Температура плавления латуни и плавка в домашних условиях
- Характеристики и сферы применения латуни
- Что потребуется для литья
- Процесс плавки
Такой параметр, как температура плавления латуни, является важным во многих ситуациях. Объясняется это тем, что данный металл, основу которого составляет медь, очень активно используется для производства продукции различного назначения. Зная температуру плавления данного металла, можно даже в домашних условиях изготавливать из него не только предметы интерьера, но и элементы различных конструкций.
Максимально возможное измельчение металла – одно из главных условий плавки латуни в домашних условиях
Характеристики и сферы применения латуни
Среди множества разновидностей латуни наибольшее распространение получили два ее типа – двойная и многокомпонентная. Основным элементом, определяющим характеристики данного сплава, является цинк, который может присутствовать в нем в количестве от 5 до 45%.
Кроме цинка, в составе латуни в зависимости от ее марки могут присутствовать марганец, железо, никель и свинец, которые также оказывают влияние на ее свойства.
Простые латуни – химический состав и применение (нажмите для увеличения)
Латунь, как и другой медный сплав – бронза, активно используется в различных отраслях промышленности. Кроме того, из латуни изготавливают элементы мебельных конструкций и предметы интерьера. Основной технологической операцией, позволяющей придать изделию из латуни требуемую конфигурацию, является литье, которое, как уже говорилось выше, можно выполнить и в домашних условиях. Естественно, чтобы провести такую операцию, необходимо знать, при какой температуре латунь плавится.
Режимы обработки простых и свинцовых латуней (нажмите для увеличения)
В зависимости от химического состава латуни температура ее плавления может находиться в интервале 880–950°. Основным элементом, который оказывает влияние на данный параметр, является цинк: чем его больше в составе латуни, тем при меньшей температуре ее можно расплавить.
Плавка – не единственная технологическая операция, которой хорошо поддается латунь. Как и бронза, этот сплав можно подвергать различным видам механической обработки. Более того, для соединения латунных деталей можно использовать сварку. На текучесть латуни в расплавленном состоянии, что особенно важно учитывать при выполнении литья, негативно влияют такие химические элементы в ее составе, как свинец и висмут.
Сложнолегированные латуни – химический состав и применение (нажмите для увеличения)
Латунь, как и бронза, которая также относится к категории сплавов, выполненных на основе меди, – цветной металл, что во многом и определяет сферы ее применения. Изделия из латуни, имеющей желто-золотистый цвет, отличаются высокими декоративными характеристиками, но для того чтобы со временем они не чернели от взаимодействия с окружающим воздухом, их необходимо покрывать защитными составами.
Как и бронза, латунь обладает высокой устойчивостью к коррозии, что позволяет успешно применять данный сплав для производства предметов, которые эксплуатируются в условиях повышенной влажности.
Широкому распространению изделий из латуни в различных отраслях промышленности способствует и то, что она обладает хорошими антифрикционными свойствами.
Одним из достоинств данного сплава, что особенно важно при выполнении литья, является его низкая склонность к ликвации.
Освоив технику литья латуни, можно создавать настоящие шедевры
Изделия из сплавов, выполненных на основе меди, к числу которых относится латунь, широко используются не только в промышленности, но и в быту. В связи с этим информация о том, как плавить такой металл, какая у него температура плавления и как правильно выполнять из него литье, может оказаться полезной во многих ситуациях.
Что потребуется для литья
Зная о том, как плавят латунь, можно не только выполнять ремонт латунных изделий, но и в домашних условиях изготавливать их.
Чтобы на практике заняться литьем латуни или бронзы, следует подготовить соответствующее оборудование, часть которого можно изготовить своими руками. Кроме того, следует учитывать, что не все марки латуни и бронзы обладают хорошей текучестью, что значительно затрудняет их литье.
Для того чтобы расплавить латунь или бронзу, которые отличаются достаточно высокой температурой плавления, потребуется специальная печь. Многие домашние мастера самостоятельно изготавливают такие печи, работающие по индукционному принципу. В качестве основы подобного нагревательного приспособления можно использовать огнеупорный кирпич. Элементы кирпичного каркаса соединяются между собой при помощи специального раствора, способного выдерживать высокую температуру.
Самодельная плавильная печка с усиленным металлическим каркасом
Емкость, в которой будет выполняться само плавление (тигель), может быть также изготовлена в домашних условиях. В качестве материала для нее подойдут графит или шамотный кирпич.
Более предпочтительным материалом для изготовления тигля, по признанию многих специалистов, является шамотный кирпич. Такой материал отличается долговечностью и позволяет выполнить значительно большее количество плавок, чем сосуд из графита.
Тигель из огнеупорной глины, обмазанный жидким стеклом с тальком
Важнейшим элементом печи, в которой латунь или бронзу можно подвергнуть плавлению, является нагревательный элемент. Конечно, можно выполнять нагрев тигля и при помощи угля, но большей эффективностью и удобством использования обладают печи, нагрев в которых осуществляется при помощи индукционного принципа. Для того чтобы сделать и эффективно использовать нагревательное устройство такого типа, вам потребуется источник тока, мощность которого составляет порядка 20–25 кВт.
Плавка латуни требует применения такого вещества, как бура, которая добавляется в сплав для улучшения его характеристик. Учитывая тот факт, что вам придется работать с металлом, который имеет очень высокую температуру, надо предусмотреть все меры безопасности.
Для изготовления нагревательных элементов печи понадобится толстая нихромовая проволока и керамические трубки
Для извлечения тигля с расплавленной латунью необходимы специальные щипцы с длинными ручками, а все работы, сопряженные с воздействием высокой температуры, следует выполнять в плотных перчатках и защитных очках. Поскольку при плавке из латуни начинает выделяться цинк, пары которого вредны для здоровья, в месте выполнения литья нужно предусмотреть хорошую вентиляцию.
В домашних условиях можно выполнять не только плавку, но также и сварку (пайку) латуни. Для выполнения этой технологической операции, при помощи которой можно вернуть к жизни поломанные изделия из данных сплавов, вам потребуются газовая горелка и специальный припой, основу которого составляет техническое серебро.
После того как все оборудование и необходимые инструменты подготовлены, можно приступать непосредственно к литью латуни.
Процесс плавки
Для того чтобы латунь быстрее перешла в жидкое состояние, лучше помещать ее в тигель в измельченном виде. Следует иметь в виду: чем меньше будут такие куски, помещенные в тигель, тем быстрее начнется процесс плавления.
После того как вы наполните тигель измельченным металлом, необходимо установить сосуд в печь и начать ее нагрев до температуры плавления латуни. Если для плавки латуни вы используете заводскую муфельную печь, то следить за процессами, протекающими в тигле, можно через специальное окошко.
Плавку в компактной печке заводского изготовления можно производить прямо на кухне
Тигель извлекается из печи только тогда, когда весь металл, который в него помещен, полностью расплавился. Для вынимания емкости с латунью следует пользоваться специальными щипцами и делать это максимально аккуратно. На поверхности латуни, подвергнутой плавлению, всегда присутствует пленка, которую в обязательном порядке надо убрать. Выполнить такую операцию совсем несложно, если взять для этого обычную стальную проволоку.
Для литья изделия из латуни вы должны подготовить форму, благодаря которой металл, переходя из жидкого расплавленного состояния в твердое, примет требуемые очертания. Заливка латуни в такую форму выполняется только после того, как удалена пленка, о которой говорилось выше.
Затем вам останется только дождаться, когда латунь, залитая в форму, полностью перейдет в твердое состояние и остынет.
Заливка форм латунным расплавом
В домашних условиях можно использовать и более упрощенный вариант плавильной печи, применяя в качестве нагревательных элементов газовую горелку. Подвергнуть латунь плавлению таким образом можно, надежно закрепив газовую горелку под сосудом для плавки в вертикальном положении. При этом важно следить за тем, чтобы пламя, которое выдает горелка, равномерно охватывало всю нижнюю часть сосуда.
Процесс плавки пойдет быстрее, если использовать вторую горелку
Используя такое простое приспособление, следует иметь в виду, что латунь, которая будет плавиться в тигле, подвергается значительному окислению. Чтобы минимизировать последствия этого процесса, который негативно отражается на характеристиках сплава, можно использовать обычный древесный уголь.
Таким образом, существует несколько способов, позволяющих эффективно расплавить латунь в домашних условиях.Выбирая один из них в зависимости от своих предпочтений и финансовых возможностей, вы сможете изготавливать из латуни методом литья изделия различного назначения.
Выбирая один из них в зависимости от своих предпочтений и финансовых возможностей, вы сможете изготавливать из латуни методом литья изделия различного назначения.Температура плавления бронзы, меди, латуни
Если вас хоть раз волновал вопрос о температуре плавления бронзы, то данная статья именно для вас. Некоторые исторические данные дают право полагать, что первобытные люди имели в обиходе медь, но она была в самородках, которые иногда могли быть внушительных размеров.
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.
Способы получения меди
Технологии для получения меди существуют разные. Но каждая отдельная технология имеет не один этап. Медь получают из руды. Как сказано выше, температура плавления меди давала возможность даже древним людям справляться с ее обработкой. Само примечательное то, что уже в древности люди сумели выработать способ получения и дальнейшего применения как чистой меди, так и сплавов.
Процесс плавления – это изменение состояния металла от твердого к жидкому. Именно для этого и использовали костер, а благодаря низкой температуре плавления можно было проделать эту процедуру без особых сложностей.
Для получения сплавов в расплавленную медь добавляли олово. Его можно было получить, восстановив из специальной оловосодержащей руды (касситерит). Такой сплав получил название бронза, которая намного прочнее меди. Бронзу также использовали в древности для изготовления оружия.
А также можно было добыть из медной руды при помощи плавления более чистый металл. Все знают, что каждый металл имеет свою температуру плавления, которая в свою очередь зависит от того, какое количество примесей присутствует в руде. Например, медь, у которой температура плавления равняется 1083 °С, при смешивании с оловом образует новый материал – бронзу. А температура плавления бронзы составляет 930-1140°С, а разная температура потому, что зависит от того, сколько в ней содержится олова. Ну а если вам интересно узнать подробнее, например, какой имеет бронза цвет или какой имеет бронза состав, то эту информацию также можно найти в интернете.
Латунь
Например, латунь – это сплав цинка и меди с температурой плавления 900-1050°С.
Когда металл нагревается и плавится, то кристаллические решетки начинают разрушаться. При процессе плавления температура метала постепенно повышается, а далее с определенной отметки становится постоянной, однако нагрев остается таким же. Вот в момент, когда температура останавливается на определенном значении, начинается процесс плавления. И в момент плавления металла температура остается на одном и том же значении, но когда металл полностью расплавлен, температура снова будет увеличиваться.
Такой процесс происходит относительно любого металла. Ну а в процессе охлаждения идет обратный процесс, а именно: сперва температура падает до того момента, пока металл не начнет затвердевать, а уже далее остается постоянной. Когда металл полностью затвердеет, температура снова начинает снижаться. Так ведут себя все металлы, изображая этот процесс графически, он будет иметь вид диаграммы с фазами, на которой четко будет видно состояние вещества на определенно температурной отметке.
Многие ученые пользуются такими фазовыми диаграммами в качестве главного инструмента для исследования процессов, происходящих с металлами при плавлении.
Например, если уже расплавленный металл продолжать нагревать, то при достижении определенной температуре масса начнет кипеть. Например, медь кипит при температуре 2560 °С. Относительно металлов такой процесс также назвали кипением, поскольку по аналогии кипящей жидкости на его поверхности появляются пузыри газа.
Видео: Плавка меди в графитовом тигле
Бронзапротив латуни — в чем разница?
Задолго до эпохи алюминия и стали был изобретен металлический сплав, то есть материал, созданный путем объединения двух взаимодействующих металлов. Таким образом, полученный сплав не только сохраняет некоторые свойства каждого элемента, но и может иметь новые свойства, которых нет ни у одного из них, что произвело революцию в нашем современном выборе материалов. Два сплава, с которых начался этот сдвиг, — бронза и латунь, древние металлические сплавы, которые тысячелетиями использовались греками и другими бывшими империями.
