Металл латунь характеристика плюсы и минусы

Обновлено: 28.09.2024

Из чего состоит латунь, чем она хороша и где применяется? Каковы ее плотность, температура плавления и другие физические свойства? В этой статье мы ответим на вопросы как о самой латуни, так и об изделиях из этого материала. Особый фокус – на латунной дверной фурнитуре: ручках, петлях, навесных замках и цилиндровых механизмах. Как производитель замочно-скобяных изделий мы просто не могли обойти эту близкую нам тему стороной.

Латунь – сплав металлов на основе меди с добавлением цинка (и иногда присадками других элементов). При этом медь всегда превалирует, а содержание цинка колеблется в пределах от 5 до 45% в зависимости от марки сплава.

Податливая, стойкая к коррозии и сверкающая золотом, латунь применяется еще с античности. Считается, что одними из первых ее изловчились добывать моссинойки – племена, тысячи лет назад населявшие Причерноморье. Водилась латунь и в Древнем Риме, но по достоинству ее там толком не оценили. Возможно, виной всему уж слишком сильное и оттого разочаровывающее сходство с золотом, но вероятнее всего – дефицит на Апеннинах цинковой руды. Мало что изменилось и в эпоху Средневековья. Если латунь и использовалась, то эпизодически и по большей части в Китае и Индии, тогда как как европейцев куда больше занимало железо.

Короче говоря, латунный бум откладывался очень долго, вплоть до XVIII века. К этому времени цинк уже был описан и добывался по всей Европе, а Промышленная революция запустила гонку предпринимательского азарта. Победителем в последней стал Джеймс Эмерсон из Бристоля, в 1781 году запатентовавший технологию сплавки меди с цинком. Это событие и есть нулевая точка, определившая вектор развития латунной металлургии.

Прочность и долговечность делают латунь подходящим материалом для корпусов духовых инструментов и варганов. Не забудем и про латунные гитарные струны – может, не самые прочные, зато со звонким объемным звучанием.

Латунь исключительно стойка к водным средам, а с присадкой марганца и некоторых других металлов ее иммунитет к коррозии только возрастает.

На правах медесодержащего сплава с высокой электропроводностью латунь применяется при изготовлении токопроводящих винтов, шайб, гаек, штепсельных контактов и коммутирующих элементов.

Знаете ли вы, что начинающие ювелиры часто выбирают латунь учебным материалом? Особенно марки Л62 и Л68. Они и внешне напоминают золото, а уж по механическим свойствам вообще один в один 583 проба.

Из латуни отливают элитные дверные ручки и петли премиум-качества; корпуса навесных замков; механизмы и высокоточные детали к ним.

Отметим, что латунь с Zn ≤ 20% называют красной. Ее, в свою очередь, подразделяют на томпак (Zn <10%), полутомпак (Zn 10-20%).

Отлично подходит для тонкостенного литья, создания сложных и детализированных форм, точного воспроизведения размеров. Сравните при возможности латунные и стальные петли для деревянных дверей – разница в качестве видна ненаметанным глазом.

Те же латунные петли необязательно покрывать гальваникой. Достаточно их отполировать и пройти сверху лаком – будет вам сияющий золотистый цвет.

Основная причина: высокое содержание меди. С точки зрения электрохимии медь относится к малоактивным металлам. При окислительных реакциях она слабо вытесняется водородом и неохотно участвует в межмолекулярной диффузии. Во многом поэтому на латунь так прочно налипают гальванические покрытия: «хром», «никель», «античная бронза» и др.

Дело в основном в теплопроводности. Чем ниже теплопроводность металла – тем теплее он кажется в условиях комнатной температуры. Посмотрите таблицу выше – у латуни теплопроводность в 2 раза ниже, чем у алюминия. Неудивительно, что латунные межкомнатные ручки по ощущениям комфортней, чем алюминиевые.

Она не ржавеет (в ней нет или почти нет железа) и мало подвержена коррозии. Да, когда-нибудь на латуни проступят темная окись и зеленоватая патина. Однако: а) в обычных бытовых условиях и при наличии слоя лака этот процесс растянется на десятилетия; б) окислы можно вывести полиролем или народными средствами.

