Плавление латуни в различных условиях

Плавление латуни происходит в соответствии с определенными принципами, обусловленными ее химическим составом. По причине разной температуры плавления элементов сплава исключается одновременный переход отдельных компонентов в жидкое состояние. Применение конкретной технологии плавки обуславливается разновидностью самого металла. Для двухкомпонентных сплавов применяют один метод, для сложных некремнистых — другой. Сложные кремнистые сплавы нуждаются в совершенно ином варианте. Такая специфика объясняется физическими свойствами латуни. Материал представлен сплавом меди и цинка, в котором могут присутствовать добавки других металлов. Объем меди считается преобладающим. Содержание цинка может варьироваться от 5 до 45%. Латунь отличается высокими декоративными и антикоррозийными свойствами. Она сверкает на солнце, что делает ее похожей на золото, чем пользовались еще в античные времена.

Мини-экскурс в историю

Первоначально латунь использовали племена бронзового века. В Древнем Риме она не получила широкого применения по причине отсутствия месторождений цинка. В Европе средневековья кузнецы и ювелиры также не уделяли ей внимания. Признание латуни пришло в XVIII веке, во время промышленной революции, когда Джеймс Эмерсон изобрел сплав меди и цинка в 1781 году.
Сегодня из латуни делают музыкальные инструменты, сантехнические изделия, электронику и кабели, декоративные элементы. Состав добавляют в монеты, арматуру, болты и гайки, детали самолетов, ракет и морских судов. Цвет латуни зависит от содержания цинка:

• золотисто-красноватый оттенок указывает на содержание цинка до 20%;
• светло-желтый оттенок характерен при 20-36% цинка;
• зеленоватый оттенок возможен при 36-45% цинка.

Также рекомендуем к прочтению: Что такое лазерная резка металла

Нюансы и особенности плавки

Классификация латуни предусматривает наличие двух ее разновидностей. Среди них:

1. двойная, включающая медь и цинк;
2. многокомпонентная с добавлением других металлов.

Плавление латуни производится при нагревании многокомпонентного сплава, в процессе которого увеличивается потенциальная энергия атомов. Однако кристаллическая решетка сохраняется до критической температуры, при которой происходит ее распад. В связи с тем, что данный температурный показатель для разных металлов различается, материал плавится неравномерно, представляя собой смесь жидких и твердых элементов. Точка солидуса латуни составляет +880 °C, точка ликвидуса — +950 °C. Поэтому она плавится поэтапно.
Материал выплавляют на металлургических комбинатах, где обеспечены условия для правильного смешения меди и цинка. Двухкомпонентный сплав плавится в индукционных печах при температуре +910…+950 °C. Для защиты расплава используют слой пережженного древесного угля или флюс из стекла и полевого шпата. С целью устранения дефектов при плавлении вводится до 0,1% криолита.
Для некремнистых разновидностей используется фосфор для раскисления меди. Кремнистые сплавы поглощают водород и углерод при высоких температурах, что требует особой защиты с помощью кислотного флюса.

Возможна ли плавка латуни в домашних условиях? Однозначность утвердительного ответа объясняется тем, что сплав отличается относительно низкой температурой плавления. Это позволяет производить процедуру плавки и обработки в домашних условиях. Однако процесс сопряжен с определенными рисками. Основной из них связан с взаимодействием меди и цинка с кислородом воздуха. Это чревато ухудшением свойств латунного сплава. В заводских условиях предусмотрена определенная степень защиты.
Для плавки латуни дома необходима печь из огнеупорного кирпича с индукционным нагревом. Можно использовать газовую горелку или бензиновую паяльную лампу. Тигель для плавки лучше изготовить из шамотной глины и укрепить силикатом калия или «жидким стеклом».
Латунь помещается в тигель, который затем ставится в печь. После перехода металла в жидкую фазу удаляется оксидная пленка. Для отливки используются формы из тугоплавкого материала. Процедура требует соблюдения техники безопасности. При плавке необходимо следовать определенным правилам.

1. Использовать термостойкие перчатки и негорючую одежду.
2. Защищать глаза и лицо очками и маской.
3. Предохранять дыхательные пути и обеспечивать вентиляцию.
4. Располагать печь на асбестовом листе.

Соблюдение этих мер позволит избежать травм и обеспечить безопасную работу.

Заключение

Латунь — это сплав меди и цинка, в который могут добавляться другие металлы. Температура плавления зависит от содержания цинка и может достигать +1 000 °C. Выплавка высококачественной латуни лучше всего производится в заводских условиях. Однако опытные мастера могут добиться хороших результатов и в домашних условиях при соблюдении всех правил безопасности.