Bktp-omsk.ru

Делаем сами
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расплавить латунь газовой горелкой

Плавление меди в домашних условиях: пошаговая инструкция, видео

Изделия из меди активно используются не только в различных отраслях промышленности, но и в быту. В связи с этим вполне естественно, что у многих умельцев возникает вопрос о том, как расплавить медь и в домашних условиях изготавливать из нее различные изделия методом литья. Знание такой технологии, которая известна человечеству еще с древних времен, позволяет создавать различные предметы не только из меди, но и из ее сплавов – латуни и бронзы.

Плавка меди в самодельной печке

Характеристики меди

Медь является одним из первых металлов, которые человек научился добывать и перерабатывать. Изделия из меди и ее сплавов использовались еще в 3 веке до н.э., о чем свидетельствуют исторические данные и результаты археологических раскопок. Широкому распространению меди во многом способствовало то, что она достаточно легко поддается обработке различными механическими способами. Кроме того, ее можно легко расплавить.

Медь, поверхность которой отличается явно выраженной желтовато-красной окраской, в силу своей мягкости легко поддается обработке методом пластической деформации. Поверхность меди при ее взаимодействии с окружающим воздухом покрывается оксидной пленкой, которая и окрашивает ее в такой красивый цвет.

Марки технической меди и их химический состав

Большое значение имеют и такие характеристики меди, как электро- и теплопроводность, по которым она занимает второе место среди всех металлов, уступая только серебру. Благодаря таким свойствам изделия из нее активно используются в электротехнической промышленности, а также в тех случаях, когда необходимо обеспечить быстрый отвод тепла от нагретого предмета.

Еще одним важным параметром меди, напрямую влияющим на объем энерго- и трудозатрат, расходуемых при производстве изделий из нее, является температура плавления. Для чистой меди температура, при которой металл переходит из твердого состояния в жидкое, составляет 1083°. Если смешать медь с оловом и получить бронзу, то температура плавления такого сплава будет составлять уже 930–1140° в зависимости от содержания в нем основной легирующей добавки. Такой сплав меди, как латунь, который получают путем добавления к основному металлу цинка, обладает еще меньшей температурой плавления, которая находится в интервале 900–1050°.

Электрические свойства меди при температуре 20°

Если вы решили реализовать в домашних условиях такой технологический процесс, как литье меди, важно знать еще один параметр – температуру ее кипения. При 2560° медь начинает буквально кипеть, что хорошо заметно по видео данного процесса. Появлению пузырьков на поверхности жидкого металла и активному газообразованию в нем способствует углерод, выделяющийся из меди в результате ее окисления, происходящего при сильном нагреве.

Если довести мель до кипения, то отливки из нее будут отличаться невысоким качеством, их структура и поверхность будут характеризоваться большим количеством пор, которые снижают не только ее декоративные, но и механические характеристики.

При соблюдении технологии плавки на поверхности медного слитка могут остаться неглубокие поры, легко удаляемые шлифовкой

Пошаговая инструкция по плавлению меди

Плавка меди, если подготовить все необходимое для реализации такого технологического процесса и подойти к его выполнению правильно, позволяет даже в домашних условиях изготавливать медные изделия как декоративного, так и чисто практического назначения.

Для того чтобы расплавить медь, вам потребуются следующие инструменты, оборудование и расходные материалы:

  • муфельная печь (желательно с регулировкой температуры нагрева);
  • тигель, в котором вы будете расплавлять медь (для плавки меди используют тигли, изготовленные из керамики или огнеупорной глины);
  • щипцы, при помощи которых горячий тигель будет извлекаться из печи;
  • крюк (его можно изготовить из обычной стальной проволоки);
  • бытовой пылесос;
  • древесный уголь;
  • форма, в которую будет выполняться литье;
  • газовая горелка и горн.

Меньше всего примесей содержится в электротехнической меди

Расплавить медь как в производственных, так и в домашних условиях можно, следуя нижеприведенному алгоритму.

Медь в измельченном состоянии помещают в тигель. Следует иметь в виду: чем меньше будут кусочки металла, тем быстрее он расплавится. Тигель после его наполнения медью помещают в печь, которую, используя регулятор температуры, необходимо прогреть до требуемого состояния. В дверцах серийных муфельных печей обязательно предусмотрено окошко, через которое можно наблюдать за процессом плавления.

Смотровое окошко позволит контролировать процесс не открывая дверцу лишний раз, тем самым не снижая температуру в печи

После того как вся медь в тигле расплавится, его необходимо извлечь из печи, используя для этого специальные щипцы. На поверхности расплавленной меди обязательно присутствует окисная пленка, которую необходимо сдвинуть к одной из стенок тигля при помощи стального крюка. Расплавленный металл после освобождения его поверхности от окисной пленки следует максимально оперативно и аккуратно залить в предварительно подготовленную форму. Подробности и правила выполнения этой процедуры хорошо демонстрирует видео, которое несложно найти в интернете.

Разливать металл по формам придется очень быстро, если выбранный вами способ нагрева не смог обеспечить нужную температуру

В том случае, если в вашем распоряжении нет муфельной печи, то разогревать тигель с медью можно при помощи газовой горелки, расположив ее вертикально под дном емкости. При этом важно следить за тем, чтобы пламя газовой горелки было равномерно распределено по всей площади дна тигля.

Если в домашних условиях необходимо расплавить легкоплавкие сплавы на основе меди (латунь и некоторые марки бронзы), то в качестве нагревательного устройства можно использовать обычную паяльную лампу, также расположив ее вертикально под дном тигля. При плавке, выполняемой данным и предыдущим способами, поверхность расплавленного металла будет активно взаимодействовать с кислородом, что приведет к интенсивному окислению. Чтобы уменьшить интенсивность окисления, расплавленную медь можно присыпать измельченным древесным углем.

Плавка меди паяльной лампой в самодельной печке

Если в вашей домашней мастерской имеется горн, то его также можно использовать для того, чтобы расплавить медь, латунь или бронзу. В данном случае тигель с измельченным металлом помещается на слой раскаленного древесного угля. Чтобы процесс нагревания и плавления проходил более интенсивно, в зону горения угля можно обеспечить подачу воздуха, для чего подойдет обычный пылесос, работающий не на втягивание, а на выдувание. В том случае, если вы будете использовать пылесос, на его шланг необходимо изготовить металлический наконечник с отверстием для выдувания небольшого диаметра.

Процесс плавки будет ещё эффективнее в газовом горне

Подбирая муфельную печь для выполнения литейных операций с медью и ее сплавами, следует обращать внимание на температурный режим, который может обеспечить такое устройство. В зависимости от типа расплавляемого металла такая печь должна обеспечивать следующие температуры нагревания:

  • медь – 1083°;
  • различные марки бронзы – 930–1140°;
  • латунь – 880–950°.

Возможно, что вы решите сделать печь для плавки самостоятельно, посмотрев видеоролик.

Обычная медь, не содержащая в своем химическом составе никаких легирующих добавок, не отличается хорошей текучестью в расплавленном состоянии, поэтому для изготовления методом литья изделий сложной конфигурации и небольших размеров она мало подходит. Для этих целей лучше всего использовать латунь, причем выбирать сплав, цвет поверхности которого более светлый (это свидетельствует о том, что латунь данной марки отличается меньшей температурой плавления).

Есть еще одна важная рекомендация, которой обязательно следует придерживаться, если вы решили реализовать на практике такой технологический процесс, как литье изделий из бронзовых сплавов. В качестве исходного сырья лучше не использовать изделия, изготовленные из старинной бронзы. В составе такого сплава может содержаться значительное количество мышьяка, который, испаряясь, может создать серьезные проблемы со здоровьем.

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

  • Основные виды латуни
  • Способы обработки латуни
  • Свойства латуни
  • Влияние других металлов на латунь
  • Что нужно знать перед плавлением латуни
  • Способы расплавить латунь дома
  • Как расплавить латунь в домашних условиях: пошаговая инструкция
  • Применение в промышленности
  • Техника безопаности при плавке латуни
  • Итог: как расплавить латунь в домашних условиях

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.

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:

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

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:

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.

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.

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.


Температура плавления латуни: плавка в домашних условиях

Иногда необходимо провести срочный ремонт латунных изделий или изготовить какую-то деталь. Для этого потребуется расплавить кусочки лома в домашних условиях. Плавка латуни осуществляется в специальных печах или самодельных горнах. Как расплавить латунь и сделать отливку, научат специалисты.

Читать еще:  Монтаж профнастила на крышу - инструкция по подготовке, укладке, устройству

Основные характеристики латуни

Прежде, чем решить, как же расплавить латунь в домашних условиях, нужно определить температурный режим. Латунные сплавы на основе меди по химическому составу бывают двухкомпонентные с различной долей цинка, и многокомпонентные, содержащие свинец, висмут и другие металлы. Зная маркировку сплава, легче определить точную температуру плавки латуни. Эти данные есть в справочных таблицах.

Часто приходится пользоваться непонятным ломом, сложно определить марку металла по цвету, сплавы незначительно различаются оттенками. Чтобы расплавить немаркированный лом, нужно ориентироваться на температурный диапазон 880–950°С. Чем меньше цинка в составе, тем ниже температура плавления. Желательно предохранять от окисления металл, который темнеет со временем. Такой лом, прежде чем расплавить, зачищают до блеска. Лом присыпают угольной крошкой. Плавление металла под такой шубой будет проходить быстрее. Важно учитывать, что не все сплавы обладают хорошей текучестью, расплавить их иногда сложно.

Особенности обработки и область применения

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

Что понадобится для плавки

Расплавлять латунь в домашних условиях можно газовой горелкой. Ее устанавливают под тиглем вертикально. Для снижения потерь тепла зону нагрева экранируют огнеупорными материалами или толстым железом.

Удобно использовать муфельную компактную печь фабричного производства. Если приходится заниматься домашней плавкой металлов, такую вещь стоит приобрести. Владельцы частных домов сооружают горн из шамотного кирпича с воздушным поддувом. Сразу делают каркас для установки тигля, крышку.

Необходимо подготовить огнеупорный тигель. Можно использовать готовый керамический, выдерживающий температуру до 1300°С или графитовый, он очень надежный, подходит для многоразового применения, главное вовремя удалять шлак, когда он только хватился. Умельцы делают тигли самостоятельно из шамотной крошки, кремнезема, жидкого стекла, обмазывают готовую форму тальком. Для захвата горячего тигля используют длинные щипцы. Желательно приготовить мощную подставку, которую сложно расплавить.

Для отливки деталей делают формы:

  • из гипса, облепляют им восковую копию будущей детали;
  • смеси цемента и тормозной жидкости.

Эти формы нужно поставить на песок или огнеупорную подставку большого размера, их нужно будет заполнять расплавленной субстанцией.

Для снятия шлака с латуни понадобится ложечка или проволочная петля. Не стоит забывать про противопожарную и собственную безопасность.

Плавка латуни в домашних условиях: пошаговая инструкция

Когда все подготовительные работы завершены, можно приступать к работе. Небольшая инструкция поможет справиться с плавкой латуни в домашних условиях. Нужно четко соблюдать последовательность операций:

  1. Подготовка лома заключается в его нарезке, чем меньше кусочки, тем быстрее образуется расплав. Темную патину с металла снимают, это лишний шлак. Лом подсушивают, чтобы не оставалось влаги, способной спровоцировать выброс расплава.
  2. В процессе подготовки печи к работе до 100°С прогревают формы, устанавливают их на подставку или песок, выравнивают.
  3. Греют тигель, его лучше раскалять до желтоватого свечения. Затем заполняют его латунным ломом. Сверху присыпают измельченным древесным углем.
  4. В прогретую печь погружают тигель с ломом, повышают температуру до 950°С. Ни в коем случае нельзя помешивать расплав в процессе нагрева, активизируется окисление, образуется больше отходов.
  5. Когда металл полностью расплавится, с нее нужно снять шлак, окалину. Делают это ложечкой или петлей.
  6. Пора заполнять форму. Расплавленную латунь быстро переливают из тигля, оставляют застывать. Затем снимают оставшуюся корочку металла с тигля.

Плавить лом нужно небольшими порциями по 30–50 грамм, при необходимости тигель загружают несколько раз.

При выполнении всех условий можно сделать латунную отливку самостоятельно. Когда нужно расплавить небольшой кусочек металла, его кладут на изложницу. Направляют пламя газовой горелки на лом. Через 2–3 минуты образуется большая капля. Занимаясь расплавкой медных сплавов нужно надевать плотную х/б спецовку. При случайном попадании горячей латуни на кожу риск ожогов в такой одежде снижается.

Как паять латунь в домашних условиях?

[Пайка латуни] может быть достаточно просто выполнена и в домашних условиях, хотя многие умельцы и не решаются на такую работу, боясь определенных сложностей, которые могут возникнуть в процессе ее выполнения.

Между тем, техника выполнения пайки латуни достаточно простая и не требует какой-то специальной подготовки.

Наиболее часто пайку латуни выполняют обыкновенной газовой горелкой и для этих целей в качестве припоя можно воспользоваться оловом, бурой либо иным аналогичным материалом, который может заменить традиционный флюс.

Следует отметить, что данную работу можно также выполнить специальным графитовым электродом или паяльником, используя соответствующий припой.

По своей сути пайка данного материала чем-то напоминает пайку стали, меди или чугуна, однако имеет некоторые особенности и тонкости, которые необходимо в обязательном порядке учитывать.

Следует отметить, что детали из латуни более просто обрабатывать, чем заготовки из стали, меди или чугуна.

Особенностью пайки в домашних условиях латуни, чугуна или меди, в отличие от стали, является то, что на их поверхности образуется оксидная пленка, которая влияет на качество производимого соединения.

Несмотря на это в домашних условиях при правильном подходе к делу, выполнить пайку латунных заготовок бурой, а также деталей из меди можно не только газовой горелкой, но и паяльником, в отличие от чугуна или стали, сварка которых осуществляется исключительно электродом.

Некоторые особенности

Пайка по своей сути является наиболее оптимальным способом получить достаточно прочное и неразъемное соединение, как деталей выполненных из латуни, так и заготовок из других материалов, в том числе и из чугуна. Сварка графитовым электродом, в свою очередь, требует определенных навыков и подготовки.

При осуществлении соединения между элементами обязательно вводится расплавленный припой, и для этого можно воспользоваться оловом или бурой.

Припой должен иметь температуру плавления несколько ниже температуры плавления основного материала.

При помощи пайки между собой можно прочно соединять самые разные материалы, в том числе детали, выполненные из чугуна или меди.

Очень часто это бывает единственным способом осуществить скрепление металлических поверхностей различных типов.

Конечно, пайку в некотором роде можно определенным образом сравнить с выполнением сварки, когда соединение поверхностей производится электродом, однако в этом случае общим является только конечный результат.

Суть самого процесса выполнения пайки совершенно иная.

Основное различие между сваркой и пайкой заключается в том, что при соединении поверхностей электродом плавится основной материал, а при работе с паяльником плавится только металл-связка.

Кроме этого, в пайке обязательно должен присутствовать флюс, в качестве которого может выступать бура.

Конечно, пайка обеспечивает менее прочное соединение поверхностей алюминия, меди или чугуна, чем например сварка, однако позволяет работать даже с мелкими заготовками.

Объяснить это можно тем, что используемый при пайке флюс, в качестве которого может выступать бура, под воздействием относительно высоких температур выделяет определенные химические элементы, которые и уменьшают прочность основного соединения, кроме этого, сам шов получается пористым.

Пайку алюминия, как и, например, сварку чугуна, лучше всего производить внахлест, а не встык.

Несмотря на то, что по прочности соединения пайка несколько уступает сварке электродом, она в настоящее время активно используется в самых разных отраслях промышленности.

При помощи нее осуществляют необходимое скрепление не только латунных заготовок, но и изделий из меди и даже из чугуна.

Чаще всего пайку различных типов металлов производят паяльником, однако при необходимости для этих целей можно воспользоваться и газовой горелкой.

Для выполнения пайки, в том числе и латунных заготовок, в обязательном порядке требуется припой или флюс, в качестве которого очень часто выступает бура.

Следует отметить и то, что сварка может быть как высокотемпературной, так и низкотемпературной. В домашних условиях используется первый вариант пайки.

На видео выше можно увидеть, как выполняется пайка латунных заготовок.

Характеристики материалов

Вообще латунь представляет собой сплав меди и цинка. Особенно часто он используется для производства различной домашней утвари, труб, радиаторов и многих других приспособлений.

Домашнему мастеру очень часто приходится сталкиваться с необходимостью провести соответствующую обработку поверхностей из латуни, а поэтому необходимо знать все особенности этого специфического металла.

Для выполнения пайки латунной поверхности очень важно правильно подобрать соответствующий флюс и в этом случае лучше всего подходит бура, которая способна эффективно убрать с поверхности образуемую оксидную пленку.

Приобрести данный флюс, роль которого исполняет бура, можно практически в любом строительном магазине по вполне доступной стоимости. Флюс на основе буры позволяет обеспечить более качественное затекание основного связывающего компонента в образуемые зазоры.

Также с особой тщательностью следует подбирать и припой для латуни.

Так, если данная работа будет выполняться в газовой среде, то в этом случае лучше всего воспользоваться серебряными или медно-фосфорными припоями.

Такой припой отлично подходит и для работы с латунью, которая имеет высокое содержание меди. В этом случае можно использовать припой на основе самой латуни с более низкой температурой плавления.

С особой тщательностью и осторожностью припой и флюс следует подбирать в том случае, когда необходимо соединить между собой детали из совершенно разных материалов.

Так, например, качество пайки латуни и непосредственно меди во многом зависит от того, кокой будет использоваться припой, а также флюс (бура).

Именно эти компоненты, главным образом, влияют на качество шва и его пористость.

Выполняя в условиях дома пайку латуни в среде газов, рекомендуется использовать определенный флюс, который в некоторых случаях можно заменить тонким слоем таких материалов, как никель или медь.

Это позволит избежать выделения из латунной поверхности содержащегося там цинка, соответственно, и само соединение получится более прочным и качественным.

В настоящее время можно приобрести припои, которые в своем составе содержат элементы, заменяющие обыкновенный флюс.

Это дает возможность значительно упростить работу, сделать ее более качественной и быстрой.

В качестве такого универсального припоя может выступать меднофосфорный состав.

Порядок работы

После того как будут подробно разобраны и изучены все свойства используемых в процессе пайки латуни материалов, можно переходить непосредственно к самому процессу.

Для начала следует подготовить весь требуемый инструмент и материал. Под рукой должна быть газовая горелка или паяльник, а также соответствующий припой и флюс.

Данный материалы следует подбирать максимально внимательно, чтобы в итоге шов получился максимально качественным и плотным.

В некоторых случаях припой для латуни можно приготовить самостоятельно и для этого необходимо будет взять в определенных пропорциях медь и техническое серебро, расплавить их в специальном тигеле и тщательно перемешать.

Когда расплавленная смесь станет полностью однородной, емкость с ней необходимо будет поместить в холодную воду до полного остывания.

Далее приготовленный таким образом припой следует аккуратно измельчить или нарезать.

При приготовлении припоя своими руками следует особое внимание уделять однородности его структуры, так как от этого во многом будет зависеть качество и прочность будущего соединения.

В этом случае не стоит экономить на расходных материалах и делать выбор в пользу более дешевых и менее качественных компонентов.

В свою очередь флюс для пайки готовится из буры и борной кислоты, которые также можно совершенно свободно приобрести в любом строительном магазине.

Данные компоненты берутся в одинаковых пропорциях и заливаются обыкновенной водой.

После того, как для пайки латуни будут готовы все необходимые компоненты, можно переходить непосредственно к самой работе.

Для этого берется латунная заготовка, предварительно очищенная от грязи и различных масляных пятен и аккуратно посыпается измельченным припоем.

После этого в действие приводится газовая горелка, при помощи которой производится прогрев рабочих поверхностей до определенной температуры.

Здесь главное не перегреть латунную деталь, чтобы она не лопнула и не деформировалась.

Если латунные поверхности имеют большую толщину, то их прогрев следует производить в обязательном порядке постепенно.

При соблюдении всех рекомендаций и порядке действий, шов получится достаточно плотным и качественным.

Более подробно о том, как паять латунь без посторонней помощи в домашних условиях, подробно рассказано на видео в нашей статье.

Как расплавить медь в домашних условиях

Медь считается одним из самых распространенных сплавов на сегодняшний день. Довольно распространенным вопросом можно назвать то, как расплавить медь в домашних условиях. Высокие литейные свойства позволяют получать качественные и точные изделия, использовать сплав в качестве покрытия. Литье меди может проводится при отсутствии специального оборудования. Процесс характеризуется большим количеством различных особенностей, которые будут рассмотрены ниже.

Температура плавления

Одним из наиболее важных параметров каждого сплава можно назвать температуру плавления. Она может зависеть от концентрации легирующих элементов в составе. Литье меди в чистом виде проводится при температуре 1080 °C, при которой кристаллическая решетка перестраивается и сплав становится жидким. Расплавлять медь можно даже в случае наличия примеси в виде олова, но при этом температура плавления может варьировать в пределе от 930 до 1140 °C.

В состав могут добавлять цинк, за счет чего получается латунь. От концентрации этого легирующего элемента плавка может проводится при 900 ⁰C.

При рассмотрении особенностей плавки меди учитывается температура кипения. Этот показатель составляет 2 560 °C. В домашних условиях достигнуть подобной температуры практически невозможно. На процесс кипения указывает появление пузырьков газа.

Нельзя доводить сплав до состояния кипения. Это связано с тем, что после выделения газов структура становится пористой. За счет этого снижаются не только декоративные, но и механические качества.

Последовательность действий

При необходимости в домашних условиях можно получить изделия декоративного характера или практического назначения. Плавка меди в домашних условиях пошаговая инструкция выглядит следующим образом:

  1. Сырье измельчается, после чего помещается в тигель. Стоит учитывать, что при уменьшении размеров кусочков металла существенно ускоряется процесс плавки.
  2. После заполнения тигеля, он помещается в печь, которая заранее разогревается.
  3. Расплавленный сплав нужно извлечь из печи при помощи специальных клещей. Из-за активного процесса окисления на поверхности может образовываться однородная пленка. Перед тем как проводить литье из меди ее нужно убрать.
  4. Металл аккуратно заливают в подготовленную емкость. Стоит учитывать, что при попадании расправленного сплава на открытые участки тела могут появится серьезные травмы. Кроме этого, некоторые материалы при контакте возгораются. Поэтому нужно соблюдать крайнюю осторожность.

При рассмотрении того, как плавить медь в домашних условиях стоит учитывать, что можно использовать не только печи. В некоторых случаях применяется газовая горелка, которой нагревается дно тигля. Процесс менее продуктивный, но при этом на подготовку уходит мало времени.

В качестве нагревательного оборудования может использоваться обычная паяльная лампа. При применении этой технологии стоит учитывать, что контакт меди с воздухом приводит к быстрому появлению окиси. В некоторых случаях для уменьшения интенсивности окисления поверхность покрывается измельченным древесным углом.

Оборудование для плавки меди

Подготовительный этап предусматривает приобретение специального оборудования. Расплавить медь в домашних условиях можно при наличии:

  1. Муфельной печи. Современные варианты исполнения позволяют контролировать мощность нагрева с высокой точностью, за счет чего существенно упрощается процесс плавки и можно достигнуть более качественного результата.
  2. Тигель, предназначенный для размещения шихты и ее плавки.
  3. Щипцы, при помощи которых тигель вытягивается с печи. Стоит учитывать, что поверхность будет накалятся, поэтому нужно использовать специальный механизм из жаростойкого сплава.
  4. Крюк и бытовой пылесос.
  5. Древесный уголь для покрытия поверхности.
  6. Форма из жаропрочного материала, по которой будет проводится литье.
  7. Газовая горелка или горн для повышения пластичности сплава.

Плавка газовой горелкой

Приобретают профессиональное оборудование только в том случае, когда литье меди проводится периодически. Оно характеризуется высокой стоимостью, а также эффективностью в применении.

Муфельная печь

Проще всего проводить переплавку меди в домашних условиях при установке муфельной печи. Среди ее особенностей отметим:

  1. Можно нагревать шихту до более высоких температур, за счет чего повышается текучесть. Это связано с высоким КПД, так как стенки конструкции отражают и аккумулируют тепло.
  2. Ускоряется процесс плавки.
  3. Высокая производительность. Равномерное распределение тепла позволяет одновременно плавить большое количеств меди.
Читать еще:  Как выполнить утепление водопроводных труб в земле

Плавление меди в самодельной печи

Кроме этого, муфельная печь довольно проста в установке если соблюдать все правила безопасности. Проблемы по установке подобного оборудования в домашних условиях зачастую возникают по причине больших размеров конструкции.

Газовая горелка

Литье из меди в домашних условиях при применении газовой горелки часто проводится в случае, если медные изделия изготавливают крайне редко. Подобные процесс характеризуется небольшими финансовыми затратами. При выборе подобной технологии учитывается:

  1. Малый показатель КПД.
  2. На момент плавки возникают трудности с равномерным распределением тепла.
  3. Проводить работу следует на открытом пространстве с соблюдением правил пожарной безопасности.

Газовая горелка может разогреть тигель в течение нескольких минут. Стоит учитывать, что медь будет быстро окисляться.

Паяльная лампа

Плавление при применении паяльных ламп проводится крайне редко. Это связано с невысокой эффективностью подобного метода. Как и в предыдущем случае, при использовании паяльной лампы происходит активное окисление поверхности.

Плавка меди в самодельной печи при помощи паяльной лампы

При применении паяльной лампы учитывается тот момент, что для разогрева металла требуется довольно много времени. При этом нагрев должен проходить без перерыва, так как металл остывает быстро, после чего начинает кристаллизоваться.

В домашних условиях отливка медных заготовок может проводится в горне. Подобная печь характеризуется следующими особенностями:

  1. Она часто используется в кузнечном деле.
  2. Стоит учитывать низкий показатель КПД, за счет которого на плавку меди уходит намного больше времени.
  3. Различают две конструкции: открытого и закрытого типа.

Температура плавки при применении горна относительно низкая. Поэтому не вся медь может плавится рассматриваемым способом.

Плавление с помощью самодельных приспособлений

Плавку можно проводить при применении самодельных конструкций. Зачастую они представлены сочетанием источника тепла и корпуса из теплоотражающего материала. Переплавить медь в домашних условиях можно при использовании подобных устройств.

Как правило, за счет создания специальной отражающей конструкции повышается КПД и ускоряется процесс нагрева шихты. Сделать отражающий корпус для тигля можно при использовании жаропрочного кирпича.

Работа с латунным припоем

Всем желающим заняться спайкой металлических изделий или заготовок обязательно потребуется соответствующий инструмент и подходящий для этих целей расходный материал.

В качестве последнего нередко используется специальный латунный припой, за счёт которого удаётся получить прочное и долговечное сочленение. Инструментом для работы с этим сцепляющим материалом может служить обычная газовая горелка.

Специфика работы с латунью

Сами латунные припои внешне напоминают обычный проволочный пруток, изготавливаемый из специальных тугоплавких сплавов.

При условии овладения всеми особенностями процесса соединения металлов, а также при наличии подходящих расходных материалов овладеть техникой пайки латунью в домашних условиях – вполне выполнимая задача.

В бытовой обстановке для этих целей может применяться обычная газовая горелка, питающаяся от баллона с пропаном. Паяльником расплавить латунный материал не получится.

Однако перед началом работ следует внимательно изучить все особенности процесса пайки латунью.

Специфика пайки состоит в необходимости применения расходного материала, точка плавления которого несколько ниже, чем тот же показатель для соединяемых металлических изделий.

При выполнении этого условия, являющегося обязательным для формирования надёжного неразъемного соединения, любой желающий сможет спаивать разнородные по своей структуре металлы.

В процессе проведения работ в зазор между заготовками засыпается припой для пайки, нарезанный до состояния мелкой стружки. И лишь после этого можно будет приступать к прогреву посредством газовой горелки (в её отсутствии можно воспользоваться паяльной лампой).

Не допускается путать пайку металла с близким ей по технике сварочным процессом, при котором расплаву подлежат обе сочленяемые заготовки.

Со схематическим представлением технологического процесса, при котором в качестве расходного материала используется латунная проволока, можно ознакомиться на фото.

Прямым следствием рассмотренных особенностей пайки латунным или оловянным припоем является возможность соединения небольших по размеру металлических деталей, которые в процессе обработки не будут сильно перегреваться.

На этом же принципе основаны технологии пайки заготовок из стали, при работе с которыми к латунному припою добавляются специальные активные добавки (флюсы). Последние существенно упрощают процесс соединения изделий за счёт повышения температуры в рабочей зоне и лучшего растекания расплава.

Области применения

Возможность пайки латунью обеспечивает надёжное соединение металлических изделий, что и определяет границы применения указанной технологии.

Без этого способа сочленения деталей невозможно было бы обойтись при выпуске продукции в таких отраслях промышленности, как:

  • электронное производство;
  • сборка холодильного и теплообменного оборудования (в этом случае латунным припоем пользуются при распайке тонких медных трубок);
  • изготовление специального режущего инструмента (резцов и насадок к ним).

В электронной промышленности латунные припои могут использоваться для пайки элементов сложных схем и их соединения с металлическими проводниками.

Помимо этого латунные припои широко применяются при необходимости соединения различных по толщине металлических заготовок, а также при проведении операций лужения, обеспечивающих создание на поверхности металла надёжного защитного покрытия.

Термические добавки (флюсы)

Чаще всего латунные припои применяются при необходимости сочленения изделий, изготавливаемых из того же материала.

Поскольку латунь (сплав цинка и меди в пропорции два к трём) относится к категории тугоплавких припоев – при работе с ней невозможно обойтись без специальных добавок – флюсов.

Грамотный выбор активных материалов при работе с латунными изделиями не только позволяет получить достаточно прочное соединение, но и существенно упрощает сам рабочий процесс.

Помимо всего прочего, получающиеся при работе с флюсом паяные швы имеют вполне законченный и эстетичный вид и не нуждаются в дополнительной правке.

Для получения требуемого результата не подойдут обычные составы на основе спирта и канифоли, посредством которых не удаётся растворить плёнку из окислов, всегда имеющейся на латунных изделиях.

Вот почему при пайке латуни должны применяться более активные виды флюсовых добавок, приготавливаемые на основе хлористого цинка. С перечнем существующих модификаций хлористо-цинковых флюсов и сферами их применения можно ознакомиться в соответствующей таблице.

К числу наиболее распространённых наименований флюсовых компонентов также относятся такие известные активные добавки, как бура и её производные (фтороборат калия, например).

При работе с бурой и другими флюсами содержание активных составляющих в зоне пайки не должно превышать 5-ти процентов, что вполне достаточно для хорошей текучести латунного припоя и качественного заполнения имеющихся зазоров.

Выбор марки

Для образования прочной и надёжной конструкции из латунных изделий также важно правильно подобрать тип проволочного припоя для высокотемпературной пайки.

Так, для работы с деталями и заготовками, предназначенными для эксплуатации в газовых средах, как правило, применяются припои, изготавливаемые на основе соединений серебра с небольшим количеством фосфорной меди.

Указанные припои идеально подходят для паяного сочленения латунных заготовок с большим содержанием меди.

В качестве связующего вещества довольно часто используется и чистая латунь, но при работе с ней важно обеспечить нужную температуру плавления, которая не должна превышать тот же параметр для обрабатываемых деталей.

При необходимости получения посредством пайки надёжного соединения повышенной прочности рекомендуется выбирать тугоплавкие (так называемые «твердые») составы, обладающие повышенной температурой плавления.

Для правильного выбора типа латунного припоя, подходящего для конкретных условий спайки, следует воспользоваться той же таблицей, приведенной выше.

Пайка латунью не является чем-то недоступным для обычного пользователя, которому для проведения этой процедуры достаточно иметь подходящий припой и следовать приведённым выше рекомендациям.

Пайка латуни с помощью газовой горелки и паяльника

Пайка является одним из способов соединения двух деталей, при котором плавится только соединяющий материал, а поверхности самих элементов полностью сохраняются. С помощью такого способа можно соединять разнородные материалы, довольно мелкие элементы, хрупкие микросхемы, соединять или нарастать провода, крепить пластины из твердых сплавов, осуществлять антикоррозийную обработку.

Чаще всего делать сплавку приходиться по латуни, которая является сплавом цинка и меди. Поэтому перед началом работ паяльником следует изучить особенности применения этого материала.

Пайка латуни – некоторые особенности

Чаще всего пайка латуни выполняется газовой горелкой, а в качестве припоя применяется бура, олово или другие аналогичные материалы. В домашних условиях для такой работы можно использовать паяльник или специальный графитовый электрод.

В принципе пайка латуни напоминает обработку чугуна, меди, стали. Однако она имеет свои тонкости и особенности, которые обязательно необходимо учитывать.

Для пайки латуни очень важно подобрать флюс. В процессе соединения с поверхности обрабатываемого сплава должна быть удалена оксидная пленка. Обыкновенный канифольно-спиртовый флюс этого сделать не способен, поэтому необходимо использовать более активные компоненты, содержащие в своей основе хлористый цинк.

Припой для пайки латуни следует подбирать особенно тщательно. Для работы со сплавом, в котором большое содержание меди, отлично подойдут медно-фосфорные и серебряные компоненты. Можно использовать и саму латунь, но при этом нужно учитывать, что ее температура плавления в качестве припоя должна быть ниже, чем у основного сплава. Довольно часто латунь соединяют с помощью твердого припоя, например, L — CuP 6. Такие соединения получаются очень прочными.

Процесс пайки латуни

Для максимальной эффективности работ необходимо подготовить следующие материалы и инструменты:

  • газовую горелку;
  • медь;
  • графитовый тигель;
  • серебро;
  • асбестовое основание;
  • борную кислоту.

В некоторых случаях может понадобиться бронза.

Подготовка припоя

В первую очередь необходимо подготовить тенол, в состав которого будет входить две части серебра и одна часть меди. Для этого с помощью газовой горелки медь и серебро необходимо будет расплавить и отвесить нужное количество материала. Далее, сплавы помещаются в тигель и греются все той же газовой горелкой.

Расплавленные медь и серебро перемешиваются с помощью проволочки, и тигель ставится в холодную воду. Застывший припой расплющивается и нарезается. Затем крупным напильником из него натирается стружка.

Размеры графитового тигеля должны быть примерно 20х20 миллиметров. Изготовить его можно из графитовых углей (контактные троллейбусные элементы).

Подготовка флюса

Для этого берется 20 грамм порошка буры и 20 грамм порошка борной кислоты. Ингредиенты тщательно перемешиваются и заливаются 250 миллилитрами воды. Затем полученная смесь подвергается кипячению и остужается.

Для соединения латунных деталей можно применить и готовые составы. Среди отечественных хорошо зарекомендовали себя флюсы:

  • ПВ-209Х;
  • ПВ-209;
  • Бура.

Из импортных можно отметить флюс-пасты немецкого производителя Chemet.

Припой и флюс готовы, теперь можно приступать непосредственно к пайке. Для этого подготовленные детали необходимо аккуратно положить на основание из асбеста и приступать к процессу пайки.

  1. Поверхность соединяемых деталей обработать флюсом и очень аккуратно посыпать стружкой припоя.
  2. Теперь спаиваемые элементы нужно потихоньку греть. Делать это следует медленно и осторожно, чтобы они не перегрелись и не деформировались.
  3. Сначала нагреть надо чуть-чуть, чтобы припой немного расплавился и схватил детали. Потом примерно до 700 градусов. Припой будет затекать в щели и крепко спаивать элементы. На этом этапе особое внимание надо уделить температуре плавления. Разница плавления латунных деталей и припоя составляет всего 50 градусов, поэтому надо следить за тем, чтобы не перегреть обрабатываемые материалы. В противном случае можно получить один большой слиток.
  4. Полученный в результате шов должен иметь один цвет со спаиваемым материалом. Происходит это из-за диффузии основного металла в припой.
  5. Последний этап – это очистка полученного изделия от остатков флюса в виде наплывов и стекловидных капель. Чтобы от них избавиться, изделие нужно промыть в трехпроцентной горячей серной кислоте. Для этого элементы следует опустить в нее на короткое время и затем тщательно промыть проточной водой. Нагреть серную кислоту можно в пробирке из кварцевого стекла, поместив ее на газовую плиту. Чтобы самим не взаимодействовать с кислотой, обработанные детали перед очисткой рекомендуется на что-нибудь подвязать.

Если сравнивать такой метод пайки с соединением элементов при помощи олова, то простотой он не отличается. Но время будет потрачено не зря, так как соединение будет иметь повышенную надежность и прочность.

Латунь – пайка паяльником

Латунь и медь или латунь и материалы, содержащие медь, можно соединять низкотемпературной пайкой с помощью паяльника мощностью в 100 Вт.

В качестве припоя необходимо использовать оловянно-свинцовый сплав ПОС60 или выше. Флюсом может послужить ортофосфорная или паяльная кислота.

Перед работой с латунью следует удалить окисную пленку и обезжирить поверхность. Пайка должна производиться при хорошем разогреве паяльника.

Кроме этого, перед пайкой необходимо уделять тщательное внимание обработке поверхности флюсом, которая проводится непосредственно перед поднесением разогретого паяльника с припоем.

С помощью паяльника можно соединять латуни с применением припоев из серебра (ПСр40 и выше). Однако мощность паяльника должна быть от 0,5 до 1 кВт, а температура разогрева — от 500С. Флюс рекомендуется использовать на основе буры или можно применить концентрированную ортофосфорную кислоту.

Таким способом можно заливать различные образовавшиеся в латунных массивных изделиях (радиаторах) дефекты.

Пайка латунью

Сплавы из латуни в качестве припоя довольно часто применяются в строительстве при работе с большинством металлов. С их помощью можно соединять детали из меди, стали и даже чугуна.

Так, например, чугунные элементы достаточно трудно сварить, так как для этого необходим специальный электрод, флюс и серьезный разогрев. В то же время их достаточно легко можно соединить с помощью латунного припоя.

Очень распространен способ пайки латунью при соединении труб встык, где очень важно, чтобы постоянным оставалось их внутреннее сечение. После применения такого метода внешние габариты остаются практически неизменными, внутреннее сечение сохраняется, а стык надежно герметизируется.

С помощью латунного припоя можно соединять различные детали систем охлаждения в электронных приборах, медные трубки жидкой системы охлаждения в мощных серверах.

Однако следует иметь в виду, что латунные швы по прочности уступают сварному соединению, поэтому относиться к ним следует бережно.

В некоторых случаях применяется лужение или пайка латунью стали. Ее используют для нанесения на поверхность деталей из стали антикоррозийного покрытия. Лужение чаще всего подходит для обработки небольших единичных изделий, в промышленных масштабах оно практически не применяется.

При соединении деталей из низколегированных и углеродистых сталей иногда используется твердая пайка, где латунный припой должен иметь температуру плавления выше 450 градусов.

В процессе пайки латунных сплавов следует иметь в виду, что могут выделяться ядовитые для человека пары цинка. Поэтому в помещении, где будут проводиться работы, должна быть хорошая вентиляция.

При наличии всех необходимых материалов и инструментов и строгом соблюдении рекомендаций, результаты пайки латуни будут самыми положительными. Всю работу можно сделать самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов, которая стоит весьма недешево.

Как произвести плавку меди в домашних условиях пошаговая инструкция.

Предметы из меди широко используются как в промышленности, так и в хозяйстве. Вполне естественно, что у многих мастеров может появиться вопрос о том, как же наладить процесс выплавки и литья медных изделий в условиях дома или гаража. Технология выплавки меди известна очень давно и позволяет выплавлять изделия из сплавов — латуни и бронзы. О том, как выполняется плавка меди в домашних условиях, пошаговая инструкция расскажет подробно.

Медь — пластичный металл красноватого цвета. Такой цвет обусловлен наличием оксидной пленки на ее поверхности из-за взаимодействия с воздухом. Хорошо обрабатывается методом ковки и легко плавится.

  • Также этот металл обладает такими свойствами, как электропроводность и теплопроводность, благодаря чему активно используется в электротехнике и некоторых других областях.
  • Еще одно важное свойство меди — относительно невысокая температура плавления, что оказывает влияние на количество энергозатрат. Чистый металл плавится при температуре 1083 °С, если же добавить в сплав олово, то получится бронза, имеющая температуру плавления уже от 930 °C. При добавлении цинка получится латунь, которая переходит в жидкое состояние при температуре от 900 °C.
  • При подборе лома для переработки следует учитывать, что самая чистая медь — электротехническая. При переработке сплавов из бронзы или латуни нужно знать, что старинные изделия из этих металлов могут содержать высокие концентрации мышьяка, это может не лучшим образом сказаться на вашем здоровье.
Читать еще:  Утепление стен – внутри или снаружи

Пошаговая инструкция по выплавке меди

Если вы приняли решение организовать техпроцесс по плавлению металла в домашних условиях, в первую очередь, вам следует знать температуру кипения меди. Она составляет 2650°C. При этой температуре металл начинает кипеть и пузыриться. Изделие, отлитое при такой температуре, будет иметь высокое количество пор, что негативно скажется как на его механических, так и на декоративных свойствах.

Если правильно подготовить оборудование и организовать процесс плавки, то в домашних условиях можно получить качественные изделия как для технического, так и для бытового и декоративного применения.

Для организации техпроцесса понадобятся следующее оборудование и расходные материалы:

  • форма, в которую будет заливаться металл;
  • газовая горелка;
  • горн;
  • уголь древесный;
  • крюк из железной проволоки;
  • пылесос со шлангом;
  • щипцы железные (для извлечения тигля из печи);
  • тигель для выплавки металла (обычно для таких целей используются керамические или глиняные тигли);
  • муфельная печь.

Последовательность действий


Выплавка может проводиться несколькими способами:

  1. Выплавка с помощью муфельной печи. Металл измельчают на кусочки. Чем мельче используются кусочки, тем быстрее будет происходить плавка. Кусочки засыпаются в тигель, который после заполнения помещается в печь. Печь предварительно разогревается до нужной температуры. В печах, изготовленных серийным способом, предусмотрено окно, через которое ведется наблюдение за процессом выплавки. После расплавления металла тигель извлекается из муфельной печи с помощью стальных щипцов. На поверхности жидкой меди находится пленка из окиси. Ее необходимо сместить стальным крюком к краю тигля. После этих действий медь аккуратно, но быстро заливается в заранее приготовленную форму.
  2. Выплавка с помощью газовой горелки. Если тигельной печи в вашем распоряжении не имеется, вместо нее вполне подойдет газовая горелка. Ее следует расположить под дном емкости с металлом, следя за тем, чтобы пламя охватывало всю поверхность днища тигля. При таком способе металл будет быстро окисляться из-за открытого доступа воздуха. Чтобы этого избежать, можно насыпать в емкость слой размельченного древесного угля.
  3. Выплавка с помощью паяльной лампы. Этот способ больше подходит для работы с более легкоплавкими сплавами на медной основе. Процесс проходит так же, как и с газовой горелкой.
  4. Выплавка с помощью горна или домашнего пылесоса. В этом случае емкость с металлом помещается на слой горящего древесного угля. Такую печь можно выложить из огнеупорного кирпича. Для создания подходящей температуры нужно организовать поддув воздуха. Это можно сделать двумя способами — используя горн или бытовой пылесос. При использовании пылесоса будет необходимо изготовить металлический переходник с соплом меньшего диаметра.

Чистая медь не обладает достаточно хорошей текучестью для изготовления сложных изделий. Для подобных целей лучше пользоваться латунью, причем следует иметь в виду — чем светлее сплав, тем ниже температура его плавления.

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.

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.

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.

Плавка сплава

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

Некоторые другие особенности плавки латуни:

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

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.

Сложные кремнистые латуни

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

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

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

Можно ли расплавить латунь в домашних условиях?

Сплав в домашних условиях плавить не рекомендуется.

Основные проблемы:

  • Температурные ошибки. Для полного расплавления меди и цинка придется довести объект до температуры не менее 950 градусов. Сделать такую печь на практике не слишком легко, поскольку для этого понадобятся огнеупорные детали. Также Вам придется поддерживать высокую температуру в течение длительного времени, что приведет к большому расходу топлива.
  • Коррозия и образование оксидов. При расплавлении латунной детали частицы меди и цинка начнут активно вступать в реакцию с воздухом. Это может привести к образованию сложных соединений. В состав которых помимо меди и цинка входят кислород, азот, углерод, другие вещества. Из-за этих добавок значительно повышается хрупкость выплавленной детали, что может сделать ее бесполезной.

Именно поэтому латунь рекомендуется переплавлять на специальных фабриках или заводах, где созданы необходимые условия (температура, защитная среда и так далее). Однако на практике многие люди все же выполняют переплавку латуни и в домашних условиях. В результате домашнего литья можно получить деталь среднего качества. Такие детали не рекомендуется использовать на объектах, сопряженных с опасностями (автомобильные детали, электрическое оборудование, арматура на больших зданиях).

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.

Заключение

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

Используемая литература и источники:

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