no ferrosa.