Trazabilidad microestructural y mecánica de cobres chilenos

Abstract

El cobre es el principal producto de exportación de Chile, correspondiendo a un tercio del Producto Interno Bruto nacional, siendo Codelco el principal productor a nivel mundial. Más aún, Codelco comercializa los cátodos de cobre grado A de mejor calidad en el mundo, recibiendo premios monetarios anuales por la alta pureza de estos. Sin embargo, en ciertas oportunidades, los cátodos de Codelco son rechazados en base a ensayos mecánicos realizados en uno de los productos derivados: el alambrón. Por este motivo es necesario generar herramientas técnicas que permitan respaldar la calidad química y mecánica de los cobres chilenos. De esta necesidad nace este trabajo de título, que tiene por objetivo principal el demostrar la discontinuidad en propiedades químicas, mecánicas y microestructurales que existe entre el cobre de origen (cátodo) y el producto (alambrón); con el fin de impedir que los ensayos mecánicos en alambrones se utilicen como justificación para el rechazo de cátodos de cobre. El presente trabajo de titulación, inserto en el proyecto conjunto de Codelco-IM2: "Determinación de Propiedades Mecánicas para Productos de Cobre", se centra en la determinación de propiedades microestructurales, químicas, térmicas y mecánicas de productos de cobre, mediante una trazabilidad completa desde ánodos y cátodos, producidos por Codelco; hasta alambrones, producidos en Alemania. Para este fin, se utilizaron técnicas experimentales para los análisis químicos (análisis de gas intersticial, espectrometría de masas de iones secundarios y por descarga luminiscente), microestructurales (difracción de electrones por retrodispersión y de rayos-X) y termomecánicos (calorimetría diferencial, ensayos de tracción y microdureza). A partir del estudio de la trazabilidad de los cobres, se concluyó que los procesos de solidificación, conformado y recocido sucesivos que se efectúan en los alambrones, inducen cambios en la pureza química (adición de oxígeno), microestructura (orientación preferencial de los granos) y comportamiento mecánico (disminución de la plasticidad homogénea). Por este motivo se demuestra una discontinuidad entre cátodo y alambrones, la que hace imposible correlacionar la pureza química del cátodo con las propiedades mecánicas de los alambrones.