Плавка меди в домашних условиях: температура плавки и способы. При какой температуре плавится медь, плавление Можно ли расплавить медь в домашних условиях

Вам понадобится

Тигель
Щипцы для тигля
Муфельная печь
Древесный уголь
Бытовой пылесос
Крюк из стальной проволоки
Форма

Инструкция

При достижении нужной температуры и расплавлении металла откройте дверцу, захватите тигель щипцами. Окисную пленку сдвиньте в сторону с помощью крюка из проволоки. Вылейте расплав в подготовленную заранее форму. Если муфельная печь достаточной мощности, с ее помощью можно плавить любые сплавы и красную медь.

Если нет муфельной печи, можно расплавить медь автогеном, направив пламя от днища тигля вверх. При этом плавление будет происходить при хорошем доступе воздуха. Для предохранения металла от интенсивного окисления рекомендуется присыпать его поверхность слоем толченого древесного угля.

Желтую медь (латунь) и легкоплавкие разновидности бронзы можно расплавить паяльной лампой. Принцип плавки тот же, что и при использовании автогена. Пламя должно максимально охватывать тигель.

Если нет ни автогена, ни паяльной лампы, можно воспользоваться простым горном. В этом случае установите тигель на слой древесного угля. Для повышения температуры горения угля примените принудительное вдувание в зону горения воздуха. Для этого подойдет бытовой пылесос, работающий на выдувание. Шланг пылесоса обязательно должен иметь металлический наконечник. Отверстие наконечника можно заузить для получения более тонкой струи воздуха.

Видео по теме

Обратите внимание

Муфельная печь должна позволять получать следующие температуры: для плавления меди – 1083оС, для плавления бронзы – 930-1140оС, для плавления латуни - 880-950оС.

Красная медь является вязкоплавкой. Она малопригодна для тонкой отливки. Для этих целей больше подходит латунь. Чем светлее латунь, тем более легкоплавкой она является.

Горн представляет собой открытую печь с вытяжкой, в которой сжигают древесный уголь. Для увеличения температуры в горн вдувают дополнительный воздух с помощью мехов или компрессора.

Полезный совет

Для плавления меди применяются глиняные и керамические тигли.

Вместо горна можно использовать автоген или паяльную лампу.

Источники:

температура плавления меди

Если у вас возникла необходимость расплавить металл для каких-либо целей, вы столкнетесь с рядом проблем, которые можно решить и все равно выполнить данную процедуру собственными руками. Например, расплавить медь не так сложно, как многие другие материалы. И при желании это вполне реально сделать самому.

Инструкция

Найдите способ добиться температуры больше, чем 1083 градуса по Цельсию. Данная необходима для того, чтобы медь начала . Не верьте историям о том, как люди смогли расплавить медь на костре в консервной банке или кусочек медной проволоки на ложке, используя только зажигалку. Даже если их реальны, вывод можно сделать один - это была не медь.

Воспользоваться можно доменной печью, если имеется там, где вы живете или если у вас есть возможность воспользоваться ей. Прежде чем снимать в аренду печь, убедитесь, что она может нагреваться до нужной вам температуры и в ней есть возможность регулировки жара, так как нельзя, чтобы медь начинала вскипать. Нужно уметь балансировать между температурными перепадами.

Попробуйте соорудить печь для выплавки дома . Сделать дома печь для плавления можно из подручных материалов. Схемы, по которым делают такие печи, есть на каждом специализированном форуме. Самая распространенная конструкция создается из использованного огнетушителя. Если вы выбрали этот вариант, тогда отпилите головку огнетушителя и приделайте закрывающуюся крышку. Обработайте внутреннюю часть глиной и установите плавильный элемент, приобрести который можно в специализированных магазинах.

Помните, что форма, в которую будет произведен залив расплавленной меди, должна иметь большую температуру плавления, чем сама медь.

Не забывайте про азотную среду, которую нужно создать для успешного плавления, в противном случае вы можете попросту потратить материал.

Видео по теме

Чтобы расплавить медь, как впрочем, и любой другой металл лучше пользоваться специальным оборудованием и работать под руководством мастера. Но если обстоятельства вас заставили заняться плавкой металла дома, то сделайте специальную плавильную печь.

Инструкция

С обоих концов трубы сделайте по два отверстия (замковых), чтобы прикрепить нихромовую нить. Нихромовая нить является нагревательным элементом, прикрепить ее надо вместе с куском , который будет предохранять витки проволоки при намотке.

Используя формулу L=RxS вычислите длину нити, где сопротивление нагревательного элемента нагревания –R, S - сечение проволоки (нихромовой); удельное сопротивление нихрома –р и равно 1,2; искомая длина – L.

Проволоку вместе со шнуром намотайте в виде спирали и обмажьте жидким стеклом. Затем проводник удалите, спираль обмотайте асбестом.

Сделайте датчик температуры. Возьмите хромелевую и алюмелевую проволоку, скрутите их друг с другом. К одному концу скрутки присоедините провод идущий от трансформатора (латра). Регулятор трансформатора поставьте на нулевое деление.

Слева расположен датчик температур. 1). трансформатор (латр), 2).на зажиме первый контакт, 3). от латра второй контакт, 4,5). хромелевая и алюмелевая проволока, 6). чашка из вещества, который проводит ток, 7). состав (смесь) из буры и графита, 8). скрутка двух проводков (спаиваемых).

На несколько секунд подайте ток. На месте контакта должен появиться шарик расплава. Рабочую часть термопары вмонтируйте в крышку печи и подсоедините к милливольту, который рассчитан на 500 милливольт.

Шкалу заново отградуируйте, ориентиром может служить точка плавления разных металлов. Эту операцию проводите уже в готовой печи. Верхнюю крышку печи и дно сделайте из глины (шамотной). Печь можно дополнить смотровым окошком из специального стекла.

1) термоизоляция асбестовая 2). труба из глины, 3). спираль нихромовая, 4). крышка (верхняя), 5). выход нихромовой нитки (проволоки),6). термопары, 7). милливольтметр, 8) под.Если шихту будет загружать непосредственно в саму печь, а не в тигли, то внутреннюю часть печи обмажьте графитовой пастой. Пасту замешайте на жидком стекле.При работе с такой печью соблюдайте технику безопасности.

Прежде чем металл воплотится в конкретное изделие, он должен пройти длительный путь. А все начинается с невзрачного куска горной породы, обнаруженного геологами. Металлосодержащие руды состоят из рудного вещества и пустой породы. После процесса обогащения руда отправляется на переплавку.

Инструкция

Чугун получают из четырех видов железных руд – , бурого, шпатового и магнитного железняка, которые друг от друга процентным содержанием . Чугун выплавляют в огромных доменных печах с добавлением марганца.
Вначале в нее загрузите кокс, после чего слоями – агломерат и кокс. Агломерат представляет собой специально приготовленную руду, спеченную с флюсом. Плавка чугуна вдуванием в горн разогретого воздуха и кислорода, создающих необходимую для этого температуру. В частности, подавайте в кольцевую трубу, опоясывающую нижнюю часть печи, и оттуда по трубкам через специальные отверстия в горне – фурмы – в горн.

В горне происходит сгорание кокса с образованием CO2, который затем поднимается сквозь слои раскаленного кокса и, взаимодействуя с ним, образует CO– оксид углерода. Он и восстанавливает значительную часть руды, вновь превращаясь в CO2. Помните, что восстановление руды происходит в основном вверху шахты.

Для того чтобы избавится от ненужных примесей, используйте флюс, при взаимодействии с которым они превращаются в шлак. В процессе восстановления руды железо становится твердым. Опускаясь в распар – более горячую часть печи – железо смешивается с углеродом, в результате чего получается чугун.

Расплавленный чугун стекает в горн, а шлаки образуют на его поверхности пленку, предохраняющую чугун от окисления. Расплавленная масса по мере накопления сливается через специальные отверстия, которые в процессе плавки залеплены глиной. Для ускорения процесса плавки железной руды практикуйте подачу в доменную печь воздуха, обогащенного кислородом, что освобождает от необходимости ее предварительного подогрева. Доменные печи, где используется данная технология, выглядят более компактно, их производительность в полтора раза выше и им требуется на четверть меньше кокса.

Медь хорошо проводит электроток, что позволяет использовать ее в электрике и промышленном оборудовании. Она также очень пластична и отлично обрабатывается шлифовальным и резным оборудованием. Изделия из этого металла получили широкое распространение не только на производстве, но и в быту. Поэтому многие мастера задумываются, как расплавить медь в домашних условиях и сделать из нее что-нибудь полезное.

Основные характеристики металла

В земле данный цветмет залегает в виде руды. Его запасы имеются в России, Казахстане, Южной Америке. Из-за оксидной пленки металл имеет рыжевато-желтый оттенок. К тому же, оксид не только дает интересный цвет, но и усиливает антикоррозийные качества металла. Без оксидной пленки материал окрашен в светло-желтый тон.

Температура плавления чистой меди составляет 1082°C, для сплавов этот показатель колеблется в пределах 930–1100°C. Это не слишком большое значение, которого достаточно, чтобы расплавить медь в домашних условиях.

Характеристики данного металла следующие:

медь хорошо отдает тепло, этот показатель составляет 390 Дж/кг;
плотность – 8,93 х 103 кг/м²;
в процессе кипения металла при t = 2595°C происходит выделение углерода;
удельное сопротивление при температуре от 20 до 100°C составляет 1,78*10 Ом/м.

Температура плавления бронзы ниже, чем у меди, из-за имеющегося в его составе олова – 960–1050°C. Сплав данного металла с цинком плавится при температуре от 900°C. Это позволяет плавить его с помощью несложных нагревающих устройств.

График плавления

График плавления металла состоит из пяти ступеней:

Первая ступень – при t = 20–100°C материал сохраняет твердое состояние. Следующее нагревание способствует удалению оксидной пленки, и медь изменяет свой цвет.
Вторая ступень – при t = 1082°C металл переходит в жидкое состояние, его цвет становится белым. В этот период разрушается кристаллическая решетка материала.
Третья ступень – при t = 2595°C цветмет начинает кипеть, выделяя углерод.
Четвертая ступень – нагревание прекращается, металл остывает, а пиковая температура постепенно снижается.
Пятая ступень – материал возвращается в твердое состояние, и металл остывает окончательно.

Выбирая лом для вторичной переработки, необходимо учесть, что чистая медь применяется в электротехнических приборах. Бронзовые или латунные сплавы, из которых сделаны многие старинные вещи, зачастую содержат в себе ядовитые вещества. Поэтому работая с ними, следует соблюдать меры предосторожности.

Методы, используемые для плавления меди дома

Плавка меди в домашних условиях возможна несколькими способами. Для этого понадобятся определенные инструменты:

сырье;
жаропрочный тигель;
огнеупорная подставка;
проволочный крюк;
щипцы для извлечения горячего тигля;
средства защиты: очки, костюм, перчатки.

Плавление меди дома и на производстве происходит одинаково. Этого добиваются следующими методами:

с помощью муфельной печи;
с использованием кислородного пламени;
горном;
паяльной лампой;
плавлением в микроволновой печи.

С помощью муфельной печи

Литье меди с помощью муфельной печи - довольно простой и удобный метод. Медное сырье измельчают на части, чтобы они быстрее расплавились. Готовый материал кладут в графитовый тигель и помещают в разогретую печь. Форма для литья должна иметь большую температуру плавления, чем цветмет.

Когда сырье станет жидким, тигель с помощью щипцов извлекают из печи. Крюком с поверхности металла убирают оксидную пленку. Затем жидкость наливают в заранее подготовленную форму.

Газовая горелка или паяльная лампа

Специальную печь может заменить газовая горелка или паяльная лампа. Ее размещают под дном емкости с металлом и следят, чтобы пламя охватывало днище полностью.

При использовании данного метода материал быстро окисляется, поэтому, чтобы не образовалась толстая оксидная пленка, сверху сырье присыпают частицами древесного угля.

Для плавления легкоплавких сплавов из латуни или бронзы вполне достаточно газовой горелки или паяльной лампы.

Горн

Расплавить медь можно с помощью горна. Для этого тигель с измельченным сырьем размещают на раскаленном древесном угле. Чтобы ускорить плавление, используют домашний пылесос, включенный в режиме выдувания. Труба должна иметь металлический зауженный наконечник, так как под воздействием высокой температуры пластик расплавится. Такой метод подойдет для тех, кто регулярно занимается плавлением меди дома.

Чтобы повысить температуру, следует вдувать в горн больше воздуха.

Микроволновая печь

Поможет расплавить медь в домашних условиях мощная микроволновая печь. Для этого убирают вращающуюся тарелку. Чтобы сохранить работоспособность внутренних деталей техники, необходимо поместить тигель в жаропрочный материал, например, обложить огнеупорными кирпичами.

Медь — достаточно пластичный материал, обладающий золотисто-розовым цветом или же чисто розовым, если отсутствует оксидная пленка. Он крайне популярен. Достаточно часто можно встретить изделия из меди, различные сувениры, многие элементы декора, красивые и необычные предметы. Также встречаются некоторые полезные в хозяйстве детали. Этот материал в почете у многих мастеров. Наиболее распространено использование чистой красной меди, бронзы и латуни (ее сплавов).

Но что делать, если вы не являетесь профессиональным мастером и в то же время решили сделать что-нибудь из этого метала? У вас возникает резонный вопрос: "Как расплавить медь в домашних условиях?"

Что понадобится для работы?

Перед тем как приступить к обработке меди и ее сплавов, необходимо обзавестись всеми необходимыми инструментами:

тигель;
щипцы;
муфельная печь;
древесный уголь;
горн;
бытовой пылесос;
крюк, сделанный из железной проволоки;
форма для изделия, которое планируется изготовить.

Позаботьтесь о том, чтобы перед тем, как расплавить медь в домашних условиях, все инструменты находились под рукой и были аккуратно разложены, а не свалены в кучу.

Как плавить медь самостоятельно?

Чтобы вся работа прошла успешно, без каких-либо проблем, просто следуйте алгоритму, указанному далее:

Все осколки меди складываются в тигель, который помещается в муфельную печь.
Необходимо установить нужную позицию для регулятора нагрева. Следить за состоянием содержимого можно через окошко в дверце печи.
Далее, для того чтобы расплавить медь, необходимо дождаться требуемой температуры, чтобы металл начал плавиться. Как только это произошло, нужно открыть печь и с помощью специальных щипцов захватить тигель.
При плавлении на поверхности металла появится окисная пленка. Ее нужно будет убрать в сторону при помощи крюка, сделанного из железной проволоки.
После этого можно приступать к изготовлению различных изделий из меди, просто выливая ее в заранее подготовленные формочки.

Видео по теме

Важное замечание

Стоит отметить, что в Сети гуляет множество историй о том, как люди плавили этот металл не со специальным оборудованием, а на костре, в консервной банке. Как правило, такие авторы даже понятия не имеют о том, какая температура плавления меди на самом деле — 1083 градуса. Суть сказанного в том, что стоит быть готовым к достаточно большим финансовым тратам. Многие инструменты обходятся не слишком дешево. Плюс, перед тем как расплавить медь, стоит позаботиться о средствах безопасности.

Как расплавить латунь?

Данный материал является многокомпонентным сплавом меди.

Плавка меди в домашних условиях: температура, инструменты, правила

Сделанные из него детали достаточно часто используются при создании различных конструкций.

Что пригодится для плавления? Чтобы расплавить латунь, необходимо обзавестись всеми инструментами, указанными в следующем списке:

печь муфельная;
лампа паяльная;
газовая горелка;
тигель;
металлические щипцы;
древесный уголь;
железная проволока;
форма изделия, которое будет изготавливаться из данного металла.

Инструкция по плавке материала

Чтобы избежать различных травм, а также повреждений материалов, необходимо действовать строго по указанной инструкции. Еще один важный момент — обеспечение в рабочем помещении вентиляции. Второе, что нужно сделать, — измельчить сам материал, что позволит ему плавиться быстрее. Как только это сделано, можно приступать к работе:

сложить весь материал в тигель, поместить в печь;
используя элемент, регулирующий температуру, установить нужный градус плавления (от 880 до 950 градусов); включить печь;
пока металл плавится, следите за ним через окошко в двери печи;
как только необходимое состояние латуни будет достигнуто, можно открыть дверцу;
при помощи крюка из железной проволоки удалить с поверхности окисную пленку;
используя щипцы и соблюдая все меры предосторожности, ухватитесь ими за тигель;
осторожно вытащите его из печи и приступите к разливанию содержимого по подготовленным заранее формам.

Следующие подсказки смогут несколько упростить процесс работы, если вдруг у вас под рукой не оказалось чего-то из необходимых инструментов:

В том случае, если муфельная печь отсутствует, можно использовать доменную, если таковая имеется. Стоит отметить, что ее также можно взять в аренду. Но перед тем как расплавить медь, убедитесь, что устройство способно нагреваться до 1083 градусов. А также удостоверьтесь, что оно выдержит работу при данной температуре.
Если все же пришлось использовать доменную печь, узнайте подробнее о том, как правильно работать с перепадами температур. В противном случае металл может начать кипеть.
Форма для изготовления изделия из меди должна иметь более высокую температуру плавления, чем сам металл.

Также вместо печей для обработки латуни можно использовать другие подручные инструменты. Для нагрева можно применять горелку или паяльную лампу. Чтобы обрабатывать ею металл, необходимо расположить устройство в устойчивой позиции пламенем вверх. Над ним разместить подставку из железной проволоки. Поверх всего установить тигель со сложенной в него латунью. Далее необходимо включить нагревательный инструмент, установив такую мощность огня, чтобы он мог полностью охватывать дно сосуда. Из-за того что плавление будет происходить на открытом воздухе, латунь станет окисляться. Чтобы уменьшить этот эффект, засыпьте поверхность сосуда плотным слоем древесного угля.

Комментарии

Как расплавить медь в домашних условиях?

Или же просто самому сделать какую-то нужную вещицу? Тогда Вам нужна расплавленная медь, но как добиться ее жидкого состояния? Именно об этом, как расплавить медь в домашних условиях и пойдет речь в этой статье.

Необходимые принадлежности

тигель
муфельная печка
щипцы для тигля
формочка
пылесос
стальной крюк из проволоки
уголь древесный

Плавка меди. Технология плавления

1.Первым делом следует положить цельный кусок (или кусочки) метала в тигель. Засуньте его с содержимым в муфельную печь и отрегулируйте температуру (+1083 градуса по Цельсию). Теперь остается только ждать за процессом плавления. Периодически смотрите в окошко печи за этим делом. Плавясь, поверхность металла покрывается пленкой окиси.

Для справки: тигель — это емкость, в которую Вы положите куски металла и поставите в печь для плавления. В ней останется расплавленная жидкость.

2.После достижения нужного результата высуньте тигель с помощью щипцов. Обязательно уберите полученную окисную пленку, это можно сделать стальным крюком. Потом следует вылить расплавленную жидкость в форму, которую Вы должны уже иметь.

3.Есть и такой способ. Если у Вас металл легкоплавкий, например желтая медь, тогда можно использовать обычную паяльную лампу. При этом пламя лампы должно полностью обхватывать тигель.

4.При наличии горна, можно использовать и его. В таком случае тигель положите на приличный слой древесного угля. Периодически поддувайте область горения, давая ему «питаться» кислородом. Попробуйте использовать пылесос.

Советы: Если Вы не имеете возможность применить муфельную печь, тогда возьмите и используйте автоген.Лучше всего для этой цели взять тигли из глины или керамики.

Температурная марка:

Медь – 1083 градуса Цельсия;

Бронза – 930-1140 градуса Цельсия;

Латунь – 880 – 950 градуса Цельсия.

Сделать, что либо, для дома всегда приятно. Даже если медь нужна в рабочих целях, зная как расплавить медь в домашних условиях, Вы всегда сможете делать то, что нужно. Металл всегда использовался людьми, поэтому полученные знания пригодятся.

6593 Оценить 5

Медные изделия смотрятся очень красиво и стильно, тем самым вызывая желание создать изделие из меди собственноручно.

как плавить медь в домашних условиях

В этих целях металл нужно предварительно расплавить. В процессе литья в большинстве своем используют несколько основных видов меди - чистую красную и такие сплавы как бронза и латунь.

Процесс плавки медных изделий в муфельной печи

Для начала в тигель необходимо положить подготовленные куски металла, после чего разместите тигель в муфельной печи. Отрегулируйте нагрев до нужной позиции. Когда металл начинает плавится, на его поверхности наблюдается появление окисной пленки.

Когда достигается определенная температура плавления, нужно открыть дверцу и прихватить тигель с помощью щипцов. Стальным крюком следует сдвинуть образовавшуюся окисную пленку, после чего, вылить расплавившийся металл в приготовленные заранее формы. В случае, если в муфельной печи есть необходимая мощность, в ней есть возможность расплавлять разнообразные сплавы из меди или красную медь.

Как расплавить медь при помощи других способов

Если нет возможности использовать муфельную печь, есть альтернатива - расплавить металл при помощи автогена, при этом, пламя следует направлять от дна тигля по направлению вверх. Этот процесс сопровождается хорошим доступом воздуха. Для того, чтобы избежать сильного окисления меди, можно посыпать сверху толченый древесный уголь.

Желтая медь, так называемая латунь, и некоторые виды бронзы, обладающие легкоплавкостью, можно расплавить при помощи паяльной лампы. Этот процесс в чем-то сходен с использованием автогена, стоит учесть, что тигель должен быть максимально охваченным пламенем.

Если нет возможности использования автогена или паяльной лампы, используйте обыкновенный горн. Нужно установить тигель поверх слоя древесного угля. Для повышения температуры горения, можно применить технологию вдувания воздуха в зоны горения. В этих целях можно воспользоваться бытовым пылесосом, работающим на выдувание. Его шланг должен быть оснащен металлическим наконечником, который можно заузить, что даст возможность получить значительно тоньше струю воздуха.

Красная медь обладает вязкоплавкостью, поэтому она практически не подходит для фигурного отлива. Для такой процедуры лучше подходит латунь. Она и легче плавится, и цвет у нее намного ярче.

Расплавленная медь

Cтраница 1

Расплавленная медь с присутствием в ней закиси мало жидкотекуча, что затрудняет образование плотного шва без пор.

Расплавленная медь хорошо растворяет водород, который при кристаллизации шва (с большой скоростью охлаждения вследствие высокой теплопроводности) выделяется и образует пористость.

Расплавленная медь интенсивно растворяет газы, особенно кислород. При кристаллизации металла шва эвтектика располагается по границам зерен, а поскольку она является интерметаллоидом, то металлическая связь между зернами меди нарушается — сварное соединение становится хрупким. Поэтому сваривать медь следует присадочным материалом или электродами, обеспечивающими хорошее раскисление металла сварного шва.

Как расплавить медь

Расплавленная медь активно поглощает водород. Медь может содержать в виде примесей свинец, сурьму, мышьяк, висмут. Эти примеси затрудняют сварку.

Расплавленная медь при 1100 — 1300 и серебро при 980 в вакууме, алюминий при 700 в атмосфере аргона не смачивают К. Сплав из 80 % TiC, 5 % WC или ТаС н 15 % Со при 900 — 1000 в течение более 150 час.

Расплавленная медь проникает в поры между зернами рэлита, в результате чего на рабочем торце стального кольца / (рис. 56, г) образуется прочно сцементированный и связанный со стальной основой твердосплавный слой 2, состоящий из твердых зерен рэлита и медной связки.

Расплавленная медь хорошо растворяет газы, выделяя их при затвердевании, что может служить причиной пористости литого металла. В нагретую медь легко диффундирует водород, служащий причиной так называемой водородной болезни меди.

Расплавленная медь интенсивно растворяет газы, особенно кислород. Это приводит к тому, что получить медь, свободную от кислорода и водорода, практически очень трудно.

Расплавленную медь также предрхравяют от насыщения серой, примеси которой ухудшают ее механические свойства.

Предварительно расплавленную медь слизают в графитовый тигель, на дне которого находится фосфор.

Расплавленной медью механически поглощаются восстановительные газы, как водород, двуокись серы и окись углерода, к-рые остаются включенными в форме пузырей и значительно ослабляют прочность соединения.

В расплавленной меди водород имеет высокую растворимость, которая резко понижается при кристаллизации. Выделение водорода при затвердевании сварочной ванны может привести к образованию газовой пористости. Последние не растворяются в меди и скапливаются под высоким давлением в микропустотах, что приводит к так называемой водородной хрупкости. Водородная хрупкость может привести к образованию трещин в твердом металле в процессе охлаждения.

В расплавленной меди водород имеет высокую растворимость, которая резко снижается при кристаллизации. Выделение водорода при затвердевании сварочной ванны может привести к образованию газовой пористости. Водород, оставшийся в растворенном состоянии в твердом металле, вступает в реакцию с оксидом меди, в результате чего выделяются водяные пары. Последние не растворяются в меди и скапливаются под высоким давлением в микропустотах, что приводит к так называемой водородной хрупкости. Водородная хрупкость может привести к образованию трещин в твердом металле в процессе охлаждения.

К атегория:

Литейное производство

Плавка и разливка медных сплавов

Медные сплавы, к которым относятся оловянные и безоловянные бронзы и латуни, выплавляют в основном в электрических дуговых и индукционных печах и реже в пламенных, работающих на жидком топливе. При небольших объемах производства иногда используются тигельные печи.

Так как почти все элементы, входящие в состав медных сплавов, легко окисляются, процесс плавки ведется форсированно, при этом принимаются меры к защите сплавов с поверхности (защитными или покровными флюсами), а отдельные легкоокисляемые элементы применяются в виде лигатур.

1. Шихтовые материалы

Шихтовыми материалами для медных сплавов могут быть свежие (чистые) металлы, вторичные сплавы, оборотный сплав, а также различные лигатуры, поставляемые промышленностью или собственного приготовления.

Для раскисления сплавов применяют фосфористую медь в виде плиток массой около 12 кг по ГОСТ 4515-78, которые перед употреблением разбивают на мелкие куски.

Лигатуры - это сплавы двух или нескольких элементов, которые присаживают к сплавам. Применение их обусловлено тем, что отдельные тугоплавкие компоненты сплава имеют более высокую температуру плавления, чем допускаемый перегрев сплава. Температуры плавления лигатур и металла, к которому их присаживают, должны быть близкими, и в то же время лигатуры должны иметь высокое содержание тугоплавкого элемента.

2. Расчёт шихты

Для получения сплава возможны различные сочетания шихтовых материалов. Шихта может состоять из одних свежих металлов, из свежих металлов или вторичных сплавов с добавлением лигатур, из оборотного сплава с добавлением свежих металлов и лигатур, из одного оборотного сплава или из одних вторичных сплавов. Обычно применяют шихту, состоящую из 50-60% свежих металлов, 25-35% оборотного сплава и 10-12% покупного лома, или плавку ведут на вторичных сплавах.

При расчете шихты учитывают угар различных элементов сплава, величина которого зависит от характера элементов, чистоты шихты и типа плавильной печи.

Рассмотрим пример расчета шихты для выплавки бронзы марки БрОЗЦ7С5Н1.

При изготовлении сплавов для менее ответственных отливок с целью экономии чистых металлов могут применяться только вторичные сплавы - паспортные бронзы марки БрОЗЦ8С4Н1.

3. Технология плавки медных сплавов

Плавка в тигельных печах. Для плавки медных сплавов используются самые разнообразные тигельные печи. При небольших объемах плавки они обеспечивают высокое качество сплава, так как в них отсутствует непосредственный контакт сплава с продуктами горения, а поверхность зеркала металла очень мала. Для плавки применяют графитовые или корундовые тигли.

Рис. 1. Электрическая печь типа ДМК : 1 - футеровка; 2 - стальной кожух; 3- зубчатые ободы; 4 - шланги для подвода воды; 5 - графитизированные электроды; 6 - шестерни; 7 - водоохлаждаемые уплотнители; 8 - дверцы; 9 - сливной носок; 10 - электродвигатель; 11 - приводной механизм.

Плавка в электрических печах. Электрические печи для плавки медных сплавов подразделяются на дуговые и индукционные.

Плавка в электродуговых печах. Для плавки применяют электродуговые печи с косвенным нагревом, т. е. такие, У которых электрическая дуга образуется между двумя горизон-альными графитовыми электродами.

Печь ДМК (рис. 1) имеет вид барабана с загрузочным кном, отверстиями для электродов и желобом для слива сплава.

Кожух печи футеруется динасовым или шамотным кирпичом. На торцы кожуха насажены зубчатые ободы, сцепленные с зубчатыми колесами, которые дают возможность покачивать печь в процессе плавки, благодаря чему обеспечивается получение однородного по составу и равномерно нагретого сплава.

Плавка начинается с подготовительных работ: тщательной очистки печи от остатков предыдущей плавки, проверки исправности механизмов и подачи воды к водоохлаждаемым уплотнителям. После этого футеровку прогревают до температуры 700-800 °С, выводят из печи электроды и на дно ее насыпают несколько лопат сухого прокаленного древесного угля, затем загружают предварительно подогретые до 150-200 °С шихтовые материалы: сначала мелочь, литники, скрап и сверху - крупные куски. Шихта должна располагаться не ближе чем в 50 мм от электродов и не должна мешать их свободному перемещению вдоль печи. После установки электродов закрывают загрузочное окно и возбуждают электрическую дугу, что осуществляется сближением электродов и быстрым удалением одного из них на небольшое расстояние с помощью ручного штурвала механизма их перемещения.

Процесс расплавления шихты ведется интенсивно. По истечении 20-30 мин включают реверсивный механизм покачивания печи вначале на 25-30°, потом постепенно доводят покачивание до 90°, а после расплавления всей шихты -до 160°. Это позволяет избежать местного перегрева сплава и способствует лучшему перемешиванию его. Сплав раскисляют, присаживают легкоплавкие добавки, рафинируют, подогревают до требуемой температуры и выпускают из печи.

Плавка в индукционных печах. Для плавки медных -сплавов применяют индукционные печи со стальным сердечником и без сердечника.

Индукционная печь со стальным сердечником, схематический разрез которой показан на рис. 2, представляет собой трансформатор, первичной обмоткой которого служит медная катушка, насаженная на сердечник из пластин электротехнической стали толщиной 0,35-0,5 мм. Вторичной обмоткой является кольцо Жидкого сплава, находящегося в плавильном канале. Переменный ток промышленной частоты, проходя через первичную обмотку, создает вокруг нее магнитный поток, замыкающийся через магнитны» стальной сердечник трансформатора, и индуктирует ток в сплаве, находящемся в кольцевых каналах. Заполняющий каналы сплав сообщается с ванной жидкого сплава и отдает ему тепло за чет циркуляции, создаваемой разностью температур сплава по высоте печи.

Рис. 2. Схема индукционной печи со стальным сердечником: 1 - камера; 2- футеровка; 3- тепловая изоляция; 4 - первичная обмотка; 5 - плавильный канал; 6 - магнитный сердечник.

Особенность плавки в индукционных печах заключается в том что жидкий сплав, заполняющий каналы, должен оставаться в печи и после выпуска плавки для образования замкнутой электрической цепи при последующей плавке. В связи с этим в индукционных печах затруднен переход к плавке нового сплава. В этом случае необходимо слить весь сплав из каналов и сделать одну-две промывные плавки сплава неответственного назначения.

После заполнения кольцевых каналов и «болота» (слой жидкого сплава толщиной 30-50 мм, находящийся над каналами) жидким сплавом и разогрева печи загружают предварительно подогретую шихту: сначала медь, а после ее расплавления - оборотный и вторичные сплавы. При расплавлении всей шихты производят раскисление, с поверхности удаляют шлак и вводят легко-окисляемые элементы. При сливе готового сплава необходимо оставить его в каналах и над ними слоем в 30-50 мм.

Плавка в индукционных тигельных печах. В последние годы для плавки сплавов на медной основе - бронз и латуней - стали применять индукционные тигельные печи типа ИЛТ . Угар металла в этих печах не превышает 0,5-1%.

4. Особенности плавки и разливки медных сплавов

При плавке медных сплавов в состав шихты обычно входит красная электролитическая медь, которую расплавляют и раскисляют фосфористой медью до загрузки в печь остальных составляющих шихты. Плавка меди должна происходить очень быстро под слоем хорошо просушенного и прокаленного древесного угля. Печь перед загрузкой меди надо хорошо разогреть. Качество раскисления можно проверить по технологической пробе: залитый и охлажденный брусок при загибе не должен давать трещин в месте изгиба.

Плавка оловянной бронзы.

В разогретую печь загружают часть вторичных и оборотного сплавов и покрывают слоем сухого древесного угля, который после расплавления шихты должен покрыть ровным слоем всю поверхность жидкого сплава. По мере расплавления первоначальной порции шихты в печь вводят частями или полностью остаток шихты, подогретой до температуры 150-200 °С. Из применяемых для под-шихтовки свежих металлов медь и никель загружают в печь одновременно с первой порцией шихты, а цинк, свинец и олово вводят непосредственно в ванну к концу плавки для уменьшения их угара.

После расплавления всей шихты и достижения требуемой температуры сплав раскисляют фосфористой медью в количестве 0,2% от массы шихты и покрывают хорошо просушенным флюсом, состоящим из 60% кальцинированной соды, 33% плавикового шпата и 7% буры. Расход флюса составляет 2-3% от массы шихты. Затем сплав нагревают до температуры 1250-1300 °С и 20-30 мин выдерживают под флюсом, периодически перемешивая его. После этого счищают образовавшийся шлак и выпускают сплав в ковш для разливки в формы.

Плавка латуней. Рассмотрим технологию плавки кремнистой латуни марки ЛКС80-3-3.

При плавке шихты из свежих металлов сначала расплавляют медь и раскисляют ее фосфористой медью, затем вводят меднокрем-нистую лигатуру, цинк и свинец.

Если шихта содержит оборотный сплав этой же марки, то его загружают вместе с медью в том случае, когда масса свежих металлов не превышает 30-40% от массы всей шихты. При большом количестве свежих металлов оборотный сплав загружают после расплавления меди и введения остальных элементов. Учитывая склонность этого сплава к поглощению газов, плавку необходимо форсировать, сохраняя нейтральную или слегка окисленную атмосферу в печи. В качестве флюса можно применять битое стекло и буру.

Для дегазации сплав нагревают до температуры 1150-1160 °С и выдерживают при этой температуре 10-15 мин. Выделяющиеся при выдержке пары цинка механически увлекают за собой растворенные газы и удаляют их из жидкого сплава. Для компенсации повышенного угара цинка при выдержке сплава перед его заливкой в печь вводят дополнительное количество цинка.

После окончания выдержки сплав охлаждают до температуры 1050-1100 °С и проверяют (путем взятия пробы) содержание в нем газов. При избыточном количестве газов в сплаве происходит «рост» пробы в стаканчике. В этом случае производят «замораживание» сплава путем охлаждения его до температуры затвердевания и затем быстро нагревают до температуры разливки.

В конце плавки берут пробу для химического анализа, а также технологическую пробу, которая позволяет определить по излому качество сплава и содержание в нем газов; пробу сравнивают с эталонами.

Для получения высококачественных медных сплавов необходим тщательный контроль за соблюдением правил подготовки исходных материалов и проведения процесса плавки. Особое внимание надо уделять контролю температуры жидкого сплава как в процессе самой плавки, так и при выпуске его из печи и разливке.

Обычно для измерения температуры сплава применяют термопары погружения с защитными чехлами из жароупорной стали. Термопары в сочетании с аппаратурой автоматического действия могут самостоятельно регулировать температурный режим в печах или же путем световой или звуковой сигнализации привлекать внимание рабочего к нарушению температурного режима.

Ввиду того что медные сплавы имеют склонность к поглощению газов и окислению, при заливке форм необходимо поддерживать небольшую высоту струи, не прерывать ее и не допускать разбрызгивания сплава. Разливку производят через носок ручных и крановых ковшей, подобных тем, которые применяют при разливке чугуна.

Благодаря тому, что температура плавления меди достаточно невысокая, этот металл стал одним из первых, которые древние люди начали использовать для изготовления различных инструментов, посуды, украшений и оружия. Самородки меди или медную руду можно было расплавить на костре, что, собственно, и делали наши далекие предки.

Несмотря на активное применение человечеством с древних времен, медь не является самым распространенным природным металлом. В этом отношении она значительно уступает остальным элементам и занимает в их ряду только 23-е место.

Как плавили медь наши предки

Благодаря невысокой температуре , составляющей 1083 градуса Цельсия, наши далекие предки не только успешно получали из руды чистый металл, но и изготавливали различные сплавы на его основе. Чтобы получить такие сплавы, медь нагревали и доводили до жидкого расплавленного состояния. Затем в такой расплав просто добавляли олово или выполняли его восстановление на поверхности расплавленной меди, для чего использовалась оловосодержащая руда (касситерит). По такой технологии получали бронзу – сплав, обладающий высокой прочностью, который использовали для изготовления оружия.

Какие процессы происходят при плавлении меди

Что характерно, температуры плавления меди и сплавов, полученных на ее основе, отличаются. При , имеющего меньшую температуру плавления, получают бронзу с температурой плавления 930–1140 градусов Цельсия. А сплав меди с цинком (латунь) плавится при 900–10500 Цельсия.

Во всех металлах в процессе плавления происходят одинаковые процессы. При получении достаточного количества теплоты при нагревании кристаллическая решетка металла начинает разрушаться. В тот момент, когда он переходит в расплавленное состояние, его температура не повышается, хотя процесс передачи ему теплоты при помощи нагрева не прекращается. Температура металла начинает вновь повышаться только тогда, когда он весь перейдет в расплавленное состояние.

При охлаждении происходит противоположный процесс: сначала температура резко снижается, затем на некоторое время останавливается на постоянной отметке. После того, как весь металл перейдет в твердую фазу, температура снова начинает снижаться до полного его остывания.

Как плавление, так и обратная кристаллизация меди, связаны с параметром удельной теплоты. Данный параметр характеризует удельное количество теплоты, которая требуется для того, чтобы перевести металл из твердого состояния в жидкое. При кристаллизации металла такой параметр характеризует количество теплоты, которое он отдает при остывании.

Более подробно узнать о плавлении меди помогает фазовая диаграмма, показывающая зависимость состояния металла от температуры. Такие диаграммы, которые можно составить для любых металлов, помогают изучать их свойства, определять температуры, при которых они кардинально меняют свои свойства и текущее состояние.

Кроме температуры плавления, у меди есть и температура кипения, при которой расплавленный металл начинает выделять пузырьки, наполненные газом. На самом деле никакого кипения меди не происходит, просто этот процесс внешне очень его напоминает. Довести до такого состояния ее можно, если нагреть до температуры 2560 градусов.

Как понятно из всего вышесказанного, именно невысокую температуру плавления меди можно назвать одной из основных причин того, что сегодня мы можем использовать этот металл, обладающий многими уникальными характеристиками.

Плавка меди в домашних условиях: температура плавки и способы. При какой температуре плавится медь, плавление Можно ли расплавить медь в домашних условиях

Основные характеристики металла

График плавления