Температура плавления меди и латуни: Температура плавления латуни, бронзы и основы сплавов – меди + Видео

alexxlab | 02.03.2019 | 0 | Разное

Содержание

Температура плавления латуни, бронзы и основы сплавов – меди + Видео

Температура плавления латуни, бронзы и меди примерно одинаковая. Во всяком случае значения этой характеристики для всех трех данных цветных металлов находятся в одном узком диапазоне температур. Это обусловлено тем, что бронза и латунь являются сплавами меди, свойства которой в значительной степени влияют на их физические характеристики.

1 Расшифровка термина для чистых веществ и металлов

Для твердых кристаллических материалов, к коим относятся и металлы, состоящие из чистого (без примесей) вещества, температурой плавления является такой показатель их нагревания, при котором они переходят в другое состояние – жидкое. Причем при этой же температуре чистые вещества (металлы) и застывают. То есть для них такой показатель нагрева является температурой одновременно и плавления, и кристаллизации. А сами металлы, нагретые до температуры их плавления, могут находиться не только в жидком, но и твердом состоянии. Это зависит от того, продолжить подводить к ним дополнительное тепло или дать начать остывать.

Расшифровка термина для чистых веществ и металлов

Температура плавления

Вообще, по достижении температуры плавления чистое вещество сначала все еще остается твердым. Если продолжить нагрев, то оно станет жидким. Но температура вещества не будет повышаться (меняться) до тех пор, пока оно все полностью не расплавится в рассматриваемой системе (изделии, теле). А когда расплавленное вещество остывает до температуры кристаллизации (плавления), то оно сначала все еще остается жидким. И только если начать дополнительное отведение от него тепла, тогда оно станет переходить в кристаллическое твердое состояние (застывать). Но температура вещества, опять же, не будет меняться (понижаться), пока оно полностью не затвердеет.

2 Особенности расплавления смесей и марок меди

У смесей веществ (в том числе и у различных сплавов металлов) нет температуры плавления/кристаллизации. Они совершают переход из одного состояния в другое (из твердого в жидкое и обратно) в некотором определенном интервале степени своего нагрева, граничные значения диапазона которого имеют соответствующее название. Температуру, при которой смеси веществ и сплавы металлов начинают переходить в жидкую фазу (или полностью затвердевают), называют “точкой солидуса”. Степень нагрева, при котором происходит полное расплавление (или начинается кристаллизация при остывании), называют “точкой ликвидуса”. Но в обиходе чаще говорят: температура солидуса и ликвидуса.

Точно замерить эти температуры как для смесей веществ, так и для сплавов металлов невозможно. Их определяют по специальным расчетным методикам, в которых учитывается точное процентное соотношение в смеси каждого элемента и ряд других параметров.

То есть относительно рассматриваемых металлов можно сделать следующие выводы. Температура плавления есть только у меди. Причем, только у чистой. У всех остальных металлов (латуни, бронзы и различных марок меди) ее нет, а есть температуры солидус и ликвидус. Для латуни и бронзы это так, потому что они являются сплавами меди, в которых в зависимости от марки добавлены различные легирующие добавки (другие металлы или иные вещества) и еще есть какие-то примеси. А производимые металлургической промышленностью для различных нужд марки меди имеют такие характеристики плавления, так как они тоже производятся легированными и с примесями. Чистую медь изготавливать нецелесообразно, и она уступает по своим характеристикам, требуемым для народного и промышленного ее использования, свойствам выпускаемых из нее марок.

Особенности расплавления смесей и марок меди

Температура плавления металлов

Очевидно, что величина температуры ликвидус рассматриваемых металлов будет зависеть от их химического состава. В первую очередь от процентного содержания меди, так как ее в них всегда больше 50 %. И, соответственно, точка ликвидус марок этих металлов будет тем ближе к температуре плавления самой меди, чем ее больше в сплаве. А легирующие металлы или другие вещества и примеси, в зависимости от своего процентного содержания и температуры плавления, будут вносить соответствующую корректировку в сторону понижения либо повышения точки ликвидус у марок меди, бронзы и латуни. Понижать, если своя температура плавления ниже, чем у меди, и повышать, когда выше.

Так, ознакомившись, какие виды и марки бронзы производят, можно самому догадаться, в какую сторону будет отличаться у них точка ликвидус от температуры плавления чистой меди. Сам состав бронзы подскажет его влияние на эту и другие характеристики данного сплава. А ознакомление с составом латуни даст возможность судить об отклонениях ее точки ликвидус от температуры плавления меди. С марками меди то же самое, но влияние легирующих добавок и примесей на их точку ликвидус будет рассмотрено отдельно ниже.

3 Какова температура плавления меди, латуни и бронзы?

Температура плавления чистой меди – 1084,5 °C. А выпускаемые марки меди содержат ничтожно малое по отношению к самому этому металлу количество других веществ. Такое, что даже легирующие элементы, как, например, серебро и никель, наравне с прочими “случайными” веществами, относят в составе марок меди к примесям. Самого этого металла – от 99,93 до 99,99 %. И поэтому точки солидус и ликвидус выпускаемых марок меди очень близки к температуре плавления самого этого металла. Температуры полного расплавления в зависимости от марки: меди – 1083–1084 °C, латуни – 880–1050 °C, а бронзы – 900–1140 °C.

Какова температура плавления меди, латуни и бронзы?

Изделия из меди

Температурные характеристики латуни главным образом зависят от содержания меди и гораздо менее тугоплавкого цинка, являющегося в латунных сплавах основным легирующим элементом. А относительно бронзы следует отметить, что ее так называемые оловянные марки, с легированием оловом, полностью плавятся при температуре 900–950 °C, а не содержащие этот металл, безоловянные – при 950–1140 °C.

4 Можно ли в кустарных условиях расплавить и отлить металлы?

Прям совсем уж в домашних условиях плавить эти металлы, да еще потом и отливать из них какие-то заготовки, а тем более изделия, не получится. Надо будет сначала предварительно соответствующим образом подготовить подходящее помещение, обзавестись необходимым оборудованием и инструментом или смастерить самому что-то из требуемого для плавки и литья оснащения. И, разумеется, желательно поточнее выяснить характеристики сплава, с которым предполагается работать. А именно, его состав и температуру ликвидус.

Можно ли в кустарных условиях расплавить и отлить металлы?

Плавление в домашних условиях

А какие именно необходимо создать условия для работы, подготовить оборудование, оснащение и инструменты, а также технология плавки и литья перечислены и описаны в одной из публикаций сайта. Это статья: “температура и технология плавления в домашних условиях бронзы”. Так как у этого сплава и у марок меди с латунью точки ликвидус близки по своим значениям, а другие свойства, влияющие на процессы плавки и литья, относительно сопоставимы, то и вся технология в кустарных условий для этих металлов идентична. То есть для меди и латуни можно воспользоваться инструкциями-рекомендациями по плавке бронзы из этой статьи.

Теплопроводность сплавов меди. Температура плавления латуни и бронзы

Теплопроводность латуни и бронзы

В таблице приведены значения теплопроводности латуни, бронзы, а также медно-никелевых сплавов (константана, копели, манганина и др.) в зависимости от температуры — в интервале от 4 до 1273 К.

Теплопроводность латуни, бронзы и других сплавов на основе меди при нагревании увеличивается. По данным таблицы, наибольшей теплопроводностью из рассмотренных сплавов при комнатной температуре обладает латунь Л96. Ее теплопроводность при температуре 300 К (27°С) равна 244 Вт/(м·град).

Также к медным сплавам с высокой теплопроводностью можно отнести: латунь ЛС59-1, томпак Л96 и Л90, томпак оловянистый ЛТО90-1, томпак прокатный РТ-90. Кроме того, теплопроводность латуни в основном выше теплопроводности бронзы. Следует отметить, что к бронзам с высокой теплопроводностью относятся: фосфористая, хромистая и бериллиевая бронзы, а также бронза БрА5.

Медным сплавом с наименьшей теплопроводностью является марганцовистая бронза — ее коэффициент теплопроводности при температуре 27°С равен 9,6 Вт/(м·град).

Теплопроводность медных сплавов всегда ниже теплопроводности чистой меди при прочих равных условиях. Кроме того, теплопроводность медно-никелевых сплавов имеет особенно низкое значение. Самым теплопроводным из них при комнатной температуре является мельхиор МНЖМц 30-0,8-1 с теплопроводностью 30 Вт/(м·град). 

Таблица теплопроводности латуни, бронзы и медно-никелевых сплавов
СплавТемпература, КТеплопроводность, Вт/(м·град)
Медно-никелевые сплавы
Бериллиевая медь300111
Константан зарубежного производства4…10…20…40…80…3000,8…3,5…8,8…13…18…23
Константан МНМц40-1,5273…473…573…67321…26…31…37
Копель МНМц43-0,5473…127325…58
Манганин зарубежного производства4…10…40…80…150…3000,5…2…7…13…16…22
Манганин МНМц 3-12273…573 22…36
Мельхиор МНЖМц 30-0,8-130030
Нейзильбер300…400…500…600…70023…31…39…45…49
Латунь
Автоматная латунь UNS C36000300115
Л62300…600…900110…160…200
Л68 латунь деформированная80…150…300…90071…84…110…120
Л80 полутомпак300…600…900110…120…140
Л90273…373…473…573…673…773…873114…126…142…157…175…188…203
Л96 томпак волоченый300…400…500…600…700…800244…245…246…250…255…260
ЛАН59-3-2 латунь алюминиево-никелевая300…600…90084…120…150
ЛМЦ58-2 латунь марганцовистая300…600…90070…100…120
ЛО62-1 оловянистая30099
ЛО70-1 оловянистая300…60092…140
ЛС59-1 латунь отожженая4…10…20…40…80…3003,4…10…19…34…54…120
ЛС59-1В латунь свинцовистая300…600…900110…140…180
ЛТО90-1 томпак оловянистый300…400…500…600…700…800…900124…141…157…174…194…209…222
Бронза
БрА5300…400…500…600…700…800…900105…114…124…133…141…148…153
БрА7300…400…500…600…700…800…90097…105…114…122…129…135…141
БрАЖМЦ10-3-1,5300…600…80059…77…84
БрАЖН10-4-4300…400…50075…87…97
БрАЖН11-6-6300…400…500…600…700…80064…71…77…82…87…94
БрБ2, отожженая при 573К4…10…20…40…802,3…5…11…21…37
БрКд293340
БрКМЦ3-1300…400…500…600…70042…50…55…54…54
БрМЦ-5300…400…500…600…70094…103…112…122…127
БрМЦС8-20300…400…500…600…700…800…90032…37…43…46…49…51…53
БрО10300…400…50048…52…56
БрОС10-10300…400…600…80045…51…61…67
БрОС5-25300…400…500…600…700…800…90058…64…71…77…80…83…85
БрОФ10-1300…400…500…600…700…800…90034…38…43…46…49…51…52
БрОЦ10-2300…400…500…600…700…800…90055…56…63…68…72…75…77
БрОЦ4-3300…400…500…600…700…800…90084…93…101…108…114…120…124
БрОЦ6-6-3300…400…500…600…700…800…90064…71…77…82…87…91…93
БрОЦ8-4300…400…500…600…700…800…90068…77…83…88…93…96…100
Бронза алюминиевая30056
Бронза бериллиевая состаренная20…80…150…30018…65…110…170
Бронза марганцовистая3009,6
Бронза свинцовистая производственная30026
Бронза фосфористая 10%30050
Бронза фосфористая отожженая20…80…150…3006…20…77…190
Бронза хромистая UNS C18200300171

Примечание: Температура в таблице дана в градусах Кельвина!

Температура плавления латуни

Температура плавления латуни рассмотренных марок изменяется в интервале от 865 до 1055 °С. Наиболее легкоплавкой является марганцовистая латунь ЛМц58-2 с температурой плавления 865°С. Также к легкоплавким латуням можно отнести: Л59, Л62, ЛАН59-3-2, ЛКС65-1,5-3 и другие.

Наибольшую температуру плавления имеет латунь Л96 (1055°С). Среди тугоплавких латуней по данным таблицы можно также выделить: латунь Л90, ЛА85-0,5, томпак оловянистый ЛТО90-1.

Температура плавления латуни
Латуньt, °СЛатуньt, °С
Л59885ЛМц55-3-1930
Л62898ЛМц58-2 латунь марганцовистая865
Л63900ЛМцА57-3-1920
Л66905ЛМцЖ52-4-1940
Л68 латунь деформированная909ЛМцОС58-2-2-2900
Л70915ЛМцС58-2-2900
Л75980ЛН56-3890
Л80 полутомпак965ЛН65-5960
Л85990ЛО59-1885
Л901025ЛО60-1885
Л96 томпак волоченый1055ЛО62-1 оловянистая885
ЛА67-2,5995ЛО65-1-2920
ЛА77-2930ЛО70-1 оловянистая890
ЛА85-0,51020ЛО74-3885
ЛАЖ60-1-1904ЛО90-1995
ЛАЖМц66-6-3-2899ЛС59-1900
ЛАН59-3-2 латунь алюминиево-никелевая892ЛС59-1В латунь свинцовистая900
ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5940ЛС60-1900
ЛЖМц59-1-1885ЛС63-3885
ЛК80-3900ЛС64-2910
ЛКС65-1,5-3870ЛС74-3965
ЛКС80-3-3900ЛТО90-1 томпак оловянистый1015

Температура плавления бронзы

Температура плавления бронзы находится в диапазоне от 854 до 1135°С. Наибольшей температурой плавления обладает бронза АЖН11-6-6 — она плавится при температуре 1408 К (1135°С). Температура плавления этой бронзы даже выше, чем температура плавления меди, которая составляет 1084,6°С.

К бронзам с невысокой температурой плавления можно отнести: БрОЦ8-4, БрБ2, БрМЦС8-20, БрСН60-2,5 и подобные.

Температура плавления бронзы
Бронзаt, °СБронзаt, °С
БрА51056БрОС8-12940
БрА71040БрОСН10-2-31000
БрА101040БрОФ10-1934
БрАЖ9-41040БрОФ4-0.251060
БрАЖМЦ10-3-1,51045БрОЦ10-21015
БрАЖН10-4-41084БрОЦ4-31045
БрАЖН11-6-61135БрОЦ6-6-3967
БрАЖС7-1,5-1,51020БрОЦ8-4854
БрАМЦ9-21060БрОЦС3,5-6-5980
БрБ2864БрОЦС4-4-17920
БрБ2,5930БрОЦС4-4-2,5887
БрКМЦ3-1970БрОЦС5-5-5955
БрКН1-31050БрОЦС8-4-31015
БрКС3-41020БрОЦС3-12-51000
БрКЦ4-41000БрОЦСН3-7-5-1990
БрМГ0,31076БрС30975
БрМЦ51007БрСН60-2,5885
БрМЦС8-20885БрСУН7-2950
БрО101020БрХ0,51073
БрОС10-10925БрЦр0,4965
БрОС10-5980Кадмиевая1040
БрОС12-7930Серебряная1082
БрОС5-25899Сплав ХОТ1075

Примечание: температуру плавления и кипения других металлов можно найти в этой таблице.

Источники:

  1. Физические величины. Справочник. Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
  2. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. М.: Атомиздат, 1967 — 474 с.

Температура плавления латуни, особенности плавки сплава, советы

Латунь — это сплав на основе меди и цинка. Из него делают различные детали — болты, шурупы, крепления, детали для электрических инструментов, микросхемы и другие. При необходимости латунь можно переплавить в специальной печи, чтобы изготовить из расплава нужную деталь. Но какая температура плавления латуни? Можно ли ее переплавить в домашних условиях? И о чем нужно помнить металлургу во время работы с этим сплавом? В статье эти вопросы будут рассмотрены.

какая температура плавления латуни

Физические особенности плавки однородных металлов

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

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

Нагрев на химико-физическом уровне

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

удельная теплота плавления латуни

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

Физические особенности плавки многокомпонентных сплавов

Многокомпонентные составы состоят из нескольких элементов. Это налагает ряд особенностей плавления таких материалов:

  1. Многокомпонентные сплавы состоят из нескольких элементов. Вместе они также формируют прочную кристаллическую решетку. По свойствам такой материал идентичен однокомпонентным сплавам, а иногда и может превосходить их. Основные примеры — более высокая прочность, низкий риск коррозии, более высокий срок хранения и так далее.
  2. При нагреве многокомпонентного сплава увеличивается потенциальная энергия отдельных атомов. Но кристаллическая решетка сохраняет свою прочность, поэтому вещество сохраняет первоначальную форму.
  3. При достижении критической температуры нагрева происходит постепенный распад кристаллической решетки. Но так как в состав сплава входят атомы разных категорий, то распад решетки происходит неравномерно (у разных атомов своя температура кипения). На физическом уровне такое вещество будет представлять собой смесь твердых и жидких фрагментов.
  4. Температура, при которой легкоплавкие атомы начинают переходить в жидкую фазу, называют точкой солидуса. Если уменьшить подачу топлива, то легкоплавкие атомы начнут вновь формировать кристаллическую решетку, что приведет к затвердеванию сплава. Для латуни точка солидуса равна 880 градусов по Цельсию (цинк является более легкоплавким материалом).
  5. Температура, при которой все атомы начинают переходить в жидкую фазу, называют точкой ликвидуса вещества. Точка ликвидуса указывает, как сильно нужно нагреть материал, чтобы он полностью расплавился. Динамика здесь стандартная — при уменьшении подачи огня будет происходить постепенная кристаллизация расплавленных атомов. Для латуни точка ликвидуса составляет 950 градусов по Цельсию.

ковка латуни

Плавка сплава

Из предыдущей выкладки можно сделать сложный комплексный вывод о плавке латуни. Главный вывод заключается в том, что латунь не имеет единой температуры выплавки из-за особенностей состава сплава. Температура плавления латуни будет находиться в пределах от 880 до 950 градусов по Цельсию (точки солидуса и ликвидуса). Нагревать металл нужно в несколько этапов — сперва расправляется одни компоненты, потому начинает плавиться основное вещество. Кристаллизация латуни будет также происходить по той же схеме — сперва будут затвердевать более легкоплавкие элементы, а потом — более тугоплавкие.

Некоторые другие особенности плавки латуни:

  • Основным видом латуни являются двухкомпонентные сплавы на основе меди и цинка. Именно для эти сплавов температура плавления латуни будет составлять 880-950 градусов. Однако существуют также и другие марки латуни — кремниевые, многокомпонентные и другие. Для этих сплавов точки солидуса и ликвидуса могут отклоняться от заданных значений (а чем больше содержание легирующих добавок, тем сильнее будет отклонение).
  • Удельная теплота плавления латуни составляет примерно 380 килоджоулей энергии. По факту это значит, что для нагрева 1 килограмма латуни на 1 градус следует сообщить детали энергию, размер которой составляет 380 килоджоулей. Для более серьезного нагрева следует пропорционально увеличить количество сообщаемой энергии. На практике чаще всего расплав латуни обычно осуществляется в электрических печах. Поэтому при подборе нагревателя важна его мощность. По факту он должен составлять не менее 25 киловатт — в противном случае металлургу не получится нагреть сплав до нужной температуры.

плавка цветных металлов

Как плавят латунь на металлургических заводах?

Сплав обычно плавят на металлургических заводах, поскольку там созданы благоприятные условия для переплавки. При заводской плавке материал сохраняет все свои физические свойства — прочность, электропроводность, сохранение формы при деформации и так далее. Технология переплавки латуни на заводе зависит от того, к какой категории латуней относится материал. Двухкомпонентные сплавы (с добавлением цинка) обычно плавят в индукционных печах, которые имеют кварцевое покрытие стен. Такое покрытие минимизирует перегрев печи, а также защищает стенки от деформации и растрескивания.

Двойные латуни расплавляются при относительно невысоких температурах (точка ликвидуса для них находится в районе 910-930 градусов по Цельсию). Поэтому двойные сплавы нет смысла расплавлять в мощных электродуговых печах. Для расплава рекомендуется использовать защитный слой на основе древесного угля. Также рекомендуется введение в расплав небольшого количества криолита (порядка 0,01-0,1%) — это способствует снижению металлических дефектов при выплавке. Вместо древесного угля можно использовать флюс, состоящий из стекла и шпата в пропорции 1 к 1.

Для переплавки двухкомпонентных латуней необходимо сперва выполнить расплав меди, а потом цинка. Чтобы расплавить металл, нужно нагреть его до температуры порядка 1000-1100 градусов. После этого следует добавить цинк и легирующие добавки при их наличии. Обратите внимание, что раскисление латуни производить не нужно, поскольку эту функция прекрасно выполняет цинк.

Сложные не кремнистые латуни

Переплавляют по аналогичному алгоритму. В состав таких сплавов цинк входит в небольших количествах. Поэтому такой металл нужно раскислить, чтобы сохранить его все полезные физические свойства. Для раскисления подходит фосфор, хотя можно использовать и другие раскислители. При расплавлении в сложной латуни часто образуются крупные мусорные фракции — чтобы избавиться от них, следует выполнить рафинирование марганцем или фильтрацию.

плавление латуни газовой горелкой

Сложные кремнистые латуни

Имеют сложную динамику кристаллизации, что объясняется наличием в составе сплава кремния и алюминиевых присадок. Из-за наличия этих компонентов у сплава повышается склонность к поглощению атмосферного водорода при высоких температурах (более 1000 градусов).

При нагреве сплава до температуры выше 1100 градусов могут происходить порционные выделения растворенного углерода, что может приводит к образованию «волдырей» на сплаве после его застывания. Поэтому к переплавке кремнистых сталей подойти ответственно. Чтобы избежать выделения растворенного углерода, следует вести переплавку в кислой среде. Хорошо подойдет насыщение воздуха кислотным флюсом на основе карбоната натрия, фторида кальция и оксида кремния. Важно следить за температурой нагрева, поскольку защитные свойства газового окислителя заметно снижаются при достижении температуры 1100 градусов.

После расплавления всех компонентов в защитной среде необходимо выполнить обязательную проверку металла по всем основным показателям (излом, насыщенность, наличие загрязняющих компонентов и так далее).

Можно ли расплавить латунь в домашних условиях?

Сплав в домашних условиях плавить не рекомендуется.

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).

температура плавления латуни в домашних условиях

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.

металлургический комбинат

Заключение

Подведем итоги. Латунь — это сплав на основе меди и цинка, в состав которого иногда входят легирующие добавки (хром, алюминий, кремний и другие). Температура плавления стандартного латунного сплава составляет 880-950 градусов. Некоторые марки латуни имеют более высокую температуру расплавления (до 1000 градусов), что связано с особенностями их состава. Расплавку латунного сплава рекомендуется делать на заводе в специальных печах. Теоретически расплав можно сделать и в домашних условиях, однако это чревато различными проблемами (низкое качество выплавки, растрескивание, отравление газообразными цинковыми оксидами).

Используемая литература и источники:

  • Скрышевский А. Ф. Структурный анализ жидкостей и аморфных тел. — 2-е изд., перераб. и доп.. — М.: Высшая школа, 1980.
  • Джуа М. «История химии», перевод с итальянского Г. В. Быкова под редакцией С. А. Погодина. — Москва: Мир. Редакция литературы по химии, 1975.
  • Статья на Википедии

ТЕМПЕРАТУРА ПЛАВЛЕНИЯ ЛАТУНИ [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.

Сталеварня дома

 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.


Температура плавления бронзы, меди, латуни


Если вас хоть раз волновал вопрос о температуре плавления бронзы, то данная статья именно для вас. Некоторые исторические данные дают право полагать, что первобытные люди имели в обиходе медь, но она была в самородках, которые иногда могли быть внушительных размеров.

Что такое медь?

Название «медь» (на латыни «Cuprum») происходит от названия острова Кипр, на котором и добывали этот металл древние греки. Ввиду того, что медь имеет не слишком высокую температуру плавления, медную руду или сами самородки в древности плавили на костре. А медь использовали в оружейном деле, а также для изготовления разных предметов обихода. По наличию и распространению в земной толще медь находится на 23 месте относительно иных элементов, однако люди начали применять ее еще в древние времена. Как правило, в природе медь встречается в соединениях сульфидных руд, самыми популярными из которых считаются медный колчедан и медный блеск.

Способы получения меди

Технологии для получения меди существуют разные. Но каждая отдельная технология имеет не один этап. Медь получают из руды. Как сказано выше, температура плавления меди давала возможность даже древним людям справляться с ее обработкой. Само примечательное то, что уже в древности люди сумели выработать способ получения и дальнейшего применения как чистой меди, так и сплавов.

Процесс плавления – это изменение состояния металла от твердого к жидкому. Именно для этого и использовали костер, а благодаря низкой температуре плавления можно было проделать эту процедуру без особых сложностей. Для получения сплавов в расплавленную медь добавляли олово. Его можно было получить, восстановив из специальной оловосодержащей руды (касситерит). Такой сплав получил название бронза, которая намного прочнее меди. Бронзу также использовали в древности для изготовления оружия.

А также можно было добыть из медной руды при помощи плавления более чистый металл. Все знают, что каждый металл имеет свою температуру плавления, которая в свою очередь зависит от того, какое количество примесей присутствует в руде. Например, медь, у которой температура плавления равняется 1083 °С, при смешивании с оловом образует новый материал – бронзу. А температура плавления бронзы составляет 930-1140°С, а разная температура потому, что зависит от того, сколько в ней содержится олова. Ну а если вам интересно узнать подробнее, например, какой имеет бронза цвет или какой имеет бронза состав, то эту информацию также можно найти в интернете.

Латунь

Например, латунь – это сплав цинка и меди с температурой плавления 900-1050°С. Когда металл нагревается и плавится, то кристаллические решетки начинают разрушаться. При процессе плавления температура метала постепенно повышается, а далее с определенной отметки становится постоянной, однако нагрев остается таким же. Вот в момент, когда температура останавливается на определенном значении, начинается процесс плавления. И в момент плавления металла температура остается на одном и том же значении, но когда металл полностью расплавлен, температура снова будет увеличиваться.

Такой процесс происходит относительно любого металла. Ну а в процессе охлаждения идет обратный процесс, а именно: сперва температура падает до того момента, пока металл не начнет затвердевать, а уже далее остается постоянной. Когда металл полностью затвердеет, температура снова начинает снижаться. Так ведут себя все металлы, изображая этот процесс графически, он будет иметь вид диаграммы с фазами, на которой четко будет видно состояние вещества на определенно температурной отметке.

Многие ученые пользуются такими фазовыми диаграммами в качестве главного инструмента для исследования процессов, происходящих с металлами при плавлении. Например, если уже расплавленный металл продолжать нагревать, то при достижении определенной температуре масса начнет кипеть. Например, медь кипит при температуре 2560 °С. Относительно металлов такой процесс также назвали кипением, поскольку по аналогии кипящей жидкости на его поверхности появляются пузыри газа.

Видео: Плавка меди в графитовом тигле

Температура плавления латуни: таблица для легированных сплавов

Температура плавления латуни: верхний и нижний предел + таблица температур для различных марок латуни по ГОСТу + 3 типа классификации латуни + 5 важных свойств металла + разбор влияния легирующих добавок + применение латуни по 6 типам проката + методика плавки латуни в домашних условиях.температура плавления латуни

Говоря о популярности сплавов цветных металлов, латунь по праву занимает лидирующие позиции уже не первый год. История производства материала уходит корнями в древний Рим, но патент и первые промышленные потуги датируются только в конце 1800 годов.

В сегодняшней статье мы расскажем какова температура плавления латуни, можно ли производить сплав дома, и каков он из себя вообще.

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.

6 шагов, как отличить медь от латуни в домашних условиях

1) Классификация латуни + 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
КомпетентностьДвухкомпонентныеВ 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.
МногокомпонентныеПомимо двух базовых компонентов – медь + цинк, в состав включены вспомогательные примеси, при чем, добавляться могут даже неметаллы.
ОбработкаДеформируемыеРазновидности сплавов латуни, которые можно деформировать механическим воздействием в холодном состоянии вещества. Форма выпуска материала – листовой и прутковый.
ЛитейныеСплавы 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 цинкаТомпакВысококачественный 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.
ЖелтаяДолевое содержание цинка находится в пределах 22%-35%. Материал все еще крайне пластичен.
ТехническаяЗдесь 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.

2) Свойства латуни + 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?
ОловоЗначительно увеличивает сопротивление коррозии в соленой воде. Благодаря такому свойству, латунь с большим долевым содержанием олова часто называют «морской» – про области применения материала.
МарганецЕще 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).
НикельУвеличение прочности и противостояния коррозии в различных агрессивных средах.
КремнийИспользуется 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.
СвинецРаботает в две стороны. Из минусов – снижение механических свойств латуни. Из плюсов – упрощение в обработке резаками, из-за чего сплав часто называют автоматным.
АлюминийПонижение 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.


dvojnye-deformiruemye-latunidvojnye-deformiruemye-latuni

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).

mnogokomponentnye-deformiruemye-latunimnogokomponentnye-deformiruemye-latuni

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.


litejnye-latunilitejnye-latuni

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.

juvelirnye-splavyjuvelirnye-splavy

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.

Применение по типу проката


Тип прокатаВидОписание + применение
Прутtip-prokata-pruttip-prokata-prutПрямоугольное длинномерное изделие из сплава, служащее промежуточной заготовкой для производства других деталей. Сечение прутков может быть любое – овальное, квадратное, прямоугольное или даже треугольное.
Плиткаtip-prokata-plitkatip-prokata-plitkaПолуфабрикат из сплава латуни плоского типа, сечение которого по высоте не больше 3 сантиметров. Изготовление латунной плитки происходит посредством проката + литья. Основная область применения материала – декорирование отделки зданий.
Проволокаtip-prokata-provolokatip-prokata-provolokaПрофиль вытянутого типа с небольшим диаметром по сечению. Имеет широкую область применения – авиастроение, судостроение, приборостроение, как основа для сварки и даже в обувной промышленности.
Трубаtip-prokata-trubatip-prokata-trubaТрубопроводные изделия из высококачественной латуни 0 дорогое удовольствие, но спрос на товар в быту среди богатеньких потребителей все же имеется. Базовые физические свойства латунных труб –пластичность и повышенное противостояние к коррозии.
Кругtip-prokata-krugtip-prokata-krugПо сути, — это те же прутки, но только с большим диаметром в сечении, имеющий только круглую плоскость на срезе. Область применения – автомобильное и судовое строение, основа для механизмов высокоточных приборов и станочные детали.
Листtip-prokata-listtip-prokata-listПодобие плитки, но с меньшим значением толщины. Материал обладает высокими показателями стойкости к коррозии, прочности и противостояние кислотам/морской воде. Области применения – электроэнергетика, автомобилестроение, полиграфия и прочие направления промышленности/быта.

Латунь присуща везде, пусть и не в большом количестве (в отличие от той же стали). Если хотите больше узнать о классификациях, типизациях и маркировках латунных сплавов, советуем изучить ГОСТ 1019-47. Далее нами будут рассмотрены тепловые характеристики латуни и ее наиболее распространенных сплавов.

Латунь: температура плавления + плавка материала в домашних условиях


Единственный способ добычи латуни – плавка. В зависимости от химического состава сплава, определяется температурный режим, при котором достигается точка плавкости материала. Параметры текучести, плавкости и теплопроводимости будут описаны далее.

1) Какова температура плавления латуни: точное значение + таблицы

Латунь – сплав на основе меди. Тепловая проводимость в процессе нагрева постепенно увеличивается. При комнатной температуре, максимальный показатель наблюдается у марки латуни Л96. При 27 градусах Цельсия, теплопроводимость металла составляет 245 Вт/(м*град.).

opredelenie-temperatury-plavlenija-latuniopredelenie-temperatury-plavlenija-latuni

Таблица выше предоставляет исчерпывающую информацию теплопроводимости в отношении популярных марок латуни. Первый столбец отвечает за маркировку, второй – температурное значение в Кельвинах, а третий – показатель теплопроводимости в Вт/(м*град.).


informaciz-o-teploprovodimostiinformaciz-o-teploprovodimosti

Высокая вариативность наблюдается и в отношении показателя плавления металлического сплава. По ГОСТам, температура плавления латуни изменяется в пределах 865-1055 градусов Цельсия. Столь значительный разброс обусловлен обилием легирующих добавок в многокомпонентных марках материала.

По краевым значениям выделим несколько марок:

  • ЛМц58-2 – марганцовистая латунь имеет минимальный показатель по температуре плавления в 865 градусов;
  • Л96 – томпак волоченый считается самым тугоплавким и всех марок латуни по ГОСТам. Его температура плавления составляет пиковые 1055 градусов Цельсия.

К другим легкоплавким латуням относят 59, Л62, ЛАН59-3-2, ЛКС65-1,5-3 и прочие, а к тугоплавким — Л90, ЛА85-0,5 и томпак оловянистый ЛТО90-1.

2) Как плавить латунь в домашних условиях?


В отличие от олова и свинца, который можно успешно расплавить в металлической емкости на обычной горелке или печке, для работы с латунью потребуется использование специализированного оборудования, а точнее печи для плавки.

Особенности технологии и виды наплавки металла

А) Какие инструменты понадобятся?

Первостепенный инструмент к покупке – специализированная индукционная печь. Для плавки латуни будет достаточно пикового значения в 1 300 градусов Цельсия. Использование более мощного оборудования нежелательно, ибо может привести к выгоранию цинка в составе сплава. Детальная модель устройства описана на рисунке ниже.

uzel-indukcionnoj-pechiuzel-indukcionnoj-pechi

Печь либо покупается, либо делается собственноручно. Если выбрали второй вариант, то горн собираем из огнеупорного кирпича и глины. Стягиваем это все металлом и сверху организовываем огнеупорную крышку. Внутри – электроспираль прикрепленная по периметру конструкции на керамические трубки, а тигель (куда производится закладка металла) из графита или шамотного кирпича. Спираль печи можно делать также собственноручно. Расчёт идет на 20 000 Ватт, потому, в качестве сырья используется нихромовая нить с высоким запасом термоустойчивости.

Дополнительное оборудование для плавки латуни дома:

Часть инструментов приобретается, а часть находится дома. Если в процессе плавки используется новый тигель, его предварительно требуется закалить. Для этого нагреваем печь до температуры в 100 градусов и помещаем туда плавильную емкость. Оставляем так на 18-25 минут, а после даем остыть естественным путем.

Б) Подготовка + процесс плавки латуни

В качестве исходных материалов используется медь + цинк, либо лом – второй вариант в приоритете. При потребности производства многокомпонентного сплава, потребуется позаботиться о легирующих добавках – олово, свинец, марганец, алюминий и прочие металлы.

Как подготовить вторсырье к плавке:

  • чистка от мусора с поверхности, что актуально для вторичного сырья;
  • промыть металл с мылом под водой- удаляем масляные пятна и прочие места с загрязнениями;
  • при наличии на поверхности лома латуни лака, его снимают специальным химическим составом. Например – разбавитель лака. Делать это рекомендуется в помещении с хорошей вентиляцией.

Подготовки требует и помещение для плавки латуни – минимальное количество легковоспламеняющихся объектов + качественная вентиляционная система. Идеальный вариант – вынести печь на улицу под навес и расположить вдали от хозпостроек. Беспрепятственный доступ кислорода позволяет эффективнее производить плавку металла, и снижает риск получения ожогов.

Алгоритм плавки латуни:

  1. Нагрев форм внутри печки до 100 градусов по Цельсию. То, что нужно закалить и ложку с ёмкостью для плавки мы уже оговаривали. Для форм процедура требуется с целью удаления влаги, которая может спровоцировать разбрызгивание расплавленной латуни.
  2. Укладываем латунь в тигель.
  3. Доводим температуру внутри печи до половины от точки плавления – 440-500 градусов Цельсия.
  4. Ставим тигель внутрь печи и увеличиваем температурный режим до предельного в 900-980 градусов. Для каждого из типов латуни обязан соблюдаться собственный режим плавления, потому, узнать о легирующих добавках лома необходимо заранее. Можно повысить температуру за пределы точки плавления, но это несет опасность окисления сплава, что способно испортить сырье.
  5. После расплавления латуни, с поверхности ложкой снимаем слой окисления. Мешать сплав запрещено. Действуйте аккуратно + избегайте пузырьков воздуха, которые могут повлиять на итоговое качество латуни в форме.
  6. Готовый сплав вытаскиваем из печи (щипцами за тигель) и заливаем в форму. Повторяем алгоритм необходимое количество раз.

При плавке латуни не рекомендуется использовать тигель из-под других цветных металлов – это снизит качество итогового сплава латуни + повлияет на ее физические/химические свойства.

Описание процесса производства латуни в домашних условиях:

В) Техника безопасности при плавке латуни в домашних условиях

Расплавление латуни или создание сплава с нуля – трудоемкий и опасный процесс, которым не советуется заниматься личностям без опыта в металлургийной промышленности. Новичкам советуется начинать путь освоения ниши с небольших порций плавления, постепенно увеличивая объемы до требуемых.

Требования по технике безопасности:

  • рабочее место с вентиляцией. Можно на улице под навесом;
  • вблизи печи не должны находиться легковоспламеняющиеся предметы, газовые баллоны или взрывоопасные жидкости;
  • рядом с рабочим местом обязан находится огнетушитель и ведро с водой. Второе потребуется для снижения болевых ощущений во время получения ожогов от расплавленной латуни;
  • уплотнённая одежда из хлопчатобумажной ткани, а обувь из натуральной кожи с большим параметром уплотнения;
  • для легких – респиратор, для глаз – защитные очки;
  • в месте работы должны отсутствовать провода и прочие мелочи, за которые человек может зацепиться ногами;
  • избегайте брызг при заливке латуни в формы.

То, что в месте производства обязана располагаться аптечка – не обсуждается. Хоть температура плавления латуни в промышленном масштабе считается маленькой, одной тысячи градусов вполне хватит, чтобы изничтожить огнем все и вся в радиусе 10-30 метров. Соблюдайте технику безопасности, и плавка цветных металлов станет для вас не рисковым делом, а рядовым явлением с качественным результатом. Удачи!

Температура плавления латуни и плавка в домашних условиях

Как плавится латуньВ самом базовом смысле латунь — это сплав, главным компонентом которого выступает медь. В качестве дополнительных могут выступать такие металлы, как цинк, олово (его должно быть не слишком много, чтобы сплав не стало возможным называть бронзой), в гораздо меньшей степени марганец, свинец и даже железо. В древности этот сплав часто называли орихалком, в переводе — «златомедью». К бронзам, однако, сплав по классификации не относится, так как если сравнить температуру плавления латуни и бронзы, у второй она будет гораздо выше.

Как и бронза, латунь имеет довольно широкое применение в разных областях. Её используют в основном в автомобилестроении при изготовлении некоторых болтов и других деталей, для изготовления памятных знаков и наград, труб, гильз химической аппаратуры. Очень часто используется при создании предметов интерьера или отдельных элементов мебели.

Характеристики латуни

Как плавить латуньИзготовление изделий из этого сплава достигается преимущественно посредством литья. Поэтому очень важно знать, при какой температуре плавится латунь. Это сильно зависит от её химического состава, а конкретнее — от содержания в ней цинка, ведь чем больше этого металла, тем меньше требуется тепла для его расплавления. Если в латуни содержится значительное количество примесей висмута или свинца, это очень негативно влияет на её растекаемость, усложняя обработку изделий. Поэтому температура её плавления колеблется в пределах 880−950 градусов Цельсия.

Очень важно при изготовлении изделий из латуни покрывать их защитным слоем. Для этого можно использовать обычный лак. Несмотря на свою стойкость к коррозии, она очень подвержена процессам окисления на открытом воздухе. Многие незащищённые детали или предметы интерьера необходимо регулярно чистить, чтобы они не потемнели. Но сделать это легко, ведь латунь очень хорошо полируется.

Технические показатели сплава

Кроме температуры плавления, у латуни есть ещё несколько важных характеристик, благодаря которым она находит такое широкое применение в различных областях. Вот некоторые из них:

  • Удельное электрическое сопротивление — в пределах 0,07−0,08 микроом на метр.
  • Плотность — около 8,3−8,7 тонн на кубометр.
  • Теплоёмкость — 0,377 килоджоулей на килограмм-Кельвин.

В зависимости от состава, латунь бывает:

  • Двойной — сплав только с содержанием меди и цинка.
  • Многокомпонентной — содержащей большое количество других металлов и примесей.

Марки латуни и области применения

Применение латуниОт состава зависит марка латуни и область её применения. Например, томпак, принадлежащий к классу деформируемых латуней, в котором содержится больше 95% меди, может легко соединяться со сталью, образуя с ней биметалл. Используется такое соединение в изготовлении знаков отличия и различных предметов искусства и интерьера — статуэток, рамок, подсвечников.

Латуни марки ЛО используются для изготовления конденсаторных трубок, применяемых в разной теплотехнической аппаратуре, например, газовых котлах, автоклавах, сильфонах.

Марка ЛС используется при создании деталей часовых механизмов, переходных и соединительных втулок. Из неё также изготавливают полиграфические матрицы.

ЛМц — содержится в старых советских монетах номиналом до 5 копеек, арматуре, гайках и болтах, а её подвид с приставкой «А» — в деталях речных и морских судов.

Латунь, имеющая маркировку ЛА или ЛЖМ (и её подвиды), также используется для постройки морских судов и самолётов, различных электрических машин и подшипников. Очень распространена в деталях для различной химической техники.

Плавка в домашних условиях

Сплав имеет довольно низкую по сравнению с другими металлами температуру расплавления, а потому возможна его обработка, изготовление и ремонт изделий даже дома. Для этого необходимо собрать специальное оборудование и иметь большую рабочую область, позволяющую соблюдать все меры безопасности, требующиеся при работе с раскалённым или расплавленным металлом.

Необходимые инструменты

Как плавится латуньДля плавки латуни в домашних условиях нужна печь. Собрать её можно из кирпича, обладающего достаточной огнеупорностью, соединив его таким же термостойким раствором. В качестве нагревательного элемента лучше всего использовать индукционные нагревательные элементы. Это керамические трубки, на которые намотана проволока из нихрома. Они могут разогреваться до больших температур (1000 градусов по Цельсию и больше) и пригодятся для работы с другими, более тугоплавкими металлами и сплавами.

Минимально требуемая мощность источника электричества, которое будет подаваться на нагрев должна быть около 25−30 киловатт. Он должен быть собран из достаточно качественных электротехнических деталей и иметь высокий показатель КПД.

Тигель — ёмкость, где будет, собственно, плавиться металл, можно изготовить из шамота — выпаленной до спекания глины. Для дополнительной жаропрочности и надёжности можно обмазать его раствором силиката калия, или просто «жидким стеклом» с примесью талька. Такой тигель прослужит намного дольше и выдержит большее количество расплавлений. Есть также и тигли, выполненные из графита, но они сильно уступают глиняным по надёжности. Для операций с тиглем необходимо изготовить или приобрести щипцы. Они должны обладать довольно длинными ручками и иметь закруглённые губки.

Описание процесса

При какой температуре плавится латуньВ тигель помещается сплав, желательно в виде кусков. Чем мельче они будут, тем легче пойдёт процесс расплавления, так как тепло от нагревательных элементов будет быстрее распределяться между ними. Тигель, при помощи щипцов, помещается в печь, и только после этого начинается её разогрев. Вынимать его из печи можно только после того, как весь объём помещённого в него металла переходит в полностью жидкую форму. Это операция производится с помощью тех же щипцов. Если на поверхности расплавленной латуни образовалась плёнка, её следует с помощью предварительно подготовленной проволоки убрать.

Для изготовления литых изделий из сплава следует использовать специальные формы, вырезанные из дерева или распечатанные на 3D-принтере из материала, более жаропрочного, чем жидкая латунь. Деревянные формы в большинстве своём одноразовые. Алгоритм действий прост: вынимаем тигль, снимаем плёнку, заливаем и ждём полного остывания.

Техника безопасности

Для проведения всех операций с металлами, разогреваемыми до очень высоких температур необходимо заботиться о своей безопасности и минимизации влияния процесса на здоровье. Следует помнить, из каких металлов состоит латунь, при какой температуре плавится конкретный образец и каким образом она достигается. Вот несколько советов:

  1. Как в домашних условиях плавить латуньИспользуйте защитные перчатки, одежду из материалов, плохо поддающихся горению — шерсти, хлопка и других. Не стоит использовать одежду из синтетики, она может очень быстро загореться.
  2. Позаботьтесь о защите глаз и лица с помощью очков и масок, так как случайная капля расплавленного металла может стоить вам зрения или причинить серьёзный ожог коже лица.
  3. Литьё необходимо выполнять в месте с достаточной вентиляцией, так как в его процессе выделяются вещества, которые, приобретая достаточную концентрацию, могут нанести большой вред вашему здоровью.
  4. Для того чтобы свести к минимуму риски поджога или случайного воспламенения близлежащих предметов, можно застелить поверхность, на которой будет располагаться печь асбестовым листом. Опять же, не забывайте при этом о хорошей вентиляции.

Следуя таким правилам, вы сможете безопасно и эффективно выполнять действия с раскалёнными или расплавленными металлами, не опасаясь причинения вреда себе и окружающим.

Пайка меди и латуни в ювелирной студии

Медь и латунь – забавные материалы, с которыми можно работать в ювелирной студии. Они красивы сами по себе и идеально подходят для изучения новых техник. Но при пайке этих металлов возникают уникальные проблемы с точки зрения дизайна и технического исполнения. Узнайте больше у координатора нашей студии Эрики Стайс.

Пайка меди и латуни может быть сложной задачей, но здесь, в нашей студии для сотрудников, мы используем недрагоценный металл для многих проектов.Все наши классы для начинающих начинаются с этих двух металлов для изготовления деталей из смешанных металлов. Мы используем их для изготовления сережек, кулонов и особенно манжет. Вы не можете найти металл, который покрывается патиной так же хорошо, как медь, или металл, который полируется так же легко, как латунь. Цветные металлы недороги и не так опасны, пока вы изучаете новые методы и инструменты.

Пайка недрагоценных металлов сильно отличается от пайки стерлинговым серебром или золотом. Поскольку медь является более сложным основным металлом, после успешной пайки с медью переход на чистое серебро становится легким переходом.

Понимание ваших материалов

  • Пластичный = растяжение (если металл пластичный, его можно протягивать через вытяжную пластину без разрушения)
  • Податливый = сжатый (если металл податлив, вы можете ударить по нему молотком или прокатить через прокатный стан)

Медь

Медное цветочное кольцо

Обожаю работать с медью! Он мягкий и податливый, легко покрывается патиной и улучшается с возрастом.Назовите меня наивным, но я подумал, что, поскольку он находится в Периодической таблице, он будет добываться в естественном состоянии. Но знаете ли вы, что в этой форме на самом деле содержится очень мало чистой меди? Вместо этого медь обычно содержится в рудах.

Для удаления меди из этих различных типов руд требуется множество шагов. Каждый шаг очень важен, потому что он отделяет нежелательные материалы, тем самым улучшая чистоту меди. Этапы процесса извлечения меди увлекательны, но при этом образуются опасные отходы, вредные для окружающей среды.К счастью, в Соединенных Штатах мы перерабатываем более половины используемой меди, и этот процент растет.

Если вы ищете забавный дизайн для практики, попробуйте этот пошаговый проект медного цветочного кольца.

Латунь

Металлическая латунь – это, в основном, сочетание меди и цинка. Она пластична и податлива, как чистая медь. Существует более 60 различных типов латунных сплавов, но два самых популярных типа для ювелиров – это желтая латунь (67% меди, 33% цинка) и красная латунь (84% меди, 15% цинка, 0% железа.05%, свинец 0,05%).

Планирование вашего дизайна

Теперь, когда вы понимаете, с какими материалами вы работаете, следующим этапом будет планирование вашего дизайна. Когда я планирую дизайн своих украшений, я помню, что использую серебряный, а не медный припой. На это есть причины. Медный припой очень хрупкий, поэтому он часто ломается при текстурировании или перемещении детали после ее пайки. Другая причина в том, что это не точное совпадение цвета после того, как он припаян к детали.Но основная причина, по которой я решил не использовать его, заключается в том, что для медного припоя существует только одна температура потока. Нет доступных мягких, средних или твердых медных припоев, что затрудняет создание многоступенчатых припоев. Я предпочитаю работать с ювелирным припоем и просто планирую видимые стыки, которые получатся.

Вы можете решить проблему соединения разных цветов в ваших проектах множеством способов.

  1. Внесите пайку в свой дизайн.Например, добавьте серебряные украшения, чтобы серебристый цвет стал частью украшения.
  2. Скройте соединения, обернув их проволокой.
  3. Припаяйте детали в поту так, чтобы припой был под ними и был скрыт от глаз.
  4. Покройте всю деталь однородной металлической отделкой, как только она будет полностью изготовлена.
  5. Патина на деталь (серебряный припой не патинирует так же хорошо, как медь, поэтому я сначала окунаю всю деталь, а затем использую печень серы, нанесенную кистью на само соединение).
Медный браслет с проволочной обмоткой

Подготовка меди и латуни

Медный кулон в виде слона

Подготовка металлов перед пайкой ювелирных изделий имеет решающее значение. Игнорирование только этого шага действительно может стать разницей между успехом и неудачей при попытке пайки. Первое, что вам нужно сделать, это проверить свое соединение.Эти две части (или концы) должны идеально подходить друг к другу. Если их трудно увидеть, поднесите их к источнику света и посмотрите, не просвечивает ли какой-либо свет через соединение. Если это так, используйте наждачную бумагу, напильники, пильное полотно или что-то еще, что подойдет, пока соединение не станет плотным.

Теперь, когда вы завершили первую часть подготовительной работы, вы можете перейти ко второму шагу, который заключается в очистке вашей детали. Недрагоценные металлы – это грязные материалы, и вся эта грязь, сажа и масло должны быть удалены, чтобы они не мешали припою.Возьмите наждачную бумагу с зернистостью 600 или 800 и потрите ею стыки, по которым будет течь припой. Когда вы закончите, не трогайте его в том месте, где вы его шлифовали, иначе вы снова загрязните его, и вам придется снова шлифовать.

Теперь можно готовиться к пайке.

Пайка меди и латуни

Припой

Паять медь может быть сложно. Он плавится при температуре 1983 градусов по Фаренгейту, что очень много по сравнению с другими металлами! Для сравнения: золото 14 карат плавится при 1615 градусах по Фаренгейту, стерлинговое серебро – при 1640 градусах по Фаренгейту, латунь – при 1650-1724 градусах по Фаренгейту, а чистое серебро – при 1761 градусах F.Добавьте 222 градуса по Фаренгейту к последней температуре, и вы наконец расплавите медь. Это много тепла, и некоторые факелы просто не могут его растопить. Но что, если ваша цель – просто припаять? Отличный вопрос.

Совет: Пламя не плавит припой, а металл.

Это означает, что сколько бы вы ни держали пламя над припоем, оно просто не будет течь. Припой не растечется по холодному металлу. Вы всегда должны сосредоточиться на нагревании металла, и когда он станет достаточно горячим, припой потечет.Итак, как видите, действительно важно, чтобы металл был достаточно горячим, чтобы достичь температуры точки текучести припоя. Мы используем серебряный припой, когда работаем с медью и латунью, поэтому это наша справочная таблица, когда нам нужно увидеть температуру потока:

Количество цинка в металле снижает температуру плавления, поэтому латунь плавится при более низкой температуре, чем чистая медь. Как вы можете видеть на диаграмме выше, вы можете использовать любой серебряный припой на меди или латунном металле, но точки потока припоя различаются у разных поставщиков, поэтому всегда проверяйте точки потока припоев, которые вы выбираете.

Наконечники и пламя для фонарей

Медь окисляется очень быстро, поэтому вам нужно попасть туда и нагреть ее как можно быстрее, пока она не станет слишком грязной. В этом поможет Flux, а паста Handy Flux отлично работает с медью и латунью. Тем не менее, флюс может расплавиться быстрее, чем успевает растечь припой, поэтому тщательно выбирайте наконечник горелки, потому что тепло будет вашим другом номер один при пайке металлов. Складная латунная манжета с CZ

Примечание. Здесь мы используем резак Smith, подключенный к баллонам с воздухом / ацетиленом .У нас есть три факела на все, что мы здесь делаем, и это идеальное число для нас. Маленький наконечник используется для небольших паяных соединений (перемычек, штырей для серег), средний наконечник используется для большинства деталей для пайки (колец, подвески), а большой наконечник используется для больших работ (манжеты, отжиг, ). и плавка).

Советы по устранению неисправностей при пайке латуни и меди:

Припой не течет:

  • Металл мог быть слишком грязным / окисленным
  • Наконечник горелки слишком мал для необходимого тепла
  • Неправильное топливо для работы
  • Неверный флюс / флюс не используется

Недостаточно тепла:

  • Используйте наконечник резака большего размера
  • Создайте замкнутое пространство для пайки с помощью огневых или паяльных кирпичей
  • Припой к угольному блоку (угольные блоки отражают тепло, которое значительно нагревает вашу деталь)

Латунь при травлении становится розовой (цинк выгорел, поэтому на поверхности осталась только медь)

  • Используйте наждачную бумагу или 3-метровые диски с радиальной щетиной на вращающемся инструменте, чтобы удалить
  • Поместите украшение в емкость, наполненную рассолом и небольшим количеством перекиси водорода.Удалите его, когда он будет чистым (не оставляйте его в смеси!)

Серебряные соединения припоя выделяются из-за разницы в цвете:

  • Пластина! Поместите украшения в рассол, добавьте кусок стали, дайте медной пластине соединиться припоем, удалите украшения и сталь из рассола. Вы не сможете повторно использовать рассол после нанесения меднения.
  • Окислить украшение
  • Дополнительные идеи см. В разделе «Планирование дизайна» выше
  • .

Научитесь паять


Вот еще отличные паяльные изделия:

5 шагов для начала пайки серебром

3 наконечника для пайки ювелирных изделий

Типы серебряных припоев, используемых в ювелирных изделиях

Пайка ювелирных изделий 101: Огонь и травление

Halstead – один из ведущих дистрибьюторов качественных ювелирных изделий в Северной Америке.В этом году компании исполняется 46 лет. Halstead специализируется на оптовых продажах фурнитуры, цепочек и металлов для художников-ювелиров.

Есть вопросы? Напишите нашему координатору студии Эрике Стайс по адресу [email protected] Мы хотели бы услышать от вас. К сожалению, поддержка студии недоступна по телефону. Только электронные письма, пожалуйста.

Артикул:

http://www.madehow.com/Volume-4/Copper.html: Как производятся продукты подробно объясняет весь процесс извлечения меди.Это отличное чтение!

,

Сантехника: TechCorner – Объяснение пайки и пайки

В течение многих лет двумя наиболее распространенными методами соединения медных трубок и фитингов были пайка и пайка. Эти проверенные временем методы во многом схожи, но есть также несколько отличий, которые их отличают. В этой статье объясняются сходства и подчеркиваются различия между двумя процессами соединения, чтобы помочь определить, какой метод соединения наиболее желателен.

Обзор

Наиболее распространенный метод соединения медных труб – это использование фитингов из меди или медных сплавов, в которые вставляются секции трубки и закрепляются с помощью присадочного металла с использованием процесса пайки или пайки. Этот тип соединения известен как капиллярное соединение или соединение внахлест, поскольку гнездо фитинга перекрывает конец трубки, и между трубкой и фитингом образуется пространство. Это пространство называется капиллярным. Поверхности фитинга и трубки, которые перекрываются для образования соединения, известны как стыковые поверхности.Затем трубка и фитинг прочно соединяются с помощью присадочного металла, который плавится в капиллярном пространстве и прилипает к этим поверхностям.

Рисунок 1. Соединение внахлест – трубчатые детали

Присадочный металл представляет собой металлический сплав, температура плавления которого ниже температуры плавления трубки или фитинга. Температура плавления медного (Cu) сплава UNS C12200 составляет 1 981 ° F / 1082 ° C. Таким образом, присадочные металлы для пайки и пайки труб и фитингов из меди и медных сплавов должны иметь температуру плавления ниже этой температуры.

Основное различие между пайкой и пайкой – это температура, необходимая для плавления присадочного металла. Американское сварочное общество (AWS) определило эту температуру как 842ºF / 450ºC, но часто округляется до 840ºF. Если присадочный металл плавится ниже 840 ° F, выполняется пайка. Выше этой температуры идет пайка.

Припой для присадочного металла

Основным элементом, используемым в припоях, является олово (Sn), потому что олово имеет сродство к меди и хочет прилипать к трубке и фитингу из медного сплава.Однако использование чистого олова (Sn) приведет к очень слабому соединению, и, как и с любым чистым металлом, будет очень трудно работать. Поэтому в сплав с оловом добавляют другие элементы, чтобы обеспечить прочность и облегчить использование присадочного металла. До 1986 года наиболее распространенным присадочным металлом, используемым для соединения труб и фитингов из медного сплава, был припой 50/50, который состоял на 50% из олова (Sn) и на 50% из свинца (Pb). В соответствии с национальными требованиями, изложенными в Законе о безопасной питьевой воде, свинцовые припои были запрещены для использования в системах питьевой воды.После запрета на использование припоя 50/50 (Sn / Pb) было разработано много новых и более прочных бессвинцовых сплавов, которые сегодня широко используются во всех областях пайки. Они состоят из сплавов, которые по-прежнему состоят в основном из олова с добавлением различных комбинаций других элементов, таких как никель, висмут, сурьма, серебро и даже медь.

Присадочные металлы: припои

Паяные соединения обычно используются для повышения прочности соединений или сопротивления усталости. Для этого необходимо использовать более прочные присадочные металлы, чем те, которые в основном состоят из олова.Однако эта повышенная прочность обычно обеспечивается присадочными металлами, изготовленными из материалов, плавящихся при более высоких температурах. Температура пайки большинства припоев, используемых для соединения систем медных трубопроводов (сплавы BCuP и BAg, см. Ниже), составляет примерно от 1150 ° F / 621 ° C до 1550 ° F / 843 ° C.

Наиболее часто используемые типы присадочного металла для пайки, используемые для соединения медных труб и фитингов, делятся на две отдельные категории:

  • BCuP Alloy (произносится как b-чашка) – где B означает пайку, Cu – химический символ меди, а P – химический символ фосфора.Следовательно, припой BCuP – это в первую очередь медно-фосфорный припой, который может содержать от 0% до 30% серебра (Ag).
  • BAg Alloy (произносится как мешок) – где B означает пайку, а Ag – химический знак серебра. В то время как в сплавах BAg присутствуют и другие элементы, помимо серебра, большинство сплавов BAg могут содержать от 24% до 93% серебра.

Совместные требования и сильные стороны

Независимо от того, является ли используемый процесс соединения пайкой или твердой пайкой, есть определенные основные шаги, которые необходимо выполнять для стабильного получения прочных соединений.Эти основные шаги описаны в стандарте по установке (ASTM B828). Этот стандарт и его процедуры касаются подготовки концов, очистки и правильного применения нагрева и присадочного металла. Более подробно они описаны в Руководстве CDA по медным трубам.

Независимо от того, используется ли процесс соединения пайки или пайки, трубка должна быть полностью вставлена ​​в фитинг до задней части чашки фитинга.

Рис. 2. Деталь Трубное соединение

Глубина перекрытия или глубина раструба в фитинге внахлест или капиллярном соединении указана в производственных стандартах ASME / ANSI B16.18 и B16.22 для фитингов под давлением. Это важный параметр, потому что в идеале присадочный металл должен быть расплавлен в капиллярном пространстве, чтобы он полностью стекал к задней части чашки фитинга и полностью перекрывал (заполнял) пространство между трубкой и фитингом. Хотя требуется 100% проникновение и заполнение фитинга капиллярного пространства, заполнение 70% паяного соединения (или не более 30% пустот) считается удовлетворительным для получения соединений, которые могут выдерживать максимальные рекомендуемые давления для паяных медных трубок и фитингов. системы.

Основное различие между паяными и паяными соединениями заключается в количестве стыков внахлест или заполнении, необходимом для развития полной прочности соединения. В паяном соединении все еще настоятельно рекомендуется полностью вставить трубку в заднюю часть чашки фитинга; однако полное заполнение этой стыковой щели по всей длине не является необходимым для достижения полной прочности стыка. Согласно Американскому сварочному обществу (AWS), предполагается, что припой проникает в капиллярное пространство, по крайней мере, в три раза больше толщины самого тонкого соединяемого компонента, которым обычно является труба.Это известно в отрасли как правило AWS 3-T.

Из-за повышенной прочности припоев даже такое небольшое проникновение наполнителя приведет к тому, что правильно изготовленное паяное соединение будет прочнее, чем сама трубка или фитинг. Однако, в отличие от паяного соединения, где колпачок или галтель обеспечивает минимальную дополнительную прочность, паяное соединение должно быть выполнено так, чтобы между трубкой и фитингом на торце фитинга был обеспечен хорошо развитый галтель или «колпачок» из присадочного металла. ,Это галтели, или колпачок, как его часто называют в торговле, позволяет распределять напряжения, возникающие внутри соединения (в результате теплового расширения, давления или других циклических реакций, таких как вибрация или термическая усталость), по поверхности галтеля. В паяном соединении, изготовленном без хорошо развитой вогнутой галтели, все напряжения будут сосредоточены в острой точке контакта между трубкой, припоем (присадочным металлом) и фитингом, что может привести к развитию трещины под напряжением в трубке. в таком случае.Создание галтели при изготовлении паяного соединения значительно снижает эту возможность.

Рисунок 3. Объяснение правила AWS 3-T

Помимо прочности присадочного металла в соединении, при выборе использования паяных или паяных соединений также необходимо учитывать общую прочность соединения или узла (трубы, фитинга и соединения) после операции соединения. Как уже говорилось, по определению температура, определяющая разницу между пайкой и пайкой меди, составляет приблизительно 840 ° F / 449 ° C.Эта температура намного важнее, чем просто произвольный порог определения. Это важно, потому что 700 ° F / 371 ° C – это температура, при которой медь начинает отжиг, или переход от твердого состояния (жесткий) к состоянию после отжига (мягкий). С этим изменением характера происходит внутренняя потеря прочности – медь в твердом состоянии прочнее, чем медь в отожженном состоянии. Общий объем происходящего отжига и, следовательно, потеря прочности определяется температурой и временем, в течение которого материал находится при этой температуре.Чем выше температура, тем меньше времени требуется для перехода от жесткого к мягкому.

Поскольку температура пайки должна превышать температуру плавления припоев, от 1150 ° F / 621 ° C до 1550 ° F / 843 ° C, процесс создания паяного соединения вызывает отжиг или размягчение основных металлов, что приводит к снижение общей прочности сборки. Хотя паяное соединение явно прочнее, чем паяное соединение, номинальное внутреннее рабочее давление, то есть допустимое рабочее давление системы в режиме 24/7, ниже для отожженной трубы (см. Справочник по медным трубам, таблицы с 3a по 3e).

Следовательно, это необходимо учитывать при принятии решения о пайке или пайке. Хотя паяные соединения прочнее и в целом более устойчивы к усталости (вибрации, тепловому перемещению и т. Д.), Рабочее давление в системе должно соответствовать допустимым пределам для отожженной трубы.

Дополнительные ссылки

  1. Американское общество сварки: Справочник по пайке – 3-е издание
  2. Американское общество сварки: Справочник по пайке – 4-е издание
  3. AWS A5.8 / AWS A5.8M: Технические условия на присадочные металлы для пайки и сварки припоем
  4. ASTM B32-04: Стандартные спецификации для металлического припоя
,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.