При какой температуре плавится латунь?

Что такое латунь?

Медь и цинк – оговоренные 2 химических элемента в чистом виде мало чем похожи, но в совокупности они образовывают один из популярнейших сплавов в мире – латунь. В базовом веществе доля меди порядка 70%, а 28%+ — это цинк. Остальные 2% — разнообразные примеси, коими может выступать свинец, кремний и даже олово.

Интересные факты о латуни:

• римляне именовали латунь орихалком «златомедью» из-за характерного золотистого оттенка;
• западные страны предпочитают гильзы оружия делать из высококачественной латуни – это снижает количество механических повреждений ствола в процессе эксплуатации;
• зипповские зажигалки состоят из гальванизированной латуни;
• на Руси латунь была незаменимым материалом в производстве самоваров;
• латунь не обошла стороной и страны Африки. Местные аборигены делают из нее ритуальные маски;
• корпусы магнитов и компасов практично делать из латуни, ибо данный сплав не имеет магнитных свойств;
• Л68 и Л62 – две марки декоративной латуни, используемые новичками в ювелирном деле с целью обучения механической обработки золотых предметов.

Существует особый рецепт латуни из сплава никеля с медью, где в качестве легирующей добавки используется 2.4% алюминия. Оговоренный материал крайне популярен у изготовителей бижутерии, ибо отличить его от золота 583-й пробы крайне сложно. Не редко данное свойство сплава используется с целью махинации, потому, приобретать украшения лучше всего в сертифицированных местах, где за качество товара имеются ответственные лица и выдается сопутствующая документация.

Классификация латуни и ее достоинства/недостатки

Латунь – это яркий и практичный материал, нашедший себя в решении многих бытовых и промышленных вопросах. Желтоватый оттенок, и простота полировки поверхности металла, в совокупности со слабым окислением на внешней среде, делает сплав объективно лучшим для решения ряда задач, связанных со строительством транспортных систем и в изготовлении некоторых деталей аппаратуры. Детальнее о плюсах и минусах латуни расскажет таблица ниже.

Преимущества латуниНедостатки материала

Небольшой вес латуни делает материал незаменимым в авиационном и ракетном строительстве.	Теплопроводимость – это обоюдоострый меч. Из-за низкого показателя у латуни имеется ряд ограничений по использованию для систем, требующих высоких показателей теплоотдачи.
Декоративность сплава. Вариативность в цветовой гамме дает возможность творить из материала качественные и презентабельные элементы декора интерьера и не только.	Латунь не отличается высокой прочностью. Та же бронза может дать ей фору.
Низкая теплопроводимость, что важно в строительных конструкциях, где сохранение тепла ставится на первое место.	Падение значения коррозийной стойкости по мере повышения температуры окружающей среды.

На практике, вариативность долевого вхождения компонентов в сплав латуни куда выше. К примеру, если в сплаве имеется 50% цинка, то получаемый материал считается низкокачественным, а его технология производства базируется на вторичных отходах. Детальнее о классификации латуни расскажет таблица ниже.

Тип классификацииСоставляющиеОписание

Компетентность	Двухкомпонентные	В составе сплава находится только 2 компонента. Доля прочих примесей допустима, но только в пределах, которые не затронут физические/химические свойства полученного материала. Свойства определяются по фазовому составу — α –фаза или β-фаза. Детальнее по ним ниже.
	Многокомпонентные	Помимо двух базовых компонентов – медь + цинк, в состав включены вспомогательные примеси, при чем, добавляться могут даже неметаллы.
Обработка	Деформируемые	Разновидности сплавов латуни, которые можно деформировать механическим воздействием в холодном состоянии вещества. Форма выпуска материала – листовой и прутковый.
	Литейные	Сплавы латуни, которые можно деформировать только с использованием высоких температур + давления из вне. Сплав используется для производства деталей, требуемых высоких показателей прочности. К примеру, те же подшипники.
Вхождение цинка	Томпак	Высококачественный сплав латуни с долевым содержанием цинка на уровне 6%-21%. Отличительные характеристики материала – антифрикционные и антикоррозийные свойства, что дает возможность его использования в изготовлении биметаллического сплава латунь-сталь.
	Желтая	Долевое содержание цинка находится в пределах 22%-35%. Материал все еще крайне пластичен.
	Техническая	Здесь уже доля цинка достигает показателя в 50%. Сплав используется для массового производства частей аппаратуры и фитингов.

Анализируя данные выше легко заменить закономерность смены свойств сплава по мере увеличения/уменьшения дозировки цинка и прочих легирующих добавок. В химическом плане, латунь – это смесь цинка, меди и α-раствора. Структура материала обычно состоит из 2 фаз — α- или α+β’. В первом случае получаем медную ГЦК структуру, а во втором – CuZn раствор, концентрация которого 1.5, а форма ячеек максимально простая.

Важно: большая эластичность латуни наблюдается в α -фазе, но повышенная прочность – это β’-фаза.

Следовательно, при покупке материала с ориентацией на дальнейшую переплавку, обращайте внимание на маркировку. Среднее значение по прочности и пластичности достигается благодаря 30% цинка в сплаве.

Свойства латуни и области ее применения и маркировка

Предоставить четкую сборку у химических свойств материала проблематично, ибо параметры меняются в зависимости от долевого содержания цинка и легирующих добавок. У каждого нового сплава собственные особенности, которые делают материал в своем роде уникальным. Максимум – это предоставление обобщенных характеристик для эталонных % цинка/меди в сплаве латуни (30% на 70%).

Свойства латуни:

• плотность варьируется в пределах 8 400 – 8 800 килограмм на метр кубический;
• обладает немагнетичностью при отсутствии внешнего магнитного поля, то бишь не ферромагнетик;
• при нормальном температурном режиме, удельная теплоемкость латуни составляет 0.4 килоджоуля на килограмм в -1 на кельвин в -1 степени;
• тепловая проводимость латуни растет по мере увеличения доли чистой меди внутри сплава. Нижний предел составляет 0.3 кал. на сантиметр* секунду на Цельсии, а верхняя граница – 0.6;
• легко поддается полировке.

Классическая плавильная сварка для латуни не подходит. Оптимальным считается вариант использования контактной сварки. Свойства выше подаются для двухкомпонентной латуни. Для многокомпонентных сплавов работают другие правила. Ниже предоставлены роли основных легирующих компонентов внутри сплавов латуни.

ВеществоКак влияет?

Олово	Значительно увеличивает сопротивление коррозии в соленой воде. Благодаря такому свойству, латунь с большим долевым содержанием олова часто называют «морской» — про области применения материала.
Марганец	Еще один металл, способный положительно отобразится на антикоррозийных свойствах латуни. Дополнительное преимущество – увеличение прочности получаемого сплава, пусть оно и не является сильно значительным (в 1.5-2 раза от базового значения двухкомпонентной латуни).
Никель	Увеличение прочности и противостояния коррозии в различных агрессивных средах.
Кремний	Используется для создания сплавов латуни с антифрикционными свойствами, что позволяет заменять более дорогие материалы, к примеру, бронзу. Параллельно уменьшается показатель прочности материала, что дает возможность проще сваривать детали из получаемого сплава латуни.
Свинец	Работает в две стороны. Из минусов – снижение механических свойств латуни. Из плюсов – упрощение в обработке резаками, из-за чего сплав часто называют автоматным.
Алюминий	Понижение летучих свойств цинка благодаря возникновению на поверхности материала плёнки из оксида алюминия.

Свинцовый легирующий сплав латуни является самым распространённым из всех рассматриваемых. В отношении маркировки, латунь обозначают буквой «Л». После нее идет в шаблоне процентное содержание меди и легирующих компонентов.

Двухкомпонентные латуни используются для производства деталей автомобильных средств, приборов в химической/теплохимической промышленности, при штамповке изделий (гаек, болтов, конденсаторов труб толстостенных патрубков и тому подобного).

Многокомпонентных разновидностей латуни куда больше. Вы и сами можете об этом судить из масштабности таблицы выше. К основным областям применения материала относят – производство деталей в судостроительстве, разработка конденсаторов в теплохимической аппаратуре, различные мелкие детали часов, полиграфических сборок и прочих мелких изделий.

В отдельную категорию по ГОСТам выделяют латуни литейного типа. Базовые свойства материала – коррозийная стойкость, качественные антифрикционные показатели, жидкотекучесть и незначительная склонность к ликвидации. В отношении области применения – это детали арматуры литого типа и другие мелочи с необходимостью в противостоянии к коррозии.

Последняя категория латунных сплавов – это ювелирка. Здесь поставки сырья происходят только в гранулах желтого или золотистого цвета, для дальнейшей обработки высокими температурами и переплавки в «ювелирные изделия» низкого качества. Почитателям бижутерии будет чем поживиться.

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.

История технологии

Историки говорят о том, что латунь появилась одновременно с бронзой. Из сплавов изготавливали украшения, наконечники для орудий труда, оружия, посуду, столовые приборы.

Чтобы изготовить какой-либо предмет, нужно было знать технологию литья из латуни. Со временем метод развивался, совершенствовался. Сегодня материал можно изготавливать дома или на производстве. Для этого нужно точно проводить технологический процесс, следовать правилам, правильно выбирать инструменты, сырье.

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.

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.

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.

Кроме цинка многокомпонентная латунь может содержать:

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.

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЛАТУНИ

На основании вышеперечисленного, латунь принято делить на два основных типа.

Двухкомпонентная

Ключевую лигирующую роль в сплаве играет цинк. Маркировка латуни в таких сплавах включает буквенное и цифровое, указывающее на процентное содержание меди обозначения: например, Л63.

Многокомпонентная латунь

Кроме основных составляющих, в таком сплаве присутствуют дополнительные добавки, призванные изменить цветовую гамму, или некоторые свойства материала. Чаще всего в качестве таких дополнений используют свинец, никель, алюминий, олово и марганец. В этом случае маркировка дополняется еще одним буквенно-цифровым обозначением, определяющим входящий в структуру компонент-усилитель и процент его содержания соответственно:ЛО63-3. Где Л-латунь, 63-ее процентное содержание, О-олово, 3- процент оловянного компонента. Оставшиеся 34% в этом случае приходятся на содержание цинка.

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.

Тонкости технологии

Технология художественного литья латуни схожа с изготовлением изделий из бронзы. Она имеет некоторые тонкости, о которых следует поговорить до начала работы с материалами:

1. Прежде чем сделать отливку необходимо выбрать расходные металлы, расплавить их. Для этого используются разные виды печей. Благодаря низкой температуре плавления, изготовить конструкция для плавки можно самостоятельно. Она будет состоять из газовой горелки, термоустойчивой емкости.
2. Важный этап во время изготовления изделий — заливание расплавленного сырья в подготовленную заранее форму. Продолжительность процедуры не более 2 минут. Если выполнять заливку неправильно, изделие может получить раковины из шлака, пригары, углубления, спаи. Готовая деталь будет испорчена или потребует дополнительной обработки.
3. Охлаждаться сплав должен равномерно, без использования охлаждающих жидкостей.
4. Деталь после извлечения из формы требует дополнительной обработки. После литья на ней остаются литники, заливы, выпоры, прибыли. Их необходимо убрать.

Нельзя забывать про то, что формы бывают многоразовые, одноразовые. Из первых заготовки извлекаются клещами. Вторые разбиваются молотом.

Что потребуется для литья?

Чтобы плавить латунь, нужно изначально подготовить оборудование, инструменты для проведения работ. К нему относятся:

1. Формовочные композиции. Изготавливаются из огнеупорных материалов. Форма выбирается зависимо от требуемого готового изделия.
2. Специальные щипцы, с помощью которых делали извлекаются из форм после застывания.
3. Нагревательное оборудование. Можно использовать покупную модель или изготовить печь самостоятельно. Для сборки понадобится шамотный кирпич, огнеупорная мастика. Для нагревания можно использовать газовую горелку или проволоку из нихрома.
4. Тигель — емкость, которая заполняется расходными материалами. Они плавятся во время нагревания. Затем мастер переливает расплавленные металлы в подготовленную заранее форму. Тигель изготавливают из глины или графита. Дополнительно используется жаропрочная обмазка, которая увеличивает долговечность емкости.

Для того чтобы достать тигель из печи, используются полукруглые щипцы.

Можно ли расплавить латунь в домашних условиях?

Основные проблемы:

• Температурные ошибки. Для полного расплавления меди и цинка придется довести объект до температуры не менее 950 градусов. Сделать такую печь на практике не слишком легко, поскольку для этого понадобятся огнеупорные детали. Также Вам придется поддерживать высокую температуру в течение длительного времени, что приведет к большому расходу топлива.
• Коррозия и образование оксидов. При расплавлении латунной детали частицы меди и цинка начнут активно вступать в реакцию с воздухом. Это может привести к образованию сложных соединений. В состав которых помимо меди и цинка входят кислород, азот, углерод, другие вещества. Из-за этих добавок значительно повышается хрупкость выплавленной детали, что может сделать ее бесполезной.

Именно поэтому латунь рекомендуется переплавлять на специальных фабриках или заводах, где созданы необходимые условия (температура, защитная среда и так далее). Однако на практике многие люди все же выполняют переплавку латуни и в домашних условиях. В результате домашнего литья можно получить деталь среднего качества. Такие детали не рекомендуется использовать на объектах, сопряженных с опасностями (автомобильные детали, электрическое оборудование, арматура на больших зданиях).

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.

Советы

Однако такие детали можно применять в домашнем хозяйстве (скажем, можно сделать латунные болты, шурупы или уголки для крепления объектов интерьера). Для выплавки латуни в домашних условиях нужно сделать печь, которая способна выдерживать до температуры выше 1000 градусов по цельсию (температура плавления в домашних условиях стандартная — 880-950 градусов). Чтобы укрепить печь, рекомендуется установить на печь металлический каркас (оптимальный сплав — легированная сталь).

Также Вам нужно будет изготовить или купить тигель, в котором будет происходить выплавка металла. Тигель следует делать из графита или шамотного кирпича. Эти материалы не плавятся при высоких температурах (температура расплава латуни в домашних условиях составляет 950 градусов). Также эти материалы не крошатся и не вступают в контакт с воздухом, что хорошо влияет на качество выплавки. Делать такую печь рекомендуется из огнеупорного кирпича, а для соединения отдельных элементов друг с другом следует использовать термостойкий раствор.

Для нагрева можно использовать древесный уголь. Главный плюс угля заключается в том, что его применение минимизирует риск образования вредоносных добавок, ухудшающих качество выплавленной детали. К сожалению, применение угля для переплавки латуни — очень дорогое мероприятие. Поэтому для переплавки следует применять электрические индукторы-нагреватели. Минимальная мощность тока должна составлять 25 киловатт, поскольку в противном случае не удастся получить нужную температуру для расплавления латуни.

Процедуру плавления следует проводить в хорошо вентилируемом помещении. Причина — расплавленный цинк будет вступать в реакцию с кислородом, что приведет к образованию оксидов. Цинковые оксиды в больших количествах могут представлять опасность. Для расплавки Вам также понадобятся инструменты — перчатки, мощная маска и щипцы для перемещения тигла с расплавленным металлом. Щипцы рекомендуется покупать из инструментальной стали, поскольку такая сталь устойчива к воздействию высоких температур.

Температура плавления латуни

В справочниках по специальности всегда указывается, что температура плавления зависит от состава, который может быть вариабельным.

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.

Чистой

Что же собой представляет латунь? На самом деле это сплав, основу которого составляет медь с добавлением цинка (иногда и олова).

Температура плавления чистой латуни 880-950°C.

С примесями

Основными определяющим фактором является количество примесей и их процентное содержание. Сплав известен с давних времен, поэтому у него есть множество вариаций. Кроме меди и цинка могут быть и другие химические элементы. По этому признаку латуни делят на Альфу и Бету.

1. Альфа – однофазная, с содержанием цинка менее 40% расплавляется при температуре меньше 905? (в градусах Цельсия). Это объясняется превалированием меди, которая плавится в менее горячих условиях.
2. Бета, двухфазная, прочнее, но не настолько пластичная, в ней кроме двух основных ингредиентов могут быть алюминий и кремний, никель и марганец (не очень характерные добавки) и более привычные – олово, свинец и железо, обеспечивающие необходимую прочность и стойкость в атмосферных условиях, при технической эксплуатации.
3. Специальные, приготовленные для определенных надобностей, встречаются реже, в их изготовлении при определении состава учитываются характеристики, необходимые для детали и продукции. Их делят на особо твердые, твердые и мягкие или отожженные сплавы

Литейные легко плавятся, потому что в них бывает до 50% меди. Но и здесь температура плавления определяется именно ее процентным содержанием, а оно может варьироваться от 30 до 50%.

Литье и даже нарезка лазером возможны только при корректно подобранной температуре, а этот важный показатель колеблется в развале от 889 до 950 С, при этом удельная теплота и температура плавления в этом составе металлов не совпадают в любом варианте, если речь идет о разных марках однофазных латуней.

Двухкомпонентные, или Бета-латуни, отличаются от них совпадением важных характеристик, поэтому разница между всеми вариациями и составляет 161? Цельсия.

В справочниках по металлургии всегда указывается марка, состав и температура плавления или литья. В двухкомпонентной Л-860, например, это 885-395 градусов, а вот у марки ЛС59-18 литье осуществляется при температурных показателях от 1030° до 1080°, в то время как плавление происходит при 900°. При подготовке к процессу в домашних условиях нужно обязательно учитывать состав металлов, которые включены в латунь ее изготовителями. Чем больше в нем цинка, тем легче происходит термообработка. Протяжка и прокатка возможны, если в ней более 20% цинка, но если в нее добавлены свинец, висмут или оба металла, процесс будет весьма непростым.

Есть несколько вариантов определить температуру плавления латуни, но не все из них приемлемы в условиях домашней мастерской. Можно только делать предположения (если речь идет о латунном ломе), по месту или детали, где она использовалась изготовителями. Надобностей, в которых применяется красивый сплав, по внешнему виду напоминающий золото, может быть огромное количество, например, технические детали – трубы, втулки, сепараторы и прочие.

В декоративных целях его используют для посуды, сувениров, отделочной фурнитуры (например, дверных ручек и карнизов, рам, крепежных или функциональных деталей в дверных и оконных системах). Нередко в заводских условиях над определением химических характеристик работает специалист, особенно при переплавке разнопланового лома

Порядок работы

Прежде всего, необходимо правильно подготовить муфельную печь, в которой и будет осуществляться вся основная работа.

Также следует проверить в работе горелки. Кроме этого, необходимо иметь под рукой специальный сосуд из огнеупорного материала, например, тигель.

На поверхность основания следует уложить асбестовый лист и позаботится о хорошей вентиляции в помещении, где будет проводиться плавка латуни.

Латунь, которая будет подлежать плавлению, необходимо переработать в измельченную массу. Следует помнить, что чем меньше будут куски металла, тем легче он будет плавиться.

READ Анодируем алюминий в домашних условиях

Далее тигель с мелкой латунью аккуратно устанавливается в муфельную печь и при помощи специального регулятора температур выставляется ее необходимое значение.

Если металл создан на основе бронзы или меди, то это обязательно следует учитывать. После того, как печь будет включена, через специальное окошко можно наблюдать, как металл начинает плавиться.

При достижении желаемого результата и после того, как металл полностью расплавится, следует аккуратно открыть дверцы печи и вынуть тигель.

Сделать это можно при помощи специальных щипцов, которые уберегут от ожогов. Латунь в расплавленном состоянии имеет свойство на своей поверхности образовывать пленку.

Ее необходимо в обязательном порядке убрать и сделать это можно при помощи стальной проволоки. После этого необходимо будет только залить металл в предварительно подготовленную форму.

В том случае, если специальное оборудование для плавки металла отсутствует, можно провести плавление латуни при помощи газовых горелок.

В этом случае горелку следует установить в вертикальном положении и хорошо закрепить.

Далее на подставку помещается сосуд с мелкой латунью и зажигается сама горелка.

При этом пламя должно охватывать всю нижнюю поверхность сосуда.

В этом случае процесс плавления будет сопровождаться достаточно сильным окислением, уменьшить которое можно при помощи древесного угля.

Если латунь создана на основе бронзы или меди, то ее температура плавления несколько увеличиваться, а значит, на плавку металла уйдет немного больше времени и это следует обязательно учесть.

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.

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.

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

Описание процесса

Имеющийся в распоряжении мастера лом помещают в емкость для плавления, предварительно измельчив. Это сэкономит и время, и расходуемую энергию – чем мельче будут полученные осколки, тем быстрее можно добиться результата. Это немаловажное обстоятельство, если нужно для каких-то надобностей переплавить большое количество металлического сплава. Только после того как емкость с металлом помещается в печь, начинается ее разогревание. Выемка тигля осуществляется щипцами, но перед этим нужно убедиться, что все помещенные в печь кусочки окончательно расплавились.

На поверхности металла может образовываться пленка (это зависит от используемого лома), для нее нужно приготовить подручный инструмент, чтобы удалить немедленно после извлечения из печи.

Для литья используют разливную ложку и деревянные формы, их не придется использовать повторно, потому что они придут в негодность, пока металл остынет.

В описании нет ничего сложного, как в приготовлении блюда, – засунут в печь, достать, разлить по сосудам, дождаться, пока остынет. Однако первые опыты могут быть неудачными из-за каких-то нюансов – например, недостаточного разогрева из-за нагревающего элемента, размещения в уже разогретой печи, по неопытности или при несоблюдении инструкций. Деталь может не соответствовать нужным параметрам и нуждаться в механической доработке, если формы для литья изготовлены неточно. Поэтому сейчас их распечатывают, по возможности, на 3D-принтере, используя металл, превышающий латунь по показателям жаропрочности.

Плавка латуни газовой горелкой

Установка горелки производится в вертикальном положении под тиглем. Тигель может быть как готовым, изготовленным из керамики, или графита, с допустимо выдерживаемой температурой в 1300 градусов, так и изготовленный в бытовых условиях из кремнезема, жидкого стекла, или шамотной крошки. Нагреваемую зону экранируют листом железа, или иным огнеупорным материалом. Для крепления изделия создается прочная подставка.

Плавка латуни в домашней печи

Чаще всего печи изготавливают из качественного огнеупорного кирпича. Нагревательный элемент создается из индукционных нагревательных приборов, представляющих собой керамические трубки с обмоткой из нихромовой проволоки. Температурные показатели таких нагревателей могут доходить до 1000 градусов и более. Электрическое питание должно быть не менее 25-30 кВТ.

Заливка бронзы в литейную форму

Расплавленный металл выливают в отверстие формы тонкой струйкой, бронза должна равномерно заполнить все пустоты. Она уплотняется под собственным весом. Чтобы горячая форма хорошо заполнялась, ее ставят на вращающуюся подставку с ручным или электрическим приводом. Такая хитрость необходима для получения качественного литья. Если заливать бронзу спокойно, углы отливки будут закругленными. Раскручивают форму с горячим расплавом в процессе заполнения. Когда бронза схватится, форму литья уже не изменить. В заводских условиях используют технологические центрифуги. В домашних условиях умельцы делают подобие промышленных установок на базе отслуживших стиральных машин.

Придавать сплаву движение необходимо при изготовлении небольших сложных отливок. Бронзовому расплаву не хватит собственного веса для заполнения всех пустот. Он будет застывать неравномерно, на поверхности литья возникнут раковины, складки.

Как сделать форму для литья

Самостоятельное изготовление литейной формы начинается с подбора корпуса, куда свободно войдет будущая отливка и останется свободным половина пространства. Это может быть жестяная банка или специально изготовленная емкость. Традиционно размер опоки в 1,3–1,5 раза превышает габариты отливки. Такое соотношение необходимо, чтобы песчано-глиняная смесь образовала равномерный слой со всех сторон детали. Наполнитель для опоки делается из материалов, способных сохранять тепло. Литая заготовка будет качественной только при постепенном остывании.

Форму делают из двух частей:

• верхняя рамка (занимает не менее 1/4 высоты формы);
• нижний ящик, в него свободно помещается будущая деталь.

Для набивки делают смесь песка и глины в пропорции 3:1. В глину для аккумуляции тепла вводят 1/5 часть угольной крошки, лучше использовать каменный уголь, у него больше теплоемкость. Однородную массу укладывают в обе части опоки. Смесь не стоит сильно утрамбовывать, чтобы глина не спекалась, оставалась рыхлой во время прогрева в печи. Деталь перед закладкой в подготовленный нижний ящик густо обмазывают тальком или графитовым порошком. Затем делается отверстие для заливки бронзы, разогретой до температуры плавления.

Технология получения литья более высокого качества

Получить литье нужной геометрии кустарным способом сложно. Нужно быть готовым к тому, что литье придется долго шлифовать, стачивать, доводить до нужных размеров. Процесс плавления бронзы в домашних условиях сопряжен с рядом ограничений. Нюансы, которые желательно учитывать при самостоятельном изготовлении бронзовых отливок:

• лучше использовать муфельную печь для плавки, оснащенную терморегулятором, производители предлагают небольшие установки для изготовления домашнего литья, работающие от стандартной сети 220 В;
• при изготовлении опоки необходимо учитывать сложность ее заполнения расплавом, в местах возможных пустот делают припуски на будущую доводку детали;
• вместо песочно-глиняных опок для мелких деталей делают гипсовые формы с восковым или парафиновым заполнением. Горячую бронзу при вливании вытесняет не воздух, а расплавленный стеарин.

Парафиновые формочки делают на основе гипсовых слепков, сделанных с будущей детали. Точность изготовления отливок в этом случае возрастает. Опоки из гипса удобны для небольших отливок, их можно сделать неразъемными. Правда, процесс их изготовления усложняется: сначала делятся форма для парафинового муляжа, а затем он заливается формовочным гипсом. Подобные конструкции удобно размещать в центрифуге.

Приступая к плавлению бронзового лома в домашних условиях, следует учитывать состав сплава. Она зависит от химического состава бронзы. Вязкий расплав бронзы медленно заполняет опоку. Чтобы не было пустот, заполненную форму крутят в центрифуге. Под действием центробежной силы металл, нагретый до температуры плавления, распределяется равномерно. Отливка получается качественной.

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.

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.

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. Одной из таких мер, которая позволяет минимизировать риск возгорания различных предметов, расположенных в непосредственной близости с плавильной печью, является использование асбестового листа, которым нужно застелить участок пола.

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. Такой припой, как и флюс, специально предназначенный для пайки цветных металлов, можно приобрести в готовом виде или сделать его самостоятельно, используя для этого техническое серебро и медь.

После того как все оборудование и необходимые инструменты подготовлены, можно приступать непосредственно к литью латуни.

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.

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. В том случае, если вы самостоятельно изготовили печь простейшей конструкции, вам понадобится крышка из огнеупорного материала, которой будет закрываться емкость для плавления латуни.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.