Concetti Chiave
- I metalli si classificano in quattro categorie principali: uso comune, uso speciale, alligazione e preziosi, ciascuna con caratteristiche uniche e applicazioni specifiche.
- La lavorazione dei metalli comprende operazioni meccaniche e chimiche, come l'estrazione e la concentrazione del minerale, per ottenere metalli commerciabili.
- Le leghe metalliche, create dalla fusione di diversi metalli, offrono proprietà superiori come maggiore durezza e resistenza rispetto ai metalli puri.
- I metalli sono commercializzati in varie forme, tra cui lingotti, fili e lamiere, per soddisfare diverse esigenze industriali e di lavorazione.
- Le tecniche per unire metalli includono saldatura, inchiodatura e imbullonatura, variando a seconda delle caratteristiche del materiale e delle necessità del progetto.
Qual è la classificazione dei metalli?
Dal punto di vista generale i metalli possono classificarsi come:
— metalli di uso comune (es.: ferro, rame, piombo, zinco, stagno, alluminio);
— metalli di uso speciale, raramente impiegati puri, ma destinati di solito a rivestirne altri o, comunque, ad usi particolari (es.: nichel, manganese, cromo, antimonio, magnesio, mercurio, cobalto, cadmio, tungsteno, vanadio, titanio, ed i più usati nell’industria atomica: zirconio, berillio, uranio);
— metalli di alligazione o di aggiunta, che aggiunti ad un metallo base ne modificano sostanzialmente le caratteristiche, dando origine ad una lega metallica (es. : quasi tutti i metalli di uso speciale, ed in particolare nichel, cromo, magnesio);
—- metalli preziosi e rari (es.: platino, oro, argento, iridio, osmio, palladio).
Esistono inoltre altre classificazioni più strettamente tecnologiche (relative alle caratteristiche fisiche, chimiche e tecnico-meccaniche dei metalli) a cui abbiamo già accennato.
Processi di lavorazione dei metalli
La lavorazione preparatoria dei metalli (metallurgia) consta di operazioni lunghe e complesse, variabili per di più a seconda dei singoli metalli, e comprende procedimenti meccanici e procedimenti chimici.
I procedimenti meccanici consistono nell’estrazione del minerale dal suo giacimento o miniera; nella sua frantumazione e polverizzazione ed infine nella separa-zione di esso dalle sostanze estranee che lo accompagnano.
Quest’ultima operazione, che è detta concentrazione o arricchimento del minerale, viene compiuta in diversi modi: a secco (cernita e riduzione col calore); ad umido (lavaggio, levigazione, galleggiamento); per via elettrolitica (x), e cioè con un procedimento chimico.
— Seguono poi operazioni destinate a mettere i metalli più o meno puri così ottenuti in condizione di essere industrialmente utilizzabili, e quindi commerciabili. Raramente infatti i metalli sono usati allo stato puro ; in certi casi perché troppo teneri (oro), in altri perché si lavorano male (rame), in genere perché troppo costosi.
Utilizzo industriale delle leghe
Di solito essi si impiegano industrialmente sotto forma di leghe, ottenute per fusione di due o più metalli o di un metallo ed un metalloide (2) (es. : carbonio, fosforo, silicio) oppure per compressione e successivo riscaldamento dei componenti, prima ridotti in polvere finissima.
L’importanza tecnica delle leghe deriva dal fatto che anche piccolissime percentuali di sostanze adatte possono causare variazioni enormi nelle proprietà dei metalli a cui vengono aggiunte (es. il duralluminio, lega di alluminio con tracce di rame, silicio e magnesio, è durissimo, a differenza dell’alluminio che è molto tenero). Di solito le leghe hanno, rispetto ai singoli metalli che le compongono, maggiore durezza, elasticità e resistenza; punto di fusione più basso e sovente minore costo ed aspetto migliore.
Commercio e forme dei metalli
— I metalli e le loro leghe si mettono in commercio in vari stati di purezza sotto forma di lingotti, masselli, pani, foggiati colando direttamente dai forni di fusione il materiale fluido in appositi stampi.
I materiali stessi possono anche essere commerciati sotto forma di fili (ottenuti facendo passare il materiale arroventato attraverso trafile o filiere di acciaio) oppure sotto forma di lamiere (ottenute con l’impiego di coppie di cilindri di acciaio rotanti, detti laminatoi). Vi sono poi i metalli sagomati (longarine, rotaie), i tubi e molti altri prodotti semilavorati e finiti.
Lavorazione e unione dei metalli
— La successiva utilizzazione si effettua con sistemi che variano secondo i metalli: alcuni possono essere lavorati a freddo ; i più a caldo e taluni vengono poi sottoposti ad un repentino raffreddamento (tempera) allo scopo di aumentarne la durezza.
L’unione di parti metalliche fra loro può avvenire per saldatura (es. saldatura a caldo del ferro, con semplice battitura, o saldatura a stagno, ad ottone, ecc.) o con altri procedimenti (inchiodatura, imbullonatura, ecc.).
L’ultima lavorazione dei pezzi fusi, fucinati e saldati si effettua con le macchine utensili.
Domande da interrogazione
- Quali sono le principali categorie di metalli secondo la loro classificazione?
- Quali sono i principali passaggi nella lavorazione preparatoria dei metalli?
- Perché le leghe metalliche sono preferite rispetto ai metalli puri nell'industria?
- In quali forme vengono commercializzati i metalli e le loro leghe?
- Quali metodi vengono utilizzati per unire parti metalliche?
I metalli si classificano in metalli di uso comune, metalli di uso speciale, metalli di alligazione, e metalli preziosi e rari, ognuno con caratteristiche e utilizzi specifici.
La lavorazione preparatoria comprende l'estrazione del minerale, la frantumazione, la polverizzazione e la concentrazione del minerale, che può avvenire con metodi a secco, ad umido o per via elettrolitica.
Le leghe offrono vantaggi come maggiore durezza, elasticità, resistenza e un costo inferiore rispetto ai metalli puri, grazie anche all'aggiunta di piccole percentuali di altri elementi.
I metalli e le leghe sono commercializzati in vari stati di purezza, sotto forma di lingotti, masselli, fili, lamiere e prodotti semilavorati come tubi e sagomati.
L'unione di parti metalliche può avvenire tramite saldatura, inchiodatura, imbullonatura e altri procedimenti, a seconda del tipo di metallo e delle esigenze di lavorazione.
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