В подтверждение всему сказанному фото выше. Сложно поверить, но эта латунная ручка-скоба родом из 1950х!

Там, где существует риск вандализма, уместней использовать сплавы потверже. Есть один показательный пример из жизни – навесные замки. Если на дверь в сарай латунный замок в самый раз, то куда-нибудь в гараж берите стальной или чугунный.

С плотностью 8500–8700 кг/м3 латунь перевешивает все основные фурнитурные сплавы: и сталь Ст3 (7850 кг/м3), и ЦАМ 4-1 (6700 кг/м3), и алюминий (2700 кг/м3). Имейте это в виду, если подбираете что-то с прицелом на транспортабельность –скажем, навесной замок на противоугонную цепь для велосипеда.

Латунные петли в 3-5 раз дороже соразмерных им стальных. Похожая ситуация и с дверными ручками. Цена алюминиевой ручки – 500-1000 руб.; аналог из ЦАМ будет стоить от 1200 руб. Точно такая же по дизайну ручка из латуни обойдется минимум (!) в 4500-6000 руб.

Главный элемент сплава. Отвечает за твердость, износостойкость, электропроводящие и теплообменные свойства.

Сплавляется с медью для улучшения механических, технологических и антифрикционных свойств, влияет на цвет (см. п.3). При добавлении до 38% цинка повышается прочность, причем без существенных потерь в пластичности. В то же время, если цинка 20% и более, сплав становится восприимчивее к коррозионному растрескиванию из-за остаточных напряжений, особенно во влажной атмосфере со следами сероводорода или аммиака.

Все двухкомпонентные латуни считаются двойными (простыми). Обозначаются они буквой Л, за которой следует указание усредненного % меди. Пример: Л68 – простая обрабатываемая давлением латунь с Cu 68%, Zn 32% и примесями.

Повышает стойкость к коррозии, вместе с тем ухудшая литьевые качества (один из нежелательных эффектов – пенистость в отливках).

Добавляется для большей сопротивляемости коррозии в морской воде, атмосфере горячего пара и хлоридов. Как правило, комбинируется с другими присадками.

Уменьшает зернитость, делает сплав тверже и затрудняет кристаллизацию. Если доля железа выше 3%, изменяются магнитные свойства.

Улучшает механические и антикоррозийные качества. Если сравнивать с другими латунями, именно никелевые – самые стойкие к обесцинкованию и коррозионному растрескиванию. Ввиду этого они активно применяются в морском судостроении.

Повышает коррозионную стойкость в пресной и морской воде. Содержится в доле до ~1,5% в так называемых морских латунях (Л070-1, ЛО62-1).

Улучшает резку на станках, снижает трение. Но есть и побочные эффекты: уменьшается пластичность, возрастает риск горячеломкости латуни (особенно в сплавах с Zn 30-33%).

Отметим особый порядок маркировки многокомпонентных латуней. В названии сначала идет «Л» (латунь), а затем начальные буквы других легирующих элементов. Числа после букв обозначают долю элемента в %. Примеры: ЛАЖ60-1-1 – латунь с Cu ~60%, Al ~1%, Fe ~1%; остальное – цинк и примеси. ЛЦ23А6Ж3Мц2 – латунь с Zn ~23%, легированная Al ~6%, Fe ~3%, Mn ~2%; остальное – медь и примеси.

Бронза – сплав меди и олова (~12%); иногда с присадками алюминия, марганца, фосфора, кремния и других элементов. Главные отличия: цвет (медь обычно приглушенно-красноватая, без блеска, латунь – желтая и блестящая), зернистость (латунь в срезе мельче зерном), твердость (латунь мягче, проще обрабатывается), стойкость в агрессивных средах (бронза лучше противостоит морской воде).

Петли из латуни литые, поэтому они намного точнее и ровнее. Стальные же штампуют из рулонной ленты, а ось загибают на станке. Просто сравните качество исполнения оси на фото выше (слева латунная петля, справа – стальная).

