Температура и способы плавления латуни

Температура и способы плавления латуни – тема, заслуживающая обширного научного исследования, тем более что название сплава распространяется на различные составы, произведённые на основе меди. Латунь может быть двух- или многокомпонентной, с добавлением никеля, свинца и даже олова, но по металлургической классификации не относится к бронзам. Общие признаки у них, несомненно, имеются, но физические и химические свойства определяются составляющими компонентами.

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

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.

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.

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

В условия промышленного предприятия технология процесса определяется маркой и составом, который необходимо получить на выходе. Для этого на производстве имеется все необходимое – специальное оборудование, с хорошо продуманными мерами противопожарной безопасности, профессионалы, знающие тонкости химического процесса и их обеспечение при работе. Здесь можно варьировать возможности, получая необходимую температуру плавления, автоматически сливать расплавленную массу в специальные емкости и затем использовать по назначению.

В домашних условиях это не так просто, как представляется дилетантам. В подробных инструкциях всегда упоминается, что нужно иметь домашнюю мастерскую, где будут предусмотрены досадные случайности вроде пожара или ожогов, необходимость варьировать температуру, если речь идет о не идентифицированном составе лома. И это не считая затраченного времени и физических усилий. Однако народных умельцев такие мелочи редко останавливают. Они придумали несколько способов плавки.

• Муфельная печь – самый простой способ справиться с латунными сплавами, если она имеется в оборудовании мастерской. Домашнему мастеру нужно только измельчить лом, поместить в нее тигель и выбрать подходящую температуру плавления. Однако такие печи есть не у всех, кто занимается работами по металлу, поскольку стоят они недешево.

• Газовая горелка – более демократичный по стоимости, а значит, и более доступный для приобретения в собственных надобностях инструмент. Но и в этом случае приходится сделать некоторые предварительные действия – надёжно закрепить ее в вертикальном положении и обеспечить соответствующие противопожарные меры.

• Самодельная печь из огнеупорного кирпича, в которой можно использовать индукционные элементы, работающие от электричества. В комплекте с ней придется изготовить тигель, надежный и жароустойчивый, и щипцы, которыми достают его из печи. Разумеется, все это должно обладать повышенной прочностью. Хотя два последних приспособления можно приобрести в специальных магазинах, но домашние умельцы предпочитают собственноручно изготовленные инструменты для плавления, в которых они используют разные варианты страховки.

У каждого из способов обработки сплава в домашних условиях есть свои бесспорные преимущества. Оптимальный, безопасный, не требующий дополнительных манипуляций вариант – это специальная печь, в которой температура доходит до 1000 градусов. Однако существенный недостаток – это высокая стоимость, доступная не каждому, кто работает в домашней мастерской.

Самодельная – более демократична, но потребуются строительные материалы, для возведения, наружной герметичности, дополнительные приспособления для процесса плавления. Газовая горелка – самый дешевый способ, однако и у него есть свои весомые минусы. Для ее использования нужно обладать помещением, в котором предусмотрены все необходимые условия, защитным снаряжением, инструментами для измельчения лом.

Ответ на этот вопрос содержится в используемом оборудовании. С профессиональной печью работать просто – нужно выставить необходимую температуру терморегулятором и поместить тигель внутрь. Преимуществом такого оборудования является высокая температура, которая позволит домашнему мастеру работать и с другими сплавами, бронзами, цветными металлами. Домашняя печь, изготовленная соответствующим образом, – тоже неплохой выход из положения.

Печь для плавки выкладывают из огнеупорного кирпича (лучше использовать марки с повышенной способностью). Ее необходимо надежно закрепить термостойким раствором, и некоторые мастера предпринимают меры, чтобы обезопасить ее от теплового воздействия – обмазывают снаружи специальными составами. Рекомендованное место возведения должно хорошо проветриваться, но при этом надежно укрыто от природных воздействий. Поэтому в мастерской устанавливают достаточно мощную вентиляцию, или размещают ее во дворе под навесом.

Нагревательным элементом служат индукционные трубки из керамики. Мощность источника энергии – не менее 30 КВт, с максимально возможным КПД, изготовление – только из качественных деталей. Дополнительные приспособления – тигель, щипцы с закругленными краями и длинной ручкой, ложку для разливания расплавленного металла лучше купить фабричные. Однако некоторые умельцы предпочитают вместо графитовой емкости делать свой собственный тигель из шамота с дополнительным защитным слоем – это может быть жидкое стекло с добавлением талька или раствор силиката калия.

При интенсивной работе с металлом длительность любого такого приспособления будет небольшой.

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.

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.

Основная опасность, подстерегающая начинающего мастера, – травмирование или ожоги. Поэтому работа в домашней мастерской требует непременного соблюдения техники безопасности.

В любой инструкции можно найти 3 правила, необходимые для проведения плавки без последствий, – вентиляция, защитная одежда, покрытие с термостойкими свойствами на полу или стенах помещения.

1. Одежда выбирается с длинными рукавами и штанинами, непременно из натуральной ткани, плохо поддающаяся возгоранию. Комбинезон из синтетики – не выход, она быстро плавится и может причинить серьезные ожоги. Обувь – высокая, плотная, для лица и глаз лучше взять защитные очки и маску, для рук – рабочие перчатки.
2. Чтобы избежать пожара в случае с попаданием брызг раскаленного металла на пол или стены, используют термостойкие материалы. Самый простой выход – лист асбеста.
3. Вентиляция – обязательный элемент оборудования в закрытом помещении. Токсичные вещества, образующиеся в воздухе при плавлении латуни, могут привести к опасным последствиям – общему отравлению организма. Если средств на нее нет, печь можно установить на открытом воздухе.

Латунь – благодарный, красивый и надежный по свойствам сплав, который используется на протяжении многих столетий. Его переплавка или обновление – отличный способ сделать декоративные изделия, детали сантехники, крепежные элементы. Главное в этом процессе творчества – соблюдение инструкций и техники безопасности.

Все о температуре и способах плавления латуни смотрите в следующем видео.