Разновидности латуни и температура ее плавления

КАК РАСПЛАВИТЬ ЛАТУНЬ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

Латунь – широкоизвестный металл, использующийся во многих промышленных сферах жизни благодаря своим техническим и технологическим характеристикам и свойствам. Однако зачастую люди задаются вопросом: “как расплавить латунь в домашних условиях?”. В данной статье мы постараемся дать максимально расширенный ответ на данный вопрос и раскрыть все тонкости плавки латуни в домашних условиях.

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Латунь признана одним из самых востребованных в народном хозяйстве и промышленности материалом, благодаря своим высокими показателям текучести, пластичности, деформируемости и лояльности к обработке многими способами. По своему составу латунь является сплавом меди и цинка. Характерное процентное соотношение составляет до 70% меди и около 30% цинка. Содержание меди практически всегда составляет основную часть сплава, в то время, как количественная составляющая цинка может варьировать от 20 до 45%.

Именно процентное содержание цинка придает сплаву цветовую гамму (от золотистой до зеленой) и способно изменить степень пластичности и твердости. В некоторых случаях к основным составляющим примешиваются добавки, придающие дополнительные свойства сплаву.

плавка латуни в домашних условиях

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЛАТУНИ

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

Двухкомпонентная

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

Многокомпонентная латунь

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

СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ ЛАТУНИ

Способы обработки делят сплавы латуни на:

обработка латуни

Деформируемые (проволока, листовые образцы, прут, труба);

обработка латуни

Литейные (арматура, подшипниковые заготовки, приборные аппараты);

СВОЙСТВА ЛАТУНИ

Отвечая на вопрос, как расплавить латунь в домашних условиях, следует изучить свойства латуни:

  • Высокая степень пластичности. Данный параметр позволяет обрабатывать латунь как штамповочным, так и методом точения;
  • Высочайшая степень устойчивости к коррозийным разрушениям позволяет использовать изделия из латуни даже при прямом контакте с водой и при повышенных показателях влажности;
  • Высокие антифрикционные свойства латуни делают ее пригодной в использовании при достаточно высоких показателях трения;
  • Хорошая свариваемость допускает использование при получении сочетанных материалов;
  • Сплав допускает возможность нанесения различных типов покрытий, в том числе и декорирующих;
  • Высокие показатели эстетичности допускают использование в изготовлении предметов декора и украшений. Двухкомпонентные латуни имеющие в своем составе до 97 процентов меди, называют красными. Второе их название “томпак”. Латунь с процентным содержанием меди не превышающим 35, называют желтой. Подобные цветовые вариации делают латунь весьма привлекательной с эстетической точки зрения;
  • Высокая степень текучести при воздействии высоких температур позволяет использовать латунь при производстве контурно сложных изделий;
  • Сплавы латуни хорошо поддаются воздействию давлением вне зависимости от температурного режима;
  • Высокая теплопроводность, зависящая от процентного содержания меди;
  • Сплав относится к не магнитящимся.

ВЛИЯНИЕ ДРУГИХ МЕТАЛЛОВ НА ЛАТУНЬ

Действие, оказываемое лигирующими добавками, следующее:

олово

Значительно повышает антикоррозийные свойства. Содержание олова делает сплав невосприимчивым к воздействию морской водой и пригодным к использованию в кораблестроении.

марганец

Марганец способствует повышению показателей невосприимчивости к механическим нагрузкам, а также оказываемому на латунь воздействию негативными условиями и прочности на разрыв.

никель

Нейтрализирует окислительные процессы и улучшает сопротивление к агрессивно-щелочным средам и соленой воде. Никель придает металлу специфический оттенок “белой латуни”.

кремний

Улучшает антифрикционные показатели и свариваемость. При этом понижается стоимость сплава и показатели твердости.

свинец

Снижает прочность, пластичность и упругость сплава. При этом, обработка на станках автоматических значительно облегчается.

алюминий

Обеспечивает образование защитного покрытия, которое затормаживает развитие всяческих окислительных процессов.

Отдельно стоит акцентировать внимание на условия расплавления латуни. Неверно созданные условия могут спровоцировать утрату свойств сплава и значительно усложнить ход процесса.

ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ ПЕРЕД ПЛАВЛЕНИЕМ ЛАТУНИ

Температурные показатели плавления латуни составляют 880-950 градусов. Показатели могут меняться соответственно химическим составляющим сплава. Стоит учитывать, что температурная кривая плавления латуни может не совпадать с температурными показателями литья. Ярким примером являются свинцовые латуни. В данном случае температура плавления и литья варьирует в разнице 145-185 градусов. Ярким примером является сплав ЛС 59-1, когда температура плавления составляет 885 градусов, а показатели литья 1030-1080 градусов. Причем подобное расхождение касается именно многокомпонентных сплавов, у двухкомпонентных эти показатели совпадают.

Показатели удельной теплоемкости латуни составляют 380 ДЖ. Иначе говоря, чтобы произвести нагревание 380кг до 1 градуса, необходимо потратить 1ДЖ.

СПОСОБЫ ПЛАВЛЕНИЯ ЛАТУНИ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

Плавление латуни в домашних условиях может происходить в нескольких вариантах, в зависимости от используемого оборудования.

Плавка латуни газовой горелкой

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

Формы для деталей изготавливают из:

  • Гипса;
  • Смеси цемента и тормозного компонента.

Плавка латуни в домашней печи

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

плавка латуни в домашних условиях

КАК РАСПЛАВИТЬ ЛАТУНЬ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ: ПОШАГОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ

Отвечая на вопрос: “как расплавить латунь в домашних условиях“, мы предлагаем вам ознакомиться со следующей инструкцией:

  • Подготовка лома. Лом нарезается максимально маленькими кусками для ускорения процесса плавления. Подготовленный лом просушивают, чтобы избежать расплескивания.
  • Формы устанавливаются на подставку, или выровненный песок и прогреваются.
  • Тигель накаливается до приобретения желтого свечения. При достижении необходимой степени нагрева, производится загрузка латунного лома и присыпка его древесным углем мелкой фракции.
  • Тигель загружается в печь. Температура постепенно поднимается до достижения 950 градусов. Перемешивание расплавленного материала запрещено. Это связано с возможностью образования окислительных процессов, увеличивающих процент отходов.
  • После завершения плавления, с поверхности снимают окалину и шлак.
  • Заполнение форм. Перелитый из тигля материал оставляют для схватывания.
Читайте также:
Полы из пенополистирола в квартире

Загрузка сплава большими порциями нежелательна. Для достижения наилучших результатов, плавление производится порциями по 30-50 грамм. Необходимо учесть, что розливу подлежит только полностью расплавленный материал. Поверхностная пленка должна быть удалена.

ПРИМЕНЕНИЕ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

  • Ювелирные изделия. По внешнему виду и некоторым структурным характеристикам латунь имеет сходство с золотом. Именно поэтому она является тренировочным вариантом для ювелиров и популярным материалом у изготовителей бижутерии.
  • Предметы декорирования мебели и интерьера.
  • Томпак получил широкое применение в теплотехнической и химической аппаратуре при изготовлении змеевиков, трубок и сифонов.
  • В изготовлении фитингов используют литьевые типы латуни.
  • В качестве материала для часовых деталей и элементов крепежа.
  • Сплавы усиленные устойчивыми к коррозии компонентами используются при изготовлении приборных корпусов, профилей и труб.
  • Сплавы, хорошо поддающиеся деформациям, используют при производстве водопроводных развилок, смесителей разводных кранов.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ВО ВРЕМЯ ПЛАВКИ ЛАТУНИ

Во время процесса плавки латуни в домашних условиях, или же на промышленных предприятиях, необходимо соблюдать меры осторожности.

  • Выемка форм производится щипцами с длинными ручками.
  • Рабочая одежда должна быть изготовлена из негорючих, или трудногорючих тканей и закрывать максимальную площадь.
  • Лицо должно быть защищено цельнолитой маской, или очками и маской-забралом.
  • Процесс литья производится при условии обеспечения качественной вентиляции.
  • Окружающие поверхности необходимо изолировать при помощи негорючих покрытий. Самым популярным и доступным вариантом такого покрытия является асбест.
  • Все манипуляции с расплавленным сплавом осуществляются над заранее подготовленным песком.
  • Присутствие влаги не допустимо в связи с риском разбрызгивания расплавленного материала.

Время плавления сплава напрямую зависит от его состава, а конечный результат от соблюдения всех необходимых условий. По завершении процесса и полного остывания заготовки, ей придается надлежащий вид. Достигается это путем очистки и шлифовки.

ИТОГ: КАК РАСПЛАВИТЬ ЛАТУНЬ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

Для того, чтобы разобраться, как расплавить латунь в домашних условиях, стоит изготовить тренировочную партию заготовок самых малых размеров. Только после полного освоения всех нюансов, можно перейти к расплавлению больших объемов.

Как плавят латунь на металлургических заводах и в домашних условиях

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.
Читайте также:
Письменный стол : большая рабочая конструкция для дома и узкие стеклянные дизайнерские стильные изделия, особенности размещения у окна

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.

  • 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.

  • 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.
Читайте также:
Самоделки для авто. предпусковой подогрев антифриза в морозы

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).

Разновидности сплава латуни, его характеристики и область применения

Латунь – сплав меди и цинка, известный с самых давних античных времен. Производить его научились еще в Древнем Риме. И хотя цинк как металл в те времена известен еще не был, цинкосодержащую породу в металлургии научились использовать вполне успешно.

Сегодня латунные сплавы разного вида используются в очень многих областях народного хозяйства. Поэтому данная статья будет посвящена изучению свойств, характеристик, марок и цены за 1 кг латуни, ее применение и производство.

Что такое латунь

Это одна из разновидностей сплавов на основе меди, известная наряду с бронзами – алюминиевыми, свинцовыми, кремниевыми и так далее.

  • Основным его компонентом выступает медь, вторым всегда является цинк.
  • Кроме того, в состав могут входить разнообразные дополнительные ингредиенты – тот же свинец, олово, кремний.

Данное видео расскажет о том, как заварить латунь:

Понятие и особенности

Сплав – макроскопический однородный материал, в состав которого входят, в основном, металлические компоненты. Его отличие от вещества состоит в наличие свойств, обеспечиваемых микроструктурой и кристаллической структурой фаз. Так, электропроводность и теплопроводность, присущая металлам, всегда является свойством и сплава. Но при этом физические характеристики могут изменяться в зависимости от внешних условий, если главенствующей становится та или иная фаза.

  • Так, например, если речь идет о латуни, увеличение доли цинка влияет на свойства сплава нелинейным образом. Цинк в меди растворяется до 39%. До достижения этой величины сплав обладает вполне определенной структурой и отличается высокой пластичностью при относительно малой прочности. При увеличении доли цинка раствориться он уже не может. В результате появляется другая кристаллическая фаза, которая обеспечивает уменьшение пластичности и увеличение прочности.
  • Эта особенность всех сплавов, а не только латунных, требует обращать пристальное внимание на состав. Золотистая латунь с долей меди в 75% пластина, легко деформируется без нагрева и идеально подходит для ювелирного дела. Латунь с содержанием меди в 58% к деформируемым уже не относится, но зато отлично показывает себя при производстве отливок.
  • В целом все медные сплавы разделяют на латуни, бронзы и припои. Бронзы – это составы, включающие медь и олово в основном, а также бериллий и алюминий, латуни – медь и цинк. Припои могут иметь сложный состав. Но если от припоя отличить материал не составляет труда, то с бронзой можно перепутать.

По внешнему виду они очень похожи. Особенно при одинаковой доле меди, однако свойства их отличаются.

  • Бронза обладает выраженной крупнозернистой структурой, отличается долговечностью и хорошей стойкостью к коррозии: изделия из бронзы могут эксплуатироваться на улице. Мало чувствительна бронза и к морской воде, что обеспечило ей большую популярность в судостроении. Ковкость бронзы ниже, чем у латуни, к тому же температура деформации выше, но зато и изделия сохраняют свой вид неизменным очень долго.
  • Латунь – материал, куда более пластичный, поддается холодной ковке, температура деформации ниже 300 С.. Однако именно пластичность является причиной высокой изнашиваемости материала, так что латунные изделия могут использоваться только в качестве внутреннего декора. Стойкость к коррозии в целом ниже, однако специальные сплавы – морская латунь, например, могут соперничать с бронзой в стойкости к действию солей и кислот.
Читайте также:
Подростковая кровать из массива: деревянные модели из натурального дерева, сосны и березы

Латунь чаще используют в ювелирном деле. А вот для декоративных деталей крупных – кованые украшение на лестнице, предметы интерьера, лучше использовать бронзу.

Хромированная латунь (фото)

латунь хромированная

Плюсы и минусы

Любой металл обладает определенными характеристиками, которые в разных ситуациях могут выступать достоинствами, а могут превратиться в недостатки. В строительных работах латунь применяется не так уж часто, что свидетельствует, скорее, о популярности других материалов, а не недостатках сплава.

  • К главным достоинствам латуней любого рода относят малый вес. Именно это и делает материал незаменимым в самолето- и ракетостроении. В быту это преимущество оказывается востребованным в тех случаях, когда требуется минимальный вес системы водоснабжения, например.
  • К наиболее востребованным качествам материала относятся его декоративные свойства. Латунь обладает очень красивой и разнообразной цветовой гаммой. Фурнитура и аксессуары, декор и предметы обихода, выполненные из латуни, неизменно привлекательны и подчеркивают элегантность и сдержанную роскошь интерьера. Причем сплав одинаково хорошо смотрится в любой модификации: и в виде блестящего изделия в стиле барокко, и с благородной патиной.
  • Показатели теплопроводности латуни ниже, чем у меди или бронзы. Эту особенность используют для получения предметов и систем, где важно сохранение тепла: при изготовлении роскошных латунных ванн или даже мебели, поскольку трубы и вставки из латуни не будут столь неприятно холодными на ощупь как, например, стальные.
  • С другой стороны, это качество уменьшает популярность отопительных труб, поскольку медные отдают тепло воздуху быстрее.
  • Латунь относится к диамагнетикам, то есть, выталкивается из магнитного поля. Сплав издавна применялся для изготовления оправы для компасов. Сегодня это свойство используют в приборостроении.
  • Коррозионная стойкость латуни даже выше чем у меди, однако падает с увеличением температуры. Поэтому системы водоснабжения из латунных труб выгоднее, чем из медных – стоимость ниже, а вот для отопления все же лучше медный трубопровод.
  • Стоимость – тоже весьма немаловажный фактор. И ювелирные, и автоматические латуни стоят меньше, чем медь, поскольку цинк является металлом, куда более доступным и снижает цену сплава.
  • Прочность латуни по сравнению с бронзой ниже, хотя ударная вязкость выше. Поэтому те же перила и ограждения лучше изготавливать из бронзы. С другой стороны, латунные сплавы, легированные железом, марганцем, кремнием обладают достаточной прочностью, чтобы быть сырьем для машинных деталей самого разного вида.

Структура и состав

Как и в других сплавах свойства материала определяются составом и фазовым состоянием. Причем различия настолько велики, что делают латуни разной марки невзаимозаменяемыми.

Различают 2 вида сплавов: двухкомпонентные и многокомпонентные.

  • Двухкомпонентные, то есть, состоящие из 2 металлов. При этом могут наличествовать примеси, но в таком объеме, который на качества не влияет. Главным является медь, поэтому в маркировке, например, указывают лишь долю меди, а долю цинка просто рассчитывают. Свойства такого сплава во многом определяются фазовым составом.
    • Так, латунь с содержанием цинка до 39% включает только одну фазу – α -фазу. Такой сплав отличается высокой пластичностью, однако прочность его относительно невелика.
    • При повышении доли цинка металл не может полностью раствориться в меди, и в итоге появляется β-фаза. Пластичность при этом уменьшается, а прочность резко возрастает до содержания цинка в 45%, а затем снова падает.

    Другая классификация связана с методами обработки сплава.

    • Деформируемые, то есть, латуни, которые можно подвергать деформации в холодном состоянии. Выпускают такие сплавы латуни в виде листов, прутков, проволоки, из которых затем изготавливают, например, всевозможные трубы.
    • Литейные – сплавы лиатуни, которые деформируют лишь под воздействием высокой температуры и давления при литье. Из такого материала детали отливают и получают подшипники, машинные детали, арматуру и прочее.

    Используется классификация по доле цинка.

    • Красная или томпак – доля цинка составляет 5–20%. Сплав отличается превосходными антифрикционными и антикоррозийными свойствами и используется для получения биметалла сталь-латунь.
    • Желтая – с долей цинка от 20 до 36%. Состав сохраняет высокую пластичность.
    • Техническая – с 48–50% цинка, применяется для получения фитингов, машинных деталей, частей химической аппаратуры и так далее.

    О свойствах латуни по ГОСТу погорим ниже.

    Свойства и характеристики

    латунь лом

    Свойства латуни определяют составом как химическим, так и фазовым. Поэтому говорить об общих технических свойствах довольно затруднительно. Каждый сплав обладает своими особенностями.

    Усредненные данные выглядят так:

    • средняя плотность – 8300–8700 кг/куб. м;
    • удельная теплоемкость при нормальной температуре — 0,377 кДж·кг −1 ·K −1
      удельное сопротивление – (0,07-0,08)·10 −6 Ом·м;
    • теплопроводность – 0,26–0,592 кал/см · сек, · °С, чем выше доля меди, тем выше теплопроводность;
    • температура плавления определяется химическим составом и варьируется от 880–950 С. Увеличение доли цинка температуру уменьшает;
    • материал можно сваривать, но только не сваркой плавлением, а, например, контактной сваркой.
    • Сплавы любого состава хорошо полируются.

    Введение легирующих добавок существенно влияет на физические характеристики. Приведенные данные касаются именно двухкомпонентных латуней.

    Про изготовление деталей из латуни и меди массово и на заказ, а также изготовление других изделий из нее погорим ниже.

    Плавка латуни в индукционной печи без графитового тигля представлена в видео ниже:

    Производство материала

    Получение латуни отличается энергоемкостью и относится к довольно сложным технологическим процессам. Дело в том, что температуры плавления составляющих латуни заметно отличаются, поэтому плавка проходит поэтапно. То же самое касается и легирующих добавок: компоненты нужно добавлять в точной последовательности, причем многие из них требуют использования покровного флюса, поскольку взаимодействуют с кислородом.

    Схема производства зависит от типа сплава. Литейные в виде слитков отправляются на отливку деталей. Деформируемые сплавы попадают в прокатный цех, где подвергаются механической обработке, отжигу и протравливанию в зависимости от формы выпуска.

    В целом схема получения выглядит так:

    • подготовка сырья – используются несколько методов для извлечения меди и цинка из руды;
    • плавка – в зависимости от состава сплава загрузка компонентов производится в определенной последовательности. В первую очередь расплавляют медь;
    • разливка в формы – получение слитков;
    • деформирование слитков в прокатном цеху – не менее трех этапов;
    • отжиг и протравливание – если получают листы, например;
    • последний этап прокатки.

    Изготовление латунных сплавов возможно лишь на достаточно крупных предприятиях цветной металлургии.

    Про пайку изделий,художественное литье из латуни погорим ниже.

    Цвет латуни (фото)

    латунь цвет

    Области применения

    Свойства материалов определяют и область применения. Состав каждого сплава указывается подробно с тем, чтобы не допустить ошибок при использовании.

    • Латунь издревле применялась в ювелирном деле: желтая латунь по внешнему виду ничем не отличается от золота 583 пробы. И, кстати, именно она использовалась в качестве тренировочного материала для золотых дел мастеров, так как и физические ее характеристики во многом близки к золоту. Сегодня сплав используют для изготовления украшений, которые хоть и относятся к бижутерии, однако весьма популярны благодаря красоте и изяществу.
    • Материал применяется в производстве мебели. Он легко поддается ковке, что позволяет значительно украсить мебель. Благодаря этому же свойству из него производят множество предметов декора – статуэтки, посуду, подставки, бра.
    • Кроме того, томпак, то есть, состав с высоким содержанием меди, применяется для получения деталей теплотехнической и химической аппаратуры: змеевиков, капиллярных трубок, сильфонов и прочего.
    • Из литьевой латуни получают множество фасонных деталей, включая разнообразные фитинги.
    • Автоматная – материал для изготовления часовых деталей, машинных, а также различного вида крепежа.
    • Морская применяется в судостроении для производства корпусов приборов, профилей, труб.
    • Деформируемые сплавы используют при изготовлении дверной фурнитуры, водопроводных труб, смесителей, кранов и прочего.

    Латуни разного состава применяются во многих отраслях. В основном их использование связано с хорошей коррозийной стойкостью материала, малым весом и, конечно, редкой эстетической привлекательностью сплава.

    О том, как начистить медь и латунь до блеска, поведает данный видеоролик:

    Материаловедение: латунь

    Из чего состоит латунь, чем она хороша и где применяется? Каковы ее плотность, температура плавления и другие физические свойства? В этой статье мы ответим на вопросы как о самой латуни, так и об изделиях из этого материала. Особый фокус – на латунной дверной фурнитуре: ручках, петлях, навесных замках и цилиндровых механизмах. Как производитель замочно-скобяных изделий мы просто не могли обойти эту близкую нам тему стороной.

    ЛАТУНЬ ЧТО ЭТО ЗА СПЛАВ.jpg

    Латунь – сплав металлов на основе меди с добавлением цинка (и иногда присадками других элементов). При этом медь всегда превалирует, а содержание цинка колеблется в пределах от 5 до 45% в зависимости от марки сплава.

    Податливая, стойкая к коррозии и сверкающая золотом, латунь применяется еще с античности. Считается, что одними из первых ее изловчились добывать моссинойки – племена, тысячи лет назад населявшие Причерноморье. Водилась латунь и в Древнем Риме, но по достоинству ее там толком не оценили. Возможно, виной всему уж слишком сильное и оттого разочаровывающее сходство с золотом, но вероятнее всего – дефицит на Апеннинах цинковой руды. Мало что изменилось и в эпоху Средневековья. Если латунь и использовалась, то эпизодически и по большей части в Китае и Индии, тогда как как европейцев куда больше занимало железо.

    Короче говоря, латунный бум откладывался очень долго, вплоть до XVIII века. К этому времени цинк уже был описан и добывался по всей Европе, а Промышленная революция запустила гонку предпринимательского азарта. Победителем в последней стал Джеймс Эмерсон из Бристоля, в 1781 году запатентовавший технологию сплавки меди с цинком. Это событие и есть нулевая точка, определившая вектор развития латунной металлургии.

    Музыкальные инструменты.jpg

    Прочность и долговечность делают латунь подходящим материалом для корпусов духовых инструментов и варганов. Не забудем и про латунные гитарные струны – может, не самые прочные, зато со звонким объемным звучанием.

    Трубы и сантехника.jpg

    Латунь исключительно стойка к водным средам, а с присадкой марганца и некоторых других металлов ее иммунитет к коррозии только возрастает.

    Электроника и электротехника.jpg

    На правах медесодержащего сплава с высокой электропроводностью латунь применяется при изготовлении токопроводящих винтов, шайб, гаек, штепсельных контактов и коммутирующих элементов.

    Декор ювелирные изделия.jpg

    Знаете ли вы, что начинающие ювелиры часто выбирают латунь учебным материалом? Особенно марки Л62 и Л68. Они и внешне напоминают золото, а уж по механическим свойствам вообще один в один 583 проба.

    Дверная фурнитура.jpg

    Из латуни отливают элитные дверные ручки и петли премиум-качества; корпуса навесных замков; механизмы и высокоточные детали к ним.

    ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛАТУНИ.jpg

    Отметим, что латунь с Zn ≤ 20% называют красной. Ее, в свою очередь, подразделяют на томпак (Zn <10%), полутомпак (Zn 10-20%).

    Латунь пластична и податлива в обработке.jpg

    Отлично подходит для тонкостенного литья, создания сложных и детализированных форм, точного воспроизведения размеров. Сравните при возможности латунные и стальные петли для деревянных дверей – разница в качестве видна ненаметанным глазом.

    Красива даже без гальванического покрытия.jpg

    Те же латунные петли необязательно покрывать гальваникой. Достаточно их отполировать и пройти сверху лаком – будет вам сияющий золотистый цвет.

    Если латунь покрыта.jpg

    Основная причина: высокое содержание меди. С точки зрения электрохимии медь относится к малоактивным металлам. При окислительных реакциях она слабо вытесняется водородом и неохотно участвует в межмолекулярной диффузии. Во многом поэтому на латунь так прочно налипают гальванические покрытия: «хром», «никель», «античная бронза» и др.

    Изделия из латуни теплые на ощупь.jpg

    Дело в основном в теплопроводности. Чем ниже теплопроводность металла – тем теплее он кажется в условиях комнатной температуры. Посмотрите таблицу выше – у латуни теплопроводность в 2 раза ниже, чем у алюминия. Неудивительно, что латунные межкомнатные ручки по ощущениям комфортней, чем алюминиевые.

    Латунь фактически вечный материал.jpg

    Она не ржавеет (в ней нет или почти нет железа) и мало подвержена коррозии. Да, когда-нибудь на латуни проступят темная окись и зеленоватая патина. Однако: а) в обычных бытовых условиях и при наличии слоя лака этот процесс растянется на десятилетия; б) окислы можно вывести полиролем или народными средствами.

    В подтверждение всему сказанному фото выше. Сложно поверить, но эта латунная ручка-скоба родом из 1950х!

    Латунь сравнительно легко пилится и сверлится.jpg

    Там, где существует риск вандализма, уместней использовать сплавы потверже. Есть один показательный пример из жизни – навесные замки. Если на дверь в сарай латунный замок в самый раз, то куда-нибудь в гараж берите стальной или чугунный.

    Латунь очень тяжелая.jpg

    С плотностью 8500–8700 кг/м3 латунь перевешивает все основные фурнитурные сплавы: и сталь Ст3 (7850 кг/м3), и ЦАМ 4-1 (6700 кг/м3), и алюминий (2700 кг/м3). Имейте это в виду, если подбираете что-то с прицелом на транспортабельность –скажем, навесной замок на противоугонную цепь для велосипеда.

    Латунные петли в 3-5 раз дороже соразмерных им стальных. Похожая ситуация и с дверными ручками. Цена алюминиевой ручки – 500-1000 руб.; аналог из ЦАМ будет стоить от 1200 руб. Точно такая же по дизайну ручка из латуни обойдется минимум (!) в 4500-6000 руб.

    Главный элемент сплава. Отвечает за твердость, износостойкость, электропроводящие и теплообменные свойства.

    Сплавляется с медью для улучшения механических, технологических и антифрикционных свойств, влияет на цвет (см. п.3). При добавлении до 38% цинка повышается прочность, причем без существенных потерь в пластичности. В то же время, если цинка 20% и более, сплав становится восприимчивее к коррозионному растрескиванию из-за остаточных напряжений, особенно во влажной атмосфере со следами сероводорода или аммиака.

    Все двухкомпонентные латуни считаются двойными (простыми). Обозначаются они буквой Л, за которой следует указание усредненного % меди. Пример: Л68 – простая обрабатываемая давлением латунь с Cu 68%, Zn 32% и примесями.

    Повышает стойкость к коррозии, вместе с тем ухудшая литьевые качества (один из нежелательных эффектов – пенистость в отливках).

    Добавляется для большей сопротивляемости коррозии в морской воде, атмосфере горячего пара и хлоридов. Как правило, комбинируется с другими присадками.

    Уменьшает зернитость, делает сплав тверже и затрудняет кристаллизацию. Если доля железа выше 3%, изменяются магнитные свойства.

    Улучшает механические и антикоррозийные качества. Если сравнивать с другими латунями, именно никелевые – самые стойкие к обесцинкованию и коррозионному растрескиванию. Ввиду этого они активно применяются в морском судостроении.

    Повышает коррозионную стойкость в пресной и морской воде. Содержится в доле до ~1,5% в так называемых морских латунях (Л070-1, ЛО62-1).

    Улучшает резку на станках, снижает трение. Но есть и побочные эффекты: уменьшается пластичность, возрастает риск горячеломкости латуни (особенно в сплавах с Zn 30-33%).

    Отметим особый порядок маркировки многокомпонентных латуней. В названии сначала идет «Л» (латунь), а затем начальные буквы других легирующих элементов. Числа после букв обозначают долю элемента в %. Примеры: ЛАЖ60-1-1 – латунь с Cu ~60%, Al ~1%, Fe ~1%; остальное – цинк и примеси. ЛЦ23А6Ж3Мц2 – латунь с Zn ~23%, легированная Al ~6%, Fe ~3%, Mn ~2%; остальное – медь и примеси.

    Чем латунь отличается от бронзы.jpg

    Бронза – сплав меди и олова (~12%); иногда с присадками алюминия, марганца, фосфора, кремния и других элементов. Главные отличия: цвет (медь обычно приглушенно-красноватая, без блеска, латунь – желтая и блестящая), зернистость (латунь в срезе мельче зерном), твердость (латунь мягче, проще обрабатывается), стойкость в агрессивных средах (бронза лучше противостоит морской воде).

    Чем латунные дверные петли так уж лучше стальных.jpg

    Петли из латуни литые, поэтому они намного точнее и ровнее. Стальные же штампуют из рулонной ленты, а ось загибают на станке. Просто сравните качество исполнения оси на фото выше (слева латунная петля, справа – стальная).

    Чем еще плохи стальные петли? На них всегда видны стыки и швы, половинки могут не совпадать по геометрии, а зазор порой достигает 2-2,5 мм. Все это сулит проблемы при врезке и, естественно, ухудшает ход петель.

    ЦАМ – хороший материал, но латунь все равно лучше. Вы поймете это по прошествии времени. За 7-10 лет ручка из ЦАМ может локально протереться, покрыться пятнами – где-то больше, где-то меньше. Для ручек же из латуни 10 лет вообще не срок, тем более если это полированная латунь (без гальванического покрытия).

    О замках и цилиндровых механизмах.jpg

    Да. Применение латуни в изготовлении механизмов секретности способствует большей точности и коррозионной стойкости деталей. Если вы возьмете навесные замки или цилиндры топ-брендов (Cisa, Abus, Mottura), почти наверняка пины будут из латуни или бронзы, сердечник – из латуни или нержавеющей стали. В дешевых механизмах они могут быть из цинковых сплавов.

    Правда ли что латунь убивает бактерии и грибки.jpg

    Вообще-то да, благодаря высокому содержанию меди. Однако это больше относится к прокатной латуни. Не забудьте, что готовые изделия покрывают лаком, а иногда – еще и гальваникой или PVD-напылением (как в элитных швейцарских часах). Логично, что с каждым таким слоем антибактерицидный эффект снижается.

    Мы используем разные сплавы; в основном – с 59-61% меди. В петлях в целях снижения трения и улучшения обрабатываемости применяется освинцованная латунь (Cu 54-57,4%, Pb 2,3-2,65%).

    Кроме дверной и оконной фурнитуры мы продаем латунные смесители и душевые гарнитуры Manzzaro (Россия-Италия). В них использован литейный премиум-сплав ЛЦ40С – с 59-60% меди и пониженной долей свинца: 1,0-1,6% (вместо 2,5-3,5%, как у многих популярных марок сантехники).

    Pure Brass Class A.jpg

    Это значит, что изделие из чистейшей латуни. Доли вредных примесей, таких как висмут, мышьяк и сурьма, снижены до минимально возможных. К слову: дверные и оконные петли Palladium, а также корпуса наших латунных навесных замков изготовлены из латуни класса A.

    Лучше всего приобрести полировочную пасту. Если не нашли – состряпайте сами из обычных столовых ингредиентов. Вот один из способов: в равных пропорциях смешайте муку с солью. Влейте к ним уксус – столько, чтобы получилась густая пастообразная смесь. Эту смесь нанесите на марлю или любую другую мягкую ткань и протрите латунь до блеска. Естественно, перед всем этим с латуни нужно удалить старый лак, а в конце – заново пролакировать.

    С чем сочетать полированную латунь в интерьере.jpg

    В классических антуражах – с древесной текстурой маслянистых тонов, шелком и парчой, мрамором, зеркалами. В современных – с бетоном, темно-синим и угольно-серым цветами, элементами стиля лофт и, опять же, с зеркалами.

    «Три кубика (из мрамора, льда и латуни) имеют одинаковый объем. Какой из них имеет наибольшую массу, какой – наименьшую?»

    Что это? Задача из физики? Ответ: кубик из латуни будет самым тяжелым, потому что из этих трех материалов у латуни наибольшая плотность. Самый легкий кубик – ледяной (у льда наименьшая плотность).

    Также в продаже: кухонные аксессуары и сантехника премиум-класса Manzzaro – латунные смесители и стойки для душа в стилях «ретро» и «хай-тек». Всё в наличии, звоните или заказывайте нужный вам товар онлайн. Доставка по всей России (от 1 дня), в Беларусь (от 4 дней) и Казахстан (от 6 дней).

    Температура плавления латуни и бронзы: плавка в домашних условиях

    Такой параметр, как температура плавления латуни, является важным во многих ситуациях. Объясняется это тем, что данный металл, основу которого составляет медь, очень активно используется для производства продукции различного назначения. Зная температуру плавления данного металла, можно даже в домашних условиях изготавливать из него не только предметы интерьера, но и элементы различных конструкций.

    Максимально возможное измельчение металла – одно из главных условий плавки латуни в домашних условиях

    Максимально возможное измельчение металла – одно из главных условий плавки латуни в домашних условиях

    Характеристики и сферы применения латуни

    Среди множества разновидностей латуни наибольшее распространение получили два ее типа – двойная и многокомпонентная. Основным элементом, определяющим характеристики данного сплава, является цинк, который может присутствовать в нем в количестве от 5 до 45%. Кроме цинка, в составе латуни в зависимости от ее марки могут присутствовать марганец, железо, никель и свинец, которые также оказывают влияние на ее свойства.

    Простые латуни – химический состав и применение (нажмите для увеличения)

    Простые латуни – химический состав и применение (нажмите для увеличения)

    Латунь, как и другой медный сплав – бронза, активно используется в различных отраслях промышленности. Кроме того, из латуни изготавливают элементы мебельных конструкций и предметы интерьера. Основной технологической операцией, позволяющей придать изделию из латуни требуемую конфигурацию, является литье, которое, как уже говорилось выше, можно выполнить и в домашних условиях. Естественно, чтобы провести такую операцию, необходимо знать, при какой температуре латунь плавится.

    Режимы обработки простых и свинцовых латуней (нажмите для увеличения)

    Режимы обработки простых и свинцовых латуней (нажмите для увеличения)

    В зависимости от химического состава латуни температура ее плавления может находиться в интервале 880–950°. Основным элементом, который оказывает влияние на данный параметр, является цинк: чем его больше в составе латуни, тем при меньшей температуре ее можно расплавить.

    Плавка – не единственная технологическая операция, которой хорошо поддается латунь. Как и бронза, этот сплав можно подвергать различным видам механической обработки. Более того, для соединения латунных деталей можно использовать сварку. На текучесть латуни в расплавленном состоянии, что особенно важно учитывать при выполнении литья, негативно влияют такие химические элементы в ее составе, как свинец и висмут.

    Сложнолегированные латуни – химический состав и применение (нажмите для увеличения)

    Сложнолегированные латуни – химический состав и применение (нажмите для увеличения)

    Латунь, как и бронза, которая также относится к категории сплавов, выполненных на основе меди, – цветной металл, что во многом и определяет сферы ее применения. Изделия из латуни, имеющей желто-золотистый цвет, отличаются высокими декоративными характеристиками, но для того чтобы со временем они не чернели от взаимодействия с окружающим воздухом, их необходимо покрывать защитными составами.

    Как и бронза, латунь обладает высокой устойчивостью к коррозии, что позволяет успешно применять данный сплав для производства предметов, которые эксплуатируются в условиях повышенной влажности. Широкому распространению изделий из латуни в различных отраслях промышленности способствует и то, что она обладает хорошими антифрикционными свойствами.

    Одним из достоинств данного сплава, что особенно важно при выполнении литья, является его низкая склонность к ликвации.

    Освоив технику литья латуни, можно создавать настоящие шедевры

    Освоив технику литья латуни, можно создавать настоящие шедевры

    Изделия из сплавов, выполненных на основе меди, к числу которых относится латунь, широко используются не только в промышленности, но и в быту. В связи с этим информация о том, как плавить такой металл, какая у него температура плавления и как правильно выполнять из него литье, может оказаться полезной во многих ситуациях.

    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

    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

    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 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.

    Процесс плавки

    Для того чтобы латунь быстрее перешла в жидкое состояние, лучше помещать ее в тигель в измельченном виде. Следует иметь в виду: чем меньше будут такие куски, помещенные в тигель, тем быстрее начнется процесс плавления.

    После того как вы наполните тигель измельченным металлом, необходимо установить сосуд в печь и начать ее нагрев до температуры плавления латуни. Если для плавки латуни вы используете заводскую муфельную печь, то следить за процессами, протекающими в тигле, можно через специальное окошко. В том случае, если вы самостоятельно изготовили печь простейшей конструкции, вам понадобится крышка из огнеупорного материала, которой будет закрываться емкость для плавления латуни.

    Плавку в компактной печке заводского изготовления можно производить прямо на кухне

    Плавку в компактной печке заводского изготовления можно производить прямо на кухне

    Тигель извлекается из печи только тогда, когда весь металл, который в него помещен, полностью расплавился. Для вынимания емкости с латунью следует пользоваться специальными щипцами и делать это максимально аккуратно. На поверхности латуни, подвергнутой плавлению, всегда присутствует пленка, которую в обязательном порядке надо убрать. Выполнить такую операцию совсем несложно, если взять для этого обычную стальную проволоку.

    Для литья изделия из латуни вы должны подготовить форму, благодаря которой металл, переходя из жидкого расплавленного состояния в твердое, примет требуемые очертания. Заливка латуни в такую форму выполняется только после того, как удалена пленка, о которой говорилось выше. Затем вам останется только дождаться, когда латунь, залитая в форму, полностью перейдет в твердое состояние и остынет.

    Заливка форм латунным расплавом

    Заливка форм латунным расплавом

    В домашних условиях можно использовать и более упрощенный вариант плавильной печи, применяя в качестве нагревательных элементов газовую горелку. Подвергнуть латунь плавлению таким образом можно, надежно закрепив газовую горелку под сосудом для плавки в вертикальном положении. При этом важно следить за тем, чтобы пламя, которое выдает горелка, равномерно охватывало всю нижнюю часть сосуда.

    Процесс плавки пойдет быстрее, если использовать вторую горелку

    Процесс плавки пойдет быстрее, если использовать вторую горелку

    Используя такое простое приспособление, следует иметь в виду, что латунь, которая будет плавиться в тигле, подвергается значительному окислению. Чтобы минимизировать последствия этого процесса, который негативно отражается на характеристиках сплава, можно использовать обычный древесный уголь.

    Таким образом, существует несколько способов, позволяющих эффективно расплавить латунь в домашних условиях. Выбирая один из них в зависимости от своих предпочтений и финансовых возможностей, вы сможете изготавливать из латуни методом литья изделия различного назначения.

    Латунь — виды, характеристика и свойства сплава

    Специальные латуни подразделяются на классы, названные по главному легирующему элементу (марганцевые, алюминиевые, кремнистые, оловянные, никелевые, свинцовые).

    По степени обработки латуни бывают:

    • деформируемые (латунная лента, проволока, труба, латунный лист); • литейные (арматура, подшипник, детали приборов).

    Подробнее о сплавах латуни

    Латунь Л63, Латунь ЛС59-1

    Существует также классификация по количеству цинка в сплаве:

    • 5-20% цинка – красная латунь (томпак); • 20-36% цинка – желтая латунь.

    Производство материала

    Все компоненты, входящие в состав сплава, имеют разную температуру плавления. Это создает сложности при плавке латуни. В процессе работы добавление составляющих ведется в определенной последовательности.

    Схема производства выглядит следующим образом:

    1. Добыча из руды меди и цинка.
    2. Плавка. Сначала нагревается медь, а потом остальные компоненты.
    3. Формирование слитков, путем разливки расплавленного металла в формы.
    4. Поступление их в прокатный цех, где ведется обработка металла с целью деформирование слитков.
    5. Отжиг и протравливание.



    Основные свойства латуни

    Латуни хорошо поддаются обработке давлением. Механические свойства сравнительно высокие, коррозионная устойчивость удовлетворительная. Если сравнивать латуни с бронзой, то их прочность, устойчивость к коррозии и антифрикционные свойства меньше. Они не очень устойчивы на воздухе, в соленой морской воде, углекислых растворах и растворах многих органических кислот.

    Латунь красивого цвета и в сравнении с медью обладает лучшей коррозионной стойкостью. Однако с увеличением температуры растёт и скорость коррозии. Наиболее заметен этот процесс в тонкостенных изделиях. Спровоцировать коррозию могут: влажность, следы аммиака и сернистого газа в воздухе. Для предупреждения этого явления латунные изделия подвергают низкотемпературному обжигу после обработки.

    Практически все латуни при понижении температуры (до гелиевых температур) остаются пластичными и не становятся хрупкими, что даёт возможность использовать их в качестве хорошего конструкционного материала. За счёт более высокого показателя температуры рекристаллизации (300-370°С), чем у меди, при высокой температуре ползучесть латуней будет меньше. При средней температуре (200-600°С) возникает явление хрупкости, так как нерастворимые при невысоких температурах примеси (например: свинец, висмут) образуют хрупкие межкристаллические прослойки. При повышении температуры снижается ударная вязкость латуней. В сравнении с медью показатели электропроводности и теплопроводности латуней ниже.

    Химический состав

    Латунь изготавливают из меди и цинка. Зачастую ее сравнивают с бронзой, так как сплав латуни и бронзы объединяет одинаковый компонент – медь. Латунь, по составу отличающаяся от бронзы, имеет в качестве второго компонента не олово, а цинк.

    Цинк – это химический составляющий элемент второстепенной подгруппы второй группы четвертого периода периодической системы Менделеева. При нормальных условиях
    довольно хрупкий переходный материал ярко-голубого цвета (на открытом воздухе покрывается небольшим слоем оксида цинка и темнеет). В природе, как отдельный металл, цинк не существует.
    Медь – это химический составляющий элемент одиннадцатой группы четвертого периода периодической системы Менделеева. Это пластичный переходный материал ярко-золотистого цвета (при появлении оксидного слоя медь становится красно-желтого цвета).

    За счет цинка и меди (кроме главного α-раствора) появляется целый перечень электронных стадий типа β, γ, ε. Как правило, состав латуни имеет α- или α+β’ фазы:

    • α-фаза – стабильный материал из меди и цинка с гранецентрированной кристаллической медной кубической решеткой.
    • β’-фаза – структурный материал на основе химического сочетания CuZn с соотношением 3/2 и элементарной и простейшей ячейкой.

    Зависимость от термообработки:

    • Если температура высокая, то β-фаза имеет хаотичное расположение атомов и увеличенный объем однородного состава. В этом состоянии фаза становится довольно пластичной, если температура менее 453–469 C, то атомная структура меди и цинка обретает упорядоченность и указывается, как β’.
    • β’ является более хрупкой и жесткой, γ-фаза имеет в составе электронное сочетание Cu5Zn8.

    Составы с одной фазой отличаются повышенной пластичностью; β’-фаза менее пластичная и более прочная.

    Разделение с учетом содержания в сплаве цинка:

    • Когда сплав латуни имеет в составе до 35% цинка, одновременно увеличиваются и пластичность, и твердость. Затем пластичность снижается, в начале из-за уплотнения α – жесткого состава. После происходит моментальное ее снижение, это объясняется нахождением в составе хрупкой β’-фазы. Затем твердость повышается до уровня количества цинка не больше 40%. Потом резко снижается.
    • Многие составы отлично поддаются обработке под давлением. Однофазный состав особенно характеризуется своей пластичностью. Латуни меняют структуру при пониженных и повышенных температурах. Хотя в условиях температуры 400-700 C появляется «хрупкая зона». Деформация при этих температурных условиях не происходит.
    • Двухфазные сплавы довольно эластичны при нагревании больше температуры фазы β’-превращения (выше 700 C). Для увеличения химической стойкости и технических характеристик в них зачастую добавляют дополнительные компоненты, к примеру: марганец, алюминий, кремний, никель и так далее.

    Производство латуни

    Латунь отлично поддается ковке, податливо деформируется, довольно вязка, принимает разные формы под ударом молотка, штампуется в различные детали или растягивается в проволоку. Сплав относительно податливо отливается и плавится в условиях температуры меньше плавления меди.

    Процесс изготовления выполняется:

    • В тиглях, сделанных из огнеустойчивой глины. Тигли разогреваются в пламенных или шахтных печах.
    • В отражательных печах.

    Во время смешивания цинка и меди состав отливают в заранее приготовленные песочные формы. Некоторая часть цинка испаряется, что необходимо помнить во время формирования сплава металла.

    Производные латуни

    Томпак – вид деформируемого сплава. Имеет в составе цинк и медь на 2%-13% и 87–98% соответственно.

    • пониженной силой трения;
    • стойкостью к ржавчине;
    • высокой эластичностью.

    Составы меди, состоящие на 11-22% из цинка, называются полутомпаками.

    Томпак отлично поддается сварке с нержавейкой и иными благородными металлами. Томпак применяют для изготовления комбинированного состава латуни и стали. Благодаря золотистому цвету из томпака делают фурнитуры, различные медали и художественные изделия. Томпак отлично поддается эмалированию, золочению и обработке давлением в пониженных и повышенных режимах температуры.

    Литейная латунь – используется для изготовления фасонных изделий и полуфабрикатов с помощью литья. Имеет 51–80% меди. В роли дополнительных элементов применяют: алюминий, кремний, марганец, железо, свинец и олово. Основные отличия:

    • имеет устойчивость к трению с другими элементами;
    • пониженная склонность к распаду элементов;
    • не ржавеет;
    • проста в обращении за счет жидкой консистенции;
    • великолепные механические показатели.

    Зачастую литейную латунь применяют для массового изготовления:

    • червячных винтов;
    • штуцеров;
    • элементов арматуры;
    • деталей, устойчивых к коррозии;
    • гаек зажимных болтов;
    • сепараторов;
    • втулок;
    • деталей, которые эксплуатируются при температуре выше 250C;
    • подшипников.

    Автоматная латунь — это свинцовая разновидность сплава. Имеет такой состав:

    • 24,3-42,8% – цинк;
    • 56-76% – медь;
    • 0,4-0,9% – свинец.

    Добавление свинца при механической обработке способствует появлению сыпучей и короткой стружки, что снижает износ разделяющего механизма и дает возможность применять скоростную обработку деталей.

    Механические характеристики автоматной латуни напрямую зависят от ее агрегатного состояния и компонентов:

    • нагартованное;
    • мягкое.

    Этот вид сплава изготавливается в форме:

    При этом из листов делают:

    • детали для часов;
    • болты;
    • гайки и другие предметы массового производства.



    Рассмотрим, как легирующие элементы оказывают влияние на свойства латуней.

    • Олово значительно увеличивает антикоррозийные свойства в морской воде, повышает прочность сплава. Латуни с оловом часто называют морскими.
    • Марганец увеличивает прочность, сопротивление коррозии. Марганцевые латуни часто сочетают с оловом, железом и алюминием.
    • Никель повышает коррозионные свойства и прочность в различных средах.
    • Кремний понижает прочность и твердость, а также улучшает свариваемость. Латуни, содержащие кремний и свинец, обладают хорошими антифрикционными свойствами. Такими сплавами можно заменить более дорогостоящие, например оловянные бронзы.
    • Свинец значительно улучшает обрабатываемость резанием, но в тоже время ухудшает механические свойства. Свинцовые латуни называют автоматными, так как они обрабатываются на станках-автоматах. Данный сплав является самым распространённым.
    • Алюминий снижает летучесть цинка, за счёт образования на поверхности расплавленной латуни защитной плёнки (оксида алюминия).

    Добавки в сплавах

    В латунях применяются легирующие элементы. Это вещества, вводимые в сплав с целью изменить структуру, и как следствие характеристики. К таковым элементам относятся:

    1. Алюминий. Наличие алюминия в сплаве снижает показатель летучести. В результате взаимодействия с кислородом, на поверхности изделия образуется слой оксида алюминия, который исключает летучесть материала.
    2. Магний. Эта добавка, чаще всего, вводится в комплексе с железом и алюминием. Таким образом, меняется структура, и сплав становится более крепким, износостойким, устойчивым к коррозии.
    3. Никель. Данный тип добавок вводится для нейтрализации последствий окислительных процессов.
    4. Свинец. Наличие в составе этого легирующего элемента обеспечиваем материалу пластичность. Он становится более ковким, легче поддается механическим воздействиям, резке, в том числе. Применяется для изделий, не предполагающих несущую функцию при эксплуатации.
    5. Кремний. Добавка вводится для повышения прочности металла, и его жесткости. Если параллельно добавляется свинец, то произойдет улучшение антифрикционных качеств. Опять же конкурирующими становятся сплавы меди, цинка, кремния со свинцом и бронзы с оловом. Себестоимость последнего выше.
    6. Олово. Этот металл добавляют, чтобы свести на нет опасность возникновения очагов коррозии. Это особенно важно в судостроении. С добавлением олова, соленая вода металлу не страшна.

    Способы получения

    В технологии получения латуни задействованы процессы медной, цинковой промышленности, а также переработка вторсырья. Сырьём для производства сплавов являются заготовки меди, цинка и других металлов для получения многокомпонентных сплавов. Также используются собственные отходы производства и вторичное сырьё. Все заготовки изготовлены в соответствии с ГОСТ.

    Для плавки латуни используют различные виды плавильных печей, применяющихся для плавки медных сплавов. Самыми эффективными являются электрические индукционные низкочастотные печи с магнитопроводом. Плавку проводят под вытяжной вентиляцией, поскольку некоторые элементы сплава интенсивно испаряются и могут навредить здоровью человека. Сплав нежелательно перегревать, из-за вероятности возгорания на воздухе некоторых компонентов. В качестве шихт для плавки латуни используют чистые и оборотные металлы.

    Предварительно сырьё подготавливают, а печи очищают. Разогретую до красного каления медь помещают в печь, а затем добавляют кусковые заготовки цинка. Во время плавки медно-цинковых сплавов берут во внимание значительную окисляемость цинка. Для уменьшения окисляемости проводят ряд мероприятий. Для изготовления многокомпонентных сплавов в первую очередь добавляют медь, а затем с осторожностью остальные компоненты.

    Плавка латуни

    Однородную массу разливают в формы для получения литейной латуни. В результате получаются слитки плоской и круглой формы. Деформируемые сплавы после отливки подвергаются процедуре деформации. Полученные изделия различаются по степени закалки и старения, а также твёрдости материала. Предварительная термическая обработка заготовок значительно увеличивает прочность и коррозионную устойчивость латуни.

    Применение

    Из латуни производят охлаждающие системы для моторов, разнообразные втулки, переходники. Сплав используется в строительной сфере. Например, для изготовления сантехнического оборудования и элементов дизайна. Элементы для крепежа, такие как болты и гайки, также производят из латуни. Этот сплав применяется в судостроении и при изготовлении боеприпасов.

    Различают несколько видов латунного проката:

    • Латунный пруток
      – это длинномерное металлическое изделие, которое является заготовкой для различных деталей. Пруток имеет различную форму сечения: круглую, овальную, прямоугольную, квадратную, шестигранную, трапециевидную.
    • Латунная плита
      – это плоский полуфабрикат с прямоугольным сечением толщиной более 25 мм, который изготавливается прокаткой или литьём. Плиты бывают мягкими, твёрдыми, полутвёрдыми и особо твёрдыми. Латунные плиты используются в промышленности, для декоративной отделки зданий.
    • Латунная проволока
      – это вытянутый профиль небольшого диаметра. Применяется проволока в производстве электротехники и декоративных элементов, а также в машиностроении, авиастроении, при сварке и в обувной промышленности.
    • Латунная труба
      – обладает высокой пластичностью, устойчивостью к коррозии, износу. Трубы применяются в жилищно-коммунальном хозяйстве, машиностроении, приборостроении, электроэнергетике.
    • Латунный круг
      – это сплошной профиль круглого сечения. Применяется изделие в автомобилестроении, приборостроении, при изготовлении станков и механизмов.
    • Латунный лист
      — незаменим в полиграфии, автомобилестроении, электроэнергетике, приборостроении, электротехнической, строительной и химической промышленностях.

    Бытовое применение латуни

    Для латуни свойственна мягкость и податливость при механической обработке. В то же время сплавы характеризует прочность. Внешнее сходство с золотом определило популярность в ювелирном производстве. Латунь используют для придания золотистого оттенка орденам и медалям, а также для нанесения орнамента на посуду. Украшения и фурнитура из неё имеет привлекательный внешний вид при минимальной цене.

    На службу ювелирам пришла латунь оттенков:

    1. М 67/33 желтая;
    2. М 60/40 зеленая;
    3. М 75/25 золотистая;
    4. М 90 яроко жёлтая.

    Л62 и Л68 нужны в качестве тренажеров для обучающихся ювелирному искусству. Такой выбор обусловлен схожестью в характеристиках. А вот для изготовления знаков отличия используется латунь, в составе которой 15% составляет цинк, а 5% — алюминий. Такие изделия износостойки.

    Для латуней характерна долговечность. Украшения из этого сплава не знают старости и сноса. Зная о данном качестве, подобрав оптимальный состав, компания Zippo изготавливает из латуни большинство моделей зажигалок. Стальной фасад появляется благодаря гальваническому процессу (хромированию). Наличие латунного сплава в основе служит отличительной чертой оригинальной продукции, где латунь – основной материал, от подделки, где латунных деталей нет.

    Основное применение изделия из двухкомпонентного сплава нашли в крепеже и запорной арматуре. Это болты и шурупы, змеевики и переходники, краны и задвижки. Применяется латунь, состав которой включаем максимальный процент меди. Цель такого состава сплава латуни – минимизировать себестоимость.

    Применение многокомпонентных сплавов (состав включает более двух ингридиентов) более широкое. Это:

    • авиация;
    • судостроение;
    • холодильное оборудование (латунные трубки теплообменника);
    • производство часовых механизмов и т.д.

    Все благодаря тому, латунные сплавы податливые, мягкие, но при этом – это прочный материал.

    Рекомендация по уходу

    Латунь очищается и полируется щавельной кислотой. Продается она в магазинах хозтоваров и строительных материалов. Перед тем, как обработать сплав, концентрированный состав кислоты нужно развести из расчета 200 мл на 10 литров воды. Только после этого изделие можно обработать кислотным составом.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: