Как делается латунь - Металлы и их обработка

Как выполняется сварка латуни, какие существуют технологии

Латунь не является чистым химическим элементом, это сплав, состоящий из цинка и меди. Нормы по количественному содержанию металлов в сплаве не существует, поэтому их процентное соотношение варьируется от 20% до 30% для каждого элемента.

Зачастую в латуни можно обнаружить и некоторые другие элементы. Многокомпонентный состав подразумевает наличие олова, свинца, никеля, марганца или железа. Многие отождествляют понятия латуни и бронзы.

С точки зрения металлургии это два разных сплава, у которых наблюдаются отличия как по физическим, так и по химическим свойствам.

В промышленном отношении все сплавы латуни подразделяются на два вида:

Однофазный сплав – сплав, в котором цинк присутствует в количестве, не превышающем 35%. Его еще называют сплавом «альфа». По физическим свойствам альфа отличается пластичностью. Изделия можно деформировать, не нагревая их предварительно.
Двухфазный сплав содержит гораздо больше цинка. Его доля может достигать 60%. Этот сплав называется «альфа-бета», он имеет прочную структуру. Изделия из двухфазной латуни отличаются своей прочностью. Чтобы изменить форму, необходимо повышать температуру изделия или увеличивать внешнее давление.

Особенности
Подготовка
Электродуговая сварка
Аргоновая
Газовая

Особенности

Латунь поддается сварке, однако этот процесс считается технологически сложным. Входящие в ее состав компоненты в виде цинка и меди отличаются по физико-химическим свойствам, следовательно, по-разному себя ведут в одинаковых условиях. Несмотря на это сварка, в принципе, возможна. Если узнать все особенности поведения металлов, то можно осуществить сварку тривиальными способами, причем в домашних условиях. По своей технологии процесс похож на сварку меди.

Можно выделить несколько традиционных препятствий, с которыми сталкивается каждый сварщик при проведении сварочного процесса. Основной проблемой является большой разрыв между температурами плавления металлов, входящих в состав сплава латуни.

Если для меди температура плавления составляет 1080°C градусов, то цинк плавится уже при 420°C, а при 905°C градусах цинк начинает кипеть (при нормальном давлении).

В результате действия электрической дуги цинк плавится и закипает. Из места формирования шва он постепенно испаряется и выгорает.

Цинк в процессе сварки реагирует с кислородом. Образовавшийся оксид в виде пленки покрывает деталь. Она образуется именно в зоне шва, но именно эта пленка препятствует нормальному сплавлению. Помимо этого, в латуни при нагревании быстро начинают появляться поры и трещины. Они обусловлены тем, что при повышении температуры начинается процесс поглощения водорода. В расплавленном металле он образует пузыри. В итоге пористая структура шва негативно сказывается на его прочности.

Если подытожить представленную теорию, можно выделить три основные проблемы, характерные для сварки латуни:

испарение и выгорание металла (цинка);
образование пор и трещин;
образование оксида цинка (белой пленки).

Подготовка

Теплопроводность сплава меди и цинка гораздо ниже, нежели у составляющих элементов, поэтому для сварки нет необходимости предварительно разогревать заготовки. Если же толщина материала внушительная, то можно ограничиться локальным нагревом.

Стыки заготовок обрабатываются несколькими способами, исходя из толщины листа металла. При толщине до 1,5 мм делают по кромке отбортовку. Высота бортика должна достигать удвоенной толщины листа. При толщине заготовки от 1,5 мм до 6 мм поверхности не обрабатывают, а при сварке между кромками обеспечивают зазор 1-2 мм. Применение подкладок требует увеличения зазора до 3 мм. Кромки большей толщины разделывают под углом 30-45°C градусов.

Для того, чтобы провести качественную сварку любого сплава, необходимо учитывать свойства каждого составляющего элемента. Сварка латуни напоминает сварку меди, однако наличие цинка вносит в алгоритм некоторые коррективы. Принято выделять три способа сварки латуни:

электродуговая сварка;
аргонодуговая сварка;
газовая (газопламенная) сварка.

Электродуговая сварка

Электродуговую сварку осуществляют инверторными аппаратами, работающими в режиме MMA. Для этого используют специальные электроды. От их типа зависит способ сварки. Различают сварку латунными или угольными электродами.

Сварка латунными электродами ведется постоянным током прямой полярности. Для работы характерна короткая дуга при силе тока в 250 А, этот параметр приведен для электродов диаметром 5 мм. С такими показателями скорость наложения шва достигает 30 см в минуту.

После наложения шва его подвергают ковке и разогреву до 600°C градусов.

Сварка угольными электродами предполагает использование графитированного расходного материала (толстопокрытых электродов). Они состоят из латунной проволоки, которая содержит в своем составе такие элементы, как марганец, железо, алюминий и кремний. Для изготовления покрытия применяются смеси жидкого стекла с сухими примесями. К наиболее популярным относят марганцевую руду, ферромарганец, меловую крошку, алюминий и графит.

При пользовании угольными электродами применяют присадку, покрытую специальными флюсами. Такая сварка ведется при вышеуказанных параметрах, однако они уже подходят для электродов сечением 10 мм. Можно выделить ряд обязательных условий, необходимых для получения прочного шва при ведении электродуговой сварки:

Заготовки толщиной от 6 мм следует локально нагревать перед наложением шва.
Тонкие листы свариваются за одни проход. при наложении нескольких слоев на заготовке в области шва начнут появляться трещины.
Ограничение по толщине для одного прохода составляет 3 мм.
Снизу или с внутренней стороны шва помещают подкладку из асбеста. Она нужно, чтобы предотвратить вытекание металла.

Аргоновая

Аргоновая или аргонодуговая сварка – это разновидность дуговой сварки, которая обладает определенными особенностями. Сварка ведется неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитного газа, роль которого выполняет аргон. Если бы инверторы, работающие в режиме TIG, были так же распространены, как и инверторы MMA, то аргонодуговую сварку латуни можно было бы назвать самым популярным способом соединения. Тем более, что именно такой способ сварки обеспечивает высокое качество.

Прибегают к аргонно-дуговому способу при сварке достаточно массивных заготовок. Сначала выполняется подготовка поверхностей. Она сводится к зачистке кромок до характерного блеска. Латунь быстро окисляется, поэтому нередко приходится бороться со слоем окисла. Для этого кромки обрабатывают азотной кислотой, после чего заготовку следует промыть и высушить.

При сварке необходимо получить длинную дугу. Сплошной шов исключается, так как в процессе его наложения может произойти сквозное прогорание металла. Шов формируется из отдельных валиков.

Сварка латуни характерна постепенным понижением напряжения. При использовании вольфрамового неплавящегося электрода применяется присадка. Оптимальным вариантом для материала присадки служит бронза или фосфор.

Из этих элементов делается специальный прутик, который одним концом вносится в зону формирования шва. Но при ведении аргоновой сварки допускается еще применение плавящихся электродов.

Так или иначе, процесс сопровождается характерным потрескиванием, которое возникает при испарении цинка.

Достоинства аргонно-дуговой сварки можно сформулировать подробнее.

Данный метод считается наименее затратным. На приобретение угольных или латунных электродов, к которым еще полагается флюс, потребуются немалые средства.
Высокие показатели качества в сочетании с относительной безопасностью переносит данный способ в разряд передовых.
Высокая скорость формирования шва.
Внешний вид шва получается эстетичным. Не стоит забывать, что множество изделий из латуни являются элементами декора, поэтому аккуратный шов – залог качественной работы мастера.
Выделяющиеся газы, в том числе и соединения цинка, считаются ядовитыми. В процессе сварки они выдуваются аргоном и не могут причинить сварщику большого вреда.
Отсутствие шлаковой корки, которую впоследствии приходилось бы сбивать или счищать.
Аргон препятствует быстрому окислению на обработанных кромках.

Газовая

Газовая сварка латуни применяется в исключительных случаях. В основном ее ведут при отсутствии электричества или при невозможности вести электродуговую сварку. Сформированный шов получается достаточно прочным и качественным, но такой метод сопровождается интенсивным испарением цинка. Препятствием этого процесса может служить лишь окислительное пламя. В результате реакции соединения с кислородом образуется пленка на поверхности, которая предотвращает выход газа наружу.

При газовой сварке происходит сгорание в специальной горелке горючего газа. Его роль выполняет ацетилен, водород, природный газ, пары бензина или керосина. Наибольшей популярностью пользуется смесь ацетилена и кислорода, так как она имеет высокий показатель теплоты сгорания.

Мощность пламени напрямую влияет на качество шва, поэтому перед выполнением работ необходимо настроить параметры сварки. Технология газовой сварки подразумевает разогрев в пламени присадочного материала.

Прутик с присадкой всегда должен находиться в зоне высокой температуры, а сам шов накладывается с максимальной скоростью.

Проволока, играющая роль присадочного материала, не требует применения дополнительного флюса. Обычно используется кремнистая латунная проволока, она дает плотный и прочный шов. Избыточные шлаки необходимо смыть водой. Затем шов подлежит проковке, отжигу и медленному охлаждению. При ведении работ на вертикальной поверхности следует помнить о текучести металла.

Источник: https://svarkoy.ru/teoriya/svarka-latuni.html

Технологии производства, состав и структура сплава латуни

Металлы и сплавы – в буквальном смысле слова основа человеческой цивилизации. Чистые металлы не так уж часто применяются в народном хозяйстве, а вот сплавы используются повсеместно. Это не удивительно, так как сплав объединяет в себе свойства нескольких веществ в самой лучшей пропорции. Данная статья рассказывает о производстве и обработке расплава латуни, подготовке материала, составе, свойствах и применении материала.

Структура и хим. состав латуни — вопрос весьма важный. Латунь – двух- или многокомпонентный твердый раствор – сплав, на основе меди и цинка. Известна латунь чрезвычайно давно, еще со временем Древнего Рима, и используется до сих пор. Свойства ее зависят от количественного состава.

Традиционный состав латуни – 70% меди и 30% цинка. Цинк повышает механические и технологические качества сплава, и при этом удешевляет его, поскольку является металлом более доступным по стоимости. На практике применение растворов с долей цинка большей чем 50% встречается редко.

Латунь отличается очень красивым золотистым цветом. Однако без защитного слоя – лака, например, довольно быстро темнеет. В довольно большом количестве случаев это свойство недостатком не считают.

Маркируется сплав в зависимости от состава. Обозначается латунь буквой «Л», затем следует цифра, указывающая на долю меди – 70, например. Если сплав легировался, то все добавки указываются по уменьшению их доли, а затем указывается и состав. Например, ЛАЖ60-1-1 означает, что в латуни 60% меди, и что сплав легирован алюминием – 1% , и железом – 1%.

О том, как горит латунь, и как происходит плавка материала дома, расскажет данный видеоролик:

Классифицируют составы по доле цинка:

если его содержание составляет 5–20%, латунь называют красной – томпак;
если доля цинка колеблется в диапазоне 20–36%, сплав носит название желтая латунь;
сплав с долей цинка в 48–50% называют техническим.

При производстве латуни более 50% цинка получают из переработки вторичного сырья, поэтому сплав можно отнести к довольно экологичной продукции.

Разделение по качеству дополнительных ингредиентов

Сплавы разделяют и по количеству, и качеству дополнительных ингредиентов.

Двухкомпонентные

Двухкомпонентные включают в себя только медь и цинк. Здесь на свойства сплава сильно влияет фазовый состав. Медь способна растворить не более 39% цинка. Причем при увеличении температуры растворимость уменьшается, образуется при этом только однофазный раствор – α-фаза. Такие сплавы называют α-латунями, они отличаются высокой пластичностью и достаточно прочны, если доля цинка достигает 30%.

При увеличении доли цинка часть металла уже не растворяется и формируется двухфазный раствор – α+β’-латунь. β’– фаза более твердая, но и более хрупкая, поэтому такой сплав прочнее, но пластичность теряет.

Эта особенность обуславливает и не совсем обычный метод обработки. Так, для холодной обработки – фигурные профили, проволока, используется только α-латунь, поскольку ее пластичность высока при низкой температуре, а в температурном диапазоне от +300 до 00 С резко падает, так что при нагреве деформировать латунь бесполезно. А вот α+β’-растворы обрабатывают именно при высокой температуре.

Многокомпонентные

Многокомпонентные в качестве добавок могут содержать:

никель – увеличивает коррозийную стойкость;
кремний – уменьшает прочность, но совместно со свинцом придает антифрикционные свойства;
свинец – не более 4%, уменьшает прочность, но облегчает механическую обработку. Такие латуни часто называют автоматными;
железо – уменьшает рост зерен, что улучшает механические свойства сплава;
олово – не больше, чем доля цинка. Иначе сплав превращается в одну из разновидностей бронзы. Олово придает сплаву стойкость к действию морской воды, за что такая латунь и получила название морской;
марганец – увеличивает стойкость к коррозии, способствует прочности.

Далее мы рассмотрим технологии и оборудование для литья латуни, формы, температуру и другие важные нюансы производства латуни в России.

Производство металла

Поскольку основным компонентом латуни является медь, то материал относят к медным сплавам. Схема производства достаточно проста. Однако с технологической точки зрения процесс оказывается сложным, поскольку требует очень четкого соблюдения температурных режимов и обработки сырья и заготовки.

В общем виде получение сплава выглядит так:

расплавление меди в специальных тиглях;
введение цинка;
введение дополнительных компонентов – железа, никеля;
разливка в формы;
закалка – штампованием или вытягиваем.

Дело осложняется еще и тем, что условия получения сплавов во многом зависит от состава сплава и его назначения.

Ниже дано видео о плавке латуни в домашних условиях.

В видео ниже рассказывается, как произвести и расплавить латунь в домашних условиях:

Производство латуни следует начать с получения меди из медной руды. На деле это сложное полиметаллическое сырье, в котором доля меди как раз невелика. Главными компонентами являются пустая руда, железо и медь, и первый этап получения латуни сводится к тому, чтобы отделить медь от других составляющих.

Получение сырья

Процесс это исключительно сложный, так как его целью является перевод сырья из единой многокомпонентной смеси в гетерогенную систему, состоящую из нескольких фаз с разным составом и разными свойствами.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Кто впервые получил алюминий

Только после этого фазы можно отделить друг от друга и получить пригодные для дальнейшего использования составы.

Применяют для этого самые разные методики: в некоторых случаях извлекаемая фаза дополнительно обогащается «главным» металлом, в других, наоборот – обедняется, в третьих прибегают к механическим методам отделения, когда фазы, например, отличаются растворимостью и так далее.

Чаще всего используют следующие два способа.

Пирометаллургическая технология предполагает переработку медной руды с последующим рафинированием черновой меди. Включает плавку, конвертирование медного штейна, огневое рафинирование – по сути, очистка от крупных примесей, и электролитическое. Последнее позволяет не только провести глубокую очистку меди, но и извлечь какие-либо сопутствующие компоненты, если они представляют ценность.
Гидрометаллургический метод применяется при использовании бедной медной руды. Суть его сводится к выщелачиванию – воздействию серной кислоты, сернокислого железа. Для этого руду измельчают и растворяют в растворителях, а затем добывают медь либо методом цементации – осаждению чистой меди на железе, для чего используют обычные обрезки листа и проволоки, либо электролизом.

Таким образом удается полностью извлечь медь даже из самой бедной руды.

Получение цинка тоже имеет свои особенности, но, в общем, является более простым процессом.

О том, можно ли сварить латунь в домашних условиях и как ее производят на заводе, расскажем ниже.

Метод получения сплава

Выплавка латуни зависит от состава сплава. Здесь необходимо учитывать и разную температуру кипения металлов, и разную способность к окислению.

Плавка с чистым металлом – при использовании оборотных металлов шихта может загружаться в любом порядке. Если же в шихте наличествует чистый металл, то сначала расплавляют медь, а потом оборотные металлы. Цинк и свинец, если он есть, вводят в расплав в последнюю очередь, предварительно, нагретыми до 100–120 С. Плавка производится под слоем древесного угля, который загружается с первой порцией шихты.
Плавка кремнистой латуни – такой состав склонен поглощать восстановительные газы, поэтому здесь древесный уголь не применяется. Плавку проводят под покровным флюсом – стеклом или бурой, чтобы предупредить взаимодействие с кислородом. Первой в печь загружают медь, затем отходы и меднокремнистую лигатуру. Цинк загружают в расплав последним, после того как будет удален шлак.
Плавка марганцовой латуни – проводится под древесным углем или флюсом из стекла. В этом случае последним вводится марганец вместе с лигатурами, после того как расплавляются все остальные ингредиенты.

Изготовление листа

Обычная форма выпуска латуни – листы и проволока. В общем виде процесс происходит таким образом.

Слитки из плавильного цеха попадают в прокатный, где прогреваются в печи до температуры деформации –790–830 С.
На стане слитки деформируются до размеров и толщины заготовки.
Заготовка в виде рулона поступает на сварку, а затем подвергается двухстороннему фрезерованию.
Затем полуфабрикат возвращается в прокатный цех, где на трехклетьевом стане прокатки его прокатывают до получения заданной толщины листа.
Готовую полосу разрезают на мерные длины.
Листы отжигаются в камерных печах, а затем протравливаются в травильных ванных.
Материал вновь деформируют до конечной толщины и снова протравливают.

Про оборудование для литья латуни на заводе по ее изготовлению читайте ниже.

Так как медь – металл востребованный, то на производстве реализуются методы извлечения меди как из богатых, так и очень бедных руд. Так что сырьем может выступать практически любая руда, содержащая хоть какую-то долю металла.

Получение латуни – процесс многоэтапный и технологически сложный. Так что оборудование здесь включает как новейшие технологические линии, так и самые традиционные литейные инструменты.

Для плавки латуни лучшим вариантом является индукционная канальная печь или тигельная электросопротивления. Это оборудование потребляет минимальное количество электроэнергии из расчета получения 1 кг сплава и позволяет добиться минимального перегрева металлов. Худшим выбором являются электродуговые печи.
Для прогрева слитков перед деформацией используют методическую печь – здесь возможен прогрев от 650 до 1200 С.
Стан горячей прокатки – рабочим модулем является рабочая клеть, в которой и осуществляется горячая прокатка. Оборудование можно использовать и для холодной прокатки листов и полос.
Линия сварки – оборудование зависит от параметров заготовок и готовой продукции.
Фрезеровочный стан – для двухстороннего фрезерования сварной полосы.
Стан холодной прокатки – как правило, трехклетьевой. Для его обслуживания необходимы также тельфер – подает рулоны в стан, накопительный рольганг – с его помощью комплектуют партию из полос одной марки, и входной участок – разматыватель, отгибатель, правильная машина и так далее.

Кроме того, линия должна включать оборудование – от тележки до погрузочного крана, которое обеспечивает перемещение слитков, заготовок, рулонов и листов между технологическими узлами.

На стадии получения сплавов понадобится и механический инструмент:

колокольчик – приспособление для очистки и дегазации сплавов, прекрасно подходит для ввода рафинирующих флюсов;
шлаковик – инструмент для удаления шлака с поверхности сплава;
разливочная ложка;
двуручный ковш – приспособление для разливки цветных сплавов.

Производство латуни, а, вернее говоря, листов и проволоки, необходимых для изготовления готовой продукции – процесс технологически сложный и трудоемкий. Получить сплав, соответствующие требованиям ГОСТ, можно лишь на крупных предприятиях цветной металлургии.

В видео ниже представлено литье латуни в форму:

Источник: http://stroyres.net/metallicheskie/vidyi/tsvetnyie/latun/proizvodstvo-tehnologiya.html

Латунь: история, основные компоненты, свойства и применение

Латунь — это медно-цинковый сплав, в котором составляющие его элементы находятся в определенных пропорциях. В некоторых случаях, для придания определенных свойств в состав включают и другие легирующие компоненты (олово, никель, свинец, железо и т.д.). Стоит отметить, что сфера ее применения практически безгранична.

Экскурс в историю

Латунь была известна человечеству еще до нашей эры, и это при том, что цинк как элемент стал известен только в 16 столетии. Например в Древнеримской империи расплавленную медь смешивали с цинковой рудой (галмеем). Из полученного металла делали красивые украшения и изящную посуду. Она так же была известна и в средней Азии, именно оттуда она и попал на Русь.

Основные компоненты

Изначально, в классическом варианте, латунь делали смешивая медь и цинк в соотношении 1:1. Теперь же, в основном, удельная масса цинка в сплаве не превышает тридцати процентный порог (исключением являются технически сплавы, в них объем цинка может доходить до пятидесяти процентного показателя).

По своему составу такой цветмет подразделяется на два вида:

Двухкомпонентный. В состав входят всего два составляющих — медь и цинк, их пропорция зависит от предназначения сплава. Обозначается сплав буквой «Л» и цифрой. Цифра указывает на процент меди в металле.
Многокомпонентный. Изготавливается путем присоединения легирующих металлов(олово, алюминий, свинец и т.д.). Маркировка производится двумя буквами («Л» (латунь) и буква добавочного компонента), следом идут цифры, означающие вхождение металлов в процентах — медь, дополнительный металл, цинк.

По содержанию цинка определяется два типа:

Красная — удельная масса цинка менее 20 процентов.
Желтая — объем цинка превышает двадцати процентный порог.

Какими свойствами обладает латунь?

Температура плавления соединения варьируется от 880 до 950 градусов. Начальная точка плавления зависит от процентного соотношения меди цинка. Чем последнего больше тем соответственно температура плавления ниже. Кроме того он превосходно поддается как механической обработке так и кузнечной ковке. Так же он достаточно хорошо противодействует коррозийным процессам. Благодаря высокой степени пластичности при низких температурах, латунь является хорошим конструкционным материалом.

Наравне с положительными качествами у нее имеются и недостатки:

Боится морской воды.
Разрушается под воздействием углекислотных растворов и органических кислот.
При взаимодействии с воздухом темнеет, поэтому требует дополнительной обработки лаком.

В зависимости от предназначения латунного сплава, он делится на три вида, которые кроме общих свойств имеют и свои собственные:

Деформируемые металлы (Томпак). В такой металле количество цинка не превышает 10 процентов. Данный сплав отличается пластичностью высоким антикоррозийным показателем и низкой силой трения. Томпак легко сваривается с железом.
Литейная латунь. Такое название получила благодаря низкой температуре плавления, что позволяет заливать ее в специальные формы. цинка колеблется в пределах 50 — 80 процентов. Такой уникальный сплав не подвержен изменению поверхности из-за трения и имеет высокие прочностные характеристики.
Автоматный цветной металл. В такой металл в качестве легирующего компонента обязательно добавляется свинец. Сплав хорошо переносит механическую обработку и при этом стружка отходит небольшими частицами, благодаря чему увеличивается скорость обработки и уменьшается износ резцов, что очень важно при больших объемах работ.

Для придания особых свойств в латунь добавляются легирующие компоненты, каждый из которых изменяет структуру состава и усиливает его определенные качества:

Алюминий. На поверхности изделия создается оксидная пленка снижающая «летучесть» сплава.
Магний. Применяется в совокупности с алюминием и железом, для придания повышенных прочностных характеристик и антикоррозийных свойств.
Никель. Не дает развиваться окислительным процессам.
Свинец. Улучшает ковкость и пластичность сплаву, делает пригодным для механической обработки.
Кремний. Улучшает прочность сплава.
Олово. Благодаря олову латунь можно использовать в морской воде.

Где применяется латунь?

Латунь на сегодняшний день один из самых широко применяемых металлов цветной металлургии созданных искусственным путем. В зависимости от качественных характеристик латунный сплав применяется в тех или иных сферах промышленности. Так двухкомпонентная латунь с содержанием цинка не более 20 процентов, используется для создания деталей и узлов различных машин и тепло передающих устройств. 40 процентов цинка дают возможность использовать ее для штамповки и производства фурнитуры.

Многокомпонентная латунь используется более широко. Из нее делают трубы, детали кораблей и летательных аппаратов, часы также не обходятся без такого сплава.

Декоративно-художественные композиции, знаки различия для силовых структур делаются из такой марки цветметалла. Изделия которые необходимо отливать в специальных формах (арматура, сепараторы, подшипники скольжения) изготавливаются из литейной латуни.

Автоматная латунь хорошо себя зарекомендовала при производстве деталей для крепежа (гайки, винты, болты и т. д.).

С давних пор в России латунь использовалась, и применяется сейчас, для изготовления такого исконно русского предмета обихода как самовар. Порой даже самые дорогие изделия делают из относительно дешевой латуни. Так например корпус всемирно известной зажигалки Zipo изготавливается именно из латуни.

Не обошли стороной латунь и ювелиры. На практике они выделяют три ее вида — желтая (цинк колеблется в пределах пятьдесят на пятьдесят), золотистая(незначительное количество цинка), зеленая (цинка в сплаве более 50 процентов). При содержании в сплаве 15 процентов цинка и 5 процентов алюминия, металл становится похожим на золото.

Хороший мастер из такой латуни может сделать ювелирное изделие практически полностью напоминающее золотое и простой обыватель вряд ли найдет разницу. Чем очень часто пользуются мошенники, выдавая поддельные украшения за золотые.

Очень часто на латунных сплавах проходят обучение ученики в ювелирных мастерских, оттачивая свое мастерство.

Таким образом можно смело говорить, что латунь является действительно важным элементом для хозяйственной деятельности человека и по крайней мере в ближайшее столетие потребность в ней будет только расти.

Источник: https://SoproMats.ru/materialyi/metallyi/latun/

Как паять латунь: методы, обзор материалов, инструкция

Сплав меди с цинком, известный с давних времен, широко применяется и в наше время. Латунь обладает высокой прочностью, стойка к коррозии, пластична. Благодаря таким свойствам из нее изготавливают детали механизмов, элементы конструкций, вынужденных постоянно контактировать с агрессивными средами.

Несмотря на надежность материала, в латунных изделиях иногда появляются разнообразные дефекты, требующие ремонта, — изломы, отверстия, трещины. Одним из способов восстановления элементов является пайка. Процесс этот не отличается большой сложностью, однако имеет свои особенности, поэтому крайне важно знать, как паять латунь.

Знакомство с технологией пайки позволит успешно проводить такие работы даже в домашних условиях.

В чем особенности технологии?

Этот метод получения неразъемных соединений не настолько популярен, как сварка. Причина — более низкий показатель прочности пайки. Швы образуются благодаря расплавлению присадочного материала, называемого припоем. Самое главное отличие пайки — температура плавления, которая должна быть ниже, чем у соединяемых элементов. Они не меняют агрегатного состояния, что дает возможность надежного скрепления разнородных материалов.

Низкотемпературное воздействие на спаиваемую поверхность сделало пайку незаменимой, а в некоторых случаях единственно возможной: например, когда требуется получить неразъемное соединение разнородных металлов. Целостность обрабатываемых деталей — главное преимущество такой технологической операции, так как она позволяет работать с самыми мельчайшими элементами, не опасаясь за их деформацию или изменение структуры.

Пайка особенно актуальна в электронике, где приходится работать с миниатюрными, очень хрупкими микросхемами, и электрике, когда возникает необходимость в соединении либо наращивании проводников.

Классификация латунных сплавов

Латунь бывает двойной либо многокомпонентной. В первом случае в состав входит только медь и цинк, повышающий твердость сплава. В роли других компонентов, улучшающих его физические, химические характеристики, выступают алюминий, железо, кремний, марганец, никель, олово, свинец и другие элементы. По этой причине необходимо заранее точно узнать состав латуни, это поможет определить способ, а также специфику пайки.

Латунь классифицируется по химическому составу:

Двухкомпонентная (двойная, простая). Она состоит только из меди и цинка. Процентное соотношение этих компонентов может быть различным. Эти составы маркируются буквой «Л» и числом, всегда указывающим количество меди. Например, Л90 содержит от 88 до 91% меди, на долю цинка приходится 8,8-12%. Примеси есть, но их количество минимально — около 0,2%.
Многокомпонентная (специальная). Эта латунь имеет большое количество ингредиентов, повышающих коррозионную стойкость сплава, его прочность, твердость. Его маркируют по-другому: к букве «Л» добавляют еще одну, означающую легирующий элемент, появляется еще одна цифра — процентное содержание легирующего металла. Например, ЛА77-2 — латунь алюминиевая, она содержит 77% меди, около 2% алюминия, а остальное — цинк. Все подобные сплавы называют в «честь» легирующего элемента: железистая, кремнистая, никелевая, марганцовистая, свинцовистая и т. д.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Где и как используется алюминий

Латунь идет на изготовление различных изделий. По степени обработки эти сплавы делят на:

деформируемые, из них производят болты, гайки, детали автомобилей, латунные ленты, листы, проволоку, патрубки, трубы;
литейные (арматура, втулки, детали приборов, подшипники, штуцера гидросистемы автомобилей).

По процентному содержания цинка латуни разделяют на:

Красную (томпак), имеющую в составе 5-10% этого компонента. Такие сплавы идеальны для ювелирных украшений, статуэток и подобных художественных изделий.
Желтую, здесь процент цинка составляет 21-36%.

Причина популярности латуни — ее долговечность, надежность, устойчивость к перепадам температур, к механическим воздействиям. Поэтому детали, изготовленные из этого сплава, широко используют в системах водоснабжения, обустройстве канализации, в машино- и приборостроении. Латунные изделия имеют длительный срок службы, однако это справедливо лишь в том случае, если не нарушаются их правила эксплуатации.

Эффективность и препятствия

Есть несколько технологий, позволяющих без труда сваривать детали или изделия из латуни, однако они не отличаются простотой, обещают ощутимые затраты, требуют от мастера определенных навыков работы. Пайка — альтернатива, которая проще технологически, а значит, этот вариант подходит и для домашнего мастера, так как нет необходимости в высокой квалификации исполнителя.

Если содержание цинка в сплаве не слишком высоко, то на пути к цели не возникает непреодолимых препятствий: справиться с поставленной задачей позволяет простая пайка с использованием обычной канифоли. Когда процентное содержание данного металла в латуни превышает цифру 15, необходимы специальные флюсы.

Причина — сильное испарение во время пайки меди и цинка, оно приводит к образованию на материале крепкой оксидной пленки, а ее удалить довольно сложно. Поэтому без специальных припоев и нейтрализующих флюсов идеального результата добиться не получится.

Выбор оптимальных материалов

Прежде чем искать оптимальный вариант для пайки латуни, необходимо установить ее марку. Только в этом случае можно гарантировать приемлемый результат операции.

Выбор подходящего припоя

Это материал, обычно сплав, которым спаивают элементы. его особенность — температура плавления, обязанная быть ниже, чем у соединяемых металлов. Типичные примеры сплава — олово со свинцом, чистое олово.

Однако качество, механическая прочность такого сцепления и внешний вид очень далеки от идеала. Причины низкого качества — поры, появляющиеся в результате испарения цинка.

Чтобы обеспечить надежный контакт, температура плавления материала обязана быть значительно ниже латунной, а припой должен обладать отличной адгезией с этим сплавом.

Для пайки латуни, содержащей большое количество меди, лучше брать составы, относящиеся к медно-цинковым припоям, так как в результате присадки цинка снижается температура плавления данных сплавов. Например, припои ПМЦ54 и ПМЦ-48 плавятся при температуре 880°, ПМЦ-36 — при 800-825°.
Для таких же сплавов можно пользоваться серебряными припоями — марки от ПСр12 до ПСр72. Если в латуни большее содержание цинка, то рекомендованы аналогичные припои, однако не ниже ПСр40.
Относительно недороги медно-фосфорные припои — МФ-1, МФ-2, МФ-3. Они пластичны, но обладают хорошей электропроводностью. Если механические и вибрационные нагрузки будут велики, то лучше приобрести припои с серебром.
Если необходимо гарантировать особую прочность, то выбирают твердые медные сплавы: например, универсальный L-CuP6.

Последняя марка припоя имеет диапазон температур — 710-880. Она предназначена для работы с бронзой, красной бронзой, латунью, а также медью, при монтаже труб, радиаторов, системы отопления. При использовании серебряных или фосфорных припоев надо учитывать, что латунь интенсивно растворяется, поэтому время обработки (нагрева и пайки) необходимо сократить.

Флюсы: самодельные или готовые

Флюсы очищают поверхность металлов от жира, а также предотвращают образование оксидной пленки. Их тоже подбирают в зависимости от состава сплавов. Для соединений меди достаточно одной лишь канифоли, однако для латуни уже необходимо более агрессивное средство. Самый простой вариант флюса для пайки латуни — смесь буры с борной кислотой (1:1). Ее заливают водой (5 мм на 1 г), кипятят, помешивая, потом остужают. Однако лучшими характеристиками обладают «профессионалы» — покупные составы.

Флюс Бура. Он известен очень давно, однако с тех пор не растерял своих поклонников. Причина популярности — его качественная работа.
Не менее эффективны другие марки: ПВ-209 (от 700 до 900°), ПВ-209Х (от 650 до 850°).

Источник: https://dom-i-remont.info/posts/obshhie-voprosy/kak-payat-latun-kak-vyibrat-flyus-pripoy-i-podhodyashhiy-instrument/

Правила и способы патинирования латуни

Многие вещи и материалы теряют свой привлекательный при состаривании, но на металлы и сплавы из них это не распространяется. Патина, или налет окислов, придает предметам из металла дороговизну и ценность.

Именно по этой причине элементы, изготовленные из состаренного металла, можно обнаружить в стилизованном интерьере. Многие задаются вопросом о том, как выполнить патинирование латуни в домашних условиях.

На самом деле сделать это несложно, главное — запастись необходимым инвентарем и придерживаться правил выполнения такой работы.

Патинирование: что это?

Для того чтобы выяснить суть патинирования, следует узнать об особенностях такого сплава, как латунь. Основная часть ее состава приходится на медь, а лигатура латуни представлена цинком. Также в сплав может добавляться цинк.

При взаимодействии с воздухом и некоторыми химическими веществами, присутствующими в воздухе, многие металлы и их сплавы начинают покрываться закисями и окислами, имеющими вид буро-красного или зеленого налета. Такой налет называют патиной, образуется она в процессе окисления металла.

Сам процесс образования патины называется оксидированием.

Патинированная латунь

Многие считают, что патинирование является тем же, что и оксидирование. На самом деле это не так, ведь оксидирование представляет собой естественный процесс, в то время как патинирование металла является искусственным состариванием. В процессе патинирования металл или сплав меняет свой цвет и приобретает состаренный вид.

Как состарить сплав?

Чтобы нанести патину на металл своими руками, важно знать не только о том, как состарить латунь, но и как нужно работать с используемыми веществами и инструментами. Прежде всего следует позаботиться о соблюдении правил личной безопасности.

Все дело в том, что в состав патинирующего средства и его аналогов входят химические вещества, которые могут нанести непоправимый вред здоровью человека. Поэтому в процессе работы руки и глаза должны быть защищены от случайного попадания на кожу (слизистые) агрессивных веществ.

Организовывать работу необходимо в качественно вентилируемом помещении.

Работа над металлическим предметом начинается его подготовкой к патинированию. Прежде всего поверхность изделия следует обезжирить, а сделать это можно с помощью ацетона — достаточно нанести небольшое количество этого средства на ватный диск и тщательно протереть им изделие. Затем изделие из латуни следует промыть в проточной воде с мылом и высушить.

Металлический предмет можно запатинировать составом, который в народе называется «серная печень». Приготовить его просто:

Берут 1 часть порошковой серы и смешивают ее с двумя частями поташа.
Полученную массу кладут в стеклянную посуду, которую затем ставят на медленный огонь.
Порошок должен расплавиться и спечься. Как только это случилось, следует отсчитать 15 минут и только по их истечении выключить огонь.
Как только масса спечется, ее следует измельчить до консистенции порошка. Хранят порошок в банке, закрытой крышкой.

Серная печень

Существует несколько эффективных методов состаривания латуни с применением серной печени.

Берут литр воды и добавляют в него 20 граммов порошка. Предмет из латуни окунают в сделанный раствор и следят за тем, как изделие будет менять цвет. После такой обработки латунь окрасится в нежно-золотистый оттенок.
Чтобы сплав приобрел светло-серый оттенок, нужно взять литр воды и добавить в него по 3 грамма серной печени и хлористого натрия. За окрашиванием изделия из латуни нужно внимательно следить, и как только будет достигнут нужный эффект, предмет нужно достать из раствора и ополоснуть водой.
В концентрированный раствор сульфата меди постепенно добавляют нашатырь и ждут, когда раствор приобретет ярко-синий оттенок. Очищенный предмет на несколько минут погружают в такой раствор, после чего достают его и немного подогревают. После такой обработки изделие приобретет бурый оттенок. Также этот способ подходит для состаривания меди.
Для состаривания меди или латуни понадобится наждачная бумага, которой нужно тщательно обработать поверхность изделия. После шлифовки можно наносить на изделие раствор хлористой патины. Также можно окунуть в этот раствор изделие, нуждающееся в патинировании.
Для чернения латуни можно применять раствор, состоящий из металлической меди и азотной кислоты.
Для получения патины оливкового цвета следует приготовить раствор, состоящий из бертолетовой соли, хлорида аммония и нитрата меди. Раствор следует подогреть и на 15 минут окунуть в него изделие из латуни.
Чтобы получить патину золотого цвета, следует обработать изделие из латуни раствором, состоящим из 180 граммов молочного сахара, 0,6 грамма сульфида меди и 180 граммов щелочи. Раствор подогревают до 90 градусов, после чего на 15 минут окунают в него изделие из латуни.
Для придания латуни темно-серого цвета нужно использовать сурьму. Это вещество следует нанести на поверхность изделия и затереть ее жесткой щеткой. Как только будет создан желаемый оттенок, изделие следует тщательно вымыть и высушить, выложив его в древесные опилки.
Также можно нанести на поверхность изделия из латуни азотную кислоту (для этого следует воспользоваться ватным тампоном, пропитанным кислотой).

Описанные рецепты средств, используемых для патинирования латуни, также можно применять к серебру и чистой меди.

Латунь

Латунь — сплав меди с цинком (от 5 до 45%). Латунь с содержанием от 5 до 20% цинка называется красной (томпаком), с содержанием 20–36% Zn – желтой. На практике редко используют латуни, в которых концентрация цинка превышает 45%.

Цинк более дешевый материал по сравнению с медью, поэтому его введение в сплав одновременно с повышением механических, технологических и антифрикационных свойств, приводит к снижению стоимости — латунь дешевле меди.

Электропроводность и теплопроводность латуни ниже, чем меди.

СТРУКТУРА

Медь с цинком образуют кроме основного α-раствора ряд фаз электронного типа β, γ, ε. Наиболее часто структура латуней состоит из α- или α+β’- фаз: α-фаза — твёрдый раствор цинка в меди с кристаллической решёткой меди ГЦК, а β’-фаза — упорядоченный твёрдый раствор на базе химического соединения CuZn с электронной концентрацией 3/2 и примитивной элементарной ячейкой.

При высоких температурах β-фаза имеет неупорядоченное расположение ([ОЦК]) атомов и широкую область гомогенности. В этом состоянии β-фаза пластична. При температуре ниже 454—468 °C расположение атомов меди и цинка в этой фазе становится упорядоченным, и она обозначается β’. Фаза β’ в отличие от β-фазы является более твёрдой и хрупкой; γ-фаза представляет собой электронное соединение Cu5Zn8.

СВОЙСТВА

Плотность — 8300—8700 кг/м³. Удельная теплоёмкость при 20 °C — 0,377 кДж·кг−1·K−1. Удельное электрическое сопротивление — (0,07-0,08)·10−6 Ом·м. Диамагнетик, так как медь и цинк диамагнетики.Температура плавления латуни в зависимости от состава достигает 880—950 °C.

С увеличением содержания цинка температура плавления понижается. Латунь достаточно хорошо сваривается (однако нельзя сваривать латунь сваркой плавлением — можно, например, контактной сваркой) и прокатывается.

Хотя поверхность латуни, если не покрыта лаком, чернеет на воздухе, но в массе она лучше сопротивляется действию атмосферы, чем медь. Имеет жёлтый цвет и отлично полируется.

Висмут и свинец имеют вредное влияние на латунь, так как уменьшают способность к деформации в горячем состоянии. Тем не менее легирование свинцом применяют для получения сыпучей стружки, что облегчает её удаление при обработке резанием.

Источник: http://mineralpro.ru/minerals/brass/

Латунь: что это такое, состав и свойства сплава, сферы его применения

Латунь — это металлический сплав на основе меди (Cu) и цинка (Zn), в который могут добавляться никель, свинец, олово, алюминий, марганец. В зависимости от состава сплав приобретает различные свойства и цвета.

Несмотря на открытие цинка, являющегося главным компонентом латуни, лишь в XVI веке, она была известна человеку и до нашей эры. Например, римляне сплавляли медь с галмеем (цинковой рудой) и делали из сплава различные украшения и тонкостенную посуду.

Производство сплава распространилось и на среднюю Азию, откуда изделия попадали на Русь, где так же оценили прочность и блеск материала. И только после открытия цинка в 1746 году стало возможным появление латуни в привычном для современного человека виде. Произошло это 13 июля 1781 года, когда Джеймс Эмерсон зарегистрировал соответствующий патент, поэтому говорят, что латунь была открыта 2 раза.

Состав латуни

Классической формулой латуни является соотношение меди и цинка как 1:2. Именно такое соотношение упоминается ещё на рубеже XIX и XX веков в энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона.

В современных условиях количество добавляемого в медь цинка может быть значительно меньше, но, как правило, не превышает 30%, за исключением технических сплавов, в которых допускается наличие и 50% цинка.

Чем больше цинка добавляется, тем ниже стоимость итогового материала, так как цинк сам по себе дешевле меди.

По составу сплава различают:

Двухкомпонентные, формула которых является достаточно простой и представляет собой сочетание меди и цинка в различных пропорциях. Такой сплав, в соответствии с ГОСТ, маркируется буквой «Л», за которой следует цифра, обозначающая процентное содержание меди. Например, «Л80», то есть сплав состоит из 80% меди и 20% цинка.
Многокомпонентные, содержащие дополнительные элементы, которые называют легирующими, например, олово, свинец, алюминий и др. Маркировка таких сплавов зависит от находящихся в их составе элементов, причём подсчёт количества цинка производится путём вычитания из 100% доли других элементов. Например, латунный сплав, состоящий из 63% меди, 3% свинца и 34% цинка, будет выглядеть как «ЛС63–3».

В зависимости от содержания цинка в латунном сплаве, выделяют:

Красную, содержание цинка в которой находится в пределах 5–20%
Жёлтую, содержащая более 20% цинка

Свойства латуни

Температура плавления латуни составляет 880–950 °C, причём, чем выше содержание цинка, тем ниже будет температура плавления. Она отлично поддаётся обработке давлением, имеет высокие механические свойства, неплохую устойчивость к коррозии.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Почему пули из свинца

Однако, например, бронза выигрывает у латуни в прочности и коррозийной устойчивости. А также она неустойчива в морской воде, углекислых растворах и в органических кислотах. Неприятным свойством сплава является его потемнение на открытом воздухе, для предотвращения этого латунные изделия покрывают лаком.

Латунные детали не теряют пластичность при понижении температуры, что делает их хорошим конструкционным материалом.

Латунь и медь очень схожи внешне, и непрофессионалу будет сложно разграничить их. Первая имеет повышенную твёрдость и износоустойчивость, но является менее тугоплавкой. При этом латунный сплав значительно удобнее в обработке за счёт высокой ковкости и вязкости.

Он превосходит медь и по коррозийной стойкости, причём более высокая температура повышает скорость образования коррозии, источником которой могут стать высокая влажность, повышенное содержание аммиака и сернистого газа в воздухе.

Для её предупреждения латунные изделия подлежат обжигу при низких температурах после обработки.

Свойства отдельных видов латуней

Деформируемые латуни — такие сплавы, в которых содержание цинка менее 10%, их ещё называют томпак. Томпак пластичен, не ржавеет и обладает низкой силой трения. Томпак хорошо сваривается со сталью и имеет золотистый оттенок.

Литейная латунь предназначена для создания изделий путём литья. меди в ней варьируется от 50 до 80%. Такой сплав не подвержен ржавчине, не подвержен деформации посредством трения с другими материалами, хорошо сопротивляется силовому внешнему воздействию (высокие механические свойства), не имеет склонности к распаду. А также, благодаря жидкому состоянию, металл удобен в обработке, что позволяет залить его в любую форму.

Автоматная латунь — сплав, обязательным элементом которого является свинец, позволяющий получать короткую стружку при обработке изделия в автоматизированном режиме, что снижает износ разделяющего механизма, повышая скорость работы.

Влияние легирующих элементов на свойства сплава

Легирующий элемент — такой элемент, который добавляется в металл, для изменения его структуры и химического состава.

За счёт алюминия достигается снижение летучести сплава, так как на поверхности расплавленной латуни появляется защитный слой из оксида алюминия.
Магний используют, как правило, в сочетании с железом и алюминием для достижения повышенной прочности и коррозийной стойкости изделия.
Никель защищает сплав от отрицательного влияния процессов окисления
Свинец является самым распространённым легирующим элементом, который повышает пластичность и ковкость, а также качество резки металла.
Кремний влияет на прочность и твёрдость сплава, а в сочетании со свинцом повышает антифрикционные свойства, что делает такой сплав конкурентноспособным даже с оловянной бронзой.
Добавление олова обусловлено использованием латуни в морской воде, так как оно повышает прочность и антикорозийность металла.

Применение латуни

Сплав является одним из самых наиболее используемых в мире, его даже называют вечным металлом, так как он практически не подвергается износу.

Двухкомпонентные сплавы, содержащие до 20% цинка, применяются для создания змеевиков, запчастей для машин, тепловой аппаратуры. Соединения, содержащие до 40% цинка, идут, например, на создание фурнитуры, штампованных изделий.

Использование многокомпонентных латуней значительно шире. Они используются при создании труб, кораблей, летательных аппаратов, часов, пружин и т. д.

Из томпака изготавливают всевозможные знаки различия и художественные изделия. Различного рода арматура, сепараторы, подшипники, изделия, устойчивые к ржавчине изготавливают из литейной латуни. Применение автоматной латуни проявляется в создании крепёжных изделий (гаек, болтов, винтов, саморезов и т. д.), на которые нарезаются латунные листы, полосы, прутки.

Латунь, свойством которой является неподвластность магнитному притяжению, используется для создания компасов. За счёт высокой теплоёмкости ещё в царской России из латуни делали самовары, которые и по сей день изготавливаются из этого материала.

Изготавливаются из неё и предметы церковного обихода.

Несмотря на низкую себестоимость, сплав используется для создания престижных вещей, например, популярных зажигалок Zippo, корпуса которых производятся из латуни с дальнейшим напылением на них иных металлов различного цвета.

Латунь в ювелирном деле

Применение латунный сплав нашёл и в ювелирном деле. Ювелиры выделяют жёлтую (среднее содержание цинка), золотистую (низкое содержание цинка), и зелёную латунь (высокое содержание цинка).

Если сплав состоит на 15% из цинка и на 5% из алюминия, то он максимально напоминает золото, а благодаря отличной податливости полировке хороший мастер сможет сделать украшение, которое неспециалист никогда не сможет отличить от золотого изделия.

Этот факт известен и мошенникам, которые подделывают золото. Для очистки подобных украшений используется щавелевая кислота.

Сплавы, маркированные «Л62» и «Л68», являются материалом, на котором обучаются начинающие ювелиры, так как по своим механическим характеристикам он максимально приближен к золоту.

Источник: https://kamni.guru/ukrasheniya/metally/latun-chto-eto-takoe-ee-svoystva-i-primenenie.html

Производство латуни: основные особенности процесса

Латунь может отличаться по своему химическому составу. Сплав, в котором из компонентов присутствует исключительно цинк и медь, именуют двухкомпонентным. Материал латунь, в составе которого присутствуют дополнительные легирующие элементы — многокомпонентным. В них, помимо меди и цинка, могут присутствовать такие элементы как железо, олово, алюминий и пр. Дополнительные компоненты необходимы для того, чтобы качественно улучшить те или иные свойства сплава.

Классификация латуни по различным признакам

Основные типы латуни классифицируются по присутствующим в сплаве легирующим элементам:

свинцовая латунь;
оловянная латунь;
марганцевая латунь;
никелевая латунь;
кремнистая латунь;
алюминиевая латунь.

В зависимости от выбранного способа обработки сплава:

литейная латунь (используется в приборостроении, производстве подшипников, арматуры);
деформируемый металл латунь (применяется в производстве труб, проволоки, листового металла, латунной ленты).

В зависимости от соотношения цинка в сплаве:

до 20% (но не меньше 5%) — томпак (или красный латунный сплав);
от 20% до 36% — латунный сплав желтый.

Чем интересны свойства латуни производителям

Металлический латунный сплав характеризуется отличными показателями:

стойкости к механическим повреждениям;
простоты обработки под давлением;
устойчивости к коррозии.

Металл латунь как сплав не устойчива к углекислым растворам, растворам, в которых присутствуют кислоты органического происхождения. к морской воде. Сплав с малым содержанием цинка более коррозионоустойчив при нормальных температурах.

Использовать сплав меди и цинка не рекомендуется при производстве деталей и изделий, контактирующих с сернистым газом, аммиаком, водой.

