Температура плавления латуни и инструкция по обработке

Сферы использования.

Материал, образующийся при соединении двух компонентов Cu и Zn, используется в промышленности для изготовления таких изделий как проволока, трубы, прутки, листы, трубки, используемые в холодильном оборудовании. Они изготавливаются путем протягивания и прокатывания получая на выходе высококачественные продукты.

Сплав, состоящий из двух основных компонентов — цинка и меди, называется латунь. От 10% до 42% цинка может содержаться в разных марках латуни. Красная медь, в отличии от латуни, имеет меньшую сопротивляемость и вязкость, что позволяет при слиянии не изменять его цвет. Чтобы сплав оставался пригодным, для достижения определенного результата, недопустимо увеличение цинка в сплаве. Для обеспечения наилучшей обработки металла при резании, в мунцевый сплав добавляют небольшое количество свинца, а для увеличения сопротивляемости коррозии в морской сплав в небольших количествах вводят олово, но его
должно быть меньше, чем цинка, иначе получится традиционная оловянная бронза.

Специфика обработки сплава.

Для получения структуры мягкой и тягучей кристаллической решетки, представляющей собой сплав типа «а», необходимо, чтобы содержание основного компонента — цинка, находящегося в твердом растворе меди, составляло 32,5%. С такой структурой латунь легче обрабатывать, при этом используется метод протягивания и прокатывания, применяющийся как для холодного, так и для горячего состояния. Марками такого класса являются ЛМ70, Л80, Л68 и ЛТ90. Увеличение содержания одного из основных компонентов сплава — цинка приводит к кристаллизации раствора «р», характеризующегося повышенной твердостью, благодаря чему увеличивается твердость самого сплава, что приводит к облегчению обработки материала. Таким образом, если необходимо повысить жесткость материала и упростить его обработку механическими способами, добавляют в сплав увеличенное количество цинка.

Способы обработки латуни:

Свойства обрабатываемой латуни.

Под воздействием высокой температуры, для сохранения устойчивости и прочности, необходимо уменьшить содержание одного из основных компонентов — цинка. Используя при обработке сплава метод протяжки или прокатки в холодном состоянии, что влечет за собой понижение удлинения и временное повышение сопротивления, определяются свойства изделий из латуни — мягкость, твердость и промежуточное значение, называемое полутвердостью. Латунь обладает плотностью примерно 2019 кг/м3, температура плавления — около 930 градусов, но чем больше в сплаве цинка, тем ниже температура плавления.

Изделия из сплава цинка и меди.

Изготавливаемые из описываемого сплава типа Л62 и Л59 трубы, толщина стенки которых равна 2мм, выдерживают сплющивание и пробу на раздачу конусом до полного соприкосновения. Сплав ЛМ70 применяют для изготовления холодильных трубок с толщиной более 0,75% и наружным диаметром до 35мм. Качественные изделия должны проходить испытания, в котором временное сопротивление на разрыв не должно быть ниже значения в 35кг/мм2, а процентное соотношение относительного удлинения не должно быть ниже 30%.

Потенциальные причины износа изделий из латуни.

Основной причиной износа изделий, выполненных из сплава цинка и красной меди это коррозия. Как таковое влияние морской и речной воды не столь велико, но при появлении в воде местных токов возникает процесс обесцинкования. Этот процесс приводит к превращению структуры сплава в рыхлую и пористую массу, и в итоге к полнейшему разрушению.

Еще одним неприятным моментом в работе с изделиями из латуни это образование трещин. Возникновение подобных дефектов связано с тем, что после протяжки или штамповки в холодном состоянии изделие не прошло обработку отжигом или прошло не полностью.

Повышенная прочность и коррозионная стойкость изделий, произведенных из сплава латуни, обусловлена технологией его изготовления, обладающего повышенными механическими и технологическими свойствами.

ВОЗМОЖНО ВАМ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО

Латунь имеет очень привлекательный вид. Этим обусловлен интерес к ней домашних мастеров. Из нее успешно делают элементы декора и ювелирные украшения. Для человека, работающего с этим металлом в небольшой мастерской у себя дома, очень важна температура плавления латуни.

Основные характеристики

Несмотря на свой благородный вид, латунь представляет сплав меди с цинком. Это два основных компонента. Остальные составляющие могут варьироваться. Олово, свинец, марганец, никель, железо, алюминий – все эти примеси могут входить в состав в различных пропорциях. Но как раз пропорция и влияет на процесс плавления. Чем больше в составе цинка, тем ниже температура плавления.

Характеристика латуни

Большое содержание свинца и висмута негативно влияет на качество металла, используемого для изготовления декоративных изделий. Из-за этих примесей у сплава падает способность к деформации в горячем виде. Температура плавления латуни колеблется в диапазоне от 880 до 950 градусов Цельсия. Плотность материала (отношение массы к объему) — 8300–8700 килограммов на кубический метр.

Удельная теплоемкость (отношение теплоемкости к массе вещества) – 0,377 кДж/(кг-K) при 20 °C. Теплоемкость – это величина, которая указывает на количество тепла, необходимого для изменения на одну единицу температуры единицы вещества. Удельное электрическое сопротивление имеет показатель 0,07−0,08 микроом на метр. Эта величина характеризует сопротивляемость вещества прохождению электрического тока.

Металл обладает целым рядом положительных качеств:

Основные характеристики латуни

  • высокая сопротивляемость коррозии;
  • отличная жидкотекучесть;
  • низкий коэффициент трения;
  • низкая склонность к ликвации – процессу распада на однородные составляющие;
  • прекрасные технологические свойства – хорошо поддается обработке;
  • великолепные механические свойства.

Характеристики металла призваны помочь заинтересованному человеку разобраться, подходит ли тот или иной материал для работ, связанных с плавлением.

Оборудование для плавки в домашних условиях

Печь для плавки латуни можно изготовить самостоятельно. Но процесс этот сложный и трудоемкий. Для него необходимы соответствующие знания, поэтому лучше приобрести все необходимое в специализированном магазине.

Плавка латуни в домашних условиях возможна при наличии следующего оборудования:

Печь для литья латуни

  • Плавильная печь. Для домашних работ подойдет небольшая печь, работающая на газе или нагревающаяся от электросети. Максимальной температуры в 2019 градусов будет достаточно для плавления.
  • Графитовые тигли. Эти цилиндрообразные емкости необходимы для плавки латуни. Тигли могут быть керамическими.
  • Большая ложка и щипцы. Щипцы используются в качестве прихвата при манипуляциях с тиглем в печи. Ложка потребуется для снятия шлака, который образуется на поверхности жидкой массы в процессе плавления.
  • Литейный ковш. Этот предмет необходим для переливания расплавленной горячей металлической массы в форму. Без него невозможно сделать правильный наклон тигля во время работ.
  • Формы. Их делают из дерева или любого жаростойкого материала, выдерживающего температуру более 2019 градусов. Деревянные формы могут применяться только один раз.
  • Защитные очки или маска. Это требование техники безопасности. Очки или маска предохраняют глаза от негативного действия инфракрасного излучения.
  • Жароупорный фартук и перчатки. Фартук предохраняет одежду от возможного возгорания при попадании искр. Без специальных перчаток невозможно брать в руки горячие предметы.
  • Респиратор. Он защищает органы дыхания от негативного воздействия едкого дыма и углекислого газа, выделяемых в процессе работ.

Алгоритм работы

Заливка форм латунным расплавом

Литье латуни начинается с подготовки материала. Если используется лом, то его нужно предварительно очистить. Прокат просто нарезают. Подготовленный металл закладывают в тигель. Чем меньше нарезка, тем проще будет провести плавление. Заполненный тигель берется щипцами и помещается в печь. После этого печь разогревается до нужной температуры. Когда весь заложенный материал перешел в жидкое состояние, настало время вынимать тигель из печи. Это делается также с помощью щипцов.

Образовавшуюся на поверхности пленку снимают ложкой. Извлеченный из печи тигель устанавливают на литейный ковш, после чего приступают к разливу. Расплавленный металл заливают в форму и оставляют до полного остывания. Формы предварительно прогревают с целью испарения влаги, после чего размещают на сухом песке. Температура плавление латуни зависит от ее состава, поэтому перед началом работ нужно провести пробные переплавки.

Видео по теме: Как сделать латунь в домашних условиях

Для домашнего мастера [температура плавления латуни] имеет практический смысл, так как этот важный показатель в некоторых случаях может помочь с решением целого ряда проблем.

Латунь в настоящее время используется в самых разных сферах, в том числе, и в промышленности.

Существует несколько видов сплавов на основе этого универсального металла, однако в практическом плане интерес представляют только два из них, а именно, двойной и многокомпонентный с содержанием меди.

Для этого компонентного металла главным легирующим элементом считается цинк, который может быть при необходимости дополнен такими элементами, как марганец, свинец, железо, а также цинк, никель или свинец.

Латунь играет большое значение для такого металлического сплава, как бронза, на который уже давно наблюдается большой спрос.

 Как и у любого другого элемента из группы металлов, у латуни есть своя температура плавления, говоря другими словами, тот предел, при котором ее можно расплавить.

Если знать этот важный параметр, то можно будет изготовить самые разнообразные конструктивные элементы, в том числе, и в домашних условиях.

Плавление латуни можно отнести к первичной обработке этого металла. В настоящее время известно несколько основных способов, при которых можно расплавить латунь в домашних условиях.

Основные характеристики

На плавку латуни, главным образом, влияет ее состав, а потому температура может иметь различные показатели, начиная от восьмисот восьмидесяти градусов по Цельсию и заканчивая девятьсот пятидесятью.

Чтобы понизить данный показатель, необходимо в состав латуни вводить больше цинка и наоборот.

Кроме этого, за счет своих универсальных свойств этот металл имеет свойство свариваться.

Обработку латуни можно производить при помощи сварки, и в этом случае она может прокатываться.

Если не покрыть поверхность данного компонента дополнительной защитой, то через определенное время она немного почернеет из-за контакта с атмосферным воздухом.

Основным цветом латуни является желтый, а ее поверхность достаточно легко поддается полировке. Выбирая способ плавления для этого элемента, следует, главным образом, учитывать его состав.

Видео:

Негативно влияют на латунный сплав такие элементы, как висмут или свинец, поскольку они значительно снижают свойства этого металла к деформации, когда он находится в разогретом состоянии.

Латунь относят к категории цветных металлов, при этом ее химические, а также физические свойства имеют некоторые характерные особенности. Данный элемент обладает целым рядом преимуществ.

Во-первых, этот металл имеет высокую стойкость к коррозионным процессам. Во-вторых, он обладает высокой степенью текучести, что особенно важно при плавлении.

Латуни свойственны высокие антифрикционные свойства, а также достаточно низкая склонность к ликвации.

Следует отметить и то, что данный металл обладает практичностью и имеет превосходные технологические, а также механические свойства.

Есть еще целый ряд достоинств этого универсального компонента, которые носят узконаправленный характер. В зависимости от своей марки, латунь используется в той или иной промышленной сфере.

Металл используется в машиностроении и автомобилестроении, из нее изготавливают целый ряд самых разных изделий различного назначения.

Для того чтобы с данным металлом успешно работать в домашних условиях, для начала необходимо хорошо изучить его свойства, а также знать характеристики сплавов на основе бронзы и меди.

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.

Видео:

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.

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.

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.

Видео:

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.

Латунь применяют часто. Из нее делают различные детали, резьбовые соединения, декоративные элементы. Такое широкое распространение сплав получил из-за своих качеств – прочности, стойкости к окислению, способности к механической обработке. Кроме этого, латунь хорошо поддается литью, что можно делать даже в домашних условиях. Для этого, в первую очередь, нужно знать температуру плавления латуни.

Какие характеристики имеет металл и как его обрабатывают

Латунь

Латунь – это сплав, полученный на основе меди. Кроме меди, в его составе присутствует несколько других компонентов. По прочности он тверже материнского металла, но обладает такой же хорошей электрической проводимостью. Металл более стоек к процессам окисления, имеет декоративно привлекательный желто-золотистый оттенок.

В зависимости от долевой части того или иного присутствующего в сплаве вещества, латунь приобретает определенные свойства. Наиболее распространенные марки имеют многокомпонентную структуру, либо состоят из двух компонентов. В двухкомпонентной латуни вторым после меди металлом является цинк, которого может быть до 45%. Многокомпонентный сплав содержит еще никель, железо, марганец, свинец.

Химический состав и свойства латуней

Химический состав определяет температуру плавления латуни. Главную роль здесь играет цинк. Чем его меньше, тем выше температура перехода вещества в жидкое состояние. Для богатых цинком соединений это +880 градусов, для бедных – примерно +950 градусов. В расплавленном состоянии металлы приобретают текучесть. Латунь хорошо течет тогда, когда в ней меньше висмута и свинца. Марки, где этих компонентов много при расплавлении, обладают повышенной рыхлостью.

Латунь поддается всем основным видам обработки. Как и бронза, латунь является универсальным металлом. Первое и основное, что с ней можно сделать – это расплавить и придать определенную форму при помощи литья. Удобно, что температуры плавления легко можно достичь в домашних условиях. Кроме этого, детали из латуни поддаются сварке, их соединяют при помощи пайки. На механический способ обработки материала токарным оборудованием сплав латуни также хорошо отзывается.

Какие инструменты необходимы, чтобы расплавить латунь

Плавка стали в индукционных печах

Чтобы осуществить плавку латуни перед последующим литьем, нужно нагреть ее почти до +900 градусов по Цельсию. Для этого понадобится приобрести или изготовить специальную печь. Эффективней всего раскаляет печь индукционного типа.

Каркас самодельного горна можно собрать из огнеупорного кирпича со связкой из огнеупорной глины, и обязательно стянуть металлом, чтобы избежать разрушения конструкции при повышенной температуре внутри. Сверху организуют съемную крышку.

Внутренняя отделка печки — электрическая спираль, равномерно закрепленная по всему периметру стенок при помощи керамических трубок. Приспособление, куда непосредственно закладывают части металла, называется тиглем. Это специальная емкость, способная выдержать большие термические нагрузки. Поэтому она изготовлена не из металла. Заводские модели тиглей чаще выполнены из графита. Для домашних нужд можно сделать тигель из шамотного кирпича.

Для создания внутри печи нужного накала, мощность электрической спирали должна быть рассчитана минимум на 20 киловатт. Изготавливая спираль самостоятельно при выборе проволоки из нихрома нужно учитывать этот момент. Дополнительные инструменты, которые необходимо иметь для работы с расплавленной латунью:

  • Щипцы, чтобы вынимать раскаленный тигель с металлом из горнила печи;
  • Стальную ложку для удаления пленки и шлака из расплава;
  • Ковш для литья, куда переливают жидкую латунь перед заливкой формы;
  • Индивидуальные средства защиты органов зрения, дыхания и кожных покровов;
  • Средства пожаротушения (огнетушитель).

Кроме всего перечисленного, помещение, в котором проводится плавление латунного состава, должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией – пары цинка очень вредны для организма.

Температурные режимы, технология плавки

Нужно понимать, что температура плавления латуни и температура литья отличаются. Чтобы металл хорошо тек и мог заполнять мельчайшие полости формы, недостаточно просто его расплавить. Особенно это касается свинцовых латуней, ведь свинец, как упоминалось раньше, ухудшает текучесть вещества. Поэтому таблицы для разных марок латуни предоставляют несколько температурных режимов обработки.

Термическая обработка латуней со свинцом

В технологической таблице для марок свинцово содержащих латуней приводятся как показатели температуры плавления металла, так и показатели температуры литья:

  • ЛС59-1В – плавление: 900 градусов по Цельсию, литье: 1030-1080 градусов;
  • ЛС59-1 – плавление: 885-895 (литье: 1030-1080);
  • ЛС60-1 – плавление: 885-900 (литье: 1040-1080);
  • ЛС63-3 – плавление: 885-905 (литье: 1060-1100);
  • ЛС64-2 – плавление: 885-910 (литье: 1060-1100);
  • ЛС74-3 – плавление: 965 (литье: 1120-1160).

Термическая обработка простых латуней

Для простых сплавов указывают только температуру плавления латуни:

  • Л60 – 885-895 градусов по Цельсию;
  • Л63 – 900-910;
  • Л68 – 909-938;
  • Л70 – 915-950;
  • Л80 – 965-1000;
  • Л85 – 990-1025;
  • Л90 – 1025-1045;
  • Л96 – 1055-1070.

Простые латуни – химический состав и применение

Этапы плавильных работ

Подготовка рабочего места является предварительным и важным этапом для эффективного проведения работ плавки латуни в домашних условиях. Поверхность стола, где будет установлена печь, устилают асбестовым листом. Последний выполняет роль теплового барьера. Тут же располагают все необходимые инструменты. На отдельном столе должны быть разложены формы под заливку.

Следующим этапом работ является подготовка металла. Его очищают от грязи, сильных окислов и обезжиривают. Все это уменьшает количество шлака в расплавленной массе. Далее идет процесс измельчения материала. Чем меньше будут фракции, тем быстрее латунь достигнет текучего состояния. Полученные частицы засыпают в тигель и опускают в индукционную печь.

Процесс плавления латуни

После включения нагревательного элемента печи должно пройти определенное время, прежде чем куски металла превратятся в тягучую массу, а затем — в расплавленную жидкость. Нельзя допускать перегрева вещества, иначе произойдет интенсивное испарение цинка, что ухудшит химические показатели после отвердения. Поэтому за процессом постоянно следят, периодически приподнимая крышку печи. Готовый расплав должен иметь яркий желтый цвет, отдающий оранжевым оттенком.

С поверхности расплава снимают окислительную пленку, удаляют шлак, стараясь не перемешивать массу. Щипцами аккуратно берут тигель и переливают жидкий сплав в заранее приготовленные формы. Чтобы избежать образования раковин в застывшей детали, которые возникают при резком падении температуры плавления латуни, и невозможности выхода наружу пузырьков воздуха, формы перед заливкой желательно прогреть при помощи технического фена.

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