El cromo para usos en refractarios y cerámica

El cromo es un metal de transición duro, frágil, de color gris acerado y puede presentar un intenso brillo. Fue descubierto en 1797 por el químico francés Louis Nicolas Vauquelin, que lo denominó cromo (del griego chroma, “color”) debido a los múltiples colores de sus compuestos.

Obtención del cromo

Se obtiene cromo a partir de la cromita (FeCr2O4). El cromo se obtiene comercialmente calentando la cromita en presencia de aluminio o silicio (mediante un proceso de reducción).

Compuestos del cromo

La mayoría de los compuestos del cromo son de color verde, aunque existen algunos de color rojo o azul.

• Dicromato de potasio, (K2Cr2O7): sólido rojo, soluble en agua, oxidante enérgico utilizado para limpiar material de vidrio de laboratorio de cualquier resto orgánico que pueda contener.
• Óxido de Cromo III (verde de cromo, Cr2O3) es un pigmento usado en pinturas esmaltadas y en la coloración de vidrios.
• Cromato de plomo (amarillo de cromo, PbCrO4), sólido insoluble es usado también como pigmento.

Aplicaciones de los compuestos del cromo

Más de la mitad de la producción total de cromo se destina a productos metálicos, y una tercera parte es empleada en refractantes.

• El cromo es usado en la creación de aleaciones de hierro, níquel y cobalto.
• El uso de la cromita como refractante se debe a su alto punto de fusión, su moderada dilatación térmica y la estabilidad de su estructura cristalina.
• Los cromatos y óxidos de cromo se emplean en colorantes y pinturas
• El dicromato de potasio (K2Cr2O7) es un reactivo químico que se emplea en la limpieza de material de vidrio de laboratorio y, en análisis volumétricos, como agente valorante.
• El cromo y alguno de sus óxidos es usado además como catalizadores, por ejemplo, en la síntesis de amoníaco (NH3).
• El mineral cromita (Cr2O3·FeO) se emplea en moldes para la fabricación de ladrillos (en general, para fabricar materiales refractarios).
• El dióxido de cromo (CrO2) se emplea para fabricar las cintas magnéticas empleadas en las casetes.
• El verde de cromo se utiliza para la elaboración de la porcelana y del cristal y en la industria química como intermedio de síntesis o como catalizador.

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En tanto que metal, el CROMO DURO ofrece las siguientes ventajas:

Dureza: su dureza es considerable, se estima en unas 62-66 unidades Rockwell C (se trata de la dureza característica del propio cromo, y no de la resistencia a la penetración o, mas simplemente, al hundimiento).

Resistencia al desgaste: el cromo, muy resistente al desgaste, sobrepasa en mucho a la mayoría de los aceros endurecidos elaborados especialmente con tal objeto.
El cromo se opone a los efectos de erosión o cavitación provocados por los fluidos, líquidos o gaseosos, animados de gran velocidad, como también a los ataques de sustancias no metálicas, como los materiales abrasivos.

Untuosidad de rozamiento: el cromo disfruta de una gran untuosidad de rozamiento, a reserva no obstante de su mal comportamiento en este aspecto con ciertas condiciones particulares sobre todo cuando se trabaja con rozamiento contra bronces muy fosfatados a velocidades y cargas elevadas, o aun contra él mismo, en cuyo caso los resultados son positivamente desastrosos.

Disminución del desgaste de la pieza afectada: aunque sólo fuera a causa del bajo coeficiente de rozamiento, el desgaste de la pieza disminuye netamente.

Disminución de las holguras: ya que el cromo se desgasta muy lentamente y la pieza que roza con él bastante menos que lo normal, la aparición de holguras en el sistema se presenta con notable retraso.

Aumento de velocidad: el bajo coeficiente de rozamiento del cromo, al reducir de forma sensible los calentamientos, permite en muchas circunstancias incrementar notablemente la velocidad de régimen.

Es evidente que de todo lo anterior se beneficia la producción y el rendimiento del mecanismo.

Compatibilidad con temperaturas elevedas: químicamente, su oxidación sólo se inicia a los 800°C, temperatura que prácticamente jamás se alcanza.
La dureza del cromo se mantiene hasta los 400 ó 500°C. Pero más allá de este escalón, tiende a disminuir. Cae de 66 R C a 40/45 R C.

Resistencia a la corrosión: el cromo permanece insensible ante un elevado número de elementos agresivos, tanto orgánicos como inorgánicos. En particular la oxidación, contra la que siempre se buscan preventivos.

Repulsión a la suciedad y agarrotamiento: indiquemos, por último, que el cromo ofrece una propiedad particularmente ventajosa en ciertos casos. Por razones que estimamos pueden atribuirse también al elevado nivel de su campo o barrera de potencial periférica, no se deja engrasar o ensuciar, por el contrario más bien los repele.

Por ello no se ensucian, cuando están cromados, los utillajes de embutición o estirado que sirven para el modelado de metales como el cobre o el latón. No se adhieren a los revestimientos de cromo las materias plásticas en el transcurso de su desmoldeo.

Esta propiedad repulsiva pudiera justificar que el cromo se opone al agarrotamiento que con tanta frecuencia sigue a un engrase.

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La obtención o fabricación del plástico

El plástico es considerado un material polimérico orgánico (compuesto por moléculas orgánicas gigantes) que puede deformarse hasta conseguir una forma deseada por medio de extrusión, moldeo o hilado. Las moléculas pueden ser de origen natural, por ejemplo la celulosa, cera y el caucho (hule) natural, o sintéticas, como el polietileno y el nylon.

La fabricación de los plásticos y sus manufacturados implica cuatro pasos básicos: obtención de las materias primas, síntesis del polímero básico, obtención del polímero como un producto utilizable industrialmente y moldeo o deformación del plástico hasta su forma definitiva.

Materias primas

En un principio, la mayoría de los plásticos se fabricaban a partir de resinas de origen vegetal, como la celulosa (del algodón), el furfural (de la cáscara de la avena), aceites de semillas y derivados del almidón o del carbón. La caseína de la leche era uno de los materiales no vegetales utilizados. A pesar de que la producción del nylon se basaba originalmente en el carbón, el aire y el agua, y de que el nylon 11 se fabrica todavía con semillas de ricino, la mayoría de los plásticos se elaboran hoy con derivados del petróleo. Las materias primas derivadas del petróleo son tan baratas como abundantes. No obstante, dado que las existencias mundiales de petróleo tienen un límite, se están investigando otras fuentes de materias primas, como la gasificación del carbón.

Síntesis del polímero

El primer paso en la fabricación de un plástico es la polimerización. Como Los dos métodos básicos de polimerización son las reacciones de condensación y las de adición. Estos métodos pueden llevarse a cabo de varias maneras. En la polimerización en masa se polimeriza sólo el monómero, por lo general en una fase gaseosa o líquida, si bien se realizan también algunas polimerizaciones en estado sólido. Mediante la polimerización en disolución se forma una emulsión que se coagula seguidamente. En la polimerización por interfase los monómeros se disuelven en dos líquidos inmiscibles y la polimerización tiene lugar en la interfase entre los dos líquidos.

Aditivos

Con frecuencia se utilizan aditivos químicos para conseguir una propiedad determinada. Por ejemplo, los antioxidantes protegen el polímero de degradaciones químicas causadas por el oxígeno o el ozono. De una forma parecida, los estabilizadores lo protegen de la intemperie. Los plastificantes producen un polímero más flexible, los lubricantes reducen la fricción y los pigmentos colorean los plásticos. Algunas sustancias ignífugas y antiestáticas se utilizan también como aditivos. Muchos plásticos se fabrican en forma de material compuesto, lo que implica la adición de algún material de refuerzo (normalmente fibras de vidrio o de carbono) a la matriz de la resina plástica. Los materiales compuestos tienen la resistencia y la estabilidad de los metales, pero por lo general son más ligeros. Las espumas plásticas, compuestas de plástico y gas, proporcionan una masa de gran tamaño pero muy ligera.

Forma y acabado

Las técnicas empleadas para conseguir la forma final y el acabado de los plásticos dependen de tres factores: tiempo, temperatura y deformación. La naturaleza de muchos de estos procesos es cíclica, si bien algunos pueden clasificarse como continuos o semicontinuos.

Una de las operaciones más comunes es la extrusión. Una máquina de extrusión consiste en un aparato que bombea el plástico a través de un molde con la forma deseada. La máquina de extrusión también realiza otras operaciones, como moldeo por soplado o moldeo por inyección.

Otros procesos utilizados son el moldeo por compresión, en el que la presión fuerza al plástico a adoptar una forma concreta, y el moldeo por transferencia, en el que un pistón introduce el plástico fundido a presión en un molde. El calandrado es otra técnica mediante la que se forman láminas de plástico. Algunos plásticos, y en particular los que tienen una elevada resistencia a la temperatura, requieren procesos de fabricación especiales.

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