Las aleaciones de aluminio o las aleaciones que tienen como elemento principal o base al aluminio se conocen como aleaciones ligeras, debido al bajo peso específico que las mismas presentan.
La combinación exclusiva de las propiedades presentes en el aluminio y sus aleaciones, convierten a este material en uno de los más versátiles en el mercado, además de caracterizarse por estar entre los elementos más económicos y atractivos para un sinfín de usos y aplicaciones, los cuales van comprendidos desde la fabricación de papel aluminio, hasta empleos más exigentes como los desarrollados en el campo ingenieril.
Las aleaciones de aluminio se encuentran en el segundo lugar (precedidos por el acero) en los materiales utilizados para diseños estructurales. El peso tan leve del material, junto con las altas resistencias presentes en algunos tipos de aleaciones del aluminio, permite la construcción de estructuras muy ligeras y resistentes, lo cual representa una gran ventaja para la elaboración de vehículos espaciales, terrestres, náuticos y por supuesto aviones.
Los principales metales que se emplean en la creación de aleaciones con aluminio comprenden al cobre, silicio, cinc, magnesio y manganeso. De manera secundaria, se utilizan otros metales como el níquel, titanio, hierro, cromo y cobalto. Además de los mencionados, hay casos especiales donde se adiciona plomo, cadmio, antimonio y bismuto en aleaciones que presentan usos bastante exclusivos. Para reducir este amplio espectro de opciones que las aleaciones de aluminio ofrece, a continuación se describen las aleaciones más conocidas y utilizadas en el mercado comercial.
Aleaciones de aluminio puro
A las aleaciones de este tipo también se le conocen como ALPUR. Están caracterizadas por presentar una elevada resistencia a los efectos producidos por agentes ambientales. De igual forma tienen una gran conductividad térmica y eléctrica y se adaptan de una manera bastante positiva a las deformaciones. Es un tipo de aleación utilizado en un sinnúmero de industrias, como la industria eléctrica, química, petroquímica, edificación, decoración, entre otros.
Aleaciones de aluminio-cobre
La función del cobre en este tipo de aleación es endurecer de manera significativa al aluminio, proporcionándole a esta unión propiedades mecánicas excepcionales, manteniendo en todo momento el excelente manejo físico y ligereza que determinan al mismo. De manera generalizada, este tipo de aleación se caracteriza por tener una buena resistencia al calor.
La desventaja principal que esta unión representa viene definida por la presencia del cobre, pues el mismo hace que esta combinación presente muy poca resistencia a los agentes atmosféricos. Este tipo de aleación solo puede ser soldada bajo técnicas especiales, como por ejemplo la soldadura por haz de electrón. Es importante resaltar que el porcentaje de cobre en este tipo de combinación comprende aproximadamente el 15% del producto total.
Aleaciones de aluminio-silicio
En esta aleación el porcentaje de silicio suele variar del 5% al 20%. Al igual que el cobre, el silicio endurece al aluminio, aumentando con esto su resistencia, pero además de lo mencionado, también aumenta la fluidez en la colada del material y proporciona una excelente resistencia a la corrosión. Las aleaciones de este tipo son muy dúctiles y presentan una gran resistencia al choque, teniendo además una elevada conductividad calorífica y eléctrica.
La principal aplicación de este tipo de aleación es la fundición de piezas difíciles, pero con buenas cualidades de moldeo, además de la fabricación de piezas para la marina debido a la gran resistencia a la corrosión que el material presenta. Es importante resaltar, que este tipo de combinación no se usa para la fabricación de piezas ornamentales, pues con el tiempo el mismo suele ennegrecerse.
Aleaciones de aluminio-cinc
En estas aleaciones el cinc se encuentra incorporado con un porcentaje máximo del 20% en el producto total. Las aleaciones de cinc, en comparación con las de cobre, son más económicas y proporcionan propiedades mecánicas iguales. La desventaja radica en que la aleación aluminio-cinc es menos resistente a la corrosión y son más pesadas.
Aleaciones de aluminio-magnesio
La presencia del magnesio en este tipo de combinación, comprende proporciones inferiores al 10%. De manera general, este tipo de aleación va asociado a otros elementos como el cobre, silicio, cinc, entre otros, formando de esta manera aleaciones ternarias, donde el papel del magnesio es el de menor proporción en la aleación total.
Las aleaciones aluminio-magnesio son más ligeras incluso que el propio aluminio en su estado puro. Posee buenas propiedades mecánicas y una alta resistencia a la corrosión.
Aleaciones de aluminio-manganeso
El manganeso es un elemento que se encuentra comúnmente en la mayor parte de las aleaciones de aluminio pero de formas ternarias y cuaternarias. De manera general, el manganeso ayuda a aumentar la dureza, la resistencia mecánica y el soporte a la corrosión de cualquier aleación de aluminio.
Las aleaciones de aluminio tienen cada día un mayor campo de aplicación, utilizándose en la fabricación de piezas que deben ser resistentes y ligeras al mismo tiempo. Su uso es cada vez más común en diferentes ámbitos de la creación industrial, comprendido desde las construcciones aeronáuticas, hasta la materialización de vagones de trenes y ferrocarriles.
¿Qué son las aleaciones para moldear?
En un punto aparte, si hablamos acerca de las aleaciones de aluminio, no podemos dejar de hacer referencia a las aleaciones para moldear o las aleaciones de fundición. Estas se basan en los mismos sistemas de aleación mencionados con anterioridad, utilizando una clasificación similar y reforzándose por mecanismos iguales. Sin embargo, tienen una diferencia clave: las aleaciones para moldear o fundir cuentan con agregados de silicio que se encuentran muy por encima de las cantidades que se suelen emplear en general para otros tipos de aleaciones con diferentes usos y fines.
La introducción de porcentajes más altos de silicio en las aleaciones permite que aumente considerablemente la fluidez del material. Esto mejora la alimentación de las piezas, a la vez que reduce la posibilidad de formación de grietas y la contracción.
¿Cuáles son sus aplicaciones?
Podemos decir que muchas veces las aleaciones de aluminio implican aplicaciones económicas. Sus propiedades y características, junto con su bajo costo, constituyen la combinación que ha llevado a su aplicación cada vez de manera más importante en distintos tipos de industrias, como la automotriz, la aeroespacial, la de los instrumentos de cocina, la de construcción de máquinas para empresas, entre otras posibilidades.
Hay una categoría de aleaciones de aluminio que refiere a las aleaciones comerciales. En estos casos, los elementos aleantes más frecuentes son el magnesio, el cobre, el silicio, el zinc y el manganeso. Se destacan especialmente por ser elementos con una solubilidad que aumenta con la temperatura. En lo que respecta a los efectos de solutos en solución sólida, podemos decir que estos son similares cuando existe un soluto más grande y otro que presenta un radio atómico un poco más pequeño que el del propio aluminio que funciona a modo de material principal. Para fortalecer las aleaciones conocidas como binarias, una de las principales y más sólidas soluciones se encuentra en el manganeso. En general, no contribuye demasiado a la resistencia en las aleaciones comerciales, debido a que tiende a ser un material precipitado que cumple otros roles clave aunque no el mencionado en estas composiciones.