Чем еще плохи стальные петли? На них всегда видны стыки и швы, половинки могут не совпадать по геометрии, а зазор порой достигает 2-2,5 мм. Все это сулит проблемы при врезке и, естественно, ухудшает ход петель.

ЦАМ – хороший материал, но латунь все равно лучше. Вы поймете это по прошествии времени. За 7-10 лет ручка из ЦАМ может локально протереться, покрыться пятнами – где-то больше, где-то меньше. Для ручек же из латуни 10 лет вообще не срок, тем более если это полированная латунь (без гальванического покрытия).

Да. Применение латуни в изготовлении механизмов секретности способствует большей точности и коррозионной стойкости деталей. Если вы возьмете навесные замки или цилиндры топ-брендов (Cisa, Abus, Mottura), почти наверняка пины будут из латуни или бронзы, сердечник – из латуни или нержавеющей стали. В дешевых механизмах они могут быть из цинковых сплавов.

Вообще-то да, благодаря высокому содержанию меди. Однако это больше относится к прокатной латуни. Не забудьте, что готовые изделия покрывают лаком, а иногда – еще и гальваникой или PVD-напылением (как в элитных швейцарских часах). Логично, что с каждым таким слоем антибактерицидный эффект снижается.

Мы используем разные сплавы; в основном – с 59-61% меди. В петлях в целях снижения трения и улучшения обрабатываемости применяется освинцованная латунь (Cu 54-57,4%, Pb 2,3-2,65%).

Кроме дверной и оконной фурнитуры мы продаем латунные смесители и душевые гарнитуры Manzzaro (Россия-Италия). В них использован литейный премиум-сплав ЛЦ40С – с 59-60% меди и пониженной долей свинца: 1,0-1,6% (вместо 2,5-3,5%, как у многих популярных марок сантехники).

Это значит, что изделие из чистейшей латуни. Доли вредных примесей, таких как висмут, мышьяк и сурьма, снижены до минимально возможных. К слову: дверные и оконные петли Palladium, а также корпуса наших латунных навесных замков изготовлены из латуни класса A.

Лучше всего приобрести полировочную пасту. Если не нашли – состряпайте сами из обычных столовых ингредиентов. Вот один из способов: в равных пропорциях смешайте муку с солью. Влейте к ним уксус – столько, чтобы получилась густая пастообразная смесь. Эту смесь нанесите на марлю или любую другую мягкую ткань и протрите латунь до блеска. Естественно, перед всем этим с латуни нужно удалить старый лак, а в конце – заново пролакировать.

В классических антуражах – с древесной текстурой маслянистых тонов, шелком и парчой, мрамором, зеркалами. В современных – с бетоном, темно-синим и угольно-серым цветами, элементами стиля лофт и, опять же, с зеркалами.

«Три кубика (из мрамора, льда и латуни) имеют одинаковый объем. Какой из них имеет наибольшую массу, какой – наименьшую?»

Что это? Задача из физики? Ответ: кубик из латуни будет самым тяжелым, потому что из этих трех материалов у латуни наибольшая плотность. Самый легкий кубик – ледяной (у льда наименьшая плотность).

Также в продаже: кухонные аксессуары и сантехника премиум-класса Manzzaro – латунные смесители и стойки для душа в стилях «ретро» и «хай-тек». Всё в наличии, звоните или заказывайте нужный вам товар онлайн. Доставка по всей России (от 1 дня), в Беларусь (от 4 дней) и Казахстан (от 6 дней).

Разновидности сплава латуни, его характеристики и область применения

Латунь – сплав меди и цинка, известный с самых давних античных времен. Производить его научились еще в Древнем Риме. И хотя цинк как металл в те времена известен еще не был, цинкосодержащую породу в металлургии научились использовать вполне успешно.

Сегодня латунные сплавы разного вида используются в очень многих областях народного хозяйства. Поэтому данная статья будет посвящена изучению свойств, характеристик, марок и цены за 1 кг латуни, ее применение и производство.

