9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

КАК РАСПЛАВИТЬ ЛАТУНЬ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

  • Основные виды латуни
  • Способы обработки латуни
  • Свойства латуни
  • Влияние других металлов на латунь
  • Что нужно знать перед плавлением латуни
  • Способы расплавить латунь дома
  • Как расплавить латунь в домашних условиях: пошаговая инструкция
  • Применение в промышленности
  • Техника безопаности при плавке латуни
  • Итог: как расплавить латунь в домашних условиях

Латунь признана одним из самых востребованных в народном хозяйстве и промышленности материалом, благодаря своим высокими показателям текучести, пластичности, деформируемости и лояльности к обработке многими способами. По своему составу латунь является сплавом меди и цинка. Характерное процентное соотношение составляет до 70% меди и около 30% цинка. Содержание меди практически всегда составляет основную часть сплава, в то время, как количественная составляющая цинка может варьировать от 20 до 45%.

Именно процентное содержание цинка придает сплаву цветовую гамму (от золотистой до зеленой) и способно изменить степень пластичности и твердости. В некоторых случаях к основным составляющим примешиваются добавки, придающие дополнительные свойства сплаву.

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.

Статья в тему:  Как уменьшить расход газа в газовой плите

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.

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.

Статья в тему:  Нужно ли электричество для газовой плиты

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 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.

Статья в тему:  Как расплавить силикон на газовой плите

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.

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.

Статья в тему:  Как расплавить стекло на газовой плите

Кроме цинка многокомпонентная латунь может содержать:

  • Алюминий.
  • Олово.
  • Никель.
  • Марганец.
  • Кремний.

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.
Статья в тему:  Нужна ли вытяжка на кухне с газовой плитой

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.
Статья в тему:  Как встроить обычную газовую плиту в столешницу

Если необходимо продолжить плавления металла, то тигель необходимо снова наполнить подготовленным материалом и установить в плавильную печь.

Советы и рекомендации

  1. На рынке представлено большое количество печей для плавки металлов и не всегда удаётся сделать правильный выбор устройства. Особенно при отсутствии опыта плавильных работ. Чтобы печь можно было использовать не только для плавки латуни рекомендуется выбрать устройство с возможностью разогрева до 1300 градусов. Например, температура плавления бронзы составляет около 1150 градусов и маломощные приборы не позволят осуществить плавление данного цветного сплава.
  2. Для каждого вида цветного металла необходимо использовать отдельный тигель, поэтому в ёмкости в которой расплавлялась латунь не рекомендуется плавить бронзу или любой другой металл или сплав.
  3. Не рекомендуется надевать одежду из синтетики во время выполнения плавильных работ. Такая ткань легко возгорается и плавится. В случае возникновения пожара может послужить причиной получения серьёзных ожогов.
  4. В непосредственной близости от места, где будет установлена плавильная печь необходимо разместить ёмкость с холодной водой. Такая предохранительная мера позволит, в случае получения ожога, моментально снизить температуру поражённого участка тела.
  5. Огнетушитель обязательно должен быть расположен в прямой доступности от места, где производятся плавильные работы.
  6. Момент полного расплавления латуни можно определить на глаз. Выливать изделия из данного сплава необходимо когда поверхность расплавленного металла начнёт светиться жёлтым цветом с небольшим оранжевым отливом.
  7. Во время плавления, латунь категорически запрещается перемешивать. Такое действие может привести к образованию пузырьков воздуха, что негативно отразится на плотности материала, его механических и эстетических свойствах.
  8. Точная температура плавления латуни зависит от её марки. При определении точки плавления опытным путём необходимо соблюдать осторожность и не слишком перегревать смесь, чтобы не ускорить процесс окисления металлического сплава.
  9. Печь для плавки латуни можно изготовить самостоятельно, но только при наличии специальных знаний. Если в этом деле возникнут трудности можно обратиться за консультацией к опытным умельцам.
Статья в тему:  Как снять стекло с газовой плиты индезит

Значительно сэкономить можно и в случае замены графитового тигля на изделие из керамики. Если приобрести специальную огнеупорную глину, то можно научиться самостоятельно изготавливать ёмкости для плавильных печей.

Керамические тигли обладают значительно меньшим ресурсом, но в случае, когда возможно самостоятельное изготовление таких деталей экономия денег будет значительной.

Заключение

При какой температуре плавится медь и её сплавы рассказано в статье, но только теоретических знаний недостаточно для того, чтобы стать профессионалом в этом деле.

После того как печь для плавки латуни будет приобретена или смонтирована, необходимо расплавить небольшое количество металла для проверки работоспособности оборудования. И получения опыта плавления медных сплавов в домашних условиях.

Особенности обработки

Домашний мастер в быту использует множество самых разных деталей, которые сделаны на основе латуни.

Кроме этого, производится достаточно много самого разного инструмента, который содержит в себе этот компонент. Очень часто латунь встречается в сплаве на основе бронзы и меди.

Зная температуру плавления этого металла, а также способы, при которых его можно расплавить, можно самостоятельно производить починку и изготовление некоторых изделий, которые пригодятся в хозяйстве.

Плавление этого универсального компонента на основе бронзы и меди имеет определенные тонкости и нюансы, зная которые можно избежать самых разных сложностей в работе.

Конечно, для того чтобы самостоятельно заниматься плавкой этого металла на основе бронзы, необходимо иметь определенные познания в данной области, а также некоторый инструмент, который может потребоваться в работе.

Кроме этого, для того, чтобы самостоятельно произвести плавку латуни в домашних условиях, необходимо запастись терпением.

Для работы следует обязательно иметь под рукой техническое серебро, а также газовую горелку ручного типа.
Также потребуется медный сплав и специальная графитовая горелка.

Статья в тему:  Защитное отключение газовой плиты что это

Следует приобрести в достаточно количестве буру. Кроме этого, для того чтобы максимально обезопасить окружающее пространство для плавления латуни, следует приобрести асбестовый лист.

Данный процесс является достаточно трудоемким и требует соблюдения определенной техники безопасности.

Если сплав латуни создан на основе меди или бронзы, то при плавлении необходимо учитывать определенные тонкости, а также знать некоторые нюансы, которые помогут данную работу провести правильно и максимально эффективно.

Прежде всего, следует учитывать, что сплав на основе бронзы и меди имеет несколько другие параметры плавления, а, соответственно, и у металла меняются некоторые характеристики, как физические, так химические.

После того как будут подготовлены весь необходимый инструмент и материалы, можно переходить к плавке латуни своими руками в домашних условиях.

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.

Статья в тему:  Куда деть старую газовую плиту ижевск

Характеристики металла

Латунных материалов выпускается несколько разновидностей, имеющих обширное применение. К наиболее распространенным данным металлическим соединениям относятся:

  • многокомпонентный состав;
  • двойной из сплава цинка с медью.

Температура плавления латуни зависит от ее компонентов. Помимо промышленности, из нее изготавливают различные предметы интерьера и детали мебельных конструкций. Это стало возможным благодаря литью, которое предоставляет возможность придать изделию любую форму. Плавка в домашних условиях не составляет особых проблем при соответствующих познаниях и наличии необходимого спецоборудования. Для этого обязательно следует знать, при какой температуре этот металлический состав плавится. Он имеет желтоватый цвет, который без дополнительной защиты чернеет от воздействия воздушной среды.

Нижний предел, при котором происходит плавление латунного состава составляет порядка 880 °С, а его верхнее значение доходит до 950 °С. Для снижения температурной точки плавки латуни в нее добавляют больше цинковой составляющей. На характеристики металла оказывают негативное влияние висмут или же свинец. Учтите, что температура плавления меди отличается от латунного состава. При нагреве материала они значительно снижают его способность к пластичной деформации.

Латунь способна оказывать высокую сопротивляемость коррозии, обладает повышенной текучестью и отличными антифрикционными характеристиками. Благодаря всем этим свойствам ее активно используют как в общепромышленных изделиях, так и в узконаправленных компонентах. Поверхность состава превосходно полируется, что позволяет надолго сохранять его великолепный вид. Температуру плавления латунь и бронза имеют различную, что учитывается при выборе режима работы.

Способы изготовления и характеристики

Физические данные

Характеристики сплава определяются его химическим составом и могут изменяться в некоторых пределах. Бронза менее подвержена коррозии и обеспечивает лучшее скольжение металла по металлу, чем латунь. У неё выше прочность и она менее подвержена атмосферным воздействиям (вода и воздух) и лучше сопротивляется солям и органическим кислотам. Легко поддаётся механической обработке, её можно паять и скреплять сварочными работами. Некоторые физические характеристики бронзы:

  • удельный вес от 7,8 до 8,7 тонны/куб. метр;
  • температура плавления бронзы – плавится при нагревании от 930 до 1140 градусов;
  • изменения цвета от красного – цвета меди, до белого – цвета олова;
  • стойкость к износу и хорошее скольжение по металлу предопределяет сферу применения в качестве подшипников скольжения, они хорошо работают в любых температурных условиях;
  • отмечается высокая электропроводимость и передача тепла, стойкость к паровому воздействию, что способствует изготовлению деталей для техники, работающей в экстремальных ситуациях.
Статья в тему:  Как встроить обычную газовую плиту в столешницу

Как изготовить бронзу

Плавление и смешивание расплавов меди и присадок разных металлов, позволяющих придать сплаву те или иные требуемые характеристики, приводит к получению такого металла-сплава, как бронза. В технологическом процессе изготовления задействованы электрические печи индукционного типа и тигельные горны, с их помощью можно изготовить любые сплавы с медью.

Плавление производится с флюсовыми добавками, при этом исходным сырьём для плавки может быть как медная руда, так и лом меди. Как правило, медный лом добавляется в расплав вмести с присаживаемым металлом в процессе плавки. При плавке только из медной руды выполняются следующие операции:

  • печь разогревают, закладывают в неё медную руду с флюсовыми добавками, и плавят при температуре около 1200 градусов;
  • добавляют химический окислитель – фосфористую медь, половина могла быть загружена в составе флюса, а остаток дополнительно загружается ковшом;
  • при плавлении в раскисленный расплав меди добавляют присадочные металлы, предварительно подогретые до ста градусов;
  • после получасового отстаивания расплава, с его поверхности снимают всплывший шлак, и полученный сплав распределяют по формам.

При использовании медного лома процедура изготовления бронзы такая же.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector