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Latón

astrolabio de latón de la Edad de Oro islámica Atril de latón con águila, atribuido a Aert van Tricht , Limburgo (Países Bajos) , hacia 1500 El latón es una aleación de cobre y ...

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astrolabio de latón de la Edad de Oro islámica
Atril de latón con águila, atribuido a Aert van Tricht , Limburgo (Países Bajos) , hacia 1500

El latón es una aleación de cobre y zinc , en proporciones que pueden variarse para lograr diferentes colores y propiedades mecánicas, eléctricas, acústicas y químicas, [ 1 ] pero el cobre suele tener la mayor proporción, generalmente 2/3 de cobre y 1/3 de zinc . En uso desde tiempos prehistóricos, es una aleación de sustitución : los átomos de los dos componentes pueden reemplazarse entre sí dentro de la misma estructura cristalina.

El latón es similar al bronce , una aleación de cobre que contiene estaño en lugar de zinc. [ 2 ] Tanto el bronce como el latón pueden incluir pequeñas cantidades de otros elementos , como arsénico , plomo , fósforo , aluminio , manganeso , silicio y (en el latón marino) estaño. [ 3 ] Históricamente, la distinción entre ambas aleaciones ha sido inconsistente, [ 4 ] y cada vez más los museos utilizan el término más general « aleación de cobre ». [ 5 ]

El latón ha sido popular durante mucho tiempo por su brillante color dorado y se utiliza para tiradores de cajones y pomos de puertas . También se ha utilizado ampliamente en escultura y utensilios debido a su bajo punto de fusión, su gran maleabilidad (tanto con herramientas manuales como con modernas máquinas de torneado y fresado ), su durabilidad y su conductividad eléctrica y térmica . Los latones con mayor contenido de cobre son más blandos y de color más dorado; por el contrario, aquellos con menos cobre y más zinc son más duros y de color más plateado.

El latón se usa comúnmente en aplicaciones donde se requiere resistencia a la corrosión y baja fricción , como cerraduras , bisagras , engranajes , cojinetes , casquillos de munición , cremalleras , tuberías , acoplamientos de mangueras , válvulas , reguladores de buceo y enchufes y tomas de corriente . Se usa ampliamente para instrumentos musicales como trompas y campanas . La composición del latón lo convierte en un sustituto favorable del cobre en bisutería y joyería de moda , ya que presenta mayor resistencia a la corrosión. El latón no es tan duro como el bronce, por lo que no es adecuado para la mayoría de las armas y herramientas. Tampoco es adecuado para uso marino, ya que el zinc reacciona con los minerales del agua salada, lo que deja el cobre poroso. El latón marino, con estaño añadido, evita esto, al igual que el bronce.

El latón se usa a menudo en equipos que deben ser antichispas , como accesorios y herramientas que se usan cerca de materiales inflamables o explosivos. [ 6 ]

Propiedades

Microestructura del latón laminado y recocido (aumento de 400×)

El latón es más maleable que el bronce o el zinc. Su punto de fusión relativamente bajo (de 900 a 940 °C; de 1650 a 1720 °F , según la composición) y sus características de fluidez lo convierten en un material relativamente fácil de fundir . Al variar las proporciones de cobre y zinc, se pueden modificar las propiedades del latón, obteniendo latones duros y blandos. La densidad del latón es de 8,4 a 8,73 g/cm³ ( de 0,303 a 0,315 lb/pulg³ ) . [ 7 ]     

Actualmente, casi el 90 % de todas las aleaciones de latón se reciclan. [ 8 ] Dado que el latón no es ferromagnético , la chatarra ferrosa se puede separar de él haciéndola pasar cerca de un imán potente. La chatarra de latón se funde y se vuelve a moldear en lingotes que se extruyen con la forma y el tamaño deseados. La suavidad general del latón permite que a menudo se pueda mecanizar sin el uso de fluido de corte , aunque existen excepciones. [ 9 ]

El aluminio hace que el latón sea más resistente y anticorrosivo. También provoca la formación de una capa dura de óxido de aluminio ( Al₂O₃ ) en la superficie, que es delgada, transparente y autorreparable. El estaño tiene un efecto similar y se utiliza especialmente en aplicaciones en agua de mar (latones navales). Las combinaciones de hierro, aluminio, silicio y manganeso hacen que el latón sea resistente al desgaste . [ 10 ] La adición de tan solo un 1 % de hierro a una aleación de latón da como resultado una aleación con una notable atracción magnética. [ 11 ]