Что такое латунь

Это одна из разновидностей сплавов на основе меди, известная наряду с бронзами – алюминиевыми, свинцовыми, кремниевыми и так далее.

• Основным его компонентом выступает медь, вторым всегда является цинк.
• Кроме того, в состав могут входить разнообразные дополнительные ингредиенты – тот же свинец, олово, кремний.

Данное видео расскажет о том, как заварить латунь:

Понятие и особенности

Сплав – макроскопический однородный материал, в состав которого входят, в основном, металлические компоненты. Его отличие от вещества состоит в наличие свойств, обеспечиваемых микроструктурой и кристаллической структурой фаз. Так, электропроводность и теплопроводность, присущая металлам, всегда является свойством и сплава. Но при этом физические характеристики могут изменяться в зависимости от внешних условий, если главенствующей становится та или иная фаза.

• Так, например, если речь идет о латуни, увеличение доли цинка влияет на свойства сплава нелинейным образом. Цинк в меди растворяется до 39%. До достижения этой величины сплав обладает вполне определенной структурой и отличается высокой пластичностью при относительно малой прочности. При увеличении доли цинка раствориться он уже не может. В результате появляется другая кристаллическая фаза, которая обеспечивает уменьшение пластичности и увеличение прочности.
• Эта особенность всех сплавов, а не только латунных, требует обращать пристальное внимание на состав. Золотистая латунь с долей меди в 75% пластина, легко деформируется без нагрева и идеально подходит для ювелирного дела. Латунь с содержанием меди в 58% к деформируемым уже не относится, но зато отлично показывает себя при производстве отливок.
• В целом все медные сплавы разделяют на латуни, бронзы и припои. Бронзы – это составы, включающие медь и олово в основном, а также бериллий и алюминий, латуни – медь и цинк. Припои могут иметь сложный состав. Но если от припоя отличить материал не составляет труда, то с бронзой можно перепутать.

По внешнему виду они очень похожи. Особенно при одинаковой доле меди, однако свойства их отличаются.

• Бронза обладает выраженной крупнозернистой структурой, отличается долговечностью и хорошей стойкостью к коррозии: изделия из бронзы могут эксплуатироваться на улице. Мало чувствительна бронза и к морской воде, что обеспечило ей большую популярность в судостроении. Ковкость бронзы ниже, чем у латуни, к тому же температура деформации выше, но зато и изделия сохраняют свой вид неизменным очень долго.
• Латунь – материал, куда более пластичный, поддается холодной ковке, температура деформации ниже 300 С.. Однако именно пластичность является причиной высокой изнашиваемости материала, так что латунные изделия могут использоваться только в качестве внутреннего декора. Стойкость к коррозии в целом ниже, однако специальные сплавы – морская латунь, например, могут соперничать с бронзой в стойкости к действию солей и кислот.

Латунь чаще используют в ювелирном деле. А вот для декоративных деталей крупных – кованые украшение на лестнице, предметы интерьера, лучше использовать бронзу.

Хромированная латунь (фото)

Плюсы и минусы

Любой металл обладает определенными характеристиками, которые в разных ситуациях могут выступать достоинствами, а могут превратиться в недостатки. В строительных работах латунь применяется не так уж часто, что свидетельствует, скорее, о популярности других материалов, а не недостатках сплава.

• К главным достоинствам латуней любого рода относят малый вес. Именно это и делает материал незаменимым в самолето- и ракетостроении. В быту это преимущество оказывается востребованным в тех случаях, когда требуется минимальный вес системы водоснабжения, например.
• К наиболее востребованным качествам материала относятся его декоративные свойства. Латунь обладает очень красивой и разнообразной цветовой гаммой. Фурнитура и аксессуары, декор и предметы обихода, выполненные из латуни, неизменно привлекательны и подчеркивают элегантность и сдержанную роскошь интерьера. Причем сплав одинаково хорошо смотрится в любой модификации: и в виде блестящего изделия в стиле барокко, и с благородной патиной.
• Показатели теплопроводности латуни ниже, чем у меди или бронзы. Эту особенность используют для получения предметов и систем, где важно сохранение тепла: при изготовлении роскошных латунных ванн или даже мебели, поскольку трубы и вставки из латуни не будут столь неприятно холодными на ощупь как, например, стальные.
• С другой стороны, это качество уменьшает популярность отопительных труб, поскольку медные отдают тепло воздуху быстрее.
• Латунь относится к диамагнетикам, то есть, выталкивается из магнитного поля. Сплав издавна применялся для изготовления оправы для компасов. Сегодня это свойство используют в приборостроении.
• Коррозионная стойкость латуни даже выше чем у меди, однако падает с увеличением температуры. Поэтому системы водоснабжения из латунных труб выгоднее, чем из медных – стоимость ниже, а вот для отопления все же лучше медный трубопровод.
• Стоимость – тоже весьма немаловажный фактор. И ювелирные, и автоматические латуни стоят меньше, чем медь, поскольку цинк является металлом, куда более доступным и снижает цену сплава.
• Прочность латуни по сравнению с бронзой ниже, хотя ударная вязкость выше. Поэтому те же перила и ограждения лучше изготавливать из бронзы. С другой стороны, латунные сплавы, легированные железом, марганцем, кремнием обладают достаточной прочностью, чтобы быть сырьем для машинных деталей самого разного вида.

Структура и состав

Как и в других сплавах свойства материала определяются составом и фазовым состоянием. Причем различия настолько велики, что делают латуни разной марки невзаимозаменяемыми.

Различают 2 вида сплавов: двухкомпонентные и многокомпонентные.

• Двухкомпонентные, то есть, состоящие из 2 металлов. При этом могут наличествовать примеси, но в таком объеме, который на качества не влияет. Главным является медь, поэтому в маркировке, например, указывают лишь долю меди, а долю цинка просто рассчитывают. Свойства такого сплава во многом определяются фазовым составом.
  • Так, латунь с содержанием цинка до 39% включает только одну фазу – α -фазу. Такой сплав отличается высокой пластичностью, однако прочность его относительно невелика.
  • При повышении доли цинка металл не может полностью раствориться в меди, и в итоге появляется β-фаза. Пластичность при этом уменьшается, а прочность резко возрастает до содержания цинка в 45%, а затем снова падает.

  Другая классификация связана с методами обработки сплава.

  • Деформируемые, то есть, латуни, которые можно подвергать деформации в холодном состоянии. Выпускают такие сплавы латуни в виде листов, прутков, проволоки, из которых затем изготавливают, например, всевозможные трубы.
  • Литейные – сплавы лиатуни, которые деформируют лишь под воздействием высокой температуры и давления при литье. Из такого материала детали отливают и получают подшипники, машинные детали, арматуру и прочее.

  Используется классификация по доле цинка.

  • Красная или томпак – доля цинка составляет 5–20%. Сплав отличается превосходными антифрикционными и антикоррозийными свойствами и используется для получения биметалла сталь-латунь.
  • Желтая – с долей цинка от 20 до 36%. Состав сохраняет высокую пластичность.
  • Техническая – с 48–50% цинка, применяется для получения фитингов, машинных деталей, частей химической аппаратуры и так далее.

  О свойствах латуни по ГОСТу погорим ниже.

  Свойства и характеристики

  
  

  Свойства латуни определяют составом как химическим, так и фазовым. Поэтому говорить об общих технических свойствах довольно затруднительно. Каждый сплав обладает своими особенностями.

  Усредненные данные выглядят так:

  • средняя плотность – 8300–8700 кг/куб. м;
  • удельная теплоемкость при нормальной температуре — 0,377 кДж·кг −1 ·K −1
    удельное сопротивление – (0,07-0,08)·10 −6 Ом·м;
  • теплопроводность – 0,26–0,592 кал/см · сек, · °С, чем выше доля меди, тем выше теплопроводность;
  • температура плавления определяется химическим составом и варьируется от 880–950 С. Увеличение доли цинка температуру уменьшает;
  • материал можно сваривать, но только не сваркой плавлением, а, например, контактной сваркой.
  • Сплавы любого состава хорошо полируются.

  Введение легирующих добавок существенно влияет на физические характеристики. Приведенные данные касаются именно двухкомпонентных латуней.

  Про изготовление деталей из латуни и меди массово и на заказ, а также изготовление других изделий из нее погорим ниже.

  Плавка латуни в индукционной печи без графитового тигля представлена в видео ниже:

  Производство материала

  Получение латуни отличается энергоемкостью и относится к довольно сложным технологическим процессам. Дело в том, что температуры плавления составляющих латуни заметно отличаются, поэтому плавка проходит поэтапно. То же самое касается и легирующих добавок: компоненты нужно добавлять в точной последовательности, причем многие из них требуют использования покровного флюса, поскольку взаимодействуют с кислородом.

  Схема производства зависит от типа сплава. Литейные в виде слитков отправляются на отливку деталей. Деформируемые сплавы попадают в прокатный цех, где подвергаются механической обработке, отжигу и протравливанию в зависимости от формы выпуска.

  В целом схема получения выглядит так:

  • подготовка сырья – используются несколько методов для извлечения меди и цинка из руды;
  • плавка – в зависимости от состава сплава загрузка компонентов производится в определенной последовательности. В первую очередь расплавляют медь;
  • разливка в формы – получение слитков;
  • деформирование слитков в прокатном цеху – не менее трех этапов;
  • отжиг и протравливание – если получают листы, например;
  • последний этап прокатки.

  Изготовление латунных сплавов возможно лишь на достаточно крупных предприятиях цветной металлургии.

  Про пайку изделий,художественное литье из латуни погорим ниже.

  Цвет латуни (фото)

  
  

  Области применения

  Свойства материалов определяют и область применения. Состав каждого сплава указывается подробно с тем, чтобы не допустить ошибок при использовании.

  • Латунь издревле применялась в ювелирном деле: желтая латунь по внешнему виду ничем не отличается от золота 583 пробы. И, кстати, именно она использовалась в качестве тренировочного материала для золотых дел мастеров, так как и физические ее характеристики во многом близки к золоту. Сегодня сплав используют для изготовления украшений, которые хоть и относятся к бижутерии, однако весьма популярны благодаря красоте и изяществу.
  • Материал применяется в производстве мебели. Он легко поддается ковке, что позволяет значительно украсить мебель. Благодаря этому же свойству из него производят множество предметов декора – статуэтки, посуду, подставки, бра.
  • Кроме того, томпак, то есть, состав с высоким содержанием меди, применяется для получения деталей теплотехнической и химической аппаратуры: змеевиков, капиллярных трубок, сильфонов и прочего.
  • Из литьевой латуни получают множество фасонных деталей, включая разнообразные фитинги.
  • Автоматная – материал для изготовления часовых деталей, машинных, а также различного вида крепежа.
  • Морская применяется в судостроении для производства корпусов приборов, профилей, труб.
  • Деформируемые сплавы используют при изготовлении дверной фурнитуры, водопроводных труб, смесителей, кранов и прочего.

  Латуни разного состава применяются во многих отраслях. В основном их использование связано с хорошей коррозийной стойкостью материала, малым весом и, конечно, редкой эстетической привлекательностью сплава.

  О том, как начистить медь и латунь до блеска, поведает данный видеоролик:

  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 химический состав латуни

  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:

  Классификации по доле цинка

  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.

  Многокомпонентные

  Многокомпонентные в качестве добавок могут содержать:

  • никель – увеличивает коррозийную стойкость; – 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; – 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:

  Технологии

  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. 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.

  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.

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

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

  Необходимое оборудование и сырье

  
  

  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.

  Разнообразие сфер применения латуни в быту и строительстве

  
  

  Художественное литье из бронзы и латуни — популярное направление в современной индустрии. Латунь – один из наиболее распространенных и важных для промышленности медных сплавов. Он вполне сохраняет уникальные свойства меди, но при этом более доступен по стоимости и в ряде случаев обладает более высокой прочностью.

  Область применения сплава весьма широка. Производство высокоточных деталей из латуни, шаровых кранов, значков, изготовление табличек и прутков из латуни — обо всем этом мы и погорим сегодня.

  Области применения латуни

  Известен сплав очень давно и первое свое применение нашел в ювелирном деле. В отличие от бронзы латунь поддается ковке при куда более низкой температуре, причем во многих случаях допускается даже холодная ковка.

  Цвет его чрезвычайно напоминает золото, а стойкость к коррозии хотя и меньшая, но тоже впечатляет. Сегодня латунные украшения успешно спорят с золотыми. А, учитывая, что сплав к драгоценным, не относится, то есть, при всей своей декоративности стоит намного меньше, популярность его вполне оправдана.

  В ювелирном деле применяют двухкомпонентные сплавы латуни, то есть, содержащие только медь и цинк, причем с большей долей меди. Это желтая латунь – 67% меди и 33% цинка, золотистая или томпак – 75% меди и 25% цинка, и зеленая – 60% и 40%, соответственно. Сплавы деформируются при температуре до 300 С, а небольшие предметы из тонкой проволоки деформируются и вовсе без нагрева.

  • Двухкомпонентные составы отличаются более высокой пластичностью. Однако при повышении температуры выше 300 С, пластичность ее уменьшается. Эта особенность и определяет область применения.
    • Сфера эта не ограничивается ювелирными изделиями. Двухкомпонентные латуни активно используются при производстве гаек, втулок, сепараторов, подшипников и других элементов арматуры, которые в процессе эксплуатации не нагреваются выше 300 С. Используются для этого уже не ювелирная латунь, а литейная, предназначенная для изготовления фасонных деталей методом литья. Отличается она меньшим содержанием меди – 50–60%. Такой состав уменьшает пластичность, но увеличивает прочность, что необходимо для машинных деталей.
    • Сплавы с очень высоким содержанием меди – 85–96% применяют для изготовления радиаторных, капиллярных трубок, змеевиков, сильфонов и других деталей для химической и теплотехнической аппаратуры. Причина: медь, а, соответственно, и такой сплав превосходно передает и распределяет тепло и очень устойчив к коррозии.
    • Автоматная латунь с содержанием меди 57–80%, цинка 24–42% и с добавлением свинца применяется для изготовления всей массы гаек, болтов, часовых деталей и так далее, где требуется тонкая механическая обработка. Свинец способствует формированию сыпучей стружки при обработке заготовки, а это и ускоряет процесс, и снижает износ разделяющего механизма. Автоматная латунь выпускается в виде листов, прутков, полос и так далее, а затем уже из материала производят машинные детали.
    • Морская латунь – сплав, легированный оловом. Последнее и сообщает материалу высокую стойкость к действию морской воды. Применяют состав латуни для изготовления профильных изделий, труб, приборных корпусов в судостроении. Также из нее изготавливают конденсаторные трубы для теплотехнического оборудования.
    • Сплав, легированный железом, тоже проявляет более высокую стойкость к действию воды. Его применяют при изготовлении деталей для морских и речных судов.

    Про экструзионное производство изделий из латуни и другие направления погорим ниже.

    О том, как происходит рафинирования и дегазации латуни в индукционной канальной печи, расскажет этот видеоролик:

    Использование в строительстве и отделке

    В строительных работах, если подразумевают под этим все отделочные инженерные работы, латунь тоже применяется и довольно часто. Наиболее известная область – декоративные аксессуары, поскольку материал очень красив внешне, достаточно прочен для бытового использования и ковке поддается легко. Однако у него есть и другое применение.

    Трубы

    
    

    Стоит сразу отметить, что в быту, в частности для водоснабжения, латунные трубы используются редко. Связано и с высокой стоимостью материала, и с меньшей стойкостью к коррозии по сравнению с изделиями из чистой меди.

    Основной причиной такого выбора является необходимость добиться минимального веса водопроводной системы. Такие водоводы производят из латуни марки Л-68. Изготавливаются они методом прессования и холодной прокатки, поскольку сплав относится к двухкомпонентным, и хорошо деформируются как раз при низкой температуре.

    Гораздо большее значение для народного хозяйства имеют трубы специального назначения. Качества их, а, значит, и применение определяются не только составом сплава – легирование никелем, марганцем, железом, но и методом изготовления.

    Латуни по свойствам разделяют на литейные и деформируемые. ГОСТ для изготовления труб требует применять при производстве водоводов деформируемые марки. Изготавливают водоводы прессованием, вытягиванием и холодной прокаткой. Трубы не содержат швов, что обеспечивают высокую механическую прочность.

    Рассматривают 2 вида изделий:

    • толстостенные – применяются в промышленности, в частности химической, так как позволяют транспортировать газ и жидкости под давлением;
    • тонкостенные – применяются для водопроводных систем разного рода, бойлерных установок и тому подобного. ГОСТ допускает использование латунных труб при устройстве отопления, однако на деле такой вариант встречается редко.

    Кроме того, выпускаются трубы не только круглого сечения, но и квадратной, прямоугольной и сложной формы. Такие изделия используют при изготовлении мебели, в конструкциях, носящих декоративный характер и так далее.

    Ржавеет ли латунь: особенности металла

    
    

    Металлический сплав на основе меди и цинка визуально может напоминать как бронзу, так и золото. Из-за прочности и великолепного внешнего вида материал распространен в быту. Перед тем как приобрести изделие из металла, нужно знать, ржавеет ли латунь.

    Характеристики материала

    Сплав из цинка и меди – крепкое соединение, которое используют при производстве катанных компонентов. Готовое сырье совмещает в себе лучшие параметры обоих веществ. В обзоре подробно разберем особенности металла.

    Свойства латуни

    Классический сплав состоит из меди и цинка, соединенных в соотношении 1 к 2. Современные технологии позволяют уменьшить количество цветмета. В сырье объем первого вещества может не превышать 30%. Исключение допускают для технических вариантов, в которых используют пропорцию 1 к

    Цинк в чистом виде – хрупкий материал голубого цвета. На открытом воздухе темнеет и покрывается оксидной пленкой. При соединении с пластичной медью получают очень крепкий сплав, не боящийся трения и тягучий при плавлении. При температуре 880-950С сырье размягчается, что позволяет сваривать по газовой и дуговой технологии. На холоде не теряет своей прочности и пластичности, хотя электричество проводит хуже.

    Если не знаете, ржавеет ли латунь от воды, стоит помнить об устойчивости вещества к коррозии. Незащищенный от атмосферных явлений металл чернеет, но не разрушается. Для сохранения декоративности сырье сверху покрывают защитным лаком. Соединение не любит углекислые растворы и морскую воду.

    
    

    Как отличить

    У латуни желтый, почти золотистый цвет. Чем больше в составе меди, тем ярче солнечные оттенки сырья. При обилии цинка итоговый результат будет светлым, бледным и визуально холодным. Сплав часто используют для подделки золота.

    Латунь более твердая, чем медь. Первому материалу без обжига сложно придать какую-либо форму. Второе сырье очень эластичное, мягкое и податливое, а стружка напоминает спиральки. Сплав по весу легче, чем аналогичное изделие из цветмета.

    Визуально латунь сходна с бронзой. Определить разницу между двумя металлами в домашних условиях можно при зрительном осмотре. Оба предмета тщательно чистят и натирают до блеска. На солнце первый сплав из желтого цвета переходит в белый. У второго вида просматривается весь спектр красного.

    Видео описание

    Латунь. Как определить? Где искать?

    Классификация сплавов

    Характеристики латуни часто зависят от состава. У классического двухкомпонентного соединения в качестве главного вещества выступает медь, в роли дополнительного – цинк. При производстве простой металл маркируют буквой «Л» и цифрой, которая соответствует процентному соотношению цветмета.

    Многокомпонентная латунь состоит из классