Удельная теплота плавления латуни - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Удельная теплота плавления латуни

Латунь: разновидности и температура плавления

При какой температуре плавится латунь? Стоит ли плавить ее в домашних условиях? Как происходит лазерная резка латуни? Этими вопросами задавался каждый, кто сталкивался с потребностью изготовить что-либо из сплава меди и цинка. От правильно выбранного температурного режима зависит скорость плавки латуни и качество будущего изделия. Чтобы избежать порчи материала, ознакомьтесь с полезной информацией.

Где применяется латунь

Такой цветной металл, как латунь, представляет собой сплав меди и цинка (до 50%) с возможными примесями небольшого количества легирующих элементов. Она имеет высокую тепло- и электропроводность, плотность в пределах 8300—8800 кг/м3 и прочность до 600 Мн/м2. Благодаря этим качествам, а также привлекательному золотисто-желтому цвету, латунь широко используется:

  • В искусстве. Статуэтки, бюсты известных деятелей часто изготавливаются из этого материала, так как он хорошо поддается воздействию высоких температур. К тому же в поиске идеальных форм готовую скульптуру всегда можно переплавить.
  • При дизайне интерьера и экстерьера. Стильные светильники, рамы для зеркал, столешницы из сплава меди и цинка создают атмосферу 1970-х и модерна середины века и выполняют утилитарные функции. Чтобы сплав не почернел под воздействием воздуха, изделия покрываются защитными составами.
  • В промышленности. Сплав меди и цинка обладает низким коэффициентом трения, поэтому им часто покрывают трущиеся поверхности подшипников и прочих деталей, выпускают из него механизмы для наземного и водного транспорта, фурнитуру и т.д.

изделия из латуни

  • В строительстве. Бронза и латунь устойчивы к коррозии, поэтому изделия из них могут применяться в условиях высокой влажности. Запорная и балансировочная латунная арматура распространена при монтаже водопроводов.
  • Разновидности латуни

    В зависимости от состава химических веществ, латуни подразделяются на:

    • Двухкомпонентные, или простые. Такие сплавы включают в себя преимущественно медь и цинк, количество иных элементов незначительно. В свою очередь, среди них выделяются:
    1. Альфа-латуни, или однофазные. В них содержится менее 39 % цинка, поэтому нет необходимости доводить температуру плавления до 905 °C, чтобы он растворился в меди.
    2. Бета-латуни, или двухфазные. Вторая фаза латуни возникает, если в составе сплава находится большее количество цинка, чем то, которое может раствориться. Как правило, b-латуни не такие пластичные, как а-латуни, но более прочные.

      классификация латуней по химическому составу

    • Многокомпонентные, или специальные. Они состоят из меди, цинка и таких легирующих элементов, как железо, олово, кремний, алюминий, марганец и свинец.

    По степени и качеству обработки латуни бывают:

    • Деформируемые. Для изготовления деталей используются такие состояния деформируемых латуней, как особо твердое (с обжатием >50%),твердое (с обжатием >30%), полутвердое (с обжатием 10-30 %) и мягкое (отожженные сплавы). Смесь меди и цинка представлена в виде трубок с круглым сечением, проволоки, лент, листов.
    • Литейные. Литейная латунь — легкоплавкая разновидность, содержащая в себе не менее 50-80% меди, остальное – цинк и легирующие элементы. Сюда относятся полученные латунные изделия, а также арматура.

    При какой температуре плавится латунь

    Без знания о том, при скольких градусах плавится латунь и как ее плавить, невозможно будет не только отлить детали из сплава меди и цинка, но и осуществить лазерную резку латуни. Неправильно подобранная температура для обработки приведет к ухудшению качеств сплава и излишним энергозатратам.

    Температура плавления латуни составляет 880-950 °C. Этот показатель изменяется в зависимости от химического состава сплава. Удельная теплота плавления латуни не совпадает с температурой литья. Особенно хорошо это заметно при плавке свинцовых латуней, которые имеют сниженную текучесть. Разница между температурами их плавления и литья составляет 145-185 °C. Например, латунь марки ЛС59-1В плавится при температуре 900° C, но литье можно осуществлять при 1030-1080 °C. Для марок ЛС59-1 и ЛС74-3 эти показатели составляют 885-895 °C / 1030-1080 °C и 965° C / 1120-1160 °C соответственно, и т. д. У двухкомпонентных латуней температуры плавления и литья совпадает. Например, у Л60 это 885-895 °C, Л80 -965-1000° C, Л96 – 1055-1070 °C.

    Удельная теплоемкость латуни составляет 380 Дж/(кг °С). Иначе говоря, чтобы нагреть 380 кг до температуры 1 °С, необходимо потратить 1 Дж энергии.

      режимы обработки простых и свинцовых латуней

    Обратите внимание: чем больше находится в латуни свинца и висмута, тем проблематичней ее будет расплавить. Наиболее быстро плавится латунь, содержащая в себе большое количество цинка. Сплавы, где количество этого элемента доходит до 32,5 %, можно обрабатывать и без нагревания, с помощью протяжки или прокатки.

    Для чего необходима плавка латуни

    Как правило, латунь плавится прежде, чем из нее изготовят фасонные части, конденсационные трубы, сепараторы, червячные винты, втулки, а также иные детали, предназначенные для использования при высоких температурах (до 300 градусов по Цельсию). Плавят латунь для отливки перил, карнизов, дверных ручек, декоративных панно, рам для зеркал и картин. Из этого сплава могут быть отлиты и кухонные принадлежности: чайники, самовары, подносы, хлебницы, декоративная посуда для размещения на стене. Для изготовления сувениров и украшений также пригодится смесь меди и цинка.

    Зная, как расплавить латунь, можно осуществить это в домашних условиях. В быту из расплавленной латуни отливают больстеры, затыльники, мебельную и оконную фурнитуру и т.д.

    Расплавить латунь в домашних условиях

    Оборудование для плавки латуни в домашних условиях представляет собой индукционную печь из огнеупорных материалов, тигель из графита или шамотного кирпича, литейный ковш, стальные щипцы и объемную ложку. Перед тем как плавить металл, тигель необходимо на протяжении 20-30 минут прокалить при температуре не менее 95 °С. Ложка необходима для удаления шлака, щипцы – для вынимания тигля из печи, а ковш – для поддержки тигля при разливании металла.

      плавка латуни в домашних условиях

    Для обеспечения безопасности земля должна быть застелена асбестовым листом, а расплавленный металл нужно проносить к формам строго над ящиком с песком. Обязательно наличие специальной экипировки. Чтобы избежать отравления токсичными веществами, печь стоит расположить на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении.

    Когда оборудование будет готово к работе, подлежащий плавлению материал измельчают и помещают в тигель, который отправляется в печь. Тигель должен оставаться в печи до полного расплавления металла. Проследить этот процесс можно через окошко, если печь заводского производства, или же периодически приподнимая огнеупорную крышку, если печь самодельная. Жидкая латунь выливается в форму, где должна остыть перед окончательной обработкой.

    Расплавить латунь в домашних условиях можно и с помощью газовой горелки. Для этого ее размещают под емкостью, в которой находится измельченный сплав. Равномерно прогревая дно емкости, можно добиться жидкого состояния металла.

    Учтите, что во время плавки необходимо предотвращать появление даже мелких пузырьков, которые могут испортить качество будущего изделия. Расплавленный металл перемешивать нельзя, даже во время удаления шлака с его поверхности.

    Можно ли паять латунь

    Многих новичков, как правило, волнуют вопросы: паяется латунь или нет и до скольки градусов ее можно нагревать. Ответ однозначный: паять латунь можно. Произвести спайку латунных поверхностей вполне реально, хоть и потребуется больше сноровки, чем при соединении обычным припоем. Припой для латуни должен состоять из меди и серебра, соединенных в соотношении 1 к 2. Размещенные на асбестовом основании детали смачивают флюсом (бура, борная кислота, вода), посыпают измельченным припоем, затем нагревают газовой горелкой. Температура не должна превышать 700° C во избежание деформации деталей, нагрев нужно производить постепенно.

    Разница между температурами плавления припоя и латунных деталей не превышает 50 °С, поэтому при перегреве есть риск получить вместо качественного изделия большой слиток. Если работа была проделана качественно, то шов будет иметь такой же цвет, как и латунная поверхность детали. Это объясняется химической диффузией. Последний этап пайки – удаление остатков флюса. Для этого используется горячая трехпроцентная серная кислота, которая затем смывается с изделия водой.

    Плавка латуни: температура плавления латуни и особенности

    Для того чтобы начать работу с тем или иным материалом, для начала следует ознакомиться со всеми его свойствами. Это нужно для того, чтобы знать какое механическое воздействие можно оказывать на материал, а также в каких условиях и какими инструментами можно осуществлять его обработку.

    Латунь — металл, так что очень часто её обработка проводится именно посредством плавления. Температура плавления латуни очень важная характеристика, которая должна быть известна, если требуется обработка посредством термического воздействия.

    Сплав латуни

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

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

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

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

    Основные характеристики

    На такой показатель, как температура плавления латуни в первую очередь влияет её состав. Температура в разных случаях может иметь различные показатели, которые колеблются в диапазоне от восьмисот восьмидесяти градусов по Цельсию до девятисот пятидесяти.

    Конечно, возможно этот диапазон понизить. Если существует потребность в этом, то следует просто в состав сплава вводить больше цинка. Для обратного эффекта следует делать соответственно наоборот.

    Обработка этого металла может осуществляться посредством сварки, но следует помнить, что в таком случае она может прокатываться.

    Следует знать тот важный факт, что если не позаботиться о покрытии поверхности этого сплава дополнительной защитой, то впоследствии придётся столкнуться с почернением поверхности. Это связано с тем, что при контакте с воздухом она немного окисляется, вследствие чего и происходит лёгкое почернение.

    Поверхность латуни достаточно легко поддаётся полировке. Для того чтобы выбрать способ плавления для этого металла следует, для начала, учесть его состав.

    Следует помнить, что на латунный сплав весьма негативно влияют такие элементы, как свинец или висмут. Это связано с тем, что эти элементы значительно снижают свойства материала к деформации в условиях, когда он находится в состоянии нагрева.

    Латунь является цветным металлом, но в то же время она обладает множеством особых характеристик, что свойственны только этому материалу. Металл обладает некоторыми преимуществами, которые напрямую влияют на популярность материала:

    1. Латунь имеет высокую устойчивость к процессам коррозии.
    2. Материал обладает довольно высокой степенью текучести, что является очень важным фактором при его плавлении.
    3. Можно отметить и высокие антифрикционные свойства этого металла, а также довольно низкую склонность к ликвации.

    В принципе, можно отметить ещё много разных достоинств, которые приписываются латуни, но они не общие, а узконаправленные. Это означает, что в зависимости от марки, материал используется в различных промышленных сферах.

    Латунь используется в таких важных областях, как автомобилестроение и машиностроение. Также из этого компонентного металла создают большое количество разнообразных изделий различного назначения.

    Для того чтобы можно было осуществлять работу с таким материалом, нужно для начала знать все его физические свойства, что впоследствии окажет непосредственную помощь в обработке латуни в домашних условиях.

    Технические особенности латуни

    • Температура плавления латуни — 880–950 градусов по Цельсию.
    • Удельная теплоёмкость этого металла — 0,377 кДж*кг — 1*К-1 при термическом воздействии в 20 градусов по Цельсию.
    • Плотность материала — 8300–8700 кг/метр кубический.
    • Удельное электрическое сопротивление (0,07–0,08)*6—10 Ом*м.

    Что следует учитывать при работе с латунью

    Домашний мастер в бытовой обстановке использует довольно много изделий, изготовленных именно на основе латуни.

    Очень много инструментов изготавливаются именно с использованием латуни, её очень часто можно встретить в различных сплавах, основой которых может быть медь или бронза.

    Если быть осведомлённым насчёт того, какая температура плавления приемлема для латуни и её сплавов, впоследствии возможно использовать эти знания при починке или изготовлении различных изделий, которые могут быть использованы в хозяйстве.

    Процедура плавления такого универсального компонента не лишена различных тонкостей и нюансов, о которых следует знать и помнить, чтобы избежать различных трудностей при обработке, а также отрицательных последствий в результате ошибочных действий.

    Следует помнить, что при всех существующих тонкостях при плавлении латуни, отдельные нюансы следует учитывать при плавлении сплавов из бронзы и меди.

    Дело в том, что эти сплавы имеет несколько другие параметры плавления, которые отличаются от характеристик латуни, поэтому прежде, чем начать работу с такими латунными сплавами, нужно для начала подробно узнать все их свойства. Это позволит не допустить досадных ошибок при их обработке, а также провести работу максимально эффективно и плодотворно.

    Для того чтобы произвести плавку металла в домашних условиях, следует обладать определёнными знаниями и навыками, а также и специальными инструментами, которые смогут помочь в работе и произвести необходимые действия, предполагающие плавку латуни.

    К тому же опытные мастера рекомендуют перед процедурой плавки латуни в домашних условиях запастись терпением, так как процедуру эту быстрой никак назвать не получится.

    Для работы необходимо запастись следующими элементами:

    • техническое серебро;
    • газовая горелка ручного типа;
    • специальная графитовая горелка;
    • медный сплав.