Эти металлы послужили отправной точкой для всех других сплавов, и в этой статье мы рассмотрим бронзу и латунь и их различия. Будут подробно описаны физические, химические и механические свойства бронзы и латуни, а также способы их использования сегодня. Эта статья призвана показать, как эти металлы, будучи более архаичными, чем большинство других инженерных материалов, по-прежнему являются необходимыми компонентами нашего успеха в современную эпоху.
Бронза
Бронза является результатом добавления олова к меди, хотя часто есть много дополнительных побочных элементов, потому что бронза была открыта примерно в 3500 г. до н.э., до того, как были разработаны точные химические методы. В современную эпоху бронза считается классом медных сплавов, которые определяются на основе их рабочих свойств и конкретных легирующих элементов. Было обнаружено, что такие металлы, как свинец, марганец, сурьма, никель, цинк, кремний и другие улучшают качество бронзы, поэтому у дизайнеров теперь есть широкий выбор марок бронзы.
Чтобы узнать больше о различных типах бронзы, прочитайте нашу статью о типах бронзы.
Типичная бронза имеет красновато-коричневый/золотистый цвет и является хрупкой, но менее хрупкой, чем чугун. Он имеет относительную плотность около 8,8 г/см 3 и демонстрирует низкое трение при контакте с другими металлами. Он легко проводит тепло и электричество и имеет температуру плавления в диапазоне 950–1050 ° C, в зависимости от количества присутствующего олова. Он окисляется на воздухе из-за высокого содержания меди, что придает бронзе отчетливую пятнистую патину. Это окисление предотвращает коррозию бронзы, особенно в соленой воде; однако, если соединения хлора могут реагировать с бронзой, начинается процесс, известный как «бронзовая болезнь», когда коррозия вызывает еще большую коррозию, медленно разрушая сплав с течением времени. Благодаря устойчивости к соленой воде бронза используется для изготовления деталей лодок и подводных морских частей, а также скульптур, которые должны противостоять разрушению во внешней среде.
Он демонстрирует отличные литейные свойства и может быть легко отлит в качестве подшипников, зажимов, электрических соединений, пружин и многого другого.
Если вы заинтересованы в покупке бронзы для своего проекта, не стесняйтесь просматривать нашу платформу для закупок поставщиков бронзы.
Латунь
Латунь была обнаружена около 500 г. до н.э. и представляет собой сплав меди и цинка, хотя она также содержит другие элементы, как и бронза. Поскольку между латунью и бронзой много общего, латунь обычно обозначается большим процентным содержанием цинка и относительным отсутствием олова (хотя, что сбивает с толку, существуют также луженые латунные сплавы, что еще больше стирает границы). Свинец является обычной добавкой в латунь, которая повышает ее обрабатываемость, а также другие уникальные элементы, которые составляют класс латунных сплавов.
Латунь яркого золотого, медного или даже серебряного цвета, в зависимости от соотношения цинка и меди. Он более пластичен, чем бронза, и демонстрирует такое же низкое трение при контакте с другими металлами.
Он имеет плотность около 8,73 г/см 3 и низкую температуру плавления 900–1000 °C, в зависимости от сплава. Латунь является отличным проводником тепла и устойчива к коррозии, особенно к гальванической коррозии в морской воде. Он хорошо отливается, достаточно прочен и привлекателен, и даже обладает некоторыми антимикробными свойствами благодаря высокому содержанию меди. Чаще всего латунь используется в музыкальных инструментах, декоративной отделке, винтах, радиаторах, гильзах и многом другом.
Если вы заинтересованы в покупке латуни для своего проекта, не стесняйтесь просматривать нашу платформу для закупок поставщиков латуни.
Сравнение бронзы и латуни
Несмотря на то, что эти металлы родственны по составу, внешнему виду и даже применению, латунь и бронза часто используются для разных целей. Будет полезно изучить, чем эти два медных сплава отличаются друг от друга, изучив некоторые общие механические свойства, показанные ниже в таблице 1.
Таблица 1: Сравнение свойств материалов бронзы и латуни.
Свойства материалов | Бронза | Латунь | |||
Единицы | Метрическая система | Английский | Метрическая система | Английский | |
Теплопроводность (20 °C) | 24 Вт/м-К | 15 БТЕ/(ч фут °F) | 120 Вт/м-К | 64,1 БТЕ/(час·фут·°F) | |
Усталостная прочность | 90,0-352 МПа | 13100-51100 фунтов на кв. | 22-360 МПа | 3190-52200 фунтов на кв. дюйм | |
Температура плавления (средняя) | 1010 °С | 917 °С | |||
Твердость (по Бринеллю) | 40 — 420 | 55-73 | |||
Обрабатываемость (средняя) | 33,0% | 46,8% | |||
дюйм
Теплопроводность является хорошей мерой, позволяющей узнать, будет ли металл использоваться в термических целях, поскольку она показывает, сколько энергии может передаваться через материал и с какой скоростью.
Теплопроводность латуни намного выше, чем у бронзы, что делает ее идеальным выбором для радиаторов. Бронза также может использоваться в термических целях, но латунь всегда будет иметь преимущество, если есть выбор между ними.
Усталостное напряжение — это напряжение, вызванное высокой цикличностью небольших напряжений, которые могут привести к микро- и даже макроразрывам материала в течение длительного периода времени. Это значение имеет жизненно важное значение для понимания того, будет ли материал подвергаться постоянному напряжению, например, частым изменениям температуры или нагрузок, которые могут нарушить целостность сплава при достаточном количестве циклов. Усталостная прочность бронзы и латуни представлена в виде диапазонов в таблице 1, так как существует множество сплавов каждого металла. Бронза обычно имеет более высокое сопротивление усталости, чем латунь, что можно увидеть, сравнив нижнюю границу их диапазонов усталостной прочности. Это качество делает бронзу более подходящей для морских деталей и пружин, которые подвергаются постоянным нагрузкам во время использования.
Латунь имеет более низкую среднюю температуру плавления, чем бронза (917°C против 1010°C), но обе они легко отливаются. При использовании любого из этих металлов для литья форм учитывайте желаемые механические свойства; более устойчивый проект, скорее всего, выиграет от бронзы, в то время как более декоративный можно использовать латунь с большим эффектом.
Твердость — это мера реакции материала на локальные поверхностные напряжения и то, как он реагирует на царапание, вдавливание и т. д. Шкала твердости по Бринеллю — одна из многочисленных доступных шкал твердости, в которой используется собственный индентор для измерения твердости для оценки реакции материала на воздействие нормированное усилие. Для справки: типичное стекло имеет 1500 баллов по шкале твердости Бринелля, а свинец — 5; Используя их в качестве эталона, таблица 1 ясно показывает, что бронза в среднем тверже латуни. Более твердый материал обычно более хрупок, и бронза следует этому правилу, будучи гораздо более склонной к разрушению, чем латунь.
Если необходима обрабатываемость, латунь является лучшим выбором, чем бронза. Однако, если важны прочность и износостойкость, лучшим вариантом может быть бронза.
Обрабатываемость — это сравнительная оценка, присваиваемая металлам, чтобы показать, как они реагируют на механические нагрузки, такие как токарная обработка, фрезерование, штамповка и другие процедуры. Важно понимать показатель обрабатываемости металла, поскольку он определяет, какие типы механической обработки могут быть выполнены, если таковые имеются. Процент обрабатываемости металла сравнивается с эталонным металлом, где этому металлу присваивается оценка 100% (легко поддается механической обработке). Металлу, который сложнее обрабатывать, присваивается рейтинг ниже 100%, как в случае с бронзой, так и с латунью. Некоторые сплавы разработаны специально для механической обработки (например, латунный сплав C360), но большинство медных сплавов слишком пластичны для механической обработки. Оба металла обладают отличными литейными характеристиками, поэтому перед механической обработкой этих металлов следует рассмотреть процедуру литья.
