¿Cuál es el punto de fusión del aluminio?

El aluminio es resistente, ligero y versátil, pero ¿cuánto debe calentarse para fundirse?

El punto de fusión del aluminio puro es de aproximadamente 660,3 °C, lo que desempeña un papel fundamental en su procesamiento, moldeado y aplicación en diversas industrias.

Conocer el punto de fusión no es sólo académico. Afecta a la soldadura, la fundición, el mecanizado, el reciclado y la seguridad estructural. Exploremos qué significa realmente y por qué es importante.

¿Cómo se determina el punto de fusión del aluminio?

El punto de fusión no es algo que se adivine, sino que se mide con herramientas precisas y métodos de laboratorio repetibles.

El punto de fusión del aluminio se determina calentando una muestra pura y registrando la temperatura exacta a la que pasa de sólido a líquido.

Hay varias formas de hacerlo con precisión:

1. Método del tubo capilar

Esta técnica es habitual en los laboratorios. Se introduce una pequeña muestra de aluminio en un fino tubo capilar de vidrio. Al calentar el tubo en un entorno controlado, se observa el punto de fusión cuando el aluminio sólido se convierte en líquido.

2. Calorimetría diferencial de barrido (DSC)

Se trata de un método más moderno y científico. El DSC detecta la temperatura exacta a la que cambia el flujo de calor cuando el aluminio cambia de estado. Es muy preciso y se utiliza a menudo para metales y aleaciones.

3. Microscopía de platina caliente

En este método, el aluminio se calienta en una platina transparente. Los científicos observan la muestra al microscopio para registrar cuándo comienza y termina la fusión.

4. Pruebas en hornos con termopares

Este método consiste en colocar aluminio dentro de un horno industrial y utilizar termopares para medir la temperatura interna durante el calentamiento.

Estas pruebas ayudan a determinar dos puntos clave:

• Solidus: La temperatura a la que comienza la fusión
• Liquidus: La temperatura a la que el metal es totalmente líquido

Para el aluminio puro, el solidus y el liquidus son iguales, alrededor de 660,3°C. Pero en el caso de las aleaciones, estos puntos pueden estar separados por 100 °C o más.

¿Cómo afecta la aleación al punto de fusión del aluminio?

El aluminio puro se funde a una temperatura constante. Pero cuando añadimos otros elementos para crear aleaciones, todo cambia.

Alear el aluminio con elementos como magnesio, silicio, cobre o zinc reduce su punto de fusión y crea un intervalo de fusión en lugar de una única temperatura.

¿Por qué ocurre esto?

Cada elemento tiene su propia estructura atómica y comportamiento de fusión. Cuando se mezclan con el aluminio, perturban la red cristalina uniforme. Esa interferencia hace que los átomos se fundan a temperaturas ligeramente diferentes, de ahí el intervalo de fusión.

Efectos de los elementos de aleación comunes:

Este cambio es importante para la fabricación. Las aleaciones forjadas y fundidas se comportan de forma diferente durante el calentamiento, la soldadura y el conformado. Por ejemplo, las aleaciones con mucho silicio son excelentes para la fundición porque se funden suavemente sin engomarse.

Intervalo de fusión frente a punto

El aluminio puro se funde bruscamente a 660,3°C. Por el contrario, las aleaciones pueden empezar a fundirse a 500°C pero no licuarse completamente hasta los 650°C. Este amplio rango es clave a la hora de elegir aleaciones para soldadura o tratamiento térmico.

¿Cuál es el punto de fusión de las aleaciones de aluminio más comunes?

Las aleaciones de aluminio se utilizan con más frecuencia que el aluminio puro, sobre todo en la construcción, el transporte y los bienes de consumo. Cada aleación funde de forma diferente.

Las aleaciones de aluminio comunes se funden en un intervalo entre 475°C y 660°C, dependiendo de su composición específica y de la clasificación de la serie.

Aleaciones de aluminio forjado

Aleaciones de aluminio fundido

Estas gamas afectan a la forma de procesar cada aleación. Las aleaciones de menor fusión son más fáciles de fundir, mientras que las de mayor fusión pueden ser mejores para aplicaciones estructurales.

¿Por qué es importante el punto de fusión en el procesamiento del aluminio?

El punto de fusión afecta a casi todas las fases del ciclo de vida del aluminio, desde la fundición hasta el reciclado.

El punto de fusión es importante en el procesamiento del aluminio porque controla cómo se comporta el metal bajo el calor, afecta a la calidad de la soldadura e influye en la eficacia de la fabricación.

1. Fundición

Las fundiciones necesitan temperaturas precisas. Si el aluminio se calienta demasiado, puede oxidarse o formar burbujas de gas. Si no está lo bastante caliente, el molde no se llenará.

2. Soldadura

Conocer los puntos de solidus y liquidus de las aleaciones de aluminio ayuda a los soldadores a evitar grietas, alabeos y fusiones incompletas.

3. Tratamiento térmico

Procesos como el recocido y el endurecimiento por precipitación se basan en el calentamiento justo por debajo del punto de fusión. El sobrecalentamiento destruye la estructura del grano.

4. Mecanizado

Durante el corte o el fresado, se acumula calor. Las aleaciones con puntos de fusión más bajos necesitan refrigerante o herramientas de baja velocidad para evitar deformaciones.

5. Reciclado

En las instalaciones de fundición, la chatarra de aluminio se funde y se reforma. Los puntos de fusión predecibles mejoran la eficiencia y reducen los residuos.

6. Seguridad en el diseño

Las estructuras de aluminio deben mantener su resistencia incluso en caliente. Si se exponen a temperaturas cercanas a la fusión, las piezas pueden fallar.

Comprender el comportamiento de fusión también ayuda a seleccionar la aleación. Los ingenieros deben elegir la aleación adecuada para cada tarea, no sólo por su resistencia o coste, sino también por su compatibilidad térmica.

Conclusión

El aluminio se funde a unos 660,3 ºC, pero esta cifra cambia con las aleaciones. Ya sea para soldar, fundir, mecanizar o reciclar, conocer el intervalo de fusión es esencial.

La próxima vez que vea una pieza de aluminio -ya sea un ala de avión, una lata de refresco o el marco de una ventana- recuerde: el calor que puede soportar depende de su punto de fusión. Y elegir la aleación adecuada significa saber cuándo empiezan a fundirse las cosas.