Плавление латуни: Как расплавить латунь в домашних условиях: плавление латуни дома

температура плавления, инструкция по обработке в печи

Содержание

• 1 Основные характеристики сплава
• 2 Плавка латуни в домашних условиях
  • 2.1 Печь для работы с металлом
  • 2.2 Тигель и щипцы
  • 2.3 Правильный процесс плавки
• 3 Правила безопасности при работе

Латунь — многокомпонентный сплав. В её составе в основном содержится медь, а основной примесью, так называемым легирующим компонентом, выступает чаще всего цинк. Могут быть и примеси олова в малых количествах, а также никеля и свинца, которые придают латуни разные характеристики. В зависимости от металла, выступающего связывающим, температура плавления латуни может варьироваться.

Основные характеристики сплава

Парадоксально, но сама латунь и способ её изготовления были известны задолго до открытия цинка, как отдельного металла. Древние народы Южного Причерноморья делали сплавы на основе меди с добавлением вещества, называемого галмеем, или цинковым шпатом.

Очень часто изделия из этой комбинации использовались в качестве фальшивых украшений, которые выдавались за золотые. В Древнем Риме из-за этого латунь звали орихалком, то есть златомедью. Её там использовали для чеканки монет.

Физические параметры сплава выглядят так:

• Удельная теплоёмкость — 0,377 килоджоуля на килограмм-кельвин при комнатной температуре.
• Удельная теплота плавления латуни — 210 Джоулей на килограмм.
• Температура плавления сильно зависит от содержания легирующих металлов и варьируется от 850 до 950 градусов Цельсия.
• Плотность — около восьми с половиной тонн на кубический метр.
• Сопротивление на единицу длины — в пределах 0,07 микроом.

Как видим, латунь плавится значительно легче, чем медь, а потому хорошо подходит для изготовления декоративных элементов и предметов искусства, даже без обращения к помощи специалистов.

Плавка латуни в домашних условиях

Для проведения работ со сплавом необходимо обзавестись некоторыми инструментами и специализированным оборудованием. Не беспокойтесь, большинство тех вещей, которые потребуются, можно изготовить своими руками. Итак, вам потребуется:

1. Печь, работающая по индукционному принципу.
2. Тигель, изготовленный из графита или шамотного кирпича.
3. Щипцы из жаропрочного металла для работы с раскалённым металлом в тигле.
4. Ковш и ложка, используемые для снятия оксидной плёнки с поверхности раскалённого металла и литья в формы.

Имея все эти элементы, вы сможете не только ремонтировать старые изделия, но и создавать литьём новые.

Печь для работы с металлом

Основной каркас печи изготавливается, как правило, из огнеупорного кирпича, способного выдерживать высокие температуры нагрева и при этом не допускать потерь тепла и его рассеивания за пределы конструкции. Для придания монолитности, используется раствор, который тоже должен отвечать некоторым характеристикам, относящимся к температурной стойкости.

Главный компонент печи — нагревательные элементы. Они, как правило, выполняются из керамических трубок, обмотанных стальной проволокой. Такие элементы способны выдавать требуемые температуры и стабильно их поддерживать. Основные характеристики домашней печи выглядят так:

• Рабочая температура — свыше 1000 градусов Цельсия.
• Мощность нагревательных элементов — 25—30 киловатт.
• Количество трубок — не меньше 4.

В качестве источника тока можно использовать сварочный инвертор с регулировкой мощности. Такое приспособление сможет достигать температур плавления меди и латуни, а кроме того, обладать достаточным спектром регулировки, чтобы достичь температуры плавления свинца в домашних условиях, которая составляет всего 330 градусов по Цельсию.

Тигель и щипцы

Конструкция тигля может быть разной. На это влияет как материал, из которого он изготовлен, так и объём. В качестве материалов могут выступать:

• Керамика или огнеупорная глина. Один из лучших вариантов для тигля, очень стойкие к перепадам температур и отлично справляются с тугоплавкими металлами.
• Графит. Для выплавки изделий из латуни такие тигли подойдут, но если нужно будет плавить что-то с более высокой температурой растекания, надолго их не хватит.
• Чугун — удачный вариант, но имеет один большой недостаток. Он фактически состоит из двух половинок, скрепляемых огнеупорным раствором, что существенно уменьшает его рабочую прочность и, как следствие, надёжность.

Для изготовления тигля из огнеупорной глины, используется шамотная глина и силикатный клей, он же водно-щелочной растров силиката натрия и калия, он же «жидкое стекло». В качестве наполнителя, который придаст тиглю больше прочности, можно измельчить шамотный кирпич.

В составе формовочной смеси должно быть 70% глины и 30 — молотого кирпича. Туда добавить около 200 граммов жидкого стекла и перемешать до почти однородной массы. После этого туда добавляется вода, смесь перемешивается и вылепливается в форму тигля.

Для того чтобы в глиняной массе не осталось пузырьков воздуха, нужно несколько раз бросить её о пол, предварительно застелив его газетой. После этого берётся гипсовая форма под тигель, которую можно купить в специализированном магазине или изготовить самостоятельно по инструкциям из интернета. В неё укладывается и формируется сначала дно, потом, мелкими кусочками, стенки. Вся конструкция проходит процесс предварительной сушки (около 4−7 часов, зависит от полученного состава) и достаётся из формы.

Высушенные полностью тигли должны дополнительно обжигаться при температуре около 800 градусов в печи для набирания максимальной прочности. К работе обработанные термически тигли готовы сразу же.

Щипцы для тиглей должны быть из тугоплавкого металла (сталь подойдёт лучше всего), с ручками достаточной длины, чтобы передающееся от печи и тигля тепло не доходило до рук полностью. Естественно, это не означает, что можно брать их голыми руками. Лучше всего, когда они будут подобраны по диаметру самого тигля, но если это не так, ничего страшного, ведь большинство товаров на рынке имеют регулирующийся диаметр.

Правильный процесс плавки

Если латунь, из которой вы собираетесь выплавлять что-то новое, хранится в форме изделий, перед процедурой их нужно тщательно отмыть с мылом и высушить. Это предотвратит попадание в зону расплавления шлаков от оставшегося масла или окислов, образованных на поверхности. Если есть следы нанесения лака (например, вы хотите переплавить ненужный старый подсвечник), нужно обязательно отмыть их ацетоном или другим растворителем.

Сама печь должна быть размещена в очень хорошо проветриваемом помещении, идеально — вообще на улице. Это связано с тем, что при расплавлении любого металла в воздух попадают вредные вещества, которые совсем не обязательно вдыхать, чтобы они осели на лёгких. Кроме того, имея большой приток свободного кислорода, печь работает гораздо лучше.

На землю можно постелить асбестовый лист или рассыпать достаточное количество песка. Дальнейшие операции по переносу расплавленной массы в тигле лучше проводить именно над ними, ведь ни асбест, ни песок не воспламеняются от высоких температур. Кроме того, они должны быть очень сухими, так как если жидкий металл с температурой в 900 градусов попадает на влажную поверхность, он может спровоцировать моментальное испарение воды и разлетание во все стороны раскалённых капель.

Плавка производится в соответствии с такой пошаговой инструкцией:

1. Печь нагревается чуть более, чем до 100 градусов. Это нужно для выпаривания любой влаги, попавшей внутрь. Вода для непосредственного процесса плавки очень опасна. Щипцы и ложку желательно тоже обработать таким образом и положить в ящик с сухим песком.
2. Печь прогреваем примерно до 450−500 градусов.
3. Помещаем латунные детали, стружку или лом в тигель, а его — в печь.
4. Повышаем температуру примерно до 950−970 градусов. Важно точно знать, при какой температуре плавится латунь той марки, которую вы используете.
5. При достижении расплавленной массы ярко-оранжевого оттенка необходимо ложкой снять оксидную плёнку. Ни в коем случае не стоит стараться перемешивать или зачерпывать металл как суп — это негативно сказывается на его качестве из-за попадания больших объёмов воздуха в массу.
6. Готовим форму для заливки, подхватываем тигель щипцами и медленно выносим из тела печи.
7. Сначала ставим тигель на ковш, а после этого — заливаем расплавленный металл в форму.

После этого можно дать металлу в форме остыть и затвердеть. Если все этапы обработки сделаны правильно и в толщу заготовки не проникли пузырьки воздуха, у вас должно получиться качественное изделие. Если же оно не получилось с первого раза, не расстраивайтесь, ведь ничего не мешает шаг за шагом приобрести собственный опыт методом проб и ошибок.

В такой печи можно также производить плавку бронзы в домашних условиях, ведь этот медный сплав вполне попадает в пределы максимальных температур, которые в ней достигаются.

Правила безопасности при работе

Любая работа с разогретыми до больших температур изделиями должна сопровождаться неукоснительным соблюдением норм безопасности труда. Только так можно предотвратить несчастные случаи и травматизм.

Человек, работающий с печью, должен иметь защитную одежду. Это должен быть жаропрочный фартук, закрывающий всю переднюю часть туловища, перчатки из толстой кожи и ботинки на большой подошве. Под защитной одеждой не должно быть рубашек или штанов из синтетических материалов. Такие изделия очень быстро воспламеняются и плохо тушатся. Отдавайте предпочтение изделиям из хлопка или шерсти.

Если вас интересует, где можно взять эти защитные приспособления, не волнуйтесь. Скорее всего, там же, где вы найдёте щипцы под тигли и другое оборудование для плавки металлов. Там же можно приобрести защитные очки, маску для лица или респиратор со специальным фильтром. Эти приспособления помогут обезопасить лицо, глаза и лёгкие от вредного воздействия испарений шлаков, исходящих от расплавленного металла.

«Удельная теплота плавления». — Физика

Где применяется латунь

Такой цветной металл, как латунь, представляет собой сплав меди и цинка (до 50%) с возможными примесями небольшого количества легирующих элементов. Она имеет высокую тепло- и электропроводность, плотность в пределах 8300—8800 кг/м3 и прочность до 600 Мн/м2. Благодаря этим качествам, а также привлекательному золотисто-желтому цвету, латунь широко используется:

• В искусстве. Статуэтки, бюсты известных деятелей часто изготавливаются из этого материала, так как он хорошо поддается воздействию высоких температур. К тому же в поиске идеальных форм готовую скульптуру всегда можно переплавить.
• При дизайне интерьера и экстерьера. Стильные светильники, рамы для зеркал, столешницы из сплава меди и цинка создают атмосферу 1970-х и модерна середины века и выполняют утилитарные функции. Чтобы сплав не почернел под воздействием воздуха, изделия покрываются защитными составами.
• В промышленности. Сплав меди и цинка обладает низким коэффициентом трения, поэтому им часто покрывают трущиеся поверхности подшипников и прочих деталей, выпускают из него механизмы для наземного и водного транспорта, фурнитуру и т.д.

  изделия из латуни

• В строительстве. Бронза и латунь устойчивы к коррозии, поэтому изделия из них могут применяться в условиях высокой влажности. Запорная и балансировочная латунная арматура распространена при монтаже водопроводов.

Разновидности латуни

В зависимости от состава химических веществ, латуни подразделяются на:

• Двухкомпонентные, или простые. Такие сплавы включают в себя преимущественно медь и цинк, количество иных элементов незначительно. В свою очередь, среди них выделяются:

1. Альфа-латуни, или однофазные. В них содержится менее 39 % цинка, поэтому нет необходимости доводить температуру плавления до 905 °C, чтобы он растворился в меди.
2. Бета-латуни, или двухфазные. Вторая фаза латуни возникает, если в составе сплава находится большее количество цинка, чем то, которое может раствориться. Как правило, b-латуни не такие пластичные, как а-латуни, но более прочные.

классификация латуней по химическому составу

• Многокомпонентные, или специальные. Они состоят из меди, цинка и таких легирующих элементов, как железо, олово, кремний, алюминий, марганец и свинец.

По степени и качеству обработки латуни бывают:

• Деформируемые. Для изготовления деталей используются такие состояния деформируемых латуней, как особо твердое (с обжатием >50%),твердое (с обжатием >30%), полутвердое (с обжатием 10-30 %) и мягкое (отожженные сплавы). Смесь меди и цинка представлена в виде трубок с круглым сечением, проволоки, лент, листов.
• Литейные. Литейная латунь — легкоплавкая разновидность, содержащая в себе не менее 50-80% меди, остальное – цинк и легирующие элементы. Сюда относятся полученные латунные изделия, а также арматура.

При какой температуре плавится латунь

Без знания о том, при скольких градусах плавится латунь и как ее плавить, невозможно будет не только отлить детали из сплава меди и цинка, но и осуществить лазерную резку латуни. Неправильно подобранная температура для обработки приведет к ухудшению качеств сплава и излишним энергозатратам.

Температура плавления латуни составляет 880-950 °C. Этот показатель изменяется в зависимости от химического состава сплава. Удельная теплота плавления латуни не совпадает с температурой литья. Особенно хорошо это заметно при плавке свинцовых латуней, которые имеют сниженную текучесть. Разница между температурами их плавления и литья составляет 145-185 °C. Например, латунь марки ЛС59-1В плавится при температуре 900° C, но литье можно осуществлять при 1030-1080 °C. Для марок ЛС59-1 и ЛС74-3 эти показатели составляют 885-895 °C / 1030-1080 °C и 965° C / 1120-1160 °C соответственно, и т. д. У двухкомпонентных латуней температуры плавления и литья совпадает. Например, у Л60 это 885-895 °C, Л80 -965-1000° C, Л96 – 1055-1070 °C.

Удельная теплоемкость латуни составляет 380 Дж/(кг °С). Иначе говоря, чтобы нагреть 380 кг до температуры 1 °С, необходимо потратить 1 Дж энергии.

режимы обработки простых и свинцовых латуней

Обратите внимание: чем больше находится в латуни свинца и висмута, тем проблематичней ее будет расплавить. Наиболее быстро плавится латунь, содержащая в себе большое количество цинка. Сплавы, где количество этого элемента доходит до 32,5 %, можно обрабатывать и без нагревания, с помощью протяжки или прокатки.

Температура плавления и удельная теплоемкость меди.

Относительно невысокая температура плавления меди позволила древним людям использовать этот металл для своих нужд одним из самых первых. Железная руда попадалась им чаще, но выплавить из нее железо было труднее. Причина в том, что плавится медь при температуре 1083 °С, а железо — при 1539 °C.

Медь — не самый распространенный элемент среди полезных ископаемых, занимает она 23 место среди наиболее востребованных в промышленности элементов. Обычно добывается в виде сульфидных руд и их разновидностей: колчедана, малахитовой руды и медного блеска.

В виде самородков медь встречается крайне редко, их самые большие месторождения находятся в Чили.

В России и Казахстане встречаются медные месторождения в виде осадочных пород — медистых песчаников и сланцев.

Для чего необходима плавка латуни

Как правило, латунь плавится прежде, чем из нее изготовят фасонные части, конденсационные трубы, сепараторы, червячные винты, втулки, а также иные детали, предназначенные для использования при высоких температурах (до 300 градусов по Цельсию). Плавят латунь для отливки перил, карнизов, дверных ручек, декоративных панно, рам для зеркал и картин. Из этого сплава могут быть отлиты и кухонные принадлежности: чайники, самовары, подносы, хлебницы, декоративная посуда для размещения на стене. Для изготовления сувениров и украшений также пригодится смесь меди и цинка.

Зная, как расплавить латунь, можно осуществить это в домашних условиях. В быту из расплавленной латуни отливают больстеры, затыльники, мебельную и оконную фурнитуру и т.д.

Расплавить латунь в домашних условиях

Оборудование для плавки латуни в домашних условиях представляет собой индукционную печь из огнеупорных материалов, тигель из графита или шамотного кирпича, литейный ковш, стальные щипцы и объемную ложку. Перед тем как плавить металл, тигель необходимо на протяжении 20-30 минут прокалить при температуре не менее 95 °С. Ложка необходима для удаления шлака, щипцы – для вынимания тигля из печи, а ковш – для поддержки тигля при разливании металла.

плавка латуни в домашних условиях

Для обеспечения безопасности земля должна быть застелена асбестовым листом, а расплавленный металл нужно проносить к формам строго над ящиком с песком. Обязательно наличие специальной экипировки. Чтобы избежать отравления токсичными веществами, печь стоит расположить на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении.

Когда оборудование будет готово к работе, подлежащий плавлению материал измельчают и помещают в тигель, который отправляется в печь. Тигель должен оставаться в печи до полного расплавления металла. Проследить этот процесс можно через окошко, если печь заводского производства, или же периодически приподнимая огнеупорную крышку, если печь самодельная. Жидкая латунь выливается в форму, где должна остыть перед окончательной обработкой.

Расплавить латунь в домашних условиях можно и с помощью газовой горелки. Для этого ее размещают под емкостью, в которой находится измельченный сплав. Равномерно прогревая дно емкости, можно добиться жидкого состояния металла.

Учтите, что во время плавки необходимо предотвращать появление даже мелких пузырьков, которые могут испортить качество будущего изделия. Расплавленный металл перемешивать нельзя, даже во время удаления шлака с его поверхности.

Правила безопасности при работе

Любая работа с разогретыми до больших температур изделиями должна сопровождаться неукоснительным соблюдением норм безопасности труда. Только так можно предотвратить несчастные случаи и травматизм.

Человек, работающий с печью, должен иметь защитную одежду. Это должен быть жаропрочный фартук, закрывающий всю переднюю часть туловища, перчатки из толстой кожи и ботинки на большой подошве. Под защитной одеждой не должно быть рубашек или штанов из синтетических материалов. Такие изделия очень быстро воспламеняются и плохо тушатся. Отдавайте предпочтение изделиям из хлопка или шерсти.

Если вас интересует, где можно взять эти защитные приспособления, не волнуйтесь. Скорее всего, там же, где вы найдёте щипцы под тигли и другое оборудование для плавки металлов. Там же можно приобрести защитные очки, маску для лица или респиратор со специальным фильтром. Эти приспособления помогут обезопасить лицо, глаза и лёгкие от вредного воздействия испарений шлаков, исходящих от расплавленного металла.

Можно ли паять латунь

пайка латуни

Многих новичков, как правило, волнуют вопросы: паяется латунь или нет и до скольки градусов ее можно нагревать. Ответ однозначный: паять латунь можно. Произвести спайку латунных поверхностей вполне реально, хоть и потребуется больше сноровки, чем при соединении обычным припоем. Припой для латуни должен состоять из меди и серебра, соединенных в соотношении 1 к 2. Размещенные на асбестовом основании детали смачивают флюсом (бура, борная кислота, вода), посыпают измельченным припоем, затем нагревают газовой горелкой. Температура не должна превышать 700° C во избежание деформации деталей, нагрев нужно производить постепенно.

Разница между температурами плавления припоя и латунных деталей не превышает 50 °С, поэтому при перегреве есть риск получить вместо качественного изделия большой слиток. Если работа была проделана качественно, то шов будет иметь такой же цвет, как и латунная поверхность детали. Это объясняется химической диффузией. Последний этап пайки – удаление остатков флюса. Для этого используется горячая трехпроцентная серная кислота, которая затем смывается с изделия водой.
[Всего: 0 Средний: 0/5]

Немного истории

Исследования историков позволяют сделать вывод, что медные орудия труда применялись на Ближнем Востоке еще в начале 4 в. до н. э. В конце этого века в Передней Азии люди начали применять первые бронзовые орудия труда. В это же время в Иране появились медные предметы, в которых содержалась примесь олова, а в бронзовых орудиях труда, найденных при раскопках на Кавказе и в Анатолии и относящихся к 3 в. до н. э., была обнаружена примесь мышьяка.

По другим данным, впервые медь начали добывать в это же время на Кипре, отсюда и ее латинское название Cuprum. Медь стала основным металлом для производства орудий труда, охоты, предметов домашней утвари.

Еще древние люди заметили, что если к медной руде добавить олово или цинк, то плавиться смесь начнет при более низкой температуре. Поэтому медный расплав можно было получить прямо на костре.

Наши предки чаще использовали малахитовую руду. Ее не нужно было обжигать. Руду смешивали с углями, помещали в глиняный сосуд и опускали в вырытую в земле яму. Затем смесь в сосуде поджигали. Во время горения выделялся угарный газ, который, являясь катализатором, восстанавливал руду до металла.

Плавление латуни в печи для цветочных горшков

Плавление латуни в печи для цветочных горшков