Error de la semana: Mecanizado de bismuto

El resumen de [David Cook] debajo del relato de sus experiencias trabajando con un lingote de bismuto es sucinto.

"Perdí un fin de semana aprendiendo por qué el bismuto elemental no se usa comúnmente para piezas de metal".

Es una evaluación justa del tiempo que dedicó a cultivar cristales de bismuto poco espectaculares, moldear un cilindro de bismuto que se agrietó y mecanizar bismuto solo para quedar con un acabado muy áspero. Pero a pesar de que admite que el ejercicio no tuvo éxito, nos brinda una mirada fascinante a las propiedades físicas del elemento.

El bismuto es uno de esos elementos que pasa por alto en las lecciones de química de la escuela, tiene aplicaciones en el mecanizado de aleaciones y como reemplazo del plomo, pero la mayoría de nosotros nunca lo hemos encontrado a sabiendas en el mundo real. Es uno de los metales pesados, debajo del antimonio ya la derecha del plomo en la Tabla Periódica. Los escolares curiosos pueden haber escuchado que, como el agua, se expande al solidificarse o que es diamagnético, y la mayoría de nosotros probablemente haya visto imágenes espectaculares de sus cristales recubiertos de coloridos óxidos iridiscentes.

Fue una historia de Hackaday sobre estos cristales lo que atrajo a [David] al metal. Tiene un punto de fusión lo suficientemente bajo, 271,5 °C, que puede licuarse en una estufa doméstica, por lo que, consciente de su armonía marital, si destruye cualquier electrodoméstico de cocina, compró un anillo eléctrico barato de Amazon para acompañar su lingote de bismuto. y ponte a trabajar.

Su primer descubrimiento fue que los anillos eléctricos baratos al aire libre no son hornos metalúrgicos muy efectivos. Tras mudarse a la cocina y arriesgarse a la ira conyugal, finalmente derritió su bismuto y recogió la capa superior una vez que se volvió a solidificar, para revelar algunos cristales.

Desafortunadamente para él, en lugar de colores espectaculares y cristales enormes, la vista que lo recibió fue de poco brillo. Pequeños cristales grises sin irisaciones. Parece que las hermosas muestras están hechas por un enfriamiento muy lento del bismuto líquido, seguido de un vertido rápido del metal fundido restante. Los esfuerzos futuros, nos asegura, involucrarán moldes con aislamiento de arena y un control cuidadoso de la temperatura.

Sin inmutarse, continuó con su reserva de bismuto y se embarcó en la creación de un cilindro. Los primeros esfuerzos con un molde de arcilla dieron como resultado cilindros agrietados, por lo que, desesperado, fundió la totalidad del metal en una bandeja para hornear de aluminio y cortó el lingote resultante en una pieza de material áspera para tornear.

Con el bismuto en el torno, luego se encontró cara a cara con lo que aludió en su conclusión anterior, por qué las piezas de bismuto mecanizadas no son algo que encontrará. Su cilindro salió con parches significativamente ásperos en la superficie, porque el bismuto es cristalino y quebradizo. Él sugiere que se podrían hacer mejoras si el metal pudiera solidificarse con menos cristales, pero es obvio que el bismuto elemental por sí solo no es un ganador en las apuestas de cambio.

Le sugerimos que eche un vistazo al artículo de [David]. Puede que aquí se presente como un Fallo de la Semana, pero de hecho es más una sucesión de experimentos que no funcionaron que un desastre total. El resultado es una lectura interesante y bien documentada de la que estamos seguros que la mayoría de los lectores de Hackaday obtendrán algo.

Aparte de los cristales de bismuto vinculados anteriormente, hemos presentado bismuto varias veces aquí en Hackaday. Se usó un proceso de soldadura a baja temperatura en una aleación, e incluso presentamos a alguien usándolo en otra aleación para imprimir usando un RepRap.

Gracias [nebk] por el consejo.