Температура плавления латуни и плавка в домашних условиях

Температура плавления латуни и плавка в домашних условиях

В 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.

  • Характеристики латуни
    • Технические показатели сплава
  • Марки латуни и области применения
  • Плавка в домашних условиях
    • Необходимые инструменты
    • Описание процесса
  • Техника безопасности

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.

Особенности обработки и область применения

Как и другие медные сплавы, латунь хорошо поддается резке, ковке, штамповке. Она обладает хорошими антифрикционными свойствами, не корродирует, эстетично выглядит, за это ценится дизайнерами. Найти дома кусочки желтого металла не трудно. Из него делают декор, светильники, радиодетали, фурнитуру. Латунь тверже меди, из нее делают запорную арматуру, переходники, отводы для трубопроводов, системы отопления. Расплавить дома можно любые ненужные части трубопровода.

Из чего состоит латунь

Латунь состав сплава которого может существенно отличаться, обязательно содержит медь в количестве не менее 55%. На остальные 45% в составе двухкомпонентного сплава приходится доля цинка. Цинк в составе медного сплава существенно увеличивает механическую прочность сплава и устойчивость к коррозии.

Кроме цинка многокомпонентная латунь может содержать:

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

Дополнительные добавки необходимы в том случае, если требуется наделить металлический сплав новыми свойствами, которые будут способствовать более лёгкому формированию изделия при литье и во время механической обработки.

Для плавления латуни сплав необходимо нагреть до 880 — 950 градусов. Какая именно температура необходима для плавки конкретного вида латуни зависит от её состава, но при выполнении плавления металлов в домашних условиях не всегда удаётся установить марку сплава.

Чтобы гарантированно расплавить латунь в домашних условиях следует приобрести специальное устройство, в котором металл нагревался бы до максимальной температуры плавления.

Самостоятельное изготовление плавильного устройства потребует значительных временных затрат и специальных знаний. Поэтому намного проще приобрести в специализированных магазинах готовые плавильные печи, работающие на газе или от сети переменного тока.

Печь и инструменты для плавления латуни

Чтобы осуществить литьё латуни в домашних условиях необходимо приобрести специальную печь.

В домашних условиях лучше всего использовать небольшие устройства с максимальной температурой нагрева 1300 градусов. Такое ограничение необходимо чтобы предотвратить выгорание цинка входящего в состав данного медного сплава.

  1. В качестве ёмкости для плавления латуни используются графитовые тигли.
  2. Также потребуется приобрести щипцы и большую ложку. Щипцы необходимы для установки и снятия тигля с печи, а ложка применяется для удаления шлака, который образуется на поверхности расплава.
  3. Чтобы вылить из тигля расплавленную латунь в форму используется литейный ковш. Без этого приспособления невозможно выполнить безопасный наклон раскалённого тигля во время плавильных работ.

Работы с расплавом должны производиться без каких-либо отступлений от правил техники безопасности, поэтому кроме приспособлений для плавления обязательно следует приобрести защитную одежду, средства защиты зрения и дыхания.

При расплавлении латуни образуются вредные пары, которые негативно воздействуют на здоровье человека.

  1. Осуществлять плавильные работы без респиратора категорически запрещено. Специальные очки или маска используются для защиты глаз от воздействия инфракрасного излучения, которое, при длительном воздействии, может нанести ущерб органу зрения.
  2. Также необходимо использовать жароупорный фартук для защиты одежды от возможного попадания расплавленного металла и толстые перчатки, чтобы не обжечь руки во время плавильных работ.

Когда все необходимые инструменты и приспособления будут приобретены, можно приступать к подготовке плавления латуни.

Подготовительные работы

Чтобы плавление медного сплава было произведено по всем правилам, необходимо подготовить инструменты и место для работы.

Оптимальным вариантом размещения печи для плавки латуни является навес на свежем воздухе. Установка печи на улице позволяет минимизировать вредное влияние паров цинка, а также обеспечить хорошее горение топлива, при использовании газовой печи.

В плане противопожарной безопасности размещение высокотемпературной печи вне помещения является наиболее правильным. Если нет возможности установить плавильную печь таким образом, то помещение, в котором планируется проводить плавильные работы, должно быть оборудовано системой принудительной вентиляции воздуха.

Поверхность, на которую устанавливается печь, вне зависимости от места размещения, должна быть обязательно изготовлена из негорючих материалов. Также для безопасного перемещения тигля с расплавленным металлом рекомендуется установить ящик с сухим песком. Для предотвращения разбрызгивания расплавленного металла, работы по заливке форм рекомендуется проводить только над ёмкостью с песком.

  1. Если для получения расплава будет применяться металлический лом, то прежде чем приступить к плавке следует тщательно очистить латунную поверхность от загрязнения и краски.
  2. При использовании проката цветного металла его достаточно нарезать на куски, размер которых не будет превышать параметры тигля плавильной печи.

Такие подготовительные работы позволят получить более качественное плавление металла с меньшим количеством шлака, а сам процесс будет более пожаробезопасным.

Процесс плавления латуни

После проведения подготовительного этапа можно приступать к непосредственному плавлению медного сплава.

Работа осуществляется в такой последовательности:

  1. В печи нагреваются формы до температуры +100 градусов. Также необходимо хорошо прогреть ложку перед использованием. Такая процедура необходима для полного испарения влаги с поверхности инструментов. После прогревания, формы необходимо разместить на сухом песке.
  2. Заранее подготовленный латунный лом или измельчённый металлический прокат для плавления, закладывается в тигель в необходимом количестве.
  3. Прогревается печь до температуры +500 градусов.
  4. Тигель с латунью устанавливается в печь и температура повышается до 950 градусов.
  5. Когда металл полностью расплавится с его поверхности необходимо аккуратно с помощью ложки удалить образовавшийся шлак и продукты окисления.
  6. Когда латунь приобретёт яркий жёлтый цвет можно приступать к заполнению заранее подготовленных форм. Для этой цели тигель извлекается специальными щипцами из печи и устанавливается на литейный ковш. Затем производится заполнение форм расплавом.

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

Советы и рекомендации

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

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

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

Заключение

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

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

Плавка латуни в домашних условиях

Для проведения работ со сплавом необходимо обзавестись некоторыми инструментами и специализированным оборудованием. Не беспокойтесь, большинство тех вещей, которые потребуются, можно изготовить своими руками. Итак, вам потребуется:

  1. Печь, работающая по индукционному принципу.
  2. Тигель, изготовленный из графита или шамотного кирпича.
  3. Щипцы из жаропрочного металла для работы с раскалённым металлом в тигле.
  4. Ковш и ложка, используемые для снятия оксидной плёнки с поверхности раскалённого металла и литья в формы.

Имея все эти элементы, вы сможете не только ремонтировать старые изделия, но и создавать литьём новые.

Печь для работы с металлом

Основной каркас печи изготавливается, как правило, из огнеупорного кирпича, способного выдерживать высокие температуры нагрева и при этом не допускать потерь тепла и его рассеивания за пределы конструкции. Для придания монолитности, используется раствор, который тоже должен отвечать некоторым характеристикам, относящимся к температурной стойкости.

Главный компонент печи — нагревательные элементы. Они, как правило, выполняются из керамических трубок, обмотанных стальной проволокой. Такие элементы способны выдавать требуемые температуры и стабильно их поддерживать. Основные характеристики домашней печи выглядят так:

  • Рабочая температура — свыше 1000 градусов Цельсия.
  • Мощность нагревательных элементов — 25—30 киловатт.
  • Количество трубок — не меньше 4.

В качестве источника тока можно использовать сварочный инвертор с регулировкой мощности. Такое приспособление сможет достигать температур плавления меди и латуни, а кроме того, обладать достаточным спектром регулировки, чтобы достичь температуры плавления свинца в домашних условиях, которая составляет всего 330 градусов по Цельсию.

Тигель и щипцы

Конструкция тигля может быть разной. На это влияет как материал, из которого он изготовлен, так и объём. В качестве материалов могут выступать:

  • Керамика или огнеупорная глина. Один из лучших вариантов для тигля, очень стойкие к перепадам температур и отлично справляются с тугоплавкими металлами.
  • Графит. Для выплавки изделий из латуни такие тигли подойдут, но если нужно будет плавить что-то с более высокой температурой растекания, надолго их не хватит.
  • Чугун — удачный вариант, но имеет один большой недостаток. Он фактически состоит из двух половинок, скрепляемых огнеупорным раствором, что существенно уменьшает его рабочую прочность и, как следствие, надёжность.

Для изготовления тигля из огнеупорной глины, используется шамотная глина и силикатный клей, он же водно-щелочной растров силиката натрия и калия, он же «жидкое стекло». В качестве наполнителя, который придаст тиглю больше прочности, можно измельчить шамотный кирпич.

В составе формовочной смеси должно быть 70% глины и 30 — молотого кирпича. Туда добавить около 200 граммов жидкого стекла и перемешать до почти однородной массы. После этого туда добавляется вода, смесь перемешивается и вылепливается в форму тигля.

Для того чтобы в глиняной массе не осталось пузырьков воздуха, нужно несколько раз бросить её о пол, предварительно застелив его газетой. После этого берётся гипсовая форма под тигель, которую можно купить в специализированном магазине или изготовить самостоятельно по инструкциям из интернета. В неё укладывается и формируется сначала дно, потом, мелкими кусочками, стенки. Вся конструкция проходит процесс предварительной сушки (около 4−7 часов, зависит от полученного состава) и достаётся из формы.

Высушенные полностью тигли должны дополнительно обжигаться при температуре около 800 градусов в печи для набирания максимальной прочности. К работе обработанные термически тигли готовы сразу же.

Щипцы для тиглей должны быть из тугоплавкого металла (сталь подойдёт лучше всего), с ручками достаточной длины, чтобы передающееся от печи и тигля тепло не доходило до рук полностью. Естественно, это не означает, что можно брать их голыми руками. Лучше всего, когда они будут подобраны по диаметру самого тигля, но если это не так, ничего страшного, ведь большинство товаров на рынке имеют регулирующийся диаметр.

Правильный процесс плавки

Если латунь, из которой вы собираетесь выплавлять что-то новое, хранится в форме изделий, перед процедурой их нужно тщательно отмыть с мылом и высушить. Это предотвратит попадание в зону расплавления шлаков от оставшегося масла или окислов, образованных на поверхности. Если есть следы нанесения лака (например, вы хотите переплавить ненужный старый подсвечник), нужно обязательно отмыть их ацетоном или другим растворителем.

Сама печь должна быть размещена в очень хорошо проветриваемом помещении, идеально — вообще на улице. Это связано с тем, что при расплавлении любого металла в воздух попадают вредные вещества, которые совсем не обязательно вдыхать, чтобы они осели на лёгких. Кроме того, имея большой приток свободного кислорода, печь работает гораздо лучше.

На землю можно постелить асбестовый лист или рассыпать достаточное количество песка. Дальнейшие операции по переносу расплавленной массы в тигле лучше проводить именно над ними, ведь ни асбест, ни песок не воспламеняются от высоких температур. Кроме того, они должны быть очень сухими, так как если жидкий металл с температурой в 900 градусов попадает на влажную поверхность, он может спровоцировать моментальное испарение воды и разлетание во все стороны раскалённых капель.

Плавка производится в соответствии с такой пошаговой инструкцией:

  1. Печь нагревается чуть более, чем до 100 градусов. Это нужно для выпаривания любой влаги, попавшей внутрь. Вода для непосредственного процесса плавки очень опасна. Щипцы и ложку желательно тоже обработать таким образом и положить в ящик с сухим песком.
  2. Печь прогреваем примерно до 450−500 градусов.
  3. Помещаем латунные детали, стружку или лом в тигель, а его — в печь.
  4. Повышаем температуру примерно до 950−970 градусов. Важно точно знать, при какой температуре плавится латунь той марки, которую вы используете.
  5. При достижении расплавленной массы ярко-оранжевого оттенка необходимо ложкой снять оксидную плёнку. Ни в коем случае не стоит стараться перемешивать или зачерпывать металл как суп — это негативно сказывается на его качестве из-за попадания больших объёмов воздуха в массу.
  6. Готовим форму для заливки, подхватываем тигель щипцами и медленно выносим из тела печи.
  7. Сначала ставим тигель на ковш, а после этого — заливаем расплавленный металл в форму.

После этого можно дать металлу в форме остыть и затвердеть. Если все этапы обработки сделаны правильно и в толщу заготовки не проникли пузырьки воздуха, у вас должно получиться качественное изделие. Если же оно не получилось с первого раза, не расстраивайтесь, ведь ничего не мешает шаг за шагом приобрести собственный опыт методом проб и ошибок.

Читайте также  Токарный станок р105

В такой печи можно также производить плавку бронзы в домашних условиях, ведь этот медный сплав вполне попадает в пределы максимальных температур, которые в ней достигаются.

Что потребуется для литья

Зная о том, как плавят латунь, можно не только выполнять ремонт латунных изделий, но и в домашних условиях изготавливать их. Чтобы на практике заняться литьем латуни или бронзы, следует подготовить соответствующее оборудование, часть которого можно изготовить своими руками. Кроме того, следует учитывать, что не все марки латуни и бронзы обладают хорошей текучестью, что значительно затрудняет их литье.

Для того чтобы расплавить латунь или бронзу, которые отличаются достаточно высокой температурой плавления, потребуется специальная печь. Многие домашние мастера самостоятельно изготавливают такие печи, работающие по индукционному принципу. В качестве основы подобного нагревательного приспособления можно использовать огнеупорный кирпич. Элементы кирпичного каркаса соединяются между собой при помощи специального раствора, способного выдерживать высокую температуру.

Самодельная плавильная печка с усиленным металлическим каркасом

Емкость, в которой будет выполняться само плавление (тигель), может быть также изготовлена в домашних условиях. В качестве материала для нее подойдут графит или шамотный кирпич. Более предпочтительным материалом для изготовления тигля, по признанию многих специалистов, является шамотный кирпич. Такой материал отличается долговечностью и позволяет выполнить значительно большее количество плавок, чем сосуд из графита.

Тигель из огнеупорной глины, обмазанный жидким стеклом с тальком

Важнейшим элементом печи, в которой латунь или бронзу можно подвергнуть плавлению, является нагревательный элемент. Конечно, можно выполнять нагрев тигля и при помощи угля, но большей эффективностью и удобством использования обладают печи, нагрев в которых осуществляется при помощи индукционного принципа. Для того чтобы сделать и эффективно использовать нагревательное устройство такого типа, вам потребуется источник тока, мощность которого составляет порядка 20–25 кВт.

Плавка латуни требует применения такого вещества, как бура, которая добавляется в сплав для улучшения его характеристик. Учитывая тот факт, что вам придется работать с металлом, который имеет очень высокую температуру, надо предусмотреть все меры безопасности. Одной из таких мер, которая позволяет минимизировать риск возгорания различных предметов, расположенных в непосредственной близости с плавильной печью, является использование асбестового листа, которым нужно застелить участок пола.

Для изготовления нагревательных элементов печи понадобится толстая нихромовая проволока и керамические трубки

Для извлечения тигля с расплавленной латунью необходимы специальные щипцы с длинными ручками, а все работы, сопряженные с воздействием высокой температуры, следует выполнять в плотных перчатках и защитных очках. Поскольку при плавке из латуни начинает выделяться цинк, пары которого вредны для здоровья, в месте выполнения литья нужно предусмотреть хорошую вентиляцию.

В домашних условиях можно выполнять не только плавку, но также и сварку (пайку) латуни. Для выполнения этой технологической операции, при помощи которой можно вернуть к жизни поломанные изделия из данных сплавов, вам потребуются газовая горелка и специальный припой, основу которого составляет техническое серебро. Такой припой, как и флюс, специально предназначенный для пайки цветных металлов, можно приобрести в готовом виде или сделать его самостоятельно, используя для этого техническое серебро и медь.

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

Производство легированной латуни

Отдельные легирующие элементы способны повлиять на конечные свойства и качетсва полученного сплава. При изготовлении латуни могут дополнительно использоваться:

  • олово (сказывается на конечных показателях стойкости сплава к коррозии при длительном контакте с соленой морской водой, расширяет диапазон прочности материала);
  • марганец (положительно влияет на показатели прочности латуни и ее антикоррозионные качества);
  • свинец (используется в изготовлении латуни, если готовый сплав впоследствии будет подвергаться процедуре резки по металлу, может не лучшим образом сказаться на показателях его механической прочности);
  • никель (позволяет повысить показатели стойкости латуни во время ее пребывания в различных средах);
  • алюминий (позволяет снизить показатели летучести цинка за счет образования на поверхности сплава прочной оксидной пленки);
  • кремний (обеспечивает латуни лучшие показатели свариваемости, однако снижает твердость получаемого сплава).

Латунь — металл, основным элементом состава которого являются: медь, она составляет более 50, а обычно 70 процентов состава, цинк – второй по значимости и количеству в составе латуни, он занимает около 30%. Также в состав латунного сплава могут входить легирующие добавки.

Дополнительно в латунное литье вводят марганец, никель, железо, олово, кремний и другие элементы. Эти ингредиенты улучшают свойства сплава, придают ему необходимые для потребителя свойства.

Латунный сплав обладает высокими антикоррозийными характеристиками, поэтому часто используется в качестве поверхностного слоя наплавленного на детали из других металлов, требующие антикоррозийной защиты.

Температура плавления латунного сплава довольно низкая, около 900 градусов по Цельсию, поэтому изготовление отливок возможно и в домашних условиях и в условиях частных мастерских. Латунь один из самых востребованных металлов для художественного литья.

Литье латуни позволяет изготавливать высокохудожественные предметы искусства и декора, а также предметов интерьера и обихода, например, разное литье для печей, которые используются не только в помещениях, но и на улице, благодаря антикоррозийным свойствам латуни.

И в кустарном, и в промышленном производстве применяется литье латуни в кокиль. Однако, при латунном литье в кокиль высока вероятность появления пористых дефектов поверхности отливки.

Поэтому латунное литейное производство требует тщательного соблюдения температурного режима и применения раскислителей и флюса. Это связано с высокой степенью поглощения газов (особенно водорода) латунным сплавом в расплавленном состоянии.

При расплавлении латуни добавляют покровно-рафинирующие и дегазирующие флюсы. Все инструменты, соприкасающиеся с расплавленным латунным сплавом, покрываются специальной антипригарной краской. Усадка при таком способе литья латуни составляет около 2,5 процентов, это необходимо учитывать при изготовлении формы.

Самым эффективным и высокоточным способом является литье латуни под давлением. Смазку пресс-форм производят перед каждой заливкой при помощи специального распылителя под давлением.

Отливки, полученные литьем латуни под давлением, могут иметь любую сложную конфигурацию, качество поверхности высокое, и толщина стенок может быть всего от 1 мм толщиной.

Подготовительные работы

Прежде чем начинать изготавливать отливку нужно подготовиться к проведению основных работ. Изначально нужно разработать эскиз будущего изделия, зарисовать его на бумаге. По готовому чертежу сделать форму для заливания расплавленного сплава. Она изготавливается из глины и кварцевого песка. Существуют многоразовые, одноразовые формы. Первые изготавливать труднее, но они могут применятся при серийном изготовлении изделий из металлических сплавов.

После изготовления детали из латуни потребуется дополнительная обработка для устранения дефектов, возникающих при литье. Для этого поверхности отливки подвергается химической обработке. С помощью активнодействующих растворов с поверхности заготовок удаляются дефекты.

Основные понятия при производстве латунного литья

  • Номинальный размер детали: размер, указанный на чертеже детали;
  • Шероховатость поверхностей: совокупность повторяющихся неровностей малой величины (микронеровностей);
  • Неровностность поверхности: неровности поверхности с шагом, превышающим базовую длину, на которой измеряют шероховатость данной поверхности;
  • Припуск на обработку латунного литья: толщина слоя латуни, удаляемая с поверхности детали при ее обработке в целях обеспечения заданных размеров, формы, расположения, неровностностей и шероховатости поверхности детали;
  • Вид механической обработки: черновая, получистовая, чистовая и тонкая — характеризуется степенью точности и шероховатости обработанной поверхности.
Читайте также  Убрать хром с авто

Чтобы купить латунное литьё на металлургическом заводе АВАЛДА по телефону +7 (34397) 6-12-13, нужно предоставить следующие параметры:

В технических требованиях чертежа детали с нанесенными размерами, должны быть указаны нормы точности детали. Их приводят в следующем порядке: класс размерной точности, степень коробления, степень точности поверхностей, класс точности массы и допуск смещения детали.

Пример условного обозначения точности детали 9-го класса размерной точности, 5-й степени коробления, 4-й степени точности поверхностей, 7-го класса точности массы с допуском смещения 0,8 мм: Точность детали 9-5-4-7 см 0,8 ГОСТ Р 53464-2009.

Литье латуни купить по оптовой цене на металлургическом заводе АВАЛДА по телефону или заказать через электронную почту, Online — заказ. Доставка до объекта.

Применяются в автомобильной и горнодобывающей промышленности