Diagrama de fases binario

El latón se corroe en presencia de humedad, cloruros , acetatos , amoníaco y ciertos ácidos. Esto suele ocurrir cuando el cobre reacciona con el azufre para formar una capa superficial de sulfuro de cobre de color marrón y, finalmente, negro . Si se expone regularmente a agua ligeramente ácida, como la de la lluvia urbana, puede oxidarse en el aire y formar una pátina de carbonato de cobre de color verde azulado . Dependiendo de cómo se haya formado la capa de pátina, esta puede proteger el latón subyacente de daños mayores. [ 12 ]

Aunque el cobre y el zinc presentan una gran diferencia de potencial eléctrico , la aleación de latón resultante no experimenta corrosión galvánica interna debido a la ausencia de un entorno corrosivo en la mezcla. Sin embargo, si el latón entra en contacto con un metal más noble , como la plata o el oro, en dicho entorno, se corroerá galvánicamente; por el contrario, si el latón entra en contacto con un metal menos noble , como el zinc o el hierro, este último se corroerá y el latón quedará protegido.

Contenido principal

Para mejorar la maquinabilidad del latón, a menudo se añade plomo en concentraciones de alrededor del 2 %. Dado que el plomo tiene un punto de fusión más bajo que los demás componentes del latón, tiende a migrar hacia los límites de grano en forma de glóbulos a medida que se enfría tras la fundición. El patrón que forman los glóbulos en la superficie del latón aumenta la superficie de plomo disponible, lo que a su vez afecta al grado de lixiviación. Además, las operaciones de corte pueden extender los glóbulos de plomo sobre la superficie. Estos efectos pueden provocar una lixiviación significativa de plomo en latones con un contenido de plomo relativamente bajo. [ 13 ]

Reglamentos, California, EE. UU.

En octubre de 1999, el fiscal general de California demandó a 13 fabricantes y distribuidores de llaves por el contenido de plomo. En pruebas de laboratorio, investigadores estatales descubrieron que la llave de latón promedio, nueva o usada, superaba los límites de la Proposición 65 de California en un factor promedio de 19, suponiendo un manejo dos veces al día. [ 14 ] En abril de 2001, los fabricantes acordaron reducir el contenido de plomo al 1,5%, o enfrentar la obligación de advertir a los consumidores sobre el contenido de plomo. Las llaves chapadas con otros metales no se ven afectadas por el acuerdo y pueden continuar utilizando aleaciones de latón con un porcentaje mayor de contenido de plomo. [ 15 ] [ 16 ]

Asimismo, en California, se deben utilizar materiales sin plomo para «cada componente que entre en contacto con la superficie húmeda de tuberías y accesorios de tuberías, accesorios y grifería». El 1 de enero de 2010, la cantidad máxima de plomo en el «latón sin plomo» en California se redujo del 4,0 % al 0,25 %. [ 17 ] [ 18 ]

Latón resistente a la corrosión para entornos hostiles.

Grifo de muestreo de latón con mango de acero inoxidable

Los latones resistentes a la deszincificación ( DZR o DR), a veces denominados latones CR (resistentes a la corrosión ), se utilizan donde el riesgo de corrosión es elevado y donde los latones normales no cumplen los requisitos. Las aplicaciones con altas temperaturas del agua, presencia de cloruros o calidades de agua atípicas ( agua blanda ) son factores importantes. Por ejemplo, el latón DZR se utiliza en sistemas de calderas de agua . Esta aleación de latón debe producirse con sumo cuidado, prestando especial atención a una composición equilibrada y a las temperaturas y parámetros de producción adecuados para evitar fallos a largo plazo. [ 19 ] [ 20 ]

Un ejemplo de latón DZR es el latón C352, con aproximadamente un 30 % de zinc, entre un 61 % y un 63 % de cobre, entre un 1,7 % y un 2,8 % de plomo y entre un 0,02 % y un 0,15 % de arsénico. El plomo y el arsénico suprimen significativamente la pérdida de zinc. [ 21 ]

Los "latones rojos", una familia de aleaciones con una alta proporción de cobre y generalmente menos del 15 % de zinc, son más resistentes a la pérdida de zinc. Uno de los metales llamado latón rojo está compuesto por un 85 % de cobre, un 5 % de estaño, un 5 % de plomo y un 5 % de zinc. La aleación de cobre C23000, también conocida como latón rojo, contiene entre un 84 % y un 86 % de cobre y un 0,05 % de hierro y plomo, respectivamente, siendo el resto zinc. [ 22 ]

Otro material de este tipo es el bronce de cañón , perteneciente a la familia de los latones rojos. Las aleaciones de bronce de cañón contienen aproximadamente un 88 % de cobre, entre un 8 % y un 10 % de estaño y entre un 2 % y un 4 % de zinc. Se puede añadir plomo para facilitar el mecanizado o para su uso en aleaciones de cojinetes. [ 23 ]

El latón naval, para uso en agua de mar, contiene un 40 % de zinc, pero también un 1 % de estaño. La adición de estaño suprime la lixiviación de zinc. [ 24 ]

La NSF International exige que los latones con más del 15 % de zinc, utilizados en tuberías y accesorios de plomería , sean resistentes a la deszincificación. [ 25 ]

Uso en instrumentos musicales

Una colección de instrumentos de viento-metal

La alta maleabilidad y trabajabilidad, la relativamente buena resistencia a la corrosión y las propiedades acústicas tradicionalmente atribuidas al latón lo han convertido en el metal de elección habitual para la construcción de instrumentos musicales cuyos resonadores acústicos consisten en tubos largos y relativamente estrechos, a menudo plegados o enrollados para mayor compacidad; la plata y sus aleaciones, e incluso el oro , se han utilizado por las mismas razones, pero el latón es la opción más económica. Conocidos colectivamente como instrumentos de viento-metal , o simplemente "los viento-metal", estos incluyen el trombón , la tuba , la trompeta , la corneta , el fliscorno , el bombardino , el eufonio , el corno tenor y la trompa francesa , y muchos otros " cuernos ", muchos de ellos en familias de diversos tamaños, como los saxhornos . [ 26 ]

Otros instrumentos de viento pueden estar construidos de latón u otros metales, y de hecho, la mayoría de las flautas y piccolos modernos para estudiantes están hechos de algún tipo de latón, generalmente una aleación de cuproníquel similar a la alpaca (también conocida como plata alemana) . Los clarinetes , especialmente los clarinetes graves como el contrabajo y el subcontrabajo , a veces se fabrican de metal debido a la escasez de maderas tropicales densas y de grano fino, tradicionalmente preferidas para los instrumentos de viento de madera más pequeños . Por la misma razón, algunos clarinetes graves, fagotes y contrafagotes presentan una construcción híbrida, con secciones largas y rectas de madera y juntas curvas, tudel y/o campana de metal. El uso de metal también evita los riesgos de exponer los instrumentos de madera a cambios de temperatura o humedad, que pueden causar grietas repentinas. Aunque los saxofones y sarrusófonos se clasifican como instrumentos de viento-madera, normalmente se fabrican de latón por razones similares, y porque sus orificios anchos y cónicos y sus cuerpos de paredes delgadas se fabrican de forma más fácil y eficiente mediante el conformado de chapa metálica que mediante el mecanizado de madera.

El mecanismo de la mayoría de los instrumentos de viento-madera modernos, incluidos los de cuerpo de madera, suele estar fabricado con una aleación como la alpaca. Estas aleaciones son más rígidas y duraderas que el latón utilizado para construir los cuerpos de los instrumentos, pero aun así se pueden trabajar con herramientas manuales sencillas, lo que facilita las reparaciones rápidas. Las boquillas de los instrumentos de viento-metal y, con menos frecuencia, de los de viento-madera, también suelen estar hechas de latón, entre otros metales.

Además de los instrumentos de viento-metal, el uso más destacado de este metal en la música se encuentra en diversos instrumentos de percusión , sobre todo platillos , gongs y campanas orquestales (tubulares) (las grandes campanas de iglesia suelen ser de bronce ). Las campanillas de mano y los cascabeles también se fabrican comúnmente de latón.

La armónica es un aerófono de lengüeta libre , también fabricado frecuentemente en latón. En los tubos de órgano de la familia de las lengüetas, se utilizan tiras de latón (llamadas lengüetas) como lengüetas, que golpean contra la lengüeta (o golpean "a través" de ella en el caso de una lengüeta "libre"). Aunque no forman parte de la sección de metales, las cajas también se fabrican a veces en latón. Algunas piezas de las guitarras eléctricas también se fabrican en latón, especialmente los bloques de inercia en los sistemas de trémolo por sus propiedades tonales, y las cejuelas y selletas de las cuerdas por sus propiedades tonales y su baja fricción. [ 27 ]

Aplicaciones germicidas y antimicrobianas

Las propiedades bactericidas del latón se han observado durante siglos, particularmente en ambientes marinos donde previene la bioincrustación . Dependiendo del tipo y la concentración de patógenos y del medio en el que se encuentren, el latón elimina estos microorganismos en cuestión de minutos u horas tras el contacto. [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]

Numerosos estudios independientes [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] confirman este efecto antimicrobiano, incluso contra bacterias resistentes a los antibióticos como MRSA y VRSA. Los mecanismos de acción antimicrobiana del cobre y sus aleaciones, incluido el latón, son objeto de una intensa y continua investigación. [ 29 ] [ 35 ] [ 36 ]

Agrietamiento de temporada

Agrietamiento en el latón causado por el ataque del amoníaco.

El latón es susceptible a la fisuración por corrosión bajo tensión , [ 37 ] especialmente por amoníaco o sustancias que contienen o liberan amoníaco. Este problema se conoce a veces como fisuración estacional, tras su descubrimiento en cartuchos de latón utilizados para munición de fusil durante la década de 1920 en el Ejército Indio Británico . El problema se debía a las elevadas tensiones residuales derivadas del conformado en frío de las vainas durante la fabricación, junto con el ataque químico de trazas de amoníaco en la atmósfera. Los cartuchos se almacenaban en establos y la concentración de amoníaco aumentaba durante los calurosos meses de verano, lo que provocaba fisuras frágiles. El problema se resolvió recociendo las vainas y almacenando los cartuchos en otro lugar.

Tipos

Además de las fases α, β y γ, existen otras fases como ε, un compuesto intermetálico hexagonal CuZn 3 , y η, una solución sólida de cobre en zinc.

aleaciones de latón

Historia

Aunque se han utilizado formas de latón desde la prehistoria , [ 56 ] su verdadera naturaleza como aleación de cobre y zinc no se comprendió hasta el período posmedieval porque el vapor de zinc que reaccionaba con el cobre para formar el latón no se reconocía como un metal . [ 57 ] La ​​Biblia del Rey Jacobo hace muchas referencias a "latón" [ 58 ] para traducir "nechosheth" (bronce o cobre) del hebreo al inglés. Los primeros latones pueden haber sido aleaciones naturales hechas fundiendo minerales de cobre ricos en zinc . [ 59 ] En el período romano , el latón se producía deliberadamente a partir de minerales metálicos de cobre y zinc utilizando el proceso de cementación , cuyo producto era el latón de calamina , y las variaciones de este método continuaron hasta mediados del siglo XIX. [ 60 ] Finalmente fue reemplazado por la fundición , la aleación directa de cobre y zinc metálicos que se introdujo en Europa en el siglo XVI. [ 59 ]

Históricamente, al latón se le ha denominado a veces "cobre amarillo". [ 61 ] [ 62 ]

Primeras aleaciones de cobre y zinc

En Asia Occidental y el Mediterráneo Oriental, se conocen actualmente pequeñas cantidades de aleaciones tempranas de cobre-zinc procedentes de varios yacimientos del tercer milenio a. C. en el Egeo , Irak , los Emiratos Árabes Unidos , Kalmykia , Turkmenistán y Georgia, y de yacimientos del segundo milenio a. C. en el oeste de la India , Uzbekistán , Irán , Siria , Irak y Canaán . [ 63 ] Se conocen ejemplos aislados de aleaciones de cobre-zinc en China desde el siglo I d. C., mucho después de que el bronce se utilizara ampliamente. [ 64 ]

La composición de estos objetos de "latón" primitivos es muy variable y la mayoría tiene un contenido de zinc de entre el 5 % y el 15 % en peso, inferior al del latón producido por cementación. [ 65 ] Es posible que se trate de "aleaciones naturales" fabricadas mediante la fundición de minerales de cobre ricos en zinc en condiciones redox . Muchas tienen un contenido de estaño similar al de los artefactos de bronce contemporáneos y es posible que algunas aleaciones de cobre-zinc fueran accidentales y tal vez ni siquiera se distinguieran del cobre. [ 65 ] Sin embargo, el gran número de aleaciones de cobre-zinc conocidas actualmente sugiere que al menos algunas fueron fabricadas deliberadamente y muchas tienen un contenido de zinc superior al 12 % en peso, lo que habría dado como resultado un distintivo color dorado. [ 65 ] [ 66 ]

Hacia los siglos VIII-VII a. C., las tablillas cuneiformes asirias mencionan la explotación del "cobre de las montañas" y esto puede referirse al latón "natural". [ 67 ] "Oreikhalkon" (cobre de montaña), [ 68 ] la traducción griega antigua de este término, fue posteriormente adaptado al latín aurichalcum, que significa "cobre dorado", que se convirtió en el término estándar para el latón. [ 69 ] En el siglo IV a. C., Platón conocía el oricalco como raro y casi tan valioso como el oro [ 70 ] y Plinio describe cómo el aurichalcum provenía de depósitos de mineral chipriotas que se habían agotado para el siglo I d. C. [ 71 ] El análisis de fluorescencia de rayos X de 39 lingotes de oricalco recuperados de un naufragio de 2600 años de antigüedad frente a Sicilia encontró que eran una aleación hecha con 75-80% de cobre, 15-20% de zinc y pequeños porcentajes de níquel, plomo y hierro. [ 72 ] [ 73 ]

mundo romano

Jarra persa del siglo VII en latón con incrustaciones de cobre, Museo de Arte Walters , Baltimore , Maryland, EE. UU.

Durante la última parte del primer milenio a. C., el uso del latón se extendió por una amplia zona geográfica desde Gran Bretaña [ 74 ] y España [ 75 ] en el oeste hasta Irán e India en el este. [ 76 ] Esto parece haber sido impulsado por las exportaciones y la influencia de Oriente Medio y el Mediterráneo oriental, donde se había introducido la producción deliberada de latón a partir de minerales de cobre y zinc metálicos. [ 77 ] El escritor del siglo IV a. C. , Teopompo , citado por Estrabón , describe cómo el calentamiento de la tierra de Andeira en Turquía producía «gotas de plata falsa», probablemente zinc metálico, que podían usarse para convertir el cobre en oreichalkos . [ 78 ] En el siglo I a. C., el griego Dioscórides parece haber reconocido una relación entre los minerales de zinc y el latón, describiendo cómo se encontraba cadmia ( óxido de zinc ) en las paredes de los hornos utilizados para calentar mineral de zinc o cobre y explicando que luego podía usarse para fabricar latón. [ 79 ]

En el siglo I a. C., el latón estaba disponible en cantidades suficientes para usarse como moneda en Frigia y Bitinia , [ 80 ] y después de la reforma monetaria de Augusto en el 23 a. C., también se usó para hacer dupondios y sestercios romanos . [ 81 ] El uso uniforme del latón para moneda y equipo militar en todo el mundo romano puede indicar cierto grado de participación estatal en la industria, [ 82 ] [ 83 ] e incluso parece que las comunidades judías en Palestina boicotearon deliberadamente el latón debido a su asociación con la autoridad romana. [ 84 ]

El latón se producía mediante el proceso de cementación, en el que se calentaban juntos mineral de cobre y zinc hasta producir vapor de zinc, que reaccionaba con el cobre. Existe buena evidencia arqueológica de este proceso y se han encontrado crisoles utilizados para producir latón por cementación en yacimientos de la época romana, como Xanten [ 85 ] y Nidda [ 86 ] en Alemania , Lyon en Francia [ 87 ] y en varios yacimientos de Gran Bretaña. [ 88 ] Varían en tamaño, desde diminutos del tamaño de una bellota hasta grandes recipientes similares a ánforas , pero todos tienen altos niveles de zinc en el interior y están tapados. [ 87 ] No muestran signos de escoria ni gránulos metálicos , lo que sugiere que los minerales de zinc se calentaban para producir vapor de zinc que reaccionaba con el cobre metálico en una reacción en estado sólido . El material de estos crisoles es poroso, probablemente diseñado para evitar la acumulación de presión, y muchos tienen pequeños orificios en las tapas que podrían estar diseñados para liberar la presión [ 87 ] o para añadir minerales de zinc adicionales cerca del final del proceso. Dioscórides mencionó que los minerales de zinc se usaban tanto para trabajar como para dar acabado al latón, lo que tal vez sugiere adiciones secundarias. [ 89 ]

El latón fabricado durante el período romano temprano parece haber variado entre un 20 % y un 28 % en peso de zinc. [ 89 ] El alto contenido de zinc en monedas y objetos de latón disminuyó después del siglo I d. C. y se ha sugerido que esto refleja la pérdida de zinc durante el reciclaje y, por lo tanto, una interrupción en la producción de latón nuevo. [ 81 ] Sin embargo, ahora se piensa que probablemente se trató de un cambio deliberado en la composición [ 90 ] y, en general, el uso del latón aumenta durante este período, llegando a constituir alrededor del 40 % de todas las aleaciones de cobre utilizadas en el mundo romano en el siglo IV d. C. [ 91 ]

período medieval

Bautismo de Cristo en la pila bautismal del siglo XII en la iglesia de San Bartolomé, Lieja.

Se sabe poco sobre la producción de latón durante los siglos inmediatamente posteriores al colapso del Imperio Romano . La interrupción del comercio de estaño por bronce en Europa Occidental pudo haber contribuido a la creciente popularidad del latón en Oriente, y para los siglos VI-VII d. C., más del 90 % de los artefactos de aleación de cobre de Egipto estaban hechos de latón. [ 92 ] Sin embargo, también se utilizaron otras aleaciones, como el bronce con bajo contenido de estaño, y estas variaban según las actitudes culturales locales, el propósito del metal y el acceso al zinc, especialmente entre el mundo islámico y el bizantino . [ 93 ] Por el contrario, el uso del latón verdadero parece haber disminuido en Europa Occidental durante este período en favor de los bronces y otras aleaciones mixtas [ 94 ] pero hacia el año 1000 se encuentran artefactos de latón en tumbas escandinavas en Escocia , [ 95 ] el latón se utilizaba en la fabricación de monedas en Northumbria [ 96 ] y hay evidencia arqueológica e histórica de la producción de latón de calamina en Alemania [ 85 ] y los Países Bajos , [ 97 ] áreas ricas en mineral de calamina .

Estos lugares seguirían siendo importantes centros de fabricación de latón durante toda la Edad Media , [ 98 ] especialmente Dinant . Los objetos de latón todavía se conocen colectivamente como dinanderie en francés. La pila bautismal de la iglesia de San Bartolomé, Lieja en la actual Bélgica (antes de 1117) es una obra maestra excepcional de la fundición de latón románica , aunque también se describe a menudo como bronce. El metal del candelabro de Gloucester de principios del siglo XII es inusual incluso para los estándares medievales, ya que es una mezcla de cobre, zinc, estaño, plomo, níquel , hierro, antimonio y arsénico con una cantidad inusualmente grande de plata , que varía del 22,5 % en la base al 5,76 % en el platillo debajo de la vela. Las proporciones de esta mezcla pueden sugerir que el candelabro fue hecho de un tesoro de monedas antiguas, probablemente del Bajo Imperio Romano. [ 99 ] Latten es un término para aleaciones medievales de composición incierta y a menudo variable que a menudo cubren bordes decorativos y objetos similares cortados de láminas de metal, ya sean de latón o bronce. Especialmente en el arte tibetano , el análisis de algunos objetos revela composiciones muy diferentes según el extremo de una misma pieza. Los aguamaniles se fabricaban típicamente en latón tanto en el mundo europeo como en el islámico.

Aguamanil de latón procedente de Baja Sajonia , Alemania, c. 1250.

El proceso de cementación continuó utilizándose, pero las fuentes literarias tanto de Europa como del mundo islámico parecen describir variantes de un proceso líquido a mayor temperatura que se llevaba a cabo en crisoles abiertos. [ 100 ] La cementación islámica parece haber utilizado óxido de zinc conocido como tutiya o tutty en lugar de minerales de zinc para la fabricación de latón, lo que resultaba en un metal con menores impurezas de hierro . [ 101 ] Varios escritores islámicos y el italiano Marco Polo del siglo XIII describen cómo se obtenía esto por sublimación de minerales de zinc y condensado sobre arcilla o barras de hierro, ejemplos arqueológicos de los cuales se han identificado en Kush en Irán. [ 102 ] Luego podía usarse para la fabricación de latón o con fines medicinales. En el Yemen del siglo X , al-Hamdani describió cómo esparcir al-iglimiya , probablemente óxido de zinc, sobre la superficie del cobre fundido producía vapor de tutiya que luego reaccionaba con el metal. [ 103 ] El escritor iraní del siglo XIII, al-Kashani, describe un proceso más complejo en el que la tutiya se mezclaba con pasas y se tostaba suavemente antes de añadirla a la superficie del metal fundido. En este punto se añadía una tapa provisional, presumiblemente para minimizar la fuga de vapor de zinc. [ 104 ]

En Europa se llevó a cabo un proceso líquido similar en crisoles abiertos que probablemente era menos eficiente que el proceso romano y el uso del término tutty por Alberto Magno en el siglo XIII sugiere influencia de la tecnología islámica. [ 105 ] El monje alemán del siglo XII Teófilo describió cómo los crisoles precalentados se llenaban hasta un sexto con calamina en polvo y carbón vegetal , luego se completaban con cobre y carbón vegetal antes de fundirlos, removerlos y volver a llenarlos. El producto final se fundía y luego se volvía a fundir con calamina. Se ha sugerido que esta segunda fusión pudo haber tenido lugar a una temperatura más baja para permitir que se absorbiera más zinc . [ 106 ] Alberto Magno observó que el "poder" tanto de la calamina como del tutty podía evaporarse y describió cómo la adición de vidrio en polvo podía crear una película para unirlo al metal. [ 107 ] Se conocen crisoles alemanes para la fabricación de latón procedentes de Dortmund que datan del siglo X d. C. y de Soest y Schwerte en Westfalia que datan de alrededor del siglo XIII, lo que confirma el relato de Teófilo, ya que están abiertos por arriba, aunque los discos de cerámica de Soest pueden haber servido como tapas sueltas que podrían haberse utilizado para reducir la evaporación del zinc , y tienen escoria en el interior resultante de un proceso líquido. [ 108 ]

África

" Cabeza de bronce de Ife " del siglo XII , en realidad de "latón de zinc con alto contenido de plomo".

Algunos de los objetos más famosos del arte africano son las fundiciones a la cera perdida de África Occidental, principalmente de lo que hoy es Nigeria , producidas primero por el Reino de Ife y luego por el Imperio de Benín . Aunque normalmente se describen como "bronces", los Bronces de Benín , que ahora se encuentran en su mayoría en el Museo Británico y otras colecciones occidentales, y los grandes retratos como la Cabeza de Bronce de Ife de "latón de zinc con alto contenido de plomo" y la Cabeza de Bronce de la Reina Idia , ambas también en el Museo Británico, se describen mejor como latón, aunque de composiciones variables. [ 109 ] El trabajo en latón o bronce continuó siendo importante en el arte de Benín y otras tradiciones de África Occidental, como las pesas de oro Akan , donde el metal se consideraba un material más valioso que en Europa. Las pulseras de latón Manilla (dinero) también se utilizaron como medio de intercambio en toda África Occidental hasta el siglo XX. [ 110 ] [ 111 ]

Europa renacentista y posmedieval

El Renacimiento trajo consigo cambios importantes tanto en la teoría como en la práctica de la fabricación de latón en Europa. En el siglo XV, hay evidencia del uso renovado de crisoles de cementación con tapa en Zwickau , Alemania. [ 112 ] Estos grandes crisoles eran capaces de producir aproximadamente 20  kg de latón. [ 113 ] Hay rastros de escoria y trozos de metal en el interior. Su composición irregular sugiere que se trataba de un proceso a baja temperatura, no completamente líquido. [ 114 ] Las tapas de los crisoles tenían pequeños orificios que se bloqueaban con tapones de arcilla cerca del final del proceso, presumiblemente para maximizar la absorción de zinc en las etapas finales. [ 115 ] Luego se utilizaron crisoles triangulares para fundir el latón para la fundición . [ 116 ]

Escritores técnicos del siglo XVI, como Biringuccio , Ercker y Agricola, describieron diversas técnicas de fabricación de latón cementado y se acercaron a comprender la verdadera naturaleza del proceso, observando que el cobre se volvía más pesado al transformarse en latón y que adquiría un tono más dorado al añadir calamina. [ 117 ] El zinc metálico también se estaba volviendo más común. Hacia 1513, los lingotes de zinc metálico procedentes de la India y China llegaban a Londres , y desde aproximadamente 1550 se utilizaron gránulos de zinc condensados ​​en los hornos de Rammelsberg , en Alemania, para la fabricación de latón cementado. [ 118 ]

Finalmente se descubrió que el zinc metálico podía alearse con cobre para producir latón, un proceso conocido como fundición, [ 119 ] y en 1657 el químico alemán Johann Glauber reconoció que la calamina no era "más que zinc no fundible" y que el zinc era un "metal semimaduro". [ 120 ] Sin embargo, algunos latones anteriores con alto contenido de zinc y bajo contenido de hierro, como la placa conmemorativa de latón de Wightman de 1530 procedente de Inglaterra, podrían haberse fabricado mediante la aleación de cobre con zinc e incluir trazas de cadmio similares a las encontradas en algunos lingotes de zinc de China. [ 119 ]

Sin embargo, el proceso de cementación no se abandonó, y hasta principios del siglo XIX existen descripciones de cementación en estado sólido en un horno abovedado a unos 900–950  °C y que duraba hasta 10 horas. [ 121 ] La industria europea del latón continuó floreciendo en el período posmedieval impulsada por innovaciones como la introducción en el siglo XVI de martillos accionados por agua para la producción de artículos como ollas. [ 122 ] Para 1559, la ciudad alemana de Aquisgrán por sí sola era capaz de producir 300 000 cwt de latón por año. [ 122 ] Después de varios comienzos fallidos durante los siglos XVI y XVII, la industria del latón también se estableció en Inglaterra aprovechando los abundantes suministros de cobre barato fundido en el nuevo horno reverberante alimentado con carbón . [ 123 ] En 1723, el fabricante de latón de Bristol , Nehemiah Champion, patentó el uso de cobre granulado , producido vertiendo metal fundido en agua fría. [ 124 ] Esto aumentó el área superficial del cobre, lo que ayudó a que reaccionara, y se reportaron contenidos de zinc de hasta 33% en peso utilizando esta nueva técnica. [ 125 ]

En 1738, William Champion, hijo de Nehemías , patentó una técnica para la primera destilación a escala industrial de zinc metálico conocida como destilación por descencum o "el proceso inglés". [ 126 ] [ 127 ] Este zinc local se utilizó en la fundición y permitió un mayor control sobre el contenido de zinc del latón y la producción de aleaciones de cobre con alto contenido de zinc que habrían sido difíciles o imposibles de producir mediante cementación, para su uso en objetos costosos como instrumentos científicos , relojes , botones de latón y bisutería . [ 128 ] Sin embargo, Champion continuó utilizando el método de cementación con calamina, más económico, para producir latón con menor contenido de zinc [ 128 ] y se han identificado restos arqueológicos de hornos de cementación con forma de colmena en sus talleres de Warmley . [ 129 ]

A mediados y finales del siglo XVIII, los avances en la destilación de zinc más económica, como los hornos horizontales de John-Jaques Dony en Bélgica y la reducción de los aranceles sobre el zinc [ 130 ] , así como la demanda de aleaciones de zinc de alto contenido resistentes a la corrosión , aumentaron la popularidad de la fundición en horno de zinc y, como resultado, la cementación fue abandonada en gran medida a mediados del siglo XIX. [ 131 ]

En la India, la empuñadura de las espadas Sirohi (siglos XVI-XIX d.C.) estaba hecha de latón .

Véase también

Citas

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