Температура плавки латуни

Температура плавления латуни: плавка в домашних условиях

Иногда необходимо провести срочный ремонт латунных изделий или изготовить какую-то деталь. Для этого потребуется расплавить кусочки лома в домашних условиях. Плавка латуни осуществляется в специальных печах или самодельных горнах. Как расплавить латунь и сделать отливку, научат специалисты.

Основные характеристики латуни

Прежде, чем решить, как же расплавить латунь в домашних условиях, нужно определить температурный режим. Латунные сплавы на основе меди по химическому составу бывают двухкомпонентные с различной долей цинка, и многокомпонентные, содержащие свинец, висмут и другие металлы. Зная маркировку сплава, легче определить точную температуру плавки латуни. Эти данные есть в справочных таблицах.

Часто приходится пользоваться непонятным ломом, сложно определить марку металла по цвету, сплавы незначительно различаются оттенками. Чтобы расплавить немаркированный лом, нужно ориентироваться на температурный диапазон 880–950°С. Чем меньше цинка в составе, тем ниже температура плавления. Желательно предохранять от окисления металл, который темнеет со временем. Такой лом, прежде чем расплавить, зачищают до блеска. Лом присыпают угольной крошкой. Плавление металла под такой шубой будет проходить быстрее. Важно учитывать, что не все сплавы обладают хорошей текучестью, расплавить их иногда сложно.

Особенности обработки и область применения

Как и другие медные сплавы, латунь хорошо поддается резке, ковке, штамповке. Она обладает хорошими антифрикционными свойствами, не корродирует, эстетично выглядит, за это ценится дизайнерами. Найти дома кусочки желтого металла не трудно. Из него делают декор, светильники, радиодетали, фурнитуру. Латунь тверже меди, из нее делают запорную арматуру, переходники, отводы для трубопроводов, системы отопления. Расплавить дома можно любые ненужные части трубопровода.

Что понадобится для плавки

Расплавлять латунь в домашних условиях можно газовой горелкой. Ее устанавливают под тиглем вертикально. Для снижения потерь тепла зону нагрева экранируют огнеупорными материалами или толстым железом.

Удобно использовать муфельную компактную печь фабричного производства. Если приходится заниматься домашней плавкой металлов, такую вещь стоит приобрести. Владельцы частных домов сооружают горн из шамотного кирпича с воздушным поддувом. Сразу делают каркас для установки тигля, крышку.

Необходимо подготовить огнеупорный тигель. Можно использовать готовый керамический, выдерживающий температуру до 1300°С или графитовый, он очень надежный, подходит для многоразового применения, главное вовремя удалять шлак, когда он только хватился. Умельцы делают тигли самостоятельно из шамотной крошки, кремнезема, жидкого стекла, обмазывают готовую форму тальком. Для захвата горячего тигля используют длинные щипцы. Желательно приготовить мощную подставку, которую сложно расплавить.

Для отливки деталей делают формы:

• из гипса, облепляют им восковую копию будущей детали;
• смеси цемента и тормозной жидкости.

Эти формы нужно поставить на песок или огнеупорную подставку большого размера, их нужно будет заполнять расплавленной субстанцией.

Для снятия шлака с латуни понадобится ложечка или проволочная петля. Не стоит забывать про противопожарную и собственную безопасность.

Плавка латуни в домашних условиях: пошаговая инструкция

Когда все подготовительные работы завершены, можно приступать к работе. Небольшая инструкция поможет справиться с плавкой латуни в домашних условиях. Нужно четко соблюдать последовательность операций:

1. Подготовка лома заключается в его нарезке, чем меньше кусочки, тем быстрее образуется расплав. Темную патину с металла снимают, это лишний шлак. Лом подсушивают, чтобы не оставалось влаги, способной спровоцировать выброс расплава.
2. В процессе подготовки печи к работе до 100°С прогревают формы, устанавливают их на подставку или песок, выравнивают.
3. Греют тигель, его лучше раскалять до желтоватого свечения. Затем заполняют его латунным ломом. Сверху присыпают измельченным древесным углем.
4. В прогретую печь погружают тигель с ломом, повышают температуру до 950°С. Ни в коем случае нельзя помешивать расплав в процессе нагрева, активизируется окисление, образуется больше отходов.
5. Когда металл полностью расплавится, с нее нужно снять шлак, окалину. Делают это ложечкой или петлей.
6. Пора заполнять форму. Расплавленную латунь быстро переливают из тигля, оставляют застывать. Затем снимают оставшуюся корочку металла с тигля.

Плавить лом нужно небольшими порциями по 30–50 грамм, при необходимости тигель загружают несколько раз.

При выполнении всех условий можно сделать латунную отливку самостоятельно. Когда нужно расплавить небольшой кусочек металла, его кладут на изложницу. Направляют пламя газовой горелки на лом. Через 2–3 минуты образуется большая капля. Занимаясь расплавкой медных сплавов нужно надевать плотную х/б спецовку. При случайном попадании горячей латуни на кожу риск ожогов в такой одежде снижается.

Температура плавления латуни и плавка в домашних условиях

В самом базовом смысле латунь — это сплав, главным компонентом которого выступает медь. В качестве дополнительных могут выступать такие металлы, как цинк, олово (его должно быть не слишком много, чтобы сплав не стало возможным называть бронзой), в гораздо меньшей степени марганец, свинец и даже железо. В древности этот сплав часто называли орихалком, в переводе — «златомедью». К бронзам, однако, сплав по классификации не относится, так как если сравнить температуру плавления латуни и бронзы, у второй она будет гораздо выше.

Как и бронза, латунь имеет довольно широкое применение в разных областях. Её используют в основном в автомобилестроении при изготовлении некоторых болтов и других деталей, для изготовления памятных знаков и наград, труб, гильз химической аппаратуры. Очень часто используется при создании предметов интерьера или отдельных элементов мебели.

Характеристики латуни

Изготовление изделий из этого сплава достигается преимущественно посредством литья. Поэтому очень важно знать, при какой температуре плавится латунь. Это сильно зависит от её химического состава, а конкретнее — от содержания в ней цинка, ведь чем больше этого металла, тем меньше требуется тепла для его расплавления. Если в латуни содержится значительное количество примесей висмута или свинца, это очень негативно влияет на её растекаемость, усложняя обработку изделий. Поэтому температура её плавления колеблется в пределах 880−950 градусов Цельсия.

Очень важно при изготовлении изделий из латуни покрывать их защитным слоем. Для этого можно использовать обычный лак. Несмотря на свою стойкость к коррозии, она очень подвержена процессам окисления на открытом воздухе. Многие незащищённые детали или предметы интерьера необходимо регулярно чистить, чтобы они не потемнели. Но сделать это легко, ведь латунь очень хорошо полируется.

Технические показатели сплава

Кроме температуры плавления, у латуни есть ещё несколько важных характеристик, благодаря которым она находит такое широкое применение в различных областях. Вот некоторые из них:

• Удельное электрическое сопротивление — в пределах 0,07−0,08 микроом на метр.
• Плотность — около 8,3−8,7 тонн на кубометр.
• Теплоёмкость — 0,377 килоджоулей на килограмм-Кельвин.

В зависимости от состава, латунь бывает:

• Двойной — сплав только с содержанием меди и цинка.
• Многокомпонентной — содержащей большое количество других металлов и примесей.

Марки латуни и области применения

От состава зависит марка латуни и область её применения. Например, томпак, принадлежащий к классу деформируемых латуней, в котором содержится больше 95% меди, может легко соединяться со сталью, образуя с ней биметалл. Используется такое соединение в изготовлении знаков отличия и различных предметов искусства и интерьера — статуэток, рамок, подсвечников.

Латуни марки ЛО используются для изготовления конденсаторных трубок, применяемых в разной теплотехнической аппаратуре, например, газовых котлах, автоклавах, сильфонах.

Марка ЛС используется при создании деталей часовых механизмов, переходных и соединительных втулок. Из неё также изготавливают полиграфические матрицы.

ЛМц — содержится в старых советских монетах номиналом до 5 копеек, арматуре, гайках и болтах, а её подвид с приставкой «А» — в деталях речных и морских судов.

Латунь, имеющая маркировку ЛА или ЛЖМ (и её подвиды), также используется для постройки морских судов и самолётов, различных электрических машин и подшипников. Очень распространена в деталях для различной химической техники.

Плавка в домашних условиях

Сплав имеет довольно низкую по сравнению с другими металлами температуру расплавления, а потому возможна его обработка, изготовление и ремонт изделий даже дома. Для этого необходимо собрать специальное оборудование и иметь большую рабочую область, позволяющую соблюдать все меры безопасности, требующиеся при работе с раскалённым или расплавленным металлом.

Необходимые инструменты

Для плавки латуни в домашних условиях нужна печь. Собрать её можно из кирпича, обладающего достаточной огнеупорностью, соединив его таким же термостойким раствором. В качестве нагревательного элемента лучше всего использовать индукционные нагревательные элементы. Это керамические трубки, на которые намотана проволока из нихрома. Они могут разогреваться до больших температур (1000 градусов по Цельсию и больше) и пригодятся для работы с другими, более тугоплавкими металлами и сплавами.

Минимально требуемая мощность источника электричества, которое будет подаваться на нагрев должна быть около 25−30 киловатт. Он должен быть собран из достаточно качественных электротехнических деталей и иметь высокий показатель КПД.

Тигель — ёмкость, где будет, собственно, плавиться металл, можно изготовить из шамота — выпаленной до спекания глины. Для дополнительной жаропрочности и надёжности можно обмазать его раствором силиката калия, или просто «жидким стеклом» с примесью талька. Такой тигель прослужит намного дольше и выдержит большее количество расплавлений. Есть также и тигли, выполненные из графита, но они сильно уступают глиняным по надёжности. Для операций с тиглем необходимо изготовить или приобрести щипцы. Они должны обладать довольно длинными ручками и иметь закруглённые губки.

Описание процесса

В тигель помещается сплав, желательно в виде кусков. Чем мельче они будут, тем легче пойдёт процесс расплавления, так как тепло от нагревательных элементов будет быстрее распределяться между ними. Тигель, при помощи щипцов, помещается в печь, и только после этого начинается её разогрев. Вынимать его из печи можно только после того, как весь объём помещённого в него металла переходит в полностью жидкую форму. Это операция производится с помощью тех же щипцов. Если на поверхности расплавленной латуни образовалась плёнка, её следует с помощью предварительно подготовленной проволоки убрать.

Для изготовления литых изделий из сплава следует использовать специальные формы, вырезанные из дерева или распечатанные на 3D-принтере из материала, более жаропрочного, чем жидкая латунь. Деревянные формы в большинстве своём одноразовые. Алгоритм действий прост: вынимаем тигль, снимаем плёнку, заливаем и ждём полного остывания.

Техника безопасности

Для проведения всех операций с металлами, разогреваемыми до очень высоких температур необходимо заботиться о своей безопасности и минимизации влияния процесса на здоровье. Следует помнить, из каких металлов состоит латунь, при какой температуре плавится конкретный образец и каким образом она достигается. Вот несколько советов:

1. Используйте защитные перчатки, одежду из материалов, плохо поддающихся горению — шерсти, хлопка и других. Не стоит использовать одежду из синтетики, она может очень быстро загореться.
2. Позаботьтесь о защите глаз и лица с помощью очков и масок, так как случайная капля расплавленного металла может стоить вам зрения или причинить серьёзный ожог коже лица.
3. Литьё необходимо выполнять в месте с достаточной вентиляцией, так как в его процессе выделяются вещества, которые, приобретая достаточную концентрацию, могут нанести большой вред вашему здоровью.
4. Для того чтобы свести к минимуму риски поджога или случайного воспламенения близлежащих предметов, можно застелить поверхность, на которой будет располагаться печь асбестовым листом. Опять же, не забывайте при этом о хорошей вентиляции.

Следуя таким правилам, вы сможете безопасно и эффективно выполнять действия с раскалёнными или расплавленными металлами, не опасаясь причинения вреда себе и окружающим.

Какова температура плавления и технология литья меди и ее сплавов?

Температура плавления латуни, бронзы и меди примерно одинаковая. Во всяком случае значения этой характеристики для всех трех данных цветных металлов находятся в одном узком диапазоне температур. Это обусловлено тем, что бронза и латунь являются сплавами меди, свойства которой в значительной степени влияют на их физические характеристики.

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.

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.

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.

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.

3 Какова температура плавления меди, латуни и бронзы?

Температура плавления чистой меди – 1084,5 °C. А выпускаемые марки меди содержат ничтожно малое по отношению к самому этому металлу количество других веществ. Такое, что даже легирующие элементы, как, например, серебро и никель, наравне с прочими “случайными” веществами, относят в составе марок меди к примесям. Самого этого металла – от 99,93 до 99,99 %. И поэтому точки солидус и ликвидус выпускаемых марок меди очень близки к температуре плавления самого этого металла. Температуры полного расплавления в зависимости от марки: меди – 1083–1084 °C, латуни – 880–1050 °C, а бронзы – 900–1140 °C.

Температурные характеристики латуни главным образом зависят от содержания меди и гораздо менее тугоплавкого цинка, являющегося в латунных сплавах основным легирующим элементом. А относительно бронзы следует отметить, что ее так называемые оловянные марки, с легированием оловом, полностью плавятся при температуре 900–950 °C, а не содержащие этот металл, безоловянные – при 950–1140 °C.

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.

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.

Латунь – свойства, плавка

Что такое латунь? Это сплав металлов на основе меди. Основным легирующим компонентом является цинк, но при необходимости он может заменяться марганцем, железом, никелем или свинцом. Вот почему промышленность выпускает несколько марок сплава. Самые популярные из них две: двухкомпонентная (в составе только медь и цинк) и многокомпонентная латунь (в составе помимо меди и цинка есть несколько легирующих элементов). У каждой марки свой температурный предел, позволяющий перевести твердый металл в жидкое состояние. Данная статья расскажет о том, какой должна быть температура плавления латуни, как можно расплавить металл в домашних условиях, на что нужно обращать внимание, желая соблюсти все технологические особенности процесса.

Как расплавить латунь в домашних условиях?

Специалисты знают, что латунь плавится при температуре, диапазон которой составляет 880-950 градусов по Цельсию (он гораздо меньше, чем у бронзы). Следовательно, важно приобретать печь, которая позволит расплавить сплав до того момента, когда другие компоненты металла окислятся. Если эксперименты со сплавами перестают быть просто хобби, целесообразно приобретать и устанавливать печи, способные нагреваться до 1100 градусов и выше. Тогда доступен будет процесс плавки бронзы и других цветных металлов.

Кроме печи для работы понадобится специальный набор инструментов. Нужно приобрести графитовый тигель – емкость, в которой будет плавиться латунь, нарезанную кусками, а потом расплавить ее в печи. Каждый тигель лучше использовать под определенный сплав металла (тигель для бронзы нельзя потом применять для плавки латуни). Новый тигель предварительно закаливается, только после этого он становится пригодным для плавки цветного металла. Делается это просто: печь прогревается до температуры 95 градусов, в нее погружается емкость для плавления, и оставляется там минут на двадцать. После этого тигель должен остыть.

Тигель в печь погружается и вынимается из нее при помощи стальных щипцов. Еще под рукой должна быть большая ложка. Она поможет удалить с поверхности жидкого металла шлак. Литейный ковш – приспособление, при помощи которого придерживают тигель, наклоняют его, желая вылить жидкую латунь в форму.

Перед тем, как помещать сплав в топку, важно почистить латунь, промыть металла мылом, очистить при помощи него загрязнения в виде масляных пятен, продуктов окисления. Если изделия, выбранные для переплавки, покрыты лаком, лучше снять его слой специальным химическим составом (разбавителем лака, например).

Обратите внимание! Снимать лак нужно на улице или в хорошо проветриваемом помещении. Руки лучше защитить перчатками.

Печь устанавливается в хорошо проветриваемом помещении, специалисты рекомендуют просто выставлять ее на улицу под навес. Во время нагрева любого металла (латуни и бронзы в том числе) в воздух попадают токсины, углекислый газ, сама печь эффективнее работает при наличии большого количества воздуха. Поэтому улица – лучшее место для монтажа описываемого оборудования.

Рядом с печью важно установить ящик с песком. Он является необходимой частью обеспечения безопасности проведения подобного рода работ. Только над ящиком с сухим песком можно переносить жидкую латунь и переливать ее в форму. Если капля жидкого металла (бронзы в том числе) соприкоснется с капельками влаги, вода моментально превратиться в пар и разбрызгает горячий металл.

Там, где продается оборудование для плавки, продается и специальные атрибуты одежды, помогающие обезопасить человека и во время плавки бронзы, и во время плавки латуни. Это перчатки, сшитые из прочной кожи, высокие ботинки и жароупорный фартук. Их необходимо надевать на одежду из хлопка, имеющую длинные рукава и длинные штаны. Они защитят кожу от случайных капель горячего металла.

Обратите внимание! Ни в коем случае перед плавкой металла нельзя надевать на себя синтетику. Этот материал быстро загорается, долго горит, в случае форс-мажора синтетика усугубит ситуацию.

Последний предмет экипировки – защитная маска (или очки) на лице, а также респиратор с фильтром Р100. Без него плавить латунь нельзя. Компонентные добавки имеют более низкую температуру плавления, чем медь. Поэтому, прежде чем латунь расплавится,все примеси сгорят, выделяя едкий дым. Он при дыхании попадет в легкие. Последствия могут быть опасными для здоровья человека.

Подробный алгоритм плавки

• Нагреваем формы в печи до 100 градусов по Цельсию. Подобная операция позволит избавиться от влаги, способной спровоцировать разбрызгивание металла. По этой же причине важно прожечь и ложку. Горячие детали нужно положить в ящик с песком.
• Кладем латунь в тигель.
• Прогреваем печь наполовину необходимой температуры (точки плавления).
• Помещаем тигель в тело печи. И повышаем температуру до 930 градусов. При необходимости температуру можно повышать на 30 градусов. Выбор режима нагрева зависит от типа выбранной латуни. Опытный специалист способен на глаз определить, готов ли металл к заливке. Он пылает желтым светом с оранжевым отливом, его цвет становится неразличимым при дневном свете.

Обратите внимание! Увеличение температуры выше токи плавления латуни поможет заметно ускорить процесс плавки, но подобное действие способно спровоцировать окисление металла.

• После того как латунь в печи расплавится, с ее поверхности ложкой нужно снять продукты окисления. Перемешивать сам состав ни в коем случае нельзя. Действовать важно осторожно. Главное – предотвратить образование пузырьков воздуха в сплаве. Они не позволят вылить качественную форму.
• Когда латунь полностью расплавится, ее можно будет вынимать из печи. Стальными щипцами подцепляется тигель и аккуратно укладывается на литейный ковш. После этой операции будет легко перелить жидкий металл из тигеля в форму. Чтобы печь не остыла, необходимо в тигель положить новую порцию латуни и отправить ее в жаровню.

Плавка латуни – опасный процесс, под рукой обязательно должен быть огнетушитель. Специалисты рекомендуют всем новичкам предварительно тренироваться и плавить небольшие порции металла и только потом осваивать большие объемы. Печь для плавки можно купить в специализированном магазине, но при необходимости ее можно собрать и самостоятельно, но делать это можно только в присутствии опытного печника. В процессе плавки латуни выделяются опасные для человека газы (оксид цинка), вот почему так важно соблюдать все правила безопасной экипировки.