Производство легированной латуни

Отдельные легирующие элементы способны повлиять на конечные свойства и качетсва полученного сплава. При изготовлении латуни могут дополнительно использоваться:

олово (сказывается на конечных показателях стойкости сплава к коррозии при длительном контакте с соленой морской водой, расширяет диапазон прочности материала);
марганец (положительно влияет на показатели прочности латуни и ее антикоррозионные качества);
свинец (используется в изготовлении латуни, если готовый сплав впоследствии будет подвергаться процедуре резки по металлу, может не лучшим образом сказаться на показателях его механической прочности);
никель (позволяет повысить показатели стойкости латуни во время ее пребывания в различных средах);
алюминий (позволяет снизить показатели летучести цинка за счет образования на поверхности сплава прочной оксидной пленки);
кремний (обеспечивает латуни лучшие показатели свариваемости, однако снижает твердость получаемого сплава).

Как получают латунь в производстве

Изготовление латуни осузествляется по технологическим картам, разработанным в цинковой и медной промышленности. Нередко сплавы получают посредством вторичной переработки сырья: медных заготовок, цинковых отходов и пр. Особенно часто вторичное сырье используется во время литья латуни с дополнительными элементами.

Литье латуни — сложный процесс, обеспечиваемый наличием на производстве разных типов плавильных печей. Особым спросом среди технологов пользуются современные низкочастотные печи (индукционные), оснащенные дополнительно магнитопроводом.

Необходимо учитывать, что в процессе плавки металлов происходит их частичное испарение. Поэтому производить литье можно только при наличии мощной производственной вытяжной вентиляции. Существует также риск возгорания компонентов будущего сплава в процессе литья — необходимо постоянно следить за температурой в плавильной печи, чтобы исключить возможность перегревания.

Перед началом изготовления латуни определенного состава необходимо полностью очистить печь. Затем в ней будет разогреваться медь до состояния красного каления, после чего — добавляются цинковые заготовки. Чтобы предотвратить процесс окисляемости цинка, медь в сплавах всегда добавляется первой.

Для того, чтобы получить литейную латунь, расплавленный в печи сплав разливается в заранее подготовленные формы. В итоге сплав застывает и образует круглые, плоские слитки. После завершения процесса литья, можно производить со сплавом дальнейшие работы. К примеру, подвергать его термической обработке в целях увеличения показателей прочности, производить старение и закаливание сплава, деформировать слитки при необходимости.

Основные сферы использования латунных сплавов

В машиностроении сплавы латуни применяются для производства переходников, втулок, охлаждающих систем для двигателей. В строительстве данный сплав нередко применяется в изготовлении трубной арматуры, отдельных элементов сантехнического оборудования.

Латунь нередко становится материалом, популярным в дизайнерской среде: ее презентабельный внешний вид позволяет изготавливать из сплавов многочисленный интерьерные компоненты.

16 апреля 2017

Источник: https://tdspecstal.ru/articles/brass.html

Из чего делается латунь

Лату́нь — двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим компонентом является цинк, иногда с добавлением олова (меньшим, чем цинка, иначе получится традиционная оловянная бронза), никеля, свинца, марганца, железа и других элементов. По металлургической классификации к бронзам не относится.

История и происхождение названия [ править | править код ]

Несмотря на то, что цинк как химический элемент был открыт только в XVI веке, латунь была известна ещё до нашей эры [1] [2] . Моссинойки получали её, сплавляя медь с галмеем [3] , то есть с цинковой рудой. В Англии латунь была впервые получена путём сплавления меди с металлическим цинком, этот метод 13 июля 1781 года запатентовал Джеймс Эмерсон (британский патент № 1297) [4] [5] . В XIX веке в Западной Европе и России латунь использовали в качестве поддельного золота.

Во времена Августа в Риме латунь называлась орихалк (лат. aurichalcum — буквально «златомедь»), из неё чеканились сестерции и дупондии. Орихалк получил название от цвета сплава, похожего на цвет золота. Однако в самой Римской империи до завоевания Британии в I веке н. э.

латунь не производилась, поскольку у римлян не было доступа к источникам цинка (которые появились и стали разрабатываться только после образования провинции Британия в составе империи), до этого цинк мог только ввозиться эллинскими и римскими торговцами, собственной его добычи в континентальной Европе и Средиземноморье не было [6] .

Общая мировая потребность в цинке для изготовления латуни составляет в настоящее время около 2,1 млн т. При этом в производстве используется 1 млн т. первичного цинка, 600 тыс. т. цинка, полученного из отходов собственного производства, и 0,5 млн т вторичного сырья [ источник не указан 540 дней ] . Таким образом, более 50 % цинка, используемого в производстве латуни, получают из отходов. Технические латуни содержат обычно до 48-50 % цинка.

В зависимости от содержания цинка различают альфа-латуни и альфа+бета-латуни. Однофазные альфа-латуни (до 35 % цинка) хорошо деформируются в горячем и холодном состояниях. В свою очередь двухфазные альфа+бета-латуни (до 47- 50 % цинка) малопластичны в холодном состоянии. Их обычно подвергают горячей обработке давлением при температурах, соответствующих области альфа- или альфа+бета-фаз.

По сравнению с альфа-латунью двухфазные латуни обладают большей прочностью и износостойкостью при меньшей пластичности. Двойные латуни нередко легируют алюминием, железом, магнием, свинцом или другими элементами. Такие латуни называют специальными или многокомпонентными. Легирующие элементы (кроме свинца) увеличивают прочность (твёрдость), но уменьшают пластичность латуни. в латуни свинца (до 4 %) облегчает обработку резанием и улучшает антифрикционные свойства.

Алюминий, цинк, кремний и никель увеличивают коррозионную стойкость латуни. Добавление в латунь железа, никеля и магния повышает её прочность.

Физические свойства [ править | править код ]

Плотность — 8500—8700 кг/м³.
Удельная теплоёмкость при 20 °C — 0,377 кДж·кг −1 ·K −1 .
Удельное электрическое сопротивление — (0,07-0,08)⋅10 −6 Ом·м .
Не является ферромагнетиком
Температура плавления латуни в зависимости от состава достигает 880—950 °C. С увеличением содержания цинка температура плавления понижается.
Латунь достаточно хорошо сваривается различными видами сварки, в том числе газовой и дуговой в среде защитных газов, и прокатывается. Технологии сварки латуни описаны в соответствующей литературе. Хотя поверхность латуни, если не покрыта лаком, чернеет на воздухе, но в массе она лучше сопротивляется действию атмосферы, чем медь. Имеет жёлтый цвет и отлично полируется.
Висмут и свинец имеют вредное влияние на латунь, так как уменьшают способность к деформации в горячем состоянии. Тем не менее легирование свинцом применяют для получения сыпучей стружки, что облегчает её резку [7] .

Диаграмма состояния Cu — Zn [ править | править код ]

Однофазные латуни характеризуются высокой пластичностью; β’-фаза очень хрупкая и твёрдая, поэтому двухфазные латуни имеют более высокую прочность и меньшую пластичность, чем однофазные.

цинка в меди оказывает влияние на механические свойства отожжённых латуней.

При содержании цинка до 30 % возрастают одновременно и прочность, и пластичность. Затем пластичность уменьшается, вначале за счёт усложнения α — твёрдого раствора, а затем происходит резкое её понижение в связи с появлением в структуре хрупкой β’-фазы. Прочность увеличивается до содержания цинка около 45 % , а затем уменьшается так же резко, как и пластичность.

Источник: https://crast.ru/instrumenty/iz-chego-delaetsja-latun