Температура плавления латуни в домашних условиях

Иногда необходимо провести срочный ремонт латунных изделий или изготовить какую-то деталь. Для этого потребуется расплавить кусочки лома в домашних

Характеристики латуни

Как плавить латуньИзготовление 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.

Физические особенности плавки однородных металлов

Латунь — многокомпонентный сплав на основе меди и цинка. В его состав могут входить и некоторые другие компоненты — олово, свинец, железо, никель, марганец. Медь выступает в качестве основного вещества, тогда как дополнительные компоненты улучшают физические свойства материала (прочность, упругость, электропроводность, коррозийный потенциал). Плавление однокомпонентных и многокомпонентных сплавов имеет много отличий. Поэтому перед рассмотрением вопроса расплавки латуни нужно рассмотреть особенности плавления однородного металла на основе меди.

В физике плавкой называют процедуру, при которой твердый металл переходит в жидкое состояние. Чтобы расплавить медь, ее необходимо нагреть до температуры 1.085 градусов по шкале Цельсия. Обычно нагрев осуществляется с небольшой температурной надбавкой (~1150 градусов), поскольку на практике часто применяются медные сплавы с добавлением легирующих веществ, из-за которых повышается температура плавления.

Нагрев на химико-физическом уровне

  1. Атомы меди до нагрева находятся в твердом состоянии. На химическом уровне это значит, что они формируют прочную кристаллическую решетку, которая устойчива к деформации и сохраняет форму при ударе.
  2. При нагреве потенциальная энергия медных атомов увеличивается, что приводит к ухудшению прочности кристаллической структуры материала. Однако материал сохраняет свою твердость, поскольку кристаллическая решетка не разрушается (хотя она становится менее плотной).
  3. При достижении температуры 1.085 градусов атомы меди получают избыточное количество энергии, что происходит к распаду кристаллической решетки сплава. На физическом уровне сплав переходит из твердого состояния в жидкое.
  4. Теперь возможно несколько ситуаций. Рассмотрим первую ситуацию. Если материал продолжать нагревать, то он будет сохранять свое жидкое состояние. При температуре 2.567 градусов медь переходит в газообразное состояние (то есть жидкость начинает кипеть). В металлургии испарение меди выполняют очень редко, поскольку в этом нет практической пользы.
  5. Но возможна и другая ситуация. Если жидкую медь не нагревать после расплавления, то постепенно жидкость начнет остывать. Это приведет к тому, что материал вновь примет твердую форму. На химическом уровне произойдет повторное формирование кристаллической решетки.

удельная теплота плавления латуни

Из этих теоретических выкладок можно сделать один простой вывод. Для однокомпонентных составов температура кристаллизации и температура плавления совпадают. На практике регулировать процедуру расплавки просто — нужно лишь уменьшать или увеличивать температура огня. Во время работы также необходимо следить за распределением огня по всей площади металлического объекта. В случае неравномерного распределения температуры отдельные компоненты будут находиться в жидком состоянии, а другие — в твердом.

Немного истории

Бронза является фактически первым сплавом, который начало использовать человечество. В 3-м тысячелетии до н. э. мастера активно применяли медь для самых разных целей. Некоторые сорта руды содержали незначительный процент олова. При обработке данного материала люди заметили, что такая медь более плотная и твердая, чем обычная. Таким образом, это стало зарождением нового исторического и культурного периода, который известен сейчас как «эпоха бронзы». Дальнейшие исследования привели к тому, что было открыто олово, которое начали специально добавлять в медь для получения качественного сплава для изготовления инструментов и украшений.

Металлургия бронзы качественно повысила производительность самых разных отраслей, которыми было занято человечество на тот момент. Плавление постепенно совершенствовалось, и люди начали изготавливать специальные каменные формы, в которых различные изделия можно было отливать многократно. Постепенно были изобретены закрытые формы, которые позволяли делать оружие и украшения со сложной конструкцией и рисунком.

Температура плавления латуни и бронзы: плавка в домашних условиях

Это интересно: Медь

Марки латуни и области применения

Применение латуниОт 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.

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.

СВОЙСТВА ЛАТУНИ

Отвечая на вопрос, как расплавить латунь в домашних условиях, следует изучить свойства латуни:

  • Высокая степень пластичности. Данный параметр позволяет обрабатывать латунь как штамповочным, так и методом точения;
  • Высочайшая степень устойчивости к коррозийным разрушениям позволяет использовать изделия из латуни даже при прямом контакте с водой и при повышенных показателях влажности;
  • Высокие антифрикционные свойства латуни делают ее пригодной в использовании при достаточно высоких показателях трения;
  • Хорошая свариваемость допускает использование при получении сочетанных материалов;
  • Сплав допускает возможность нанесения различных типов покрытий, в том числе и декорирующих;
  • Высокие показатели эстетичности допускают использование в изготовлении предметов декора и украшений. Двухкомпонентные латуни имеющие в своем составе до 97 процентов меди, называют красными. Второе их название “томпак”. Латунь с процентным содержанием меди не превышающим 35, называют желтой. Подобные цветовые вариации делают латунь весьма привлекательной с эстетической точки зрения;
  • Высокая степень текучести при воздействии высоких температур позволяет использовать латунь при производстве контурно сложных изделий;
  • Сплавы латуни хорошо поддаются воздействию давлением вне зависимости от температурного режима;
  • Высокая теплопроводность, зависящая от процентного содержания меди;
  • Сплав относится к не магнитящимся.

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

Как плавится латуньДля 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

При какой температуре плавится латуньВ 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.

ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ ПЕРЕД ПЛАВЛЕНИЕМ ЛАТУНИ

Температурные показатели плавления латуни составляют 880-950 градусов. Показатели могут меняться соответственно химическим составляющим сплава. Стоит учитывать, что температурная кривая плавления латуни может не совпадать с температурными показателями литья. Ярким примером являются свинцовые латуни. В данном случае температура плавления и литья варьирует в разнице 145-185 градусов. Ярким примером является сплав ЛС 59-1, когда температура плавления составляет 885 градусов, а показатели литья 1030-1080 градусов. Причем подобное расхождение касается именно многокомпонентных сплавов, у двухкомпонентных эти показатели совпадают.

Показатели удельной теплоемкости латуни составляют 380 ДЖ. Иначе говоря, чтобы произвести нагревание 380кг до 1 градуса, необходимо потратить 1ДЖ.

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. Как в домашних условиях плавить латуньИспользуйте 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.

Требования техники безопасности

  • Расплавление латуни желательно проводить на открытом воздухе под навесом. Если рабочее место находится в помещении, организуют хорошую вентиляцию;
  • В непосредственной близости от печи не должно быть легковоспламеняемых предметов, взрывопожароопасных жидкостей, баллонов с газом;
  • В доступном месте возле рабочего стола необходимо иметь огнетушитель, большую емкость с водой;
  • Работу проводят в спецодежде из хлопчатобумажной ткани, обувь должна быть из плотной кожи;
  • Органы зрения защищают очками, органы дыхания – респиратором;
  • На подходе к рабочему месту, столам с литейными формами не должно быть посторонних предметов, проводов, за которые можно зацепиться;
  • Заливая расплавленный металл в форму, нужно стараться избегать брызг;
  • В помещении должна быть аптечка с наличием всего необходимого для оказания первой медицинской помощи.

Видео по теме: Плавим латунь

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