Процесс плавки латуни в домашних условиях, температура плавления и необходимые инструменты

Температура плавления латуни, а также сферы применения этого медного сплава. Особенности плавки латуни в домашних условиях и необходимое оборудование.

1 Расшифровка термина для чистых веществ и металлов

Для твердых кристаллических материалов, к коим относятся и металлы, состоящие из чистого (без примесей) вещества, температурой плавления является такой показатель их нагревания, при котором они переходят в другое состояние – жидкое. Причем при этой же температуре чистые вещества (металлы) и застывают. То есть для них такой показатель нагрева является температурой одновременно и плавления, и кристаллизации. А сами металлы, нагретые до температуры их плавления, могут находиться не только в жидком, но и твердом состоянии. Это зависит от того, продолжить подводить к ним дополнительное тепло или дать начать остывать.

Расшифровка термина для чистых веществ и металлов

Температура плавления

Вообще, по достижении температуры плавления чистое вещество сначала все еще остается твердым. Если продолжить нагрев, то оно станет жидким. Но температура вещества не будет повышаться (меняться) до тех пор, пока оно все полностью не расплавится в рассматриваемой системе (изделии, теле). А когда расплавленное вещество остывает до температуры кристаллизации (плавления), то оно сначала все еще остается жидким. И только если начать дополнительное отведение от него тепла, тогда оно станет переходить в кристаллическое твердое состояние (застывать). Но температура вещества, опять же, не будет меняться (понижаться), пока оно полностью не затвердеет.

Из чего состоит латунь

Латунь состав сплава которого может существенно отличаться, обязательно содержит медь в количестве не менее 55%. На остальные 45% в составе двухкомпонентного сплава приходится доля цинка. Цинк в составе медного сплава существенно увеличивает механическую прочность сплава и устойчивость к коррозии.

Кроме цинка многокомпонентная латунь может содержать:

Дополнительные добавки необходимы в том случае, если требуется наделить металлический сплав новыми свойствами, которые будут способствовать более лёгкому формированию изделия при литье и во время механической обработки.

Для плавления латуни сплав необходимо нагреть до 880 — 950 градусов. Какая именно температура необходима для плавки конкретного вида латуни зависит от её состава, но при выполнении плавления металлов в домашних условиях не всегда удаётся установить марку сплава.

Чтобы гарантированно расплавить латунь в домашних условиях следует приобрести специальное устройство, в котором металл нагревался бы до максимальной температуры плавления.

Самостоятельное изготовление плавильного устройства потребует значительных временных затрат и специальных знаний. Поэтому намного проще приобрести в специализированных магазинах готовые плавильные печи, работающие на газе или от сети переменного тока.

Печь и инструменты для плавления латуни

Чтобы осуществить литьё латуни в домашних условиях необходимо приобрести специальную печь.

В домашних условиях лучше всего использовать небольшие устройства с максимальной температурой нагрева 1300 градусов. Такое ограничение необходимо чтобы предотвратить выгорание цинка входящего в состав данного медного сплава.

  1. В качестве ёмкости для плавления латуни используются графитовые тигли.
  2. Также потребуется приобрести щипцы и большую ложку. Щипцы необходимы для установки и снятия тигля с печи, а ложка применяется для удаления шлака, который образуется на поверхности расплава.
  3. Чтобы вылить из тигля расплавленную латунь в форму используется литейный ковш. Без этого приспособления невозможно выполнить безопасный наклон раскалённого тигля во время плавильных работ.

Работы с расплавом должны производиться без каких-либо отступлений от правил техники безопасности, поэтому кроме приспособлений для плавления обязательно следует приобрести защитную одежду, средства защиты зрения и дыхания.

При расплавлении латуни образуются вредные пары, которые негативно воздействуют на здоровье человека.

  1. Осуществлять плавильные работы без респиратора категорически запрещено. Специальные очки или маска используются для защиты глаз от воздействия инфракрасного излучения, которое, при длительном воздействии, может нанести ущерб органу зрения.
  2. Также необходимо использовать жароупорный фартук для защиты одежды от возможного попадания расплавленного металла и толстые перчатки, чтобы не обжечь руки во время плавильных работ.

Когда все необходимые инструменты и приспособления будут приобретены, можно приступать к подготовке плавления латуни.

Подготовительные работы

Чтобы плавление медного сплава было произведено по всем правилам, необходимо подготовить инструменты и место для работы.

Оптимальным вариантом размещения печи для плавки латуни является навес на свежем воздухе. Установка печи на улице позволяет минимизировать вредное влияние паров цинка, а также обеспечить хорошее горение топлива, при использовании газовой печи.

В плане противопожарной безопасности размещение высокотемпературной печи вне помещения является наиболее правильным. Если нет возможности установить плавильную печь таким образом, то помещение, в котором планируется проводить плавильные работы, должно быть оборудовано системой принудительной вентиляции воздуха.

Поверхность, на которую устанавливается печь, вне зависимости от места размещения, должна быть обязательно изготовлена из негорючих материалов. Также для безопасного перемещения тигля с расплавленным металлом рекомендуется установить ящик с сухим песком. Для предотвращения разбрызгивания расплавленного металла, работы по заливке форм рекомендуется проводить только над ёмкостью с песком.

  1. Если для получения расплава будет применяться металлический лом, то прежде чем приступить к плавке следует тщательно очистить латунную поверхность от загрязнения и краски.
  2. При использовании проката цветного металла его достаточно нарезать на куски, размер которых не будет превышать параметры тигля плавильной печи.

Такие подготовительные работы позволят получить более качественное плавление металла с меньшим количеством шлака, а сам процесс будет более пожаробезопасным.

Процесс плавления латуни

После проведения подготовительного этапа можно приступать к непосредственному плавлению медного сплава.

Работа осуществляется в такой последовательности:

  1. В печи нагреваются формы до температуры +100 градусов. Также необходимо хорошо прогреть ложку перед использованием. Такая процедура необходима для полного испарения влаги с поверхности инструментов. После прогревания, формы необходимо разместить на сухом песке.
  2. Заранее подготовленный латунный лом или измельчённый металлический прокат для плавления, закладывается в тигель в необходимом количестве.
  3. Прогревается печь до температуры +500 градусов.
  4. Тигель с латунью устанавливается в печь и температура повышается до 950 градусов.
  5. Когда металл полностью расплавится с его поверхности необходимо аккуратно с помощью ложки удалить образовавшийся шлак и продукты окисления.
  6. Когда латунь приобретёт яркий жёлтый цвет можно приступать к заполнению заранее подготовленных форм. Для этой цели тигель извлекается специальными щипцами из печи и устанавливается на литейный ковш. Затем производится заполнение форм расплавом.

Теплопроводность латуни и бронзы

В таблице приведены значения теплопроводности латуни, бронзы, а также медно-никелевых сплавов (константана, копели, манганина и др.) в зависимости от температуры — в интервале от 4 до 1273 К.

Теплопроводность латуни, бронзы и других сплавов на основе меди при нагревании увеличивается. По данным таблицы, наибольшей теплопроводностью из рассмотренных сплавов при комнатной температуре обладает латунь Л96. Ее теплопроводность при температуре 300 К (27°С) равна 244 Вт/(м·град).

Также к медным сплавам с высокой теплопроводностью можно отнести: латунь ЛС59-1, томпак Л96 и Л90, томпак оловянистый ЛТО90-1, томпак прокатный РТ-90. Кроме того, теплопроводность латуни в основном выше теплопроводности бронзы. Следует отметить, что к бронзам с высокой теплопроводностью относятся: фосфористая, хромистая и бериллиевая бронзы, а также бронза БрА5.

Медным сплавом с наименьшей теплопроводностью является марганцовистая бронза — ее коэффициент теплопроводности при температуре 27°С равен 9,6 Вт/(м·град).

Теплопроводность медных сплавов всегда ниже теплопроводности чистой меди при прочих равных условиях. Кроме того, теплопроводность медно-никелевых сплавов имеет особенно низкое значение. Самым теплопроводным из них при комнатной температуре является мельхиор МНЖМц 30-0,8-1 с теплопроводностью 30 Вт/(м·град). 

Таблица теплопроводности латуни, бронзы и медно-никелевых сплавов
Сплав Температура, К Теплопроводность, Вт/(м·град)
Медно-никелевые сплавы
Бериллиевая медь 300 111
Константан зарубежного производства 4…10…20…40…80…300 0,8…3,5…8,8…13…18…23
Константан МНМц40-1,5 273…473…573…673 21…26…31…37
Копель МНМц43-0,5 473…1273 25…58
Манганин зарубежного производства 4…10…40…80…150…300 0,5…2…7…13…16…22
Манганин МНМц 3-12 273…573 22…36
Мельхиор МНЖМц 30-0,8-1 300 30
Нейзильбер 300…400…500…600…700 23…31…39…45…49
Латунь
Автоматная латунь UNS C36000 300 115
Л62 300…600…900 110…160…200
Л68 латунь деформированная 80…150…300…900 71…84…110…120
Л80 полутомпак 300…600…900 110…120…140
Л90 273…373…473…573…673…773…873 114…126…142…157…175…188…203
Л96 томпак волоченый 300…400…500…600…700…800 244…245…246…250…255…260
ЛАН59-3-2 латунь алюминиево-никелевая 300…600…900 84…120…150
ЛМЦ58-2 латунь марганцовистая 300…600…900 70…100…120
ЛО62-1 оловянистая 300 99
ЛО70-1 оловянистая 300…600 92…140
ЛС59-1 латунь отожженая 4…10…20…40…80…300 3,4…10…19…34…54…120
ЛС59-1В латунь свинцовистая 300…600…900 110…140…180
ЛТО90-1 томпак оловянистый 300…400…500…600…700…800…900 124…141…157…174…194…209…222
Бронза
БрА5 300…400…500…600…700…800…900 105…114…124…133…141…148…153
БрА7 300…400…500…600…700…800…900 97…105…114…122…129…135…141
БрАЖМЦ10-3-1,5 300…600…800 59…77…84
БрАЖН10-4-4 300…400…500 75…87…97
БрАЖН11-6-6 300…400…500…600…700…800 64…71…77…82…87…94
БрБ2, отожженая при 573К 4…10…20…40…80 2,3…5…11…21…37
БрКд 293 340
БрКМЦ3-1 300…400…500…600…700 42…50…55…54…54
БрМЦ-5 300…400…500…600…700 94…103…112…122…127
БрМЦС8-20 300…400…500…600…700…800…900 32…37…43…46…49…51…53
БрО10 300…400…500 48…52…56
БрОС10-10 300…400…600…800 45…51…61…67
БрОС5-25 300…400…500…600…700…800…900 58…64…71…77…80…83…85
БрОФ10-1 300…400…500…600…700…800…900 34…38…43…46…49…51…52
БрОЦ10-2 300…400…500…600…700…800…900 55…56…63…68…72…75…77
БрОЦ4-3 300…400…500…600…700…800…900 84…93…101…108…114…120…124
БрОЦ6-6-3 300…400…500…600…700…800…900 64…71…77…82…87…91…93
БрОЦ8-4 300…400…500…600…700…800…900 68…77…83…88…93…96…100
Бронза алюминиевая 300 56
Бронза бериллиевая состаренная 20…80…150…300 18…65…110…170
Бронза марганцовистая 300 9,6
Бронза свинцовистая производственная 300 26
Бронза фосфористая 10% 300 50
Бронза фосфористая отожженая 20…80…150…300 6…20…77…190
Бронза хромистая UNS C18200 300 171

Примечание: Температура в таблице дана в градусах Кельвина!

НЕМНОГО О МЕДИ

По своей сути медь является соединением кристаллов серебра, кальция, золота, свинца и никеля. Такое сочетание является основополагающим в приобретении тех или иных свойств.

Физические свойства меди:

  • Высокий показатель мягкости;
  • Высокий уровень пластичности;
  • Хорошая тягучесть;
  • Высокие электро – и теплопроводимость.

Химические свойства меди

  • Невысокие показатели окисляемости, в случае использования в стандартных условиях;
  • Возможность вступления в реакцию с галогенами, селеном и серой;
  • Азот, водород и углерод не являются реакционерами при вступлении в контакт с медью;
  • Растворяется в концентрате азотной кислоты, в то время, как разбавленные серная и соляная кислоты к реакции не приводят.

как отличить медь от латуни

Области применения меди

  • Электротехника. Низкое удельное сопротивление, допускает применение меди в изготовлении силовых и других типов кабелей, проводов и проводников различного направления. Необходимо учитывать, что наличие дополнительных примесей, способно значительно снижать электропроводимость металла;
  • Устройства связанные с теплообменом. Хорошая теплопроводимость меди делает ее целесообразной при изготовлении радиаторов охлаждения, системах кондиционирования и отопления, компьютерных системах и тепловых трубках;
  • Трубопроизводство. Высокие показатели механической прочности и удобство обработки, делает медь популярным материалом в производстве бесшовных труб круглого сечения;
  • Изготовление посуды. Наиболее часто медь используется в качестве материала для изготовления декоративной посуды и емкостей для хранения продуктов;
  • Украшения. Красивый оттенок меди и экологичность делают ее привлекательным материалом для производства бижутерии;
  • Строительство. Благодаря высоким антикоррозийным свойствам, медь с успехом используется как основной материал кровли жилых домов;
  • В качестве лигатурного связующего при работе с другими металлами;
  • Медицина. В медицине медь используют как составляющий компонент некоторых мазей и капель;
  • Пиротехнические устройства.

Преимущества меди

  • Высокие антикоррозийные свойства;
  • Эстетически привлекательный внешний вид;
  • Высокая теплопроводимость;
  • Хорошие показатели гибкости и пластичности с сохранением прочности;
  • Сопротивляемость низкого уровня.

Недостатки

Высокая цена. Основным(условным) недостатком меди можно считать достаточно высокую стоимость материала.

Что такое медь?

Название «медь» (на латыни «Cuprum») происходит от названия острова Кипр, на котором и добывали этот металл древние греки. Ввиду того, что медь имеет не слишком высокую температуру плавления, медную руду или сами самородки в древности плавили на костре. А медь использовали в оружейном деле, а также для изготовления разных предметов обихода. По наличию и распространению в земной толще медь находится на 23 месте относительно иных элементов, однако люди начали применять ее еще в древние времена. Как правило, в природе медь встречается в соединениях сульфидных руд, самыми популярными из которых считаются медный колчедан и медный блеск.

ЗАО “Завод мехатронных изделий”

+7(495)777-01-61
Авторизация Регистрация

Главное меню

Предыдущая Следующая

Металл или сплав tпл. С
Алюминий 660,4
Вольфрам 3420
Германий 937
Дуралюмин ~650
Железо 1539
Золото 1064?4
Инвар 1425
Иридий 2447
Калий 63,6
Карбиды гафния 3890
ниобия 3760
титана 3150
циркония 3530
Константин ~1260
Кремний 1415
Латунь ~1000
Легкоплавкий сплав 60,5
Магний 650
Медь 1084,5
Натрий 97,8
Нейзильбер ~1100
Никель 1455
Нихром ~1400
Олово 231,9
Осмий 3030
Платина 17772
Ртуть
38,9
Свинец 327,4
Серебро 961,9
Сталь 1300-1500
Фехраль ~1460
Цезий 28,4
Цинк 419,5
Чугун 1100-1300

Вернуться в раздел аналитики

2 Особенности расплавления смесей и марок меди

У смесей веществ (в том числе и у различных сплавов металлов) нет температуры плавления/кристаллизации. Они совершают переход из одного состояния в другое (из твердого в жидкое и обратно) в некотором определенном интервале степени своего нагрева, граничные значения диапазона которого имеют соответствующее название. Температуру, при которой смеси веществ и сплавы металлов начинают переходить в жидкую фазу (или полностью затвердевают), называют “точкой солидуса”. Степень нагрева, при котором происходит полное расплавление (или начинается кристаллизация при остывании), называют “точкой ликвидуса”. Но в обиходе чаще говорят: температура солидуса и ликвидуса.

Точно замерить эти температуры как для смесей веществ, так и для сплавов металлов невозможно. Их определяют по специальным расчетным методикам, в которых учитывается точное процентное соотношение в смеси каждого элемента и ряд других параметров.

То есть относительно рассматриваемых металлов можно сделать следующие выводы. Температура плавления есть только у меди. Причем, только у чистой. У всех остальных металлов (латуни, бронзы и различных марок меди) ее нет, а есть температуры солидус и ликвидус. Для латуни и бронзы это так, потому что они являются сплавами меди, в которых в зависимости от марки добавлены различные легирующие добавки (другие металлы или иные вещества) и еще есть какие-то примеси. А производимые металлургической промышленностью для различных нужд марки меди имеют такие характеристики плавления, так как они тоже производятся легированными и с примесями. Чистую медь изготавливать нецелесообразно, и она уступает по своим характеристикам, требуемым для народного и промышленного ее использования, свойствам выпускаемых из нее марок.

Особенности расплавления смесей и марок меди

Температура плавления металлов

Очевидно, что величина температуры ликвидус рассматриваемых металлов будет зависеть от их химического состава. В первую очередь от процентного содержания меди, так как ее в них всегда больше 50 %. И, соответственно, точка ликвидус марок этих металлов будет тем ближе к температуре плавления самой меди, чем ее больше в сплаве. А легирующие металлы или другие вещества и примеси, в зависимости от своего процентного содержания и температуры плавления, будут вносить соответствующую корректировку в сторону понижения либо повышения точки ликвидус у марок меди, бронзы и латуни. Понижать, если своя температура плавления ниже, чем у меди, и повышать, когда выше.

Так, ознакомившись, какие виды и марки бронзы производят, можно самому догадаться, в какую сторону будет отличаться у них точка ликвидус от температуры плавления чистой меди. Сам состав бронзы подскажет его влияние на эту и другие характеристики данного сплава. А ознакомление с составом латуни даст возможность судить об отклонениях ее точки ликвидус от температуры плавления меди. С марками меди то же самое, но влияние легирующих добавок и примесей на их точку ликвидус будет рассмотрено отдельно ниже.

ОТЛИЧИЕ МЕДИ И ЛАТУНИ ПО ТЕМПЕРАТУРЕ ПЛАВЛЕНИЯ

Основная разница между медью и латунью в вопросе температурного режима заключается в том, что медь подвергается плавлению при температуре в 1082 градусов, в то время, как большая часть сплавов латуни расплавляется при 880-1000 C. Стоит учитывать, что температура плавления обоих материалов как показатель различия может считаться условным, в связи с тем, что температурные показатели плавления латуни изменяются(возрастают и уменьшаются)в зависимости от добавок, входящих в состав сплава. Добиться подобных условий в домашних условиях практически не возможно. В связи с этим, для проведения идентификации при помощи высокой температуры, можно использовать метод нагревания газовой горелкой. При достижении 600Cотметки, на поверхности сплава латуни появится бледно-пепельный налет оксида цинка.

как отличить медь от латуни

РАЗНИЦА МЕДИ И ЛАТУНИ ПО УДЕЛЬНОМУ ВЕСУ И ПЛОТНОСТИ

Сплав латуни в сравнении с медью имеет меньшую плотность, а следовательно и удельный вес будет меньше, чем у меди. Определить, что тяжелее: медь или латунь в случае, если речь идет о небольшом объеме, без использования весов будет достаточно проблематично.

Определение типа материала при помощи весов

  • Определить плотность. Данная характеристика имеет фиксированные значения и соответствует 8.96 г/см3для меди и 8.73г/см3для латуни;
  • Подбор необходимого оборудования. Таким оборудованием станут: пружинные весы, рулетка, калькулятор и емкость с водой цилиндрической формы;
  • Определение массы путем взвешивания;
  • Масса переводится в граммовую единицу измерения;
  • Расчет объема в кубических сантиметрах. Для образцов правильной формы необходимо произвести измерения длинны, ширины и высоты, и произвести умножение значений. Для объектов неправильной формы расчет производится при помощи погружения в жидкость и расчета вытесненного объема;
  • Расчет плотности по полученным данным. Для данного действия масса и объем переводятся в необходимые размерности и делятся между собой.

Полученные результаты сравниваются со стандартными показателями и становятся определяющим того, каким именно материалом является образец.

КАК ОТЛИЧИТЬ МЕДЬ ОТ ЛАТУНИ ПО ЗВУКУ

Данный критерий целесообразно применять к достаточно большим по размеру образцам меди и латуни. В противном случае необходимости использования вспомогательного оборудования избежать не удастся. При использовании звукового восприятия, необходимо знать, что глухой звук характерен для низкой плотности, а звонкий – для более высокой:

  • Медные образцы, обладающие большей мягкостью и низкой плотностью воспроизводят более глухие, низкокачественные звуки;
  • Латунь в отличие от меди дает высокий, звенящий звук с тенденцией к нарастанию.

как отличить медь от латуни

4 Можно ли в кустарных условиях расплавить и отлить металлы?

Прям совсем уж в домашних условиях плавить эти металлы, да еще потом и отливать из них какие-то заготовки, а тем более изделия, не получится. Надо будет сначала предварительно соответствующим образом подготовить подходящее помещение, обзавестись необходимым оборудованием и инструментом или смастерить самому что-то из требуемого для плавки и литья оснащения. И, разумеется, желательно поточнее выяснить характеристики сплава, с которым предполагается работать. А именно, его состав и температуру ликвидус.

Можно ли в кустарных условиях расплавить и отлить металлы?

Плавление в домашних условиях

А какие именно необходимо создать условия для работы, подготовить оборудование, оснащение и инструменты, а также технология плавки и литья перечислены и описаны в одной из публикаций сайта. Это статья: “температура и технология плавления в домашних условиях бронзы”. Так как у этого сплава и у марок меди с латунью точки ликвидус близки по своим значениям, а другие свойства, влияющие на процессы плавки и литья, относительно сопоставимы, то и вся технология в кустарных условий для этих металлов идентична. То есть для меди и латуни можно воспользоваться инструкциями-рекомендациями по плавке бронзы из этой статьи.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...