Kupfer zu Hause schmelzen: Schmelztemperatur und -methoden. Bei welcher Temperatur schmilzt Kupfer? Kann man Kupfer zu Hause schmelzen?

Du wirst brauchen

• Tiegel
• Tiegelzange
• Muffelofen
• Holzkohle
• Haushaltsstaubsauger
• Haken aus Stahldraht
• Bilden

Anweisungen

Wenn die gewünschte Temperatur erreicht ist und das Metall geschmolzen ist, öffnen Sie die Tür und greifen Sie mit einer Zange nach dem Tiegel. Bewegen Sie die Oxidschicht mit einem Drahthaken zur Seite. Gießen Sie die Schmelze in die vorbereitete Form. Bei ausreichender Leistung des Muffelofens können beliebige Legierungen und Rotkupfer geschmolzen werden.

Wenn Sie keinen Muffelofen haben, können Sie Kupfer mit einem Autogenofen schmelzen, indem Sie die Flamme vom Boden des Tiegels nach oben richten. In diesem Fall kommt es bei gutem Luftzugang zum Schmelzen. Um das Metall vor starker Oxidation zu schützen, empfiehlt es sich, die Oberfläche mit einer Schicht zerkleinerter Holzkohle zu bestreuen.

Gelbes Kupfer (Messing) und niedrig schmelzende Bronzesorten können mit einer Lötlampe geschmolzen werden. Das Prinzip des Schmelzens ist das gleiche wie bei der Verwendung von Autogen. Die Flamme sollte den Tiegel möglichst vollständig bedecken.

Wenn Sie weder ein Autogen noch eine Lötlampe haben, können Sie eine einfache Schmiede verwenden. Stellen Sie in diesem Fall den Tiegel auf eine Schicht Holzkohle. Um die Verbrennungstemperatur von Kohle zu erhöhen, verwenden Sie eine Zwangslufteinblasung in die Verbrennungszone. Hierfür eignet sich ein ausblasender Haushaltsstaubsauger. Der Staubsaugerschlauch muss eine Metallspitze haben. Das Spitzenloch kann verengt werden, um einen dünneren Luftstrom zu erzeugen.

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beachten Sie

Der Muffelofen sollte folgende Temperaturen ermöglichen: zum Schmelzen von Kupfer – 1083 °C, zum Schmelzen von Bronze – 930–1140 °C, zum Schmelzen von Messing – 880–950 °C.

Rotes Kupfer ist zähflüssig. Für dünne Gussteile ist es kaum geeignet. Für diese Zwecke ist Messing besser geeignet. Je leichter das Messing, desto schmelzbarer ist es.

Die Schmiede ist ein offener Ofen mit Haube, in dem Holzkohle verbrannt wird. Um die Temperatur zu erhöhen, wird über einen Blasebalg oder einen Kompressor zusätzliche Luft in die Schmiede eingeblasen.

Hilfreicher Rat

Zum Schmelzen von Kupfer werden Ton- und Keramiktiegel verwendet.

Anstelle einer Schmiede können Sie auch ein Autogen oder eine Lötlampe verwenden.

Quellen:

• Schmelzpunkt von Kupfer

Wenn Sie aus irgendeinem Grund Metall schmelzen müssen, werden Sie auf eine Reihe von Problemen stoßen, die Sie lösen und diesen Vorgang trotzdem selbst durchführen können. Zum Beispiel schmelzen Kupfer nicht so schwierig wie viele andere Materialien. Und wenn Sie möchten, ist es durchaus möglich, es selbst zu tun.

Anweisungen

Finden Sie einen Weg, Temperaturen über 1083 Grad Celsius zu erreichen. Dies ist notwendig, damit Kupfer startet. Glauben Sie nicht den Geschichten von Menschen, die nur mit einem Feuerzeug Kupfer über dem Feuer in einer Blechdose oder ein Stück Kupferdraht auf einem Löffel schmelzen können. Auch wenn sie echt sind, lässt sich eine Schlussfolgerung ziehen: Es handelte sich nicht um Kupfer.

Sie können einen Hochofen nutzen, wenn dieser an Ihrem Wohnort verfügbar ist oder Sie die Möglichkeit haben, ihn zu nutzen. Stellen Sie vor der Anmietung eines Ofens sicher, dass er sich auf die gewünschte Temperatur aufheizen kann und dass er über die Möglichkeit verfügt, die Hitze anzupassen, da Sie nicht möchten, dass das Kupfer zu kochen beginnt. Sie müssen in der Lage sein, Temperaturschwankungen auszugleichen.

Versuchen Sie, zu Hause einen Schmelzofen zu bauen. Aus Schrott können Sie zu Hause einen Schmelzofen bauen. Pläne zur Herstellung solcher Öfen sind in jedem Fachforum verfügbar. Das gebräuchlichste Design wird aus einem gebrauchten Feuerlöscher erstellt. Wenn Sie diese Option wählen, dann sägen Sie den Feuerlöscherkopf ab und bringen Sie einen Verschlussdeckel an. Behandeln Sie die Innenseite mit Ton und installieren Sie ein Schmelzelement, das im Fachhandel erhältlich ist.

Denken Sie daran, dass die Form, in die das geschmolzene Kupfer gegossen wird, einen höheren Schmelzpunkt haben muss als das Kupfer selbst.

Vergessen Sie nicht die Stickstoffumgebung, die für ein erfolgreiches Schmelzen geschaffen werden muss, sonst verschwenden Sie möglicherweise einfach Material.

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Um Kupfer und jedes andere Metall zu schmelzen, ist es besser, spezielle Geräte zu verwenden und unter Anleitung eines Meisters zu arbeiten. Aber wenn die Umstände Sie dazu zwingen, zu Hause mit dem Schmelzen von Metall zu beginnen, dann bauen Sie einen speziellen Schmelzofen.

Anweisungen

Machen Sie an beiden Enden des Rohrs zwei Löcher (Verriegelungslöcher), um den Nichromfaden zu befestigen. Der Nichromfaden ist ein Heizelement; er muss mit einem Stück verbunden werden, das die Drahtwindungen beim Wickeln schützt.

Berechnen Sie mit der Formel L=RxS die Länge des Fadens, wobei der Widerstand des Heizelements –R, S der Querschnitt des Drahtes (Nichrom) ist; spezifischer Widerstand von Nichrom –р und gleich 1,2; die erforderliche Länge ist L.

Wickeln Sie den Draht zusammen mit der Schnur spiralförmig auf und bestreichen Sie ihn mit flüssigem Glas. Anschließend den Leiter entfernen und die Spirale mit Asbest umwickeln.

Machen Sie einen Temperatursensor. Nehmen Sie Chromel- und Alumeldraht und verdrillen Sie sie miteinander. Befestigen Sie den vom Transformator (latr) kommenden Draht an einem Ende der Drehung. Stellen Sie den Transformatorregler auf Nullteilung ein.

Links ist der Temperatursensor. 1). Transformator (latr), 2).erster Kontakt an der Klemme, 3). von dort der zweite Kontakt, 4.5). Chromel- und Alumeldraht, 6). Becher aus stromleitendem Stoff, 7). Zusammensetzung (Mischung) von Borax und Graphit, 8). Verdrillen von zwei Drähten (gelötet).

Legen Sie einige Sekunden lang Strom an. An der Kontaktstelle sollte eine Schmelzkugel entstehen. Montieren Sie den Arbeitsteil des Thermoelements in den Ofendeckel und schließen Sie ihn an eine Millivolt-Spannung an, die auf 500 Millivolt ausgelegt ist.

Kalibrieren Sie die Waage neu; der Schmelzpunkt verschiedener Metalle kann als Anhaltspunkt dienen. Führen Sie diesen Vorgang in einem fertigen Ofen durch. Machen Sie die obere Abdeckung des Ofens und den Boden aus Ton (Schamott). Der Ofen kann mit einem Sichtfenster aus Spezialglas ausgestattet werden.

1) Asbest-Wärmedämmung 2). Tonpfeife, 3). Nichrom-Spirale, 4). Abdeckung (oben), 5). Ausgabe von Nichromfaden (Draht), 6). Thermoelemente, 7). Millivoltmeter, 8) unter. Wenn die Ladung direkt in den Ofen selbst und nicht in Tiegel geladen wird, beschichten Sie die Innenseite des Ofens mit Graphitpaste. Befolgen Sie beim Arbeiten mit einem solchen Ofen die Sicherheitsvorkehrungen.

Bevor Metall in einem bestimmten Produkt verarbeitet wird, muss es einen langen Weg zurücklegen. Und alles beginnt mit einem unscheinbaren Stück Gestein, das von Geologen entdeckt wurde. Metallerze bestehen aus Erzmaterial und Abraumgestein. Nach dem Aufbereitungsprozess wird das Erz zur Verhüttung geschickt.

Anweisungen

Gusseisen wird aus vier Arten von Eisenerzen gewonnen – Braun-, Spat- und Magneteisenerz, die durch einen Prozentsatz voneinander getrennt sind. In riesigen Hochöfen wird Roheisen unter Zusatz von Mangan geschmolzen.
Geben Sie zunächst Koks hinein und fügen Sie dann Agglomerat und Koks schichtweise hinzu. Sinter ist ein speziell aufbereitetes, mit Flussmittel gesintertes Erz. Schmelzen von Gusseisen durch Einblasen von erhitzter Luft und Sauerstoff in den Ofen, wodurch die dafür erforderliche Temperatur erzeugt wird. Die Zufuhr erfolgt insbesondere in das ringförmige Rohr, das den unteren Teil des Ofens umgibt, und von dort durch die Rohre durch spezielle Löcher in der Schmiede – Blasdüsen – in die Schmiede.

In der Schmiede wird Koks zu CO2 verbrannt, das dann durch Schichten aus heißem Koks aufsteigt und in Wechselwirkung mit diesem CO-Kohlenmonoxid bildet. Es stellt einen erheblichen Teil des Erzes wieder her und wandelt es wieder in CO2 um. Bedenken Sie, dass die Erzgewinnung hauptsächlich an der Spitze der Mine erfolgt.

Um unnötige Verunreinigungen zu entfernen, verwenden Sie Flussmittel, bei deren Wechselwirkung sie sich in Schlacke verwandeln. Bei der Reduktion des Erzes wird das Eisen fest. Durch das Hinuntergehen in den Dampf – den heißeren Teil des Ofens – vermischt sich das Eisen mit Kohlenstoff, wodurch Gusseisen entsteht.

Geschmolzenes Gusseisen fließt in den Ofen und die Schlacke bildet auf seiner Oberfläche einen Film, der das Gusseisen vor Oxidation schützt. Die sich ansammelnde geschmolzene Masse wird durch spezielle Löcher abgelassen, die während des Schmelzvorgangs mit Ton verschlossen werden. Um den Prozess des Schmelzens von Eisenerz zu beschleunigen, üben Sie die Zufuhr von mit Sauerstoff angereicherter Luft in den Hochofen, wodurch ein Vorheizen überflüssig wird. Hochöfen mit dieser Technologie sehen kompakter aus, ihre Produktivität ist eineinhalb Mal höher und sie benötigen ein Viertel weniger Koks.

Kupfer leitet Elektrizität gut und eignet sich daher für den Einsatz in Elektro- und Industriegeräten. Zudem ist es sehr plastisch und lässt sich gut mit Schleif- und Schnitzgeräten bearbeiten. Produkte aus diesem Metall werden nicht nur in der Produktion, sondern auch im Alltag häufig verwendet. Daher fragen sich viele Handwerker, wie man Kupfer zu Hause schmelzen und daraus etwas Nützliches machen kann.

Hauptmerkmale des Metalls

Dieses Nichteisenmetall kommt im Boden in Form von Erz vor. Seine Reserven sind in Russland, Kasachstan und Südamerika verfügbar. Aufgrund des Oxidfilms weist das Metall einen rötlich-gelben Farbton auf. Darüber hinaus verleiht das Oxid nicht nur eine interessante Farbe, sondern verbessert auch die Korrosionsschutzeigenschaften des Metalls. Ohne Oxidschicht ist das Material in einem hellgelben Farbton lackiert.

Der Schmelzpunkt von reinem Kupfer liegt bei 1082 °C; bei Legierungen liegt dieser Wert zwischen 930 und 1100 °C. Das ist kein allzu großer Wert und reicht aus, um Kupfer zu Hause zu schmelzen.

Die Eigenschaften dieses Metalls sind wie folgt:

• Kupfer gibt Wärme gut ab, dieser Wert liegt bei 390 J/kg;
• Dichte – 8,93 x 103 kg/m²;
• beim Siedevorgang des Metalls bei t = 2595°C wird Kohlenstoff freigesetzt;
• Der spezifische Widerstand bei Temperaturen von 20 bis 100 °C beträgt 1,78 * 10 Ohm/m.

Der Schmelzpunkt von Bronze liegt aufgrund des darin enthaltenen Zinns niedriger als der von Kupfer – 960–1050 °C. Die Legierung dieses Metalls mit Zink schmilzt bei einer Temperatur von 900 °C. Dadurch kann es mit einfachen Heizgeräten geschmolzen werden.

Schmelzdiagramm

Der Metallschmelzplan besteht aus fünf Phasen:

• Erste Stufe– bei t = 20–100°C bleibt das Material fest. Durch das nächste Erhitzen wird der Oxidfilm entfernt und das Kupfer verändert seine Farbe.
• Zweite Etage– bei t = 1082°C geht das Metall in einen flüssigen Zustand über, seine Farbe wird weiß. Während dieser Zeit wird das Kristallgitter des Materials zerstört.
• Dritter Abschnitt– bei t = 2595°C beginnt das Nichteisenmetall zu sieden und setzt dabei Kohlenstoff frei.
• Vierte Stufe– Die Erwärmung stoppt, das Metall kühlt ab und die Spitzentemperatur sinkt allmählich.
• Fünfte Stufe– Das Material kehrt in einen festen Zustand zurück und das Metall kühlt vollständig ab.

Bei der Auswahl von Schrott zum Recycling muss berücksichtigt werden, dass in Elektrogeräten reines Kupfer verwendet wird. Bronze- oder Messinglegierungen, aus denen viele Antiquitäten hergestellt werden, enthalten oft giftige Stoffe. Daher sollten bei der Arbeit mit ihnen Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden.

Methoden zum Schmelzen von Kupfer zu Hause

Das Schmelzen von Kupfer zu Hause ist auf verschiedene Arten möglich. Dazu benötigen Sie bestimmte Werkzeuge:

• rohes Material;
• hitzebeständiger Tiegel;
• feuerfester Ständer;
• Drahthaken;
• Zange zum Herausnehmen des heißen Tiegels;
• Schutzausrüstung: Brille, Anzug, Handschuhe.

Das Schmelzen von Kupfer zu Hause und in der Produktion erfolgt auf die gleiche Weise. Dies wird durch folgende Methoden erreicht:

• Verwendung eines Muffelofens;
• Verwendung einer Sauerstoffflamme;
• Berg;
• Lötlampe;
• im Mikrowellenherd schmelzen.

Verwendung eines Muffelofens

Das Gießen von Kupfer mit einem Muffelofen ist eine recht einfache und bequeme Methode. Kupferrohstoffe werden in Stücke zerkleinert, damit sie schneller schmelzen. Das fertige Material wird in einen Graphittiegel gegeben und in einen beheizten Ofen gestellt. Die Gussform muss einen höheren Schmelzpunkt haben als das Nichteisenmetall.

Wenn das Rohmaterial flüssig wird, wird der Tiegel mit einer Zange aus dem Ofen genommen. Entfernen Sie den Oxidfilm mit einem Haken von der Metalloberfläche. Anschließend wird die Flüssigkeit in eine vorbereitete Form gegossen.

Gasbrenner oder Lötlampe

Ein spezieller Ofen kann durch einen Gasbrenner oder eine Lötlampe ersetzt werden. Es wird unter den Boden des Behälters mit Metall gestellt und darauf geachtet, dass die Flamme den Boden vollständig bedeckt.

Bei dieser Methode oxidiert das Material schnell. Um die Bildung eines dicken Oxidfilms zu verhindern, wird das Rohmaterial daher mit Holzkohlepartikeln bestreut.

Zum Schmelzen niedrig schmelzender Legierungen aus Messing oder Bronze genügt ein Gasbrenner oder eine Lötlampe.

Horn

Sie können Kupfer mit einer Schmiede schmelzen. Dazu wird ein Tiegel mit zerkleinerten Rohstoffen auf heiße Holzkohle gestellt. Um das Schmelzen zu beschleunigen, verwenden Sie einen Haushaltsstaubsauger, der im Blasmodus eingeschaltet ist. Das Rohr muss eine sich verjüngende Metallspitze haben, da der Kunststoff unter dem Einfluss hoher Temperaturen schmilzt. Diese Methode eignet sich für diejenigen, die zu Hause regelmäßig Kupfer verhütten.

Um die Temperatur zu erhöhen, muss mehr Luft in die Schmiede geblasen werden.

Mikrowelle

Ein leistungsstarker Mikrowellenherd hilft Ihnen, Kupfer zu Hause zu schmelzen. Entfernen Sie dazu den Drehteller. Um die Funktionsfähigkeit der Innenteile des Geräts aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, den Tiegel in ein hitzebeständiges Material zu stellen, beispielsweise mit feuerfesten Steinen auszukleiden.

Kupfer ist ein ziemlich duktiles Material mit einer goldrosa Farbe oder rein rosa, wenn kein Oxidfilm vorhanden ist. Er ist äußerst beliebt. Nicht selten findet man Kupferprodukte, verschiedene Souvenirs, viele Dekorationselemente, schöne und ungewöhnliche Gegenstände. Es gibt auch einige nützliche Haushaltsdetails. Dieses Material genießt bei vielen Handwerkern hohes Ansehen. Die häufigsten Verwendungszwecke sind reines Rotkupfer, Bronze und Messing (seine Legierungen).

Was aber, wenn Sie kein professioneller Handwerker sind und sich gleichzeitig dazu entschließen, etwas aus diesem Metall herzustellen? Es stellt sich eine berechtigte Frage: „Wie kann man Kupfer zu Hause schmelzen?“

Was benötigen Sie für die Arbeit?

Bevor Sie mit der Verarbeitung von Kupfer und seinen Legierungen beginnen, müssen Sie sich alle notwendigen Werkzeuge anschaffen:

• Tiegel;
• Zange;
• Muffelofen;
• Holzkohle;
• Horn;
• Haushaltsstaubsauger;
• ein Haken aus Eisendraht;
• eine Form für ein herzustellendes Produkt.

Stellen Sie sicher, dass vor dem Schmelzen von Kupfer zu Hause alle Werkzeuge griffbereit und ordentlich ausgelegt und nicht gestapelt sind.

Wie kann man Kupfer selbst schmelzen?

Um sicherzustellen, dass alle Arbeiten erfolgreich und problemlos abgeschlossen werden, befolgen Sie einfach den unten angegebenen Algorithmus:

• Alle Kupferfragmente werden in einen Tiegel gegeben, der in einen Muffelofen gestellt wird.
• Es ist notwendig, die gewünschte Position für den Heizungsregler einzustellen. Durch ein Fenster in der Backofentür können Sie den Zustand des Inhalts überwachen.
• Als nächstes müssen Sie zum Schmelzen von Kupfer auf die erforderliche Temperatur warten, damit das Metall zu schmelzen beginnt. Sobald dies geschieht, müssen Sie den Ofen öffnen und den Tiegel mit einer speziellen Zange greifen.
• Beim Schmelzen bildet sich auf der Metalloberfläche ein Oxidfilm. Es muss mit einem Haken aus Eisendraht zur Seite entfernt werden.
• Danach können Sie mit der Herstellung verschiedener Kupferprodukte beginnen, indem Sie diese einfach in vorbereitete Formen gießen.

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Wichtiger Hinweis

Es ist erwähnenswert, dass es im Internet viele Geschichten darüber gibt, wie Menschen dieses Metall nicht mit speziellen Geräten, sondern über einem Feuer in einer Blechdose geschmolzen haben. In der Regel haben solche Autoren keine Ahnung, wie hoch der Schmelzpunkt von Kupfer tatsächlich ist – 1083 Grad. Der Kern dessen, was gesagt wurde, ist, dass Sie mit recht hohen finanziellen Ausgaben rechnen müssen. Viele Werkzeuge sind nicht ganz billig. Außerdem sollten Sie sich vor dem Schmelzen von Kupfer um die Sicherheitsausrüstung kümmern.

Wie schmilzt man Messing?

Bei diesem Material handelt es sich um eine mehrkomponentige Kupferlegierung.

Kupfer zu Hause schmelzen: Temperatur, Werkzeuge, Regeln

Daraus hergestellte Teile werden häufig zur Herstellung verschiedener Strukturen verwendet.

Was wird zum Schmelzen benötigt? Zum Schmelzen von Messing benötigen Sie alle in der folgenden Liste aufgeführten Werkzeuge:

• Muffelofen;
• Lötlampe;
• Gasbrenner;
• Tiegel;
• Metallzangen;
• Holzkohle;
• Eisendraht;
• die Form des Produkts, das aus diesem Metall hergestellt wird.

Anleitung zum Schmelzen von Material

Um verschiedene Verletzungen sowie Materialschäden zu vermeiden, müssen Sie sich strikt an die gegebenen Anweisungen halten. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Gewährleistung der Belüftung im Arbeitsbereich. Der zweite Schritt besteht darin, das Material selbst zu mahlen, damit es schneller schmilzt. Sobald dies erledigt ist, können Sie mit der Arbeit beginnen:

• Geben Sie das gesamte Material in einen Tiegel und stellen Sie ihn in den Ofen.
• Stellen Sie mit einem Element, das die Temperatur reguliert, den gewünschten Schmelzgrad ein (von 880 bis 950 Grad). Schalte den Ofen ein;
• während das Metall schmilzt, beobachten Sie es durch das Fenster in der Ofentür;
• Sobald der gewünschte Messingzustand erreicht ist, können Sie die Tür öffnen;
• Entfernen Sie mit einem Eisendrahthaken den Oxidfilm von der Oberfläche.
• Nehmen Sie mit einer Zange und unter Beachtung aller Vorsichtsmaßnahmen den Tiegel.
• Nehmen Sie es vorsichtig aus dem Ofen und beginnen Sie, den Inhalt in die vorbereiteten Formen zu gießen.

Die folgenden Tipps können den Arbeitsprozess etwas erleichtern, wenn Sie plötzlich einige der notwendigen Werkzeuge nicht zur Hand haben:

• Wenn kein Muffelofen vorhanden ist, können Sie, sofern vorhanden, einen Hochofen verwenden. Es ist erwähnenswert, dass es auch gemietet werden kann. Bevor Sie jedoch Kupfer schmelzen, stellen Sie sicher, dass das Gerät bis zu 1083 Grad erhitzen kann. Stellen Sie außerdem sicher, dass es dem Betrieb bei einer bestimmten Temperatur standhält.
• Wenn Sie noch einen Hochofen nutzen mussten, erfahren Sie mehr darüber, wie Sie mit Temperaturschwankungen richtig umgehen. Andernfalls kann das Metall zu kochen beginnen.
• Die Form zur Herstellung eines Kupferprodukts muss einen höheren Schmelzpunkt haben als das Metall selbst.

Anstelle von Öfen zur Messingverarbeitung können Sie auch andere verfügbare Werkzeuge verwenden. Zum Erhitzen können Sie einen Brenner oder eine Lötlampe verwenden. Um Metall damit zu bearbeiten, müssen Sie das Gerät mit der Flamme nach oben stabil aufstellen. Stellen Sie darüber einen Ständer aus Eisendraht. Stellen Sie einen Tiegel mit darin gefaltetem Messing darauf. Als nächstes müssen Sie das Heizgerät einschalten und die Feuerkraft so einstellen, dass der Boden des Gefäßes vollständig bedeckt ist. Aufgrund der Tatsache, dass das Schmelzen an der Luft erfolgt, beginnt das Messing zu oxidieren. Um diesen Effekt zu reduzieren, bedecken Sie die Oberfläche des Gefäßes mit einer dichten Schicht Holzkohle.

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Wie kann man Kupfer zu Hause schmelzen?

Oder einfach etwas Notwendiges selbst herstellen? Dann brauchen Sie geschmolzenes Kupfer, aber wie erreicht man seinen flüssigen Zustand? In diesem Artikel geht es genau darum, wie man Kupfer zu Hause schmilzt.

Erforderliches Zubehör

• Tiegel
• Muffelofen
• Tiegelzange
• Schimmel
• Staubsauger
• Haken aus Stahldraht
• Holzkohle

Kupferschmelze. Schmelztechnik

1. Zunächst sollten Sie ein oder mehrere feste Metallstücke in den Tiegel legen. Geben Sie es und seinen Inhalt in den Muffelofen und stellen Sie die Temperatur ein (+1083 Grad Celsius). Jetzt müssen Sie nur noch auf den Schmelzvorgang warten. Schauen Sie dazu regelmäßig durch das Ofenfenster. Beim Schmelzen wird die Oberfläche des Metalls mit einem Oxidfilm bedeckt.

Als Referenz: Ein Tiegel ist ein Behälter, in den Sie Metallstücke geben und diese zum Schmelzen in einen Ofen stellen. Es bleibt geschmolzene Flüssigkeit darin zurück.

2. Nachdem Sie das gewünschte Ergebnis erzielt haben, entfernen Sie den Tiegel mit einer Zange. Entfernen Sie unbedingt den entstandenen Oxidfilm; dies kann mit einem Stahlhaken erfolgen. Anschließend sollten Sie die geschmolzene Flüssigkeit in die Form gießen, die Sie bereits haben sollten.

3. Es gibt so einen Weg. Wenn Ihr Metall schmelzbar ist, zum Beispiel gelbes Kupfer, können Sie eine normale Lötlampe verwenden. In diesem Fall sollte die Lampenflamme den Tiegel vollständig umhüllen.

4.Wenn Sie eine Schmiede haben, können Sie diese auch nutzen. Stellen Sie in diesem Fall den Tiegel auf eine ordentliche Schicht Holzkohle. Blasen Sie regelmäßig auf den Verbrennungsbereich, damit er sich mit Sauerstoff „füttert“. Versuchen Sie es mit einem Staubsauger.

Hinweis: Wenn Sie keine Möglichkeit haben, einen Muffelofen zu verwenden, dann nehmen Sie einen Autogenofen und verwenden Sie hierfür am besten Tiegel aus Ton oder Keramik.

Temperaturklasse:

Kupfer – 1083 Grad Celsius;

Bronze – 930–1140 Grad Celsius;

Messing – 880 – 950 Grad Celsius.

Es ist immer schön, etwas für Ihr Zuhause zu tun. Selbst wenn Sie Kupfer für geschäftliche Zwecke benötigen, können Sie immer das tun, was Sie benötigen, wenn Sie wissen, wie man Kupfer zu Hause schmilzt. Metall wurde schon immer von Menschen verwendet, daher werden die gewonnenen Erkenntnisse nützlich sein.

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Kupferprodukte sehen sehr schön und stilvoll aus und machen Lust, selbst ein Kupferprodukt herzustellen.

wie man Kupfer zu Hause schmilzt

Hierzu muss das Metall zunächst geschmolzen werden. Beim Gussverfahren verwenden die meisten Menschen mehrere Hauptarten von Kupfer – reines Rot und Legierungen wie Bronze und Messing.

Der Prozess des Schmelzens von Kupferprodukten in einem Muffelofen

Zuerst müssen Sie die vorbereiteten Metallstücke in den Tiegel geben und dann den Tiegel in den Muffelofen stellen. Stellen Sie die Hitze auf die gewünschte Position ein. Wenn das Metall zu schmelzen beginnt, bildet sich auf seiner Oberfläche ein Oxidfilm.

Wenn eine bestimmte Schmelztemperatur erreicht ist, müssen Sie die Tür öffnen und den Tiegel mit einer Zange greifen. Entfernen Sie den gebildeten Oxidfilm mit einem Stahlhaken und gießen Sie dann das geschmolzene Metall in zuvor vorbereitete Formen. Wenn der Muffelofen über die nötige Leistung verfügt, kann er verschiedenste Kupferlegierungen oder Rotkupfer schmelzen.

Wie man Kupfer mit anderen Methoden schmilzt

Wenn die Verwendung eines Muffelofens nicht möglich ist, besteht die Alternative darin, das Metall mit einem Autogen zu schmelzen. In diesem Fall sollte die Flamme vom Boden des Tiegels nach oben gerichtet sein. Dieser Vorgang wird von einem guten Luftzugang begleitet. Um eine starke Oxidation des Kupfers zu vermeiden, können Sie zerkleinerte Holzkohle darüber streuen.

Gelbes Kupfer, das sogenannte Messing, und einige Arten von Bronze, die schmelzbar sind, können mit einer Lötlampe geschmolzen werden. Dieser Vorgang ähnelt in gewisser Weise der Verwendung eines Autogens. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass der Tiegel so weit wie möglich von Flammen umgeben sein sollte.

Wenn es nicht möglich ist, ein Autogen oder eine Lötlampe zu verwenden, verwenden Sie eine gewöhnliche Lötlampe. Sie müssen den Tiegel auf die Holzkohleschicht stellen. Um die Verbrennungstemperatur zu erhöhen, können Sie die Technologie des Einblasens von Luft in die Verbrennungszonen nutzen. Für diese Zwecke können Sie einen ausblasenden Haushaltsstaubsauger verwenden. Sein Schlauch sollte mit einer verengbaren Metallspitze ausgestattet sein, die es ermöglicht, einen viel dünneren Luftstrom zu erhalten.

Rotkupfer ist zähflüssig und schmelzbar und daher für den Figurenguss praktisch ungeeignet. Messing ist für dieses Verfahren besser geeignet. Es schmilzt leichter und seine Farbe ist viel heller.

Geschmolzenes Kupfer

Seite 1

Geschmolzenes Kupfer mit Lachgas weist eine geringe Fließfähigkeit auf, was die Bildung einer dichten, porenfreien Schweißnaht erschwert.  

Geschmolzenes Kupfer löst Wasserstoff gut, der bei der Kristallisation der Schweißnaht (mit hoher Abkühlgeschwindigkeit aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit) freigesetzt wird und Porosität bildet.  

Geschmolzenes Kupfer löst intensiv Gase, insbesondere Sauerstoff. Wenn das Schweißgut kristallisiert, befindet sich das Eutektikum entlang der Korngrenzen und da es sich um ein Intermetalloid handelt, wird die metallische Bindung zwischen den Kupferkörnern aufgebrochen – die Schweißverbindung wird spröde. Daher sollte Kupfer mit Zusatzwerkstoffen oder Elektroden geschweißt werden, die eine gute Desoxidation des Schweißgutes gewährleisten.

Wie man Kupfer schmilzt

Geschmolzenes Kupfer absorbiert aktiv Wasserstoff. Kupfer kann als Verunreinigungen Blei, Antimon, Arsen und Wismut enthalten. Diese Verunreinigungen erschweren das Schweißen.  

Geschmolzenes Kupfer bei 1100 - 1300 und Silber bei 980 im Vakuum, Aluminium bei 700 in einer Argonatmosphäre werden nicht von K benetzt. Eine Legierung aus 80 % TiC, 5 % WC oder TaC und 15 % Co bei 900 - 1000 für mehr als 150 Stunden.  

Geschmolzenes Kupfer dringt in die Poren zwischen den Reliktkörnern ein, wodurch sich am Arbeitsende des Stahlrings eine harte Legierungsschicht 2, bestehend aus harten Reliktkörnern und einem Kupferbinder, bildet / (Abb. 56, d) fest zementiert und mit dem Stahlsockel verbunden.  

Geschmolzenes Kupfer löst Gase gut und setzt sie beim Erstarren frei, was zu Porosität im Gussmetall führen kann. Wasserstoff diffundiert leicht in erhitztes Kupfer und verursacht die sogenannte Wasserstoffkrankheit des Kupfers.  

Geschmolzenes Kupfer löst intensiv Gase, insbesondere Sauerstoff. Dies führt dazu, dass es praktisch sehr schwierig ist, Kupfer frei von Sauerstoff und Wasserstoff zu erhalten.  

Außerdem wird verhindert, dass sich geschmolzenes Kupfer mit Schwefel sättigt, dessen Verunreinigungen seine mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen.  

Vorgeschmolzenes Kupfer wird in einen Graphittiegel geleckt, an dessen Boden sich Phosphor befindet.  

Geschmolzenes Kupfer absorbiert mechanisch reduzierende Gase wie Wasserstoff, Schwefeldioxid und Kohlenmonoxid, die in Form von Blasen eingeschlossen bleiben und die Festigkeit der Verbindung erheblich schwächen.  

In geschmolzenem Kupfer hat Wasserstoff eine hohe Löslichkeit, die während der Kristallisation stark abnimmt. Durch die Freisetzung von Wasserstoff beim Erstarren des Schweißbades kann es zur Bildung von Gasporosität kommen. Letztere lösen sich nicht in Kupfer und reichern sich unter hohem Druck in Mikrohohlräumen an, was zur sogenannten Wasserstoffversprödung führt. Durch Wasserstoffversprödung können sich beim Abkühlen Risse im massiven Metall bilden.  

In geschmolzenem Kupfer hat Wasserstoff eine hohe Löslichkeit, die während der Kristallisation stark abnimmt. Durch die Freisetzung von Wasserstoff beim Erstarren des Schweißbades kann es zur Bildung von Gasporosität kommen. Der im festen Metall gelöste Wasserstoff reagiert mit Kupferoxid, was zur Freisetzung von Wasserdampf führt. Letztere lösen sich nicht in Kupfer und reichern sich unter hohem Druck in Mikrohohlräumen an, was zur sogenannten Wasserstoffversprödung führt. Durch Wasserstoffversprödung können sich beim Abkühlen Risse im massiven Metall bilden.  

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Gießerei

Schmelzen und Gießen von Kupferlegierungen

Kupferlegierungen, zu denen Zinn und zinnfreie Bronze und Messing gehören, werden hauptsächlich in Lichtbogen- und Induktionsöfen und seltener in Flammenöfen erschmolzen, die mit flüssigem Brennstoff betrieben werden. Für kleine Produktionsmengen werden manchmal Tiegelöfen eingesetzt.

Da fast alle Elemente, aus denen Kupferlegierungen bestehen, leicht oxidiert werden, wird der Schmelzprozess beschleunigt durchgeführt, während Maßnahmen zum Schutz der Legierungen von der Oberfläche (mit Schutz- oder Abdeckflussmitteln) und einzelner leicht oxidierbarer Elemente ergriffen werden in Form von Legierungen verwendet.

1. Materialien aufladen

Einsatzstoffe für Kupferlegierungen können frische (reine) Metalle, Sekundärlegierungen, recycelte Legierungen sowie verschiedene von der Industrie gelieferte oder selbst hergestellte Legierungen sein.

Zur Desoxidation von Legierungen wird Phosphorkupfer in Form von etwa 12 kg schweren Fliesen gemäß GOST 4515-78 verwendet, die vor der Verwendung in kleine Stücke gebrochen werden.

Legierungen sind Legierungen aus zwei oder mehr Elementen, die den Legierungen hinzugefügt werden. Ihr Einsatz ist darauf zurückzuführen, dass einzelne feuerfeste Bestandteile der Legierung einen höheren Schmelzpunkt haben als die zulässige Überhitzung der Legierung. Die Schmelztemperaturen der Legierungen und des Metalls, an dem sie befestigt sind, müssen nahe beieinander liegen, und gleichzeitig müssen die Legierungen einen hohen Gehalt an feuerfesten Elementen aufweisen.

2. Gebührenberechnung

Um die Legierung zu erhalten, sind verschiedene Kombinationen von Einsatzmaterialien möglich. Die Charge kann aus frischen Metallen allein, aus frischen Metallen oder Sekundärlegierungen mit Zusatz von Legierungen, aus einer recycelten Legierung mit Zusatz von frischen Metallen und Legierungen, aus einer recycelten Legierung oder nur aus sekundären Legierungen bestehen. Typischerweise wird eine Charge verwendet, die aus 50–60 % frischen Metallen, 25–35 % recycelter Legierung und 10–12 % gekauftem Schrott besteht, oder es wird mit Sekundärlegierungen geschmolzen.

Bei der Berechnung der Charge wird der Abfall verschiedener Legierungselemente berücksichtigt, dessen Wert von der Art der Elemente, der Reinheit der Charge und der Art des Schmelzofens abhängt.

Betrachten wir ein Beispiel für die Berechnung einer Gebühr für das Schmelzen von Bronze der Güteklasse BrZTs7S5N1.

Bei der Herstellung von Legierungen für weniger kritische Gussteile können zur Einsparung reiner Metalle nur Sekundärlegierungen verwendet werden – Passbronzen BrZTs8S4N1.

3. Technologie zum Schmelzen von Kupferlegierungen

Schmelzen in Tiegelöfen. Zum Schmelzen von Kupferlegierungen werden verschiedenste Tiegelöfen eingesetzt. Für kleine Schmelzmengen bieten sie eine hochwertige Legierung, da kein direkter Kontakt der Legierung mit Verbrennungsprodukten besteht und die Oberfläche des Metallspiegels sehr klein ist. Zum Schmelzen werden Tiegel aus Graphit oder Korund verwendet.

Reis. 1. Elektroofen Typ DMK: 1 - Auskleidung; 2 - Stahlgehäuse; 3-Zahn-Felgen; 4 - Schläuche für die Wasserversorgung; 5 - graphitierte Elektroden; 6 - Gänge; 7 - wassergekühlte Dichtungen; 8 - Türen; 9 - Abflusssocke; 10 - Elektromotor; 11 - Antriebsmechanismus.

Schmelzen in Elektroöfen. Elektroöfen zum Schmelzen von Kupferlegierungen werden in Lichtbogen- und Induktionsöfen unterteilt.

Schmelzen in Elektrolichtbogenöfen. Zum Schmelzen werden Elektrolichtbogenöfen mit indirekter Beheizung eingesetzt, also solche, bei denen zwischen zwei horizontalen Graphitelektroden ein Lichtbogen entsteht.

Der DMK-Ofen (Abb. 1) hat die Form einer Trommel mit einem Ladeknopf, Löchern für Elektroden und einer Rutsche zum Ablassen der Legierung.

Der Ofenmantel ist mit Quarzsand oder Schamottesteinen ausgekleidet. An den Enden des Gehäuses sind Zahnkränze montiert, die mit Zahnrädern gekoppelt sind und es ermöglichen, den Ofen während des Schmelzvorgangs zu schaukeln und so die Herstellung einer Legierung mit homogener Zusammensetzung und gleichmäßiger Erwärmung sicherzustellen.

Das Schmelzen beginnt mit vorbereitenden Arbeiten: dem gründlichen Reinigen des Ofens von den Resten der vorherigen Schmelze, der Überprüfung der Funktionstüchtigkeit der Mechanismen und der Wasserversorgung der wassergekühlten Dichtungen. Danach wird die Auskleidung auf eine Temperatur von 700–800 °C erhitzt, die Elektroden aus dem Ofen entfernt und mehrere Schaufeln trockener, kalzinierter Holzkohle auf den Boden gegossen, dann werden auf 150–200 °C vorgewärmte Beschickungsmaterialien eingefüllt: Zuerst Feinteile, Angüsse, Schrott und obendrein große Stücke. Die Ladung sollte nicht näher als 50 mm von den Elektroden entfernt sein und deren freie Bewegung entlang des Ofens nicht beeinträchtigen. Schließen Sie nach der Installation der Elektroden das Ladefenster und erregen Sie einen Lichtbogen, indem Sie die Elektroden näher zusammenbringen und eine von ihnen mithilfe des Handrads des Bewegungsmechanismus schnell ein kurzes Stück entfernen.

Der Schmelzvorgang der Ladung wird intensiv durchgeführt. Schalten Sie nach 20–30 Minuten den Umkehrmechanismus zum Schwenken des Ofens ein, zunächst um 25–30°, dann erhöhen Sie das Schwenken allmählich auf 90° und nach dem Schmelzen der gesamten Charge auf 160°. Dadurch wird eine lokale Überhitzung der Legierung vermieden und eine bessere Durchmischung begünstigt. Die Legierung wird desoxidiert, niedrigschmelzende Zusätze hinzugefügt, verfeinert, auf die erforderliche Temperatur erhitzt und aus dem Ofen entlassen.

Schmelzen in Induktionsöfen. Zum Schmelzen von Kupferlegierungen werden Induktionsöfen mit und ohne Stahlkern eingesetzt.

Ein Induktionsofen mit Stahlkern, dessen schematischer Ausschnitt in Abb. dargestellt ist. 2 ist ein Transformator, dessen Primärwicklung eine Kupferspule ist, die auf einem Kern aus 0,35–0,5 mm dicken Elektrostahlplatten montiert ist. Die Sekundärwicklung ist ein Ring aus flüssiger Legierung, der sich im Schmelzkanal befindet. Ein Wechselstrom mit Industriefrequenz, der durch die Primärwicklung fließt, erzeugt um sie herum einen magnetischen Fluss, der sich durch den magnetischen Stahlkern des Transformators schließt und einen Strom in der in den Ringkanälen befindlichen Legierung induziert. Die die Kanäle füllende Legierung kommuniziert mit dem flüssigen Legierungsbad und überträgt aufgrund der Zirkulation, die durch den Temperaturunterschied der Legierung entlang der Höhe des Ofens entsteht, Wärme an dieses.

Reis. 2. Schema eines Induktionsofens mit Stahlkern: 1 - Kammer; 2- Futter; 3- Wärmedämmung; 4 - Primärwicklung; 5 - Schmelzkanal; 6 - Magnetkern.

Die Besonderheit des Schmelzens in Induktionsöfen besteht darin, dass die die Kanäle füllende flüssige Legierung auch nach dem Austritt der Schmelze im Ofen verbleiben muss, um beim anschließenden Schmelzen einen geschlossenen Stromkreis zu bilden. In dieser Hinsicht ist der Übergang zum Schmelzen einer neuen Legierung in Induktionsöfen schwierig. In diesem Fall ist es notwendig, die gesamte Legierung aus den Kanälen abzulassen und ein oder zwei Waschschmelzen der unkritischen Legierung herzustellen.

Nachdem die ringförmigen Kanäle und der „Sumpf“ (eine 30-50 mm dicke Schicht aus flüssiger Legierung, die sich über den Kanälen befindet) mit flüssiger Legierung gefüllt und der Ofen erhitzt wurde, wird eine vorgewärmte Ladung geladen: zuerst Kupfer und nach dem Schmelzen Rück- und Sekundärlegierungen. Wenn die gesamte Ladung geschmolzen ist, wird eine Desoxidation durchgeführt, Schlacke wird von der Oberfläche entfernt und leicht oxidierbare Elemente werden eingeführt. Beim Ablassen der fertigen Legierung muss diese in einer Schicht von 30–50 mm in den Kanälen und darüber belassen werden.

Schmelzen in Induktionstiegelöfen. In den letzten Jahren werden zunehmend Induktionstiegelöfen vom Typ ILT zum Schmelzen von Legierungen auf Kupferbasis – Bronze und Messing – eingesetzt. Der Metallabfall in diesen Öfen beträgt nicht mehr als 0,5–1 %.

4. Merkmale des Schmelzens und Gießens von Kupferlegierungen

Beim Schmelzen von Kupferlegierungen enthält die Charge normalerweise rotes Elektrolytkupfer, das geschmolzen und mit Phosphorkupfer desoxidiert wird, bevor die restlichen Komponenten der Charge in den Ofen geladen werden. Unter einer Schicht gut getrockneter und kalzinierter Holzkohle sollte das Kupferschmelzen sehr schnell erfolgen. Der Ofen muss vor dem Laden von Kupfer gut aufgeheizt sein. Die Qualität der Desoxidation kann durch einen technologischen Test überprüft werden: Beim Biegen darf ein gegossener und abgekühlter Block an der Biegestelle keine Risse erzeugen.

Zinnbronze schmelzen.

Ein Teil der Sekundär- und Recyclinglegierungen wird in einen beheizten Ofen geladen und mit einer Schicht trockener Holzkohle bedeckt, die nach dem Schmelzen der Charge die gesamte Oberfläche der flüssigen Legierung gleichmäßig bedecken sollte. Während der erste Teil der Charge schmilzt, wird der auf eine Temperatur von 150–200 °C erhitzte Rest der Charge in Teilen oder vollständig in den Ofen eingeführt. Von den für die Unterbeschickung verwendeten Frischmetallen werden Kupfer und Nickel gleichzeitig mit der ersten Charge der Charge in den Ofen geladen, und Zink, Blei und Zinn werden gegen Ende des Schmelzvorgangs direkt in das Bad eingeführt, um ihren Abfall zu reduzieren.

Nach dem Schmelzen der gesamten Ladung und dem Erreichen der erforderlichen Temperatur wird die Legierung mit Phosphorkupfer in einer Menge von 0,2 % des Gewichts der Ladung desoxidiert und mit einem gut getrockneten Flussmittel bestehend aus 60 % Soda, 33 % Flussspat und 7 % beschichtet. Borax. Der Flussmittelverbrauch beträgt 2-3 % des Ladungsgewichts. Dann wird die Legierung auf eine Temperatur von 1250–1300 °C erhitzt und 20–30 Minuten lang unter gelegentlichem Rühren unter Fluss gehalten. Anschließend wird die entstandene Schlacke entfernt und die Legierung in eine Pfanne zum Abgießen in Formen gegeben.

Schmelzendes Messing. Betrachten wir die Technologie zum Schmelzen von Siliziummessing der Güteklasse LKS80-3-3.

Beim Schmelzen einer Charge frischer Metalle wird zunächst Kupfer geschmolzen und mit Phosphorkupfer desoxidiert, dann werden eine Kupfer-Silizium-Vorlegierung, Zink und Blei eingebracht.

Enthält die Ladung eine recycelte Legierung gleicher Qualität, wird sie zusammen mit Kupfer verladen, wenn die Masse der Frischmetalle 30-40 % der Masse der gesamten Ladung nicht überschreitet. Bei großen Mengen frischer Metalle erfolgt die Beladung mit der Recyclinglegierung nach dem Aufschmelzen des Kupfers und dem Einbringen der restlichen Elemente. Aufgrund der Tendenz dieser Legierung, Gase zu absorbieren, muss das Schmelzen beschleunigt werden, um eine neutrale oder leicht oxidierte Atmosphäre im Ofen aufrechtzuerhalten. Als Flussmittel können Glasscherben und Borax verwendet werden.

Zur Entgasung wird die Legierung auf eine Temperatur von 1150–1160 °C erhitzt und 10–15 Minuten auf dieser Temperatur gehalten. Der bei der Alterung freigesetzte Zinkdampf reißt gelöste Gase mechanisch mit und entfernt sie aus der flüssigen Legierung. Um den erhöhten Zinkverlust während der Alterung der Legierung auszugleichen, wird vor dem Eingießen in den Ofen eine zusätzliche Menge Zink eingebracht.

Nach Beendigung der Einwirkung wird die Legierung auf eine Temperatur von 1050–1100 °C abgekühlt und der Gasgehalt darin überprüft (durch Entnahme einer Probe). Wenn die Legierung zu viele Gase enthält, „wächst“ die Probe im Glas. In diesem Fall wird die Legierung „eingefroren“, indem sie auf die Erstarrungstemperatur abgekühlt und anschließend schnell auf die Gießtemperatur erhitzt wird.

Am Ende des Schmelzens wird eine Probe zur chemischen Analyse sowie eine technologische Probe entnommen, die es ermöglicht, die Qualität der Legierung und den darin enthaltenen Gasgehalt durch den Bruch zu bestimmen; Die Probe wird mit Standards verglichen.

Um hochwertige Kupferlegierungen zu erhalten, ist eine sorgfältige Überwachung der Einhaltung der Regeln für die Aufbereitung der Ausgangsstoffe und den Schmelzprozess erforderlich. Besonderes Augenmerk sollte auf die Kontrolle der Temperatur der flüssigen Legierung gelegt werden, sowohl während des Schmelzvorgangs selbst als auch bei der Freisetzung aus dem Ofen und dem Guss.

Zur Messung der Temperatur der Legierung werden typischerweise Tauchthermoelemente mit Schutzhüllen aus hitzebeständigem Stahl verwendet. Thermoelemente können in Kombination mit automatischen Geräten das Temperaturregime in Öfen selbstständig regulieren oder einen Arbeiter durch einen Licht- oder Tonalarm auf eine Verletzung des Temperaturregimes aufmerksam machen.

Aufgrund der Tatsache, dass Kupferlegierungen dazu neigen, Gase zu absorbieren und zu oxidieren, ist es beim Gießen von Formen notwendig, eine niedrige Strahlhöhe beizubehalten, sie nicht zu unterbrechen und ein Spritzen der Legierung zu verhindern. Das Gießen erfolgt mit Hilfe von Hand- und Kranpfannen, ähnlich denen, die beim Gusseisen verwendet werden.

Aufgrund der Tatsache, dass der Schmelzpunkt von Kupfer recht niedrig ist, war dieses Metall eines der ersten, das die Menschen der Antike zur Herstellung verschiedener Werkzeuge, Geschirr, Schmuck und Waffen verwendeten. Kupfernuggets oder Kupfererz konnten über einem Feuer geschmolzen werden, was unsere entfernten Vorfahren tatsächlich taten.

Trotz seiner aktiven Nutzung durch den Menschen seit der Antike ist Kupfer nicht das häufigste natürliche Metall. In dieser Hinsicht ist es den anderen Elementen deutlich unterlegen und belegt in deren Reihe nur den 23. Platz.

Wie unsere Vorfahren Kupfer schmolzen

Dank der niedrigen Temperatur von 1083 Grad Celsius gelang es unseren fernen Vorfahren nicht nur, reines Metall aus Erzen zu gewinnen, sondern auch verschiedene Legierungen daraus herzustellen. Um solche Legierungen zu erhalten, wurde Kupfer erhitzt und in einen flüssigen, geschmolzenen Zustand gebracht. Dann wurde einer solchen Schmelze einfach Zinn zugesetzt oder es wurde an der Oberfläche des geschmolzenen Kupfers reduziert, wofür zinnhaltiges Erz (Kassiterit) verwendet wurde. Mit dieser Technologie wurde Bronze gewonnen, eine Legierung mit hoher Festigkeit, die zur Herstellung von Waffen verwendet wurde.

Welche Prozesse laufen beim Schmelzen von Kupfer ab?

Typischerweise sind die Schmelztemperaturen von Kupfer und darauf basierenden Legierungen unterschiedlich. Bei , das einen niedrigeren Schmelzpunkt hat, erhält man Bronze mit einem Schmelzpunkt von 930–1140 Grad Celsius. Und eine Legierung aus Kupfer und Zink (Messing) schmilzt bei 900–10500 Grad Celsius.

Bei allen Metallen laufen beim Schmelzvorgang die gleichen Vorgänge ab. Wenn beim Erhitzen ausreichend Wärme aufgenommen wird, beginnt das Kristallgitter des Metalls zu kollabieren. In dem Moment, in dem es in den geschmolzenen Zustand übergeht, steigt seine Temperatur nicht an, obwohl der Prozess der Wärmeübertragung durch Erhitzen nicht stoppt. Die Temperatur des Metalls beginnt erst wieder zu steigen, wenn es vollständig in den geschmolzenen Zustand übergegangen ist.

Beim Abkühlen läuft der umgekehrte Vorgang ab: Zuerst sinkt die Temperatur stark, dann bleibt sie für einige Zeit auf einem konstanten Niveau stehen. Nachdem das gesamte Metall in die feste Phase übergegangen ist, beginnt die Temperatur wieder zu sinken, bis es vollständig abgekühlt ist.

Sowohl das Schmelzen als auch die Umkehrkristallisation von Kupfer sind mit dem spezifischen Wärmeparameter verbunden. Dieser Parameter charakterisiert die spezifische Wärmemenge, die erforderlich ist, um ein Metall vom festen in den flüssigen Zustand umzuwandeln. Wenn ein Metall kristallisiert, charakterisiert dieser Parameter die Wärmemenge, die es beim Abkühlen abgibt.

Ein Phasendiagramm, das die Abhängigkeit des Zustands des Metalls von der Temperatur zeigt, hilft dabei, mehr über das Schmelzen von Kupfer zu erfahren. Solche Diagramme, die für alle Metalle erstellt werden können, helfen bei der Untersuchung ihrer Eigenschaften und bestimmen die Temperaturen, bei denen sie ihre Eigenschaften und ihren aktuellen Zustand radikal ändern.

Neben dem Schmelzpunkt hat Kupfer auch einen Siedepunkt, bei dem die Metallschmelze beginnt, mit Gas gefüllte Blasen freizusetzen. Tatsächlich findet kein Sieden des Kupfers statt, dieser Prozess sieht diesem nur sehr ähnlich. In diesen Zustand kann es durch Erhitzen auf eine Temperatur von 2560 Grad gebracht werden.

Wie aus dem oben Gesagten hervorgeht, kann der niedrige Schmelzpunkt von Kupfer als einer der Hauptgründe dafür bezeichnet werden, dass wir heute dieses Metall verwenden können, das viele einzigartige Eigenschaften aufweist.