При какой температуре плавится латунь, полезная информация

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 21 сентября 2019; проверки требуют 3 правки.

Микроструктура отшлифованного и протравленного латунного сплава под 400-кратным увеличением

Лату́нь — двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим компонентом является цинк, иногда с добавлением олова (меньшим, чем цинка, иначе получится традиционная оловянная бронза), никеля, свинца, марганца, железа и других элементов. По металлургической классификации к бронзам не относится.

Сплав латуни

Латунь — металл компонентный. Это означает, что чаще всего латунь идёт в сплавах с другими металлами. Для латуни главным легирующим элементом обычно считается цинк. Но при необходимости он может быть дополнен другими элементами: марганец, железо, свинец или никель.

У латуни есть несколько сплавов, которые в разной мере популярны, но рассмотреть следует два самых востребованных и интересных в практическом плане: двойной и многокомпонентный, содержащий медь.

Для любого мастера, работающего с латунью, температура плавления этого сплава имеет определённый практический смысл. Осведомлённость в этой области сможет помочь в решении многих вероятных проблем.

Если знать температуру плавления латуни, то есть предел, при котором её можно расплавить, то появится возможность изготавливать различные конструктивные элементы, возможно и в домашних условиях.

История и происхождение названия

Несмотря на то, что цинк как химический элемент был открыт только в XVI веке, латунь была известна ещё до нашей эры. Моссинойки получали её, сплавляя медь с галмеем, то есть с цинковой рудой. В Англии латунь была впервые получена путём сплавления меди с металлическим цинком, этот метод 13 июля 1781 года запатентовал Джеймс Эмерсон (британский патент № 1297). В XIX веке в Западной Европе и России латунь использовали в качестве поддельного золота.

Во времена Августа в Риме латунь называлась орихалк (лат. aurichalcum — буквально «златомедь»), из неё чеканились сестерции и дупондии. Орихалк получил название от цвета сплава, похожего на цвет золота. Однако в самой Римской империи до завоевания Британии в I веке н. э. латунь не производилась, поскольку у римлян не было доступа к источникам цинка (которые появились и стали разрабатываться только после образования провинции Британия в составе империи), до этого цинк мог только ввозиться эллинскими и римскими торговцами, собственной его добычи в континентальной Европе и Средиземноморье не было.

Общая мировая потребность в цинке для изготовления латуни составляет в настоящее время около 2,1 млн т. При этом в производстве используется 1 млн т первичного цинка, 600 тыс. т цинка, полученного из отходов собственного производства, и 0,5 млн т вторичного сырья. Таким образом, более 50 % цинка, используемого в производстве латуни, получают из отходов. Технические латуни содержат обычно до 48-50 % цинка. В зависимости от содержания цинка различают альфа-латуни и альфа+бета-латуни. Однофазные альфа-латуни (до 35 % цинка) хорошо деформируются в горячем и холодном состояниях. В свою очередь двухфазные альфа+бета-латуни (до 47- 50 % цинка) малопластичны в холодном состоянии. Их обычно подвергают горячей обработке давлением при температурах, соответствующих области альфа- или альфа+бета-фаз. По сравнению с альфа-латунью двухфазные латуни обладают большей прочностью и износостойкостью при меньшей пластичности. Двойные латуни нередко легируют алюминием, железом, магнием, свинцом или другими элементами. Такие латуни называют специальными или многокомпонентными. Легирующие элементы (кроме свинца) увеличивают прочность (твёрдость), но уменьшают пластичность латуни. Содержание в латуни свинца (до 4 %) облегчает обработку резанием и улучшает антифрикционные свойства. Алюминий, цинк, кремний и никель увеличивают коррозионную стойкость латуни. Добавление в латунь железа, никеля и магния повышает её прочность.

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)

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)

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)

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

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.

Печь и инструменты для плавления латуни

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

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

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

Видео:

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

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

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

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

Применение

Деформируемые латуни

Двойные деформируемые латуни
Марка	Область применения
Л96, Л90	Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л85	Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л80	Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л70	Гильзы химической аппаратуры, отдельные штампованные изделия
Л68	Большинство штампованных изделий
Л63	Гайки, болты, детали автомобилей, конденсаторные трубы
Л60	Толстостенные патрубки, гайки, детали машин.
Многокомпонентные деформируемые латуни
Марка	Область применения
ЛА77-2	Конденсаторные трубы морских судов
ЛАЖ60-1-1	Детали морских судов.
ЛАН59-3-2	Детали химической аппаратуры, электромашин, морских судов
ЛЖМа59-1-1	Вкладыши подшипников, детали самолетов, морских судов
ЛН65-5	Манометрические и конденсаторные трубки
ЛМц58- 2	Гайки, болты, арматура, детали машин, советская разменная монета образца 1958 г., номиналом 1-5 копеек.
ЛМцА57-3-1	Детали морских и речных судов
ЛO90-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO70-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO62-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO60-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛС63-3	Детали часов, втулки
ЛС74-3	Детали часов, втулки
ЛС64-2	Полиграфические матрицы
ЛС60-1	Гайки, болты, зубчатые колеса, втулки
ЛС59-1	Гайки, болты, зубчатые колеса, втулки
ЛЖС58-1-1	Детали, изготовляемые резанием
ЛК80-3	Коррозионностойкие детали машин
ЛМш68-0,05	Конденсаторные трубы
ЛАНКМц75- 2- 2,5- 0,5- 0,5	Пружины, манометрические трубы

Литейные латуни

• Коррозионно стойкие,
• обычно с хорошими антифрикционными свойствами
• хорошие механические, технологические свойства
• хорошая жидкотекучесть
• малая склонность к ликвации

Литейные латуни
Марка	Область применения
ЛЦ16К4	Детали арматуры
ЛЦ23А6ЖЗМц2	Массивные червячные винты, гайки нажимных винтов
ЛЦЗОАЗ	Коррозионно-стойкие детали
ЛЦ40С	Литые детали арматуры, втулки, сепараторы, подшипники
ЛЦ40МцЗЖ	Детали ответственного назначения, работающие при температуре до 300 °C
ЛЦ25С2	Штуцера гидросистемы автомобилей

Ювелирные сплавы

Ювелирные сплавы
Вид обработки	Цвет	Наименование сплава
литьё	жёлтый	Латунь в гранулах M67/33
литьё	зелёный	Латунь в гранулах M60/40
литьё	золотой	Латунь в гранулах M75/25
литьё	жёлтый	Латунь в гранулах M90

Диаграмма состояния Cu — Zn

Медь с цинком образуют кроме основного α-раствора ряд фаз электронного типа β, γ, ε. Наиболее часто структура латуней состоит из α- или α+β’- фаз: α-фаза — твёрдый раствор цинка в меди с кристаллической решёткой меди ГЦК, а β’-фаза — упорядоченный твёрдый раствор на базе химического соединения CuZn с электронной концентрацией 3/2 и примитивной элементарной ячейкой.

При высоких температурах β-фаза имеет неупорядоченное расположение () атомов и широкую область гомогенности. В этом состоянии β-фаза пластична. При температуре ниже 454—468 °C расположение атомов меди и цинка в этой фазе становится упорядоченным, и она обозначается β’. Фаза β’ в отличие от β-фазы является более твёрдой и хрупкой; γ-фаза представляет собой электронное соединение Cu5Zn8.

Однофазные латуни характеризуются высокой пластичностью; β’-фаза очень хрупкая и твёрдая, поэтому двухфазные латуни имеют более высокую прочность и меньшую пластичность, чем однофазные.

Содержание цинка в меди оказывает влияние на механические свойства отожжённых латуней.

При содержании цинка до 30 % возрастают одновременно и прочность, и пластичность. Затем пластичность уменьшается, вначале за счёт усложнения α — твёрдого раствора, а затем происходит резкое её понижение в связи с появлением в структуре хрупкой β’-фазы. Прочность увеличивается до содержания цинка около 45 % , а затем уменьшается так же резко, как и пластичность.

Большинство латуней хорошо обрабатывается давлением. Особенно пластичны однофазные латуни. Они деформируются при низких и при высоких температурах. Однако в интервале температур 300—700 °C существует зона хрупкости, поэтому при таких температурах латуни не деформируют.

Двухфазные латуни пластичны при нагреве выше температуры β’-превращения, особенно выше 700 °C, когда их структура становится однофазной (β-фаза). Для повышения механических свойств и химической стойкости латуней в них часто вводят легирующие элементы: алюминий (Al), никель (Ni), марганец (Mn), кремний (Si) и т. д.

Что потребуется для литья

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

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

Самодельная плавильная печка с усиленным металлическим каркасом

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

Тигель из огнеупорной глины, обмазанный жидким стеклом с тальком

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

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

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

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

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

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

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.

Порядок маркировки

Принята следующая маркировка. Латунный сплав обозначают буквой «Л», после чего следуют буквы основных элементов, образующих сплав. В марках деформируемых латуней первые две цифры после буквы «Л» указывают среднее содержание меди в процентах. Например, Л70 — латунь, содержащая 70 % Cu. В случае легированных деформируемых латуней указывают ещё буквы и цифры, обозначающие название и количество легирующего элемента, ЛАЖ60-1-1 означает латунь с 60 % Cu, легированную алюминием (А) в количестве 1 % и железом (Ж) в количестве 1 %. Содержание Zn определяется по разности от 100 %. В литейных латунях среднее содержание компонентов сплава в процентах ставится сразу после буквы, обозначающей его название. Например, латунь ЛЦ40Мц1,5 содержит 40 % цинка (Ц) и 1,5 % марганца (Мц).используеться в трубах

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...