    Нужно перед работой приобрести буру, причём в достаточном количестве. К тому же для того чтобы обеспечить максимальные безопасные условия для окружающего пространства во время плавления металла, следует использовать асбестовый лист.

    Процесс плавки латуни является довольно трудоёмким и потребует определённых затрат как времени, так и приложенных сил.

    Опять же следует учесть особенности плавления сплавов, содержащих бронзу и медь, так как они имеют немного другие характеристики и свойства, что означает при плавке придётся применять другую температуру термического воздействия.

    К процессу плавки латуни следует переходить уже только в том случае, когда рабочее место подготовлено должным образом, а все рабочие инструменты находятся на своём месте и готовы к работе.

    Порядок проведения работ

    Для начала следует подготовить муфельную печь. В ней и будет осуществляться вся основная работа.

    Перед тем как начать непосредственно саму плавку, следует проверить работу имеющихся горелок, которые будут использованы в процессе. Кроме того, под рукой следует иметь специальный сосуд, сделанный из огнеупорного материала. Таким материалом является тигель, так что можно будет применить именно его.

    Приобретённый ранее асбестовый лист, следует уложить на поверхность основания. Очень важным фактором является поддержание хорошей вентиляции в помещении, в котором будет проводиться вся работа.

    Перед началом плавки, латунь следует измельчить, то есть создать измельчённую массу. Следует помнить, что чем меньше будут получившиеся куски металла, тем легче она будет впоследствии плавиться.

    Затем тигель с измельчённой латунной массой помещается в муфельную печь, после чего пользователь выставляет необходимое температурное значение, используя специальный регулятор температур. После включения печи, можно будет наблюдать за всем процессом плавления через специальное маленькое окошко, которое имеется у таких печей.

    После того как металл полностью расплавится, пользователю требуется лишь аккуратно открыть дверцы муфельной печи и достать оттуда тигель с расплавленной латуни.

    Конечно, делать это нужно, используя специальные щипцы, для того, чтобы обезопасить себя от возможных ожогов. У расплавленной латуни, кстати, есть интересное свойство, которое заключается в том, что на поверхности образуется тонкая плёночка, которую впоследствии надо будет убрать. Такую процедуру можно будет проделать, если использовать обычную стальную проволоку.

    После снятия образовавшейся плёнки с поверхности расплавленной латуни, следует просто залить металл в требуемую форму, которую пользователь должен предварительно подготовить на своём рабочем месте.

    Плавление с помощи горелки

    Кстати, бывают случаи, когда пользователь, к сожалению, не может использовать специальное оборудование, предназначенное для плавления. В этом случае, не стоит отчаиваться, так как плавка латуни может быть осуществлена при помощи газовых горелок.

    При этом горелка должна быть установлена в вертикальном положении и очень хорошо закреплена. Затем на подставку устанавливает сосуд с металлом и производится плавка.

    Следует опять же помнить, что если латунь содержит в своей основе медь, то температура будет непременно увеличиваться, что означает, что металл будет плавиться дольше.

    Температура и способы плавления латуни

    включайся в дискуссию

    Поделись с друзьями

    Температура и способы плавления латуни – тема, заслуживающая обширного научного исследования, тем более что название сплава распространяется на различные составы, произведённые на основе меди. Латунь может быть двух- или многокомпонентной, с добавлением никеля, свинца и даже олова, но по металлургической классификации не относится к бронзам. Общие признаки у них, несомненно, имеются, но физические и химические свойства определяются составляющими компонентами.

    Температура плавления латуни

    В справочниках по специальности всегда указывается, что температура плавления зависит от состава, который может быть вариабельным.

    Чистой

    Что же собой представляет латунь? На самом деле это сплав, основу которого составляет медь с добавлением цинка (иногда и олова).

    Температура плавления чистой латуни 880-950°C.

    С примесями

    Основными определяющим фактором является количество примесей и их процентное содержание. Сплав известен с давних времен, поэтому у него есть множество вариаций. Кроме меди и цинка могут быть и другие химические элементы. По этому признаку латуни делят на Альфу и Бету.

    1. Альфа – однофазная, с содержанием цинка менее 40% расплавляется при температуре меньше 905? (в градусах Цельсия). Это объясняется превалированием меди, которая плавится в менее горячих условиях.
    2. Бета, двухфазная, прочнее, но не настолько пластичная, в ней кроме двух основных ингредиентов могут быть алюминий и кремний, никель и марганец (не очень характерные добавки) и более привычные – олово, свинец и железо, обеспечивающие необходимую прочность и стойкость в атмосферных условиях, при технической эксплуатации.
    3. Специальные, приготовленные для определенных надобностей, встречаются реже, в их изготовлении при определении состава учитываются характеристики, необходимые для детали и продукции. Их делят на особо твердые, твердые и мягкие или отожженные сплавы

    Литейные легко плавятся, потому что в них бывает до 50% меди. Но и здесь температура плавления определяется именно ее процентным содержанием, а оно может варьироваться от 30 до 50%.

    Литье и даже нарезка лазером возможны только при корректно подобранной температуре, а этот важный показатель колеблется в развале от 889 до 950 С, при этом удельная теплота и температура плавления в этом составе металлов не совпадают в любом варианте, если речь идет о разных марках однофазных латуней.

    Двухкомпонентные, или Бета-латуни, отличаются от них совпадением важных характеристик, поэтому разница между всеми вариациями и составляет 161? Цельсия.

    В справочниках по металлургии всегда указывается марка, состав и температура плавления или литья. В двухкомпонентной Л-860, например, это 885-395 градусов, а вот у марки ЛС59-18 литье осуществляется при температурных показателях от 1030° до 1080°, в то время как плавление происходит при 900°. При подготовке к процессу в домашних условиях нужно обязательно учитывать состав металлов, которые включены в латунь ее изготовителями. Чем больше в нем цинка, тем легче происходит термообработка. Протяжка и прокатка возможны, если в ней более 20% цинка, но если в нее добавлены свинец, висмут или оба металла, процесс будет весьма непростым.

    Есть несколько вариантов определить температуру плавления латуни, но не все из них приемлемы в условиях домашней мастерской. Можно только делать предположения (если речь идет о латунном ломе), по месту или детали, где она использовалась изготовителями. Надобностей, в которых применяется красивый сплав, по внешнему виду напоминающий золото, может быть огромное количество, например, технические детали – трубы, втулки, сепараторы и прочие.

    В декоративных целях его используют для посуды, сувениров, отделочной фурнитуры (например, дверных ручек и карнизов, рам, крепежных или функциональных деталей в дверных и оконных системах). Нередко в заводских условиях над определением химических характеристик работает специалист, особенно при переплавке разнопланового лома

    . Это он устанавливает режимы обработки, которые давно определены и систематизированы в справочниках по профессии.

    Температура плавления латуни и инструкция по обработке

    Латунь — многокомпонентный сплав. В её составе в основном содержится медь, а основной примесью, так называемым легирующим компонентом, выступает чаще всего цинк. Могут быть и примеси олова в малых количествах, а также никеля и свинца, которые придают латуни разные характеристики. В зависимости от металла, выступающего связывающим, температура плавления латуни может варьироваться.

    Основные характеристики сплава

    Парадоксально, но сама латунь и способ её изготовления были известны задолго до открытия цинка, как отдельного металла. Древние народы Южного Причерноморья делали сплавы на основе меди с добавлением вещества, называемого галмеем, или цинковым шпатом.

    Очень часто изделия из этой комбинации использовались в качестве фальшивых украшений, которые выдавались за золотые. В Древнем Риме из-за этого латунь звали орихалком, то есть златомедью. Её там использовали для чеканки монет.

    Физические параметры сплава выглядят так:

    • Удельная теплоёмкость — 0,377 килоджоуля на килограмм-кельвин при комнатной температуре.
    • Удельная теплота плавления латуни — 210 Джоулей на килограмм.
    • Температура плавления сильно зависит от содержания легирующих металлов и варьируется от 850 до 950 градусов Цельсия.
    • Плотность — около восьми с половиной тонн на кубический метр.
    • Сопротивление на единицу длины — в пределах 0,07 микроом.

    Как видим, латунь плавится значительно легче, чем медь, а потому хорошо подходит для изготовления декоративных элементов и предметов искусства, даже без обращения к помощи специалистов.

    Плавка латуни в домашних условиях

    Для проведения работ со сплавом необходимо обзавестись некоторыми инструментами и специализированным оборудованием. Не беспокойтесь, большинство тех вещей, которые потребуются, можно изготовить своими руками. Итак, вам потребуется:

    1. Печь, работающая по индукционному принципу.
    2. Тигель, изготовленный из графита или шамотного кирпича.
    3. Щипцы из жаропрочного металла для работы с раскалённым металлом в тигле.
    4. Ковш и ложка, используемые для снятия оксидной плёнки с поверхности раскалённого металла и литья в формы.

    Имея все эти элементы, вы сможете не только ремонтировать старые изделия, но и создавать литьём новые.

    Печь для работы с металлом

    Основной каркас печи изготавливается, как правило, из огнеупорного кирпича, способного выдерживать высокие температуры нагрева и при этом не допускать потерь тепла и его рассеивания за пределы конструкции. Для придания монолитности, используется раствор, который тоже должен отвечать некоторым характеристикам, относящимся к температурной стойкости.

    Главный компонент печи — нагревательные элементы. Они, как правило, выполняются из керамических трубок, обмотанных стальной проволокой. Такие элементы способны выдавать требуемые температуры и стабильно их поддерживать. Основные характеристики домашней печи выглядят так:

    • Рабочая температура — свыше 1000 градусов Цельсия.
    • Мощность нагревательных элементов — 25—30 киловатт.
    • Количество трубок — не меньше 4.

    В качестве источника тока можно использовать сварочный инвертор с регулировкой мощности. Такое приспособление сможет достигать температур плавления меди и латуни, а кроме того, обладать достаточным спектром регулировки, чтобы достичь температуры плавления свинца в домашних условиях, которая составляет всего 330 градусов по Цельсию.

    Тигель и щипцы

    Конструкция тигля может быть разной. На это влияет как материал, из которого он изготовлен, так и объём. В качестве материалов могут выступать:

    • Керамика или огнеупорная глина. Один из лучших вариантов для тигля, очень стойкие к перепадам температур и отлично справляются с тугоплавкими металлами.
    • Графит. Для выплавки изделий из латуни такие тигли подойдут, но если нужно будет плавить что-то с более высокой температурой растекания, надолго их не хватит.
    • Чугун — удачный вариант, но имеет один большой недостаток. Он фактически состоит из двух половинок, скрепляемых огнеупорным раствором, что существенно уменьшает его рабочую прочность и, как следствие, надёжность.

    Для изготовления тигля из огнеупорной глины, используется шамотная глина и силикатный клей, он же водно-щелочной растров силиката натрия и калия, он же «жидкое стекло». В качестве наполнителя, который придаст тиглю больше прочности, можно измельчить шамотный кирпич.

    В составе формовочной смеси должно быть 70% глины и 30 — молотого кирпича. Туда добавить около 200 граммов жидкого стекла и перемешать до почти однородной массы. После этого туда добавляется вода, смесь перемешивается и вылепливается в форму тигля.

    Для того чтобы в глиняной массе не осталось пузырьков воздуха, нужно несколько раз бросить её о пол, предварительно застелив его газетой. После этого берётся гипсовая форма под тигель, которую можно купить в специализированном магазине или изготовить самостоятельно по инструкциям из интернета. В неё укладывается и формируется сначала дно, потом, мелкими кусочками, стенки. Вся конструкция проходит процесс предварительной сушки (около 4−7 часов, зависит от полученного состава) и достаётся из формы.

    Высушенные полностью тигли должны дополнительно обжигаться при температуре около 800 градусов в печи для набирания максимальной прочности. К работе обработанные термически тигли готовы сразу же.

    Щипцы для тиглей должны быть из тугоплавкого металла (сталь подойдёт лучше всего), с ручками достаточной длины, чтобы передающееся от печи и тигля тепло не доходило до рук полностью. Естественно, это не означает, что можно брать их голыми руками. Лучше всего, когда они будут подобраны по диаметру самого тигля, но если это не так, ничего страшного, ведь большинство товаров на рынке имеют регулирующийся диаметр.

    Правильный процесс плавки

    Если латунь, из которой вы собираетесь выплавлять что-то новое, хранится в форме изделий, перед процедурой их нужно тщательно отмыть с мылом и высушить. Это предотвратит попадание в зону расплавления шлаков от оставшегося масла или окислов, образованных на поверхности. Если есть следы нанесения лака (например, вы хотите переплавить ненужный старый подсвечник), нужно обязательно отмыть их ацетоном или другим растворителем.

    Сама печь должна быть размещена в очень хорошо проветриваемом помещении, идеально — вообще на улице. Это связано с тем, что при расплавлении любого металла в воздух попадают вредные вещества, которые совсем не обязательно вдыхать, чтобы они осели на лёгких. Кроме того, имея большой приток свободного кислорода, печь работает гораздо лучше.

    На землю можно постелить асбестовый лист или рассыпать достаточное количество песка. Дальнейшие операции по переносу расплавленной массы в тигле лучше проводить именно над ними, ведь ни асбест, ни песок не воспламеняются от высоких температур. Кроме того, они должны быть очень сухими, так как если жидкий металл с температурой в 900 градусов попадает на влажную поверхность, он может спровоцировать моментальное испарение воды и разлетание во все стороны раскалённых капель.

    Плавка производится в соответствии с такой пошаговой инструкцией:

    1. Печь нагревается чуть более, чем до 100 градусов. Это нужно для выпаривания любой влаги, попавшей внутрь. Вода для непосредственного процесса плавки очень опасна. Щипцы и ложку желательно тоже обработать таким образом и положить в ящик с сухим песком.
    2. Печь прогреваем примерно до 450−500 градусов.
    3. Помещаем латунные детали, стружку или лом в тигель, а его — в печь.
    4. Повышаем температуру примерно до 950−970 градусов. Важно точно знать, при какой температуре плавится латунь той марки, которую вы используете.
    5. При достижении расплавленной массы ярко-оранжевого оттенка необходимо ложкой снять оксидную плёнку. Ни в коем случае не стоит стараться перемешивать или зачерпывать металл как суп — это негативно сказывается на его качестве из-за попадания больших объёмов воздуха в массу.
    6. Готовим форму для заливки, подхватываем тигель щипцами и медленно выносим из тела печи.
    7. Сначала ставим тигель на ковш, а после этого — заливаем расплавленный металл в форму.

    После этого можно дать металлу в форме остыть и затвердеть. Если все этапы обработки сделаны правильно и в толщу заготовки не проникли пузырьки воздуха, у вас должно получиться качественное изделие. Если же оно не получилось с первого раза, не расстраивайтесь, ведь ничего не мешает шаг за шагом приобрести собственный опыт методом проб и ошибок.

    В такой печи можно также производить плавку бронзы в домашних условиях, ведь этот медный сплав вполне попадает в пределы максимальных температур, которые в ней достигаются.

    Правила безопасности при работе

    Любая работа с разогретыми до больших температур изделиями должна сопровождаться неукоснительным соблюдением норм безопасности труда. Только так можно предотвратить несчастные случаи и травматизм.

    Человек, работающий с печью, должен иметь защитную одежду. Это должен быть жаропрочный фартук, закрывающий всю переднюю часть туловища, перчатки из толстой кожи и ботинки на большой подошве. Под защитной одеждой не должно быть рубашек или штанов из синтетических материалов. Такие изделия очень быстро воспламеняются и плохо тушатся. Отдавайте предпочтение изделиям из хлопка или шерсти.

    Если вас интересует, где можно взять эти защитные приспособления, не волнуйтесь. Скорее всего, там же, где вы найдёте щипцы под тигли и другое оборудование для плавки металлов. Там же можно приобрести защитные очки, маску для лица или респиратор со специальным фильтром. Эти приспособления помогут обезопасить лицо, глаза и лёгкие от вредного воздействия испарений шлаков, исходящих от расплавленного металла.

    § 15. Удельная теплота плавления

    В предыдущем параграфе мы рассматривали график плавления и отвердевания льда. Из графика видно, что, пока лёд плавится, температура его не меняется (см. рис. 18). И лишь после того, как весь лёд расплавится, температура образовавшейся жидкости начинает повышаться. Но ведь и во время процесса плавления лёд получает энергию от сгорающего в нагревателе топлива. А из закона сохранения энергии следует, что она не может исчезнуть. На что же расходуется энергия топлива во время плавления?

    Переход металла в жидкое состояние при нагревании его до температуры плавления

    Мы знаем, что в кристаллах молекулы (или атомы) расположены в строгом порядке. Однако и в кристаллах они находятся в тепловом движении (колеблются). При нагревании тела средняя скорость движения молекул возрастает. Следовательно, возрастает и их средняя кинетическая энергия и температура. На графике это участок АВ (см. рис. 18). Вследствие этого размах колебаний молекул (или атомов) увеличивается. Когда тело нагреется до температуры плавления, то нарушится порядок в расположении частиц в кристаллах. Кристаллы теряют свою форму. Вещество плавится, переходя из твёрдого состояния в жидкое.

    Следовательно, вся энергия, которую получает кристаллическое тело после того, как оно уже нагрето до температуры плавления, расходуется на разрушение кристалла. В связи с этим температура тела перестаёт повышаться. На графике (см. рис. 18) это участок ВС.

    Опыты показывают, что для превращения различных кристаллических веществ одной и той же массы в жидкость при температуре плавления требуется разное количество теплоты.

    Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо сообщить кристаллическому телу массой 1 кг, чтобы при температуре плавления полностью перевести его в жидкое состояние, называется удельной теплотой плавления.

    Удельную теплоту плавления обозначают λ (греч. буква «лямбда»). Её единица — 1 Дж / кг.

    Определяют удельную теплоту плавления на опыте. Так, было установлено, что удельная теплота плавления льда равна 3,4 • 10 5 — . Это означает, что для превращения куска льда массой 1 кг, взятого при 0 °С, в воду такой же температуры требуется затратить 3,4 • 10 5 Дж энергии. А чтобы расплавить брусок из свинца массой 1 кг, взятого при его температуре плавления, потребуется затратить 2,5 • 10 4 Дж энергии.

    Следовательно, при температуре плавления внутренняя энергия вещества в жидком состоянии больше внутренней энергии такой же массы вещества в твёрдом состоянии.

    Чтобы вычислить количество теплоты Q, необходимое для плавления кристаллического тела массой т, взятого при его температуре плавления и нормальном атмосферном давлении, нужно удельную теплоту плавления λ умножить на массу тела m:

    Из этой формулы можно определить, что

    λ = Q / m, m = Q / λ

    Опыты показывают, что при отвердевании кристаллического вещества выделяется точно такое же количество теплоты, которое поглощается при его плавлении. Так, при отвердевании воды массой 1 кг при температуре 0 °С выделяется количество теплоты, равное 3,4 • 10 5 Дж. Точно такое же количество теплоты требуется и для плавления льда массой 1 кг при температуре 0 °С.

    Превращение льда в воду

    При отвердевании вещества всё происходит в обратном порядке. Скорость, а значит, и средняя кинетическая энергия молекул в охлаждённом расплавленном веществе уменьшаются. Силы притяжения теперь могут удерживать медленно движущиеся молекулы друг около друга. Вследствие этого расположение частиц становится упорядоченным — образуется кристалл. Выделяющаяся при кристаллизации энергия расходуется на поддержание постоянной температуры. На графике это участок EF (см. рис. 18).

    Кристаллизация облегчается, если в жидкости с самого начала присутствуют какие-либо посторонние частицы, например пылинки. Они становятся центрами кристаллизации. В обычных условиях в жидкости имеется множество центров кристаллизации, около которых и происходит образование кристалликов.

    Таблица 4.
    Удельная теплота плавления некоторых веществ (при нормальном атмосферном давлении)

    При кристаллизации происходит выделение энергии и передача её окружающим телам.

    Количество теплоты, выделяющееся при кристаллизации тела массой т, определяется также по формуле

    Внутренняя энергия тела при этом уменьшается.

    Пример. Для приготовления чая турист положил в котелок лёд массой 2 кг, имеющий температуру 0 °С. Какое количество теплоты необходимо для превращения этого льда в кипяток при температуре 100 °С? Энергию, израсходованную на нагревание котелка, не учитывать.

    Нагревание льда в котелке

    Какое количество теплоты понадобилось бы, если вместо льда турист взял из проруби воду той же массы при той же температуре?

    Запишем условие задачи и решим её.

    Вопросы

    1. Как объяснить процесс плавления тела на основе учения о строении вещества?
    2. На что расходуется энергия топлива при плавлении кристаллического тела, нагретого до температуры плавления?
    3. Что называется удельной теплотой плавления?
    4. Как объяснить процесс отвердевания на основе учения о строении вещества?
    5. Как вычисляют количество теплоты, необходимое для плавления кристаллического тела, взятого при температуре плавления?
    6. Как вычислить количество теплоты, выделяющееся при кристаллизации тела, имеющего температуру плавления?

    Упражнение 12

    1. На рисунке 19 изображены графики зависимости температуры от времени двух тел одинаковой массы. У какого из тел выше температура плавления? У какого тела больше удельная теплота плавления? Одинаковы ли удельные теплоёмкости тел?

    Рис. 19

  • Тающий лёд принесли в помещение, температура которого 0 °С. Будет ли лёд в этом помещении продолжать таять?
  • В ведре с водой плавают куски льда. Общая температура воды и льда 0 °С. Будет ли лёд таять или вода замерзать? От чего это зависит?
  • Сколько энергии нужно затратить, чтобы расплавить лёд массой 4 кг при температуре 0 °С?
  • Сколько энергии требуется затратить, чтобы расплавить свинец массой 20 кг при температуре плавления? Сколько энергии понадобится для этого, если начальная температура свинца 27 °С?
  • Читайте также:  Как согнуть латунную трубку в домашних условиях
    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector