Работа с расплавленной латунью в домашних условиях: температура плавления, инструкция по обработке в печи

Латунь является уникальным сплавом, использующимся не только в промышленности, но и в быту. Из него выполнены разнообразные интерьерные предметы, а также многочисленные конструкции. Для умельца знание температуры плавления этого металла станет хорошим подспорьем при сооружении или же ремонте разнообразных предметов. Данный сплав имеет медную основу с цинковой легирующей составляющей, которая может дополняться никелем, марганцем, а также свинцом либо железом.

Характеристики металла

Латунных материалов выпускается несколько разновидностей, имеющих обширное применение. К наиболее распространенным данным металлическим соединениям относятся:

  • многокомпонентный состав;
  • двойной из сплава цинка с медью.

Температура плавления латуни зависит от ее компонентов. Помимо промышленности, из нее изготавливают различные предметы интерьера и детали мебельных конструкций. Это стало возможным благодаря литью, которое предоставляет возможность придать изделию любую форму. Плавка в домашних условиях не составляет особых проблем при соответствующих познаниях и наличии необходимого спецоборудования. Для этого обязательно следует знать, при какой температуре этот металлический состав плавится. Он имеет желтоватый цвет, который без дополнительной защиты чернеет от воздействия воздушной среды.

Нижний предел, при котором происходит плавление латунного состава составляет порядка 880 °С, а его верхнее значение доходит до 950 °С. Для снижения температурной точки плавки латуни в нее добавляют больше цинковой составляющей. На характеристики металла оказывают негативное влияние висмут или же свинец. Учтите, что температура плавления меди отличается от латунного состава. При нагреве материала они значительно снижают его способность к пластичной деформации.

Латунь способна оказывать высокую сопротивляемость коррозии, обладает повышенной текучестью и отличными антифрикционными характеристиками. Благодаря всем этим свойствам ее активно используют как в общепромышленных изделиях, так и в узконаправленных компонентах. Поверхность состава превосходно полируется, что позволяет надолго сохранять его великолепный вид. Температуру плавления латунь и бронза имеют различную, что учитывается при выборе режима работы.

Особенности обработки

В быту находятся множество изделий, имеющих в составе латунные компоненты. Для их ремонта или же изготовления применяются несколько методов. Все они построены на технологии плавления латуни. Этот процесс имеет свои нюансы и особенности, которые могут значительно усложнить ремонт. Сплавы на основе меди, а также бронзы имеют несколько отличающиеся характеристики, поэтому важно знать с каким именно составом придется работать.

Мягкие латунные сплавы содержат цинковую часть до 32,5 %, что предоставляет возможность для легкой обработки материала не только в горячем состоянии, но также и в холодном. Эта процедура выполняется протяжкой или же прокаткой. Данные составы маркируются: Л 68, Л 80, ЛМ 70, а также ЛТ 90. Увеличение цинка приводит к значительному повышению твердости состава, который становится обрабатываемым в горячем виде. Холодное воздействие на эти материалы весьма ограничено и требует наличия специальных инструментов. Помимо этого, производятся сплавы смешанного вида, отличающиеся достаточной универсальностью.

Что необходимо для плавки

Имея необходимый комплект оборудования и специальных принадлежностей можно не только заниматься восстановлением разнообразных изделий, но и изготавливать латунные компоненты дома. Перед тем как расплавить латунь, подготавливается рабочая площадка и размещается спецоборудование.

Основной составляющей мастерской служит печь индукционного типа, позволяющей в домашних условиях плавить латунь. Она собирается из огнеупорного кирпича, соединенного раствором, выдерживающим высокие термальные нагрузки. Источник тока, который будет использоваться для нагревательных элементов должен выдерживать нагрузку порядка 25 кВт. Для работы с разнообразными сплавами, можно приобрести специальную печь, рассчитанную на работу свыше 2019 °С. Это позволит выплавлять бронзу, а также многие цветные металлы.

Дополнением к плавильной печке служит тигель графитового типа, в котором непосредственно будет расплавляться латунный состав. Для каждого из типов металла используется собственная емкость. Новый тигель обязательно закаливается при температуре порядка 95 °С. В печи он должен прогреться на протяжении 20 минут, после чего остужается.

Для рабочего процесса потребуются стальные щипцы, а также большая ложка. С ее помощью удаляется шлак с поверхности расплавленного металла. Еще одним необходимым приспособлением является литейный ковш. Он служит для удержания тигля при его наклоне для выливания жидкого сплава в заготовленную форму.

Располагать плавильную печь необходимо на хорошо проветриваемом месте. Наилучшим расположением будет навес на улице. Это будет способствовать быстрому выветриванию углекислого газа и различных токсинов при плавке. Помимо этого, свободный доступ воздуха значительно улучшит процедуру плавки. Обязательным атрибутом безопасной работы является ящик с песком. Он располагается рядом с печкой и только над ним можно переносить жидкий сплав и разливать его по формам. Для дополнительной безопасности можно положить на пол асбестовый лист.

К специальной экипировке относятся особые кожаные перчатки, жароупорный защитный фартук, маска или же очки, а также ботинки высокого типа. Одежда должна быть с длинными рукавами и состоять из хлопковой ткани. Длинные штаны надежно защитят ноги от горячих капель жидкого металлического сплава.

Технология плавления

Когда все оборудование смонтировано и необходимые материалы подготовлены, переходят к самой процедуре плавления. Технологию процесса можно посмотреть на соответствующем видео. В тигель помещаются измельченные кусочки материала, при этом их величина будет оказывать влияние на скорость начала плавки. После этого сосуд ставится в печку и начинается ее нагрев до необходимого температурного значения плавления. На печах заводского изготовления имеется специальное окошко, которое предоставляет возможность для наблюдения за процессом. При использовании самодельной конструкции для этого служит огнеупорная крышка, закрывающая емкость.

Извлекать тигель можно лишь после полного плавления металлического состава. Поверхностная пленка на латуни подлежит снятию при помощи простой стальной проволоки. После удаления этого слоя окислов выполняется заливка массы в заранее заготовленную форму. По окончании остывания латунное изделие можно вынимать из формочки и окончательно обрабатывать.

Домашняя плавка латуни может использовать и упрощенную вариацию аналога обычной печи. В ней нагревателем выступает стандартная газовая горелка, надежно закрепленная под плавильным сосудом. При работе необходимо следить за равномерным прогревом нижней части печи. Такой способ обработки латуни в домашних условиях создает повышенное окисление плавящегося металла, что можно минимизировать с помощью древесного угля.

Что необходимо учитывать при работе

Расплавить латунь в домашних условиях можно при соблюдении некоторых особенностей работы. В процессе нагревания тигля в печи необходимо следить за состоянием массы. Готовая к заливке масса пылает ярким желтым светом, имеющим оранжевый оттенок. При дневном освещении этот цвет становится практически невидимым.

При температурном значении выше точки плавления, скорость процесса заметно повышается. Учтите, что это провоцирует ускорение окисления металлического сплава. Запрещается перемешивать сплав даже при снятии окислительной пленки. Необходимо предотвращать возникновение воздушных пузырьков в жидкой латуни, которые помешают отливке качественного изделия.

Не забывайте, что плавящийся металл является опасной субстанцией, способной нанести значительный вред при неправильном обращении. Учитывайте необходимость использования противопожарных средств, а также индивидуальную экипировку для защиты во время работы. Заранее позаботьтесь о наличии хорошей вентиляции в рабочей зоне, которая предохранит организм от воздействия опасных паров и газов. Соблюдайте меры предосторожности, что защитит от пожара и сохранит не только здоровье, но и жизнь.

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.

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

Характеристики латуни

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

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

Технические показатели сплава

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

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

В зависимости от состава, латунь бывает:

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

Марки латуни и области применения

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

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

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

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

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

Плавка в домашних условиях

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

Необходимые инструменты

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

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

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

Описание процесса

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

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

Техника безопасности

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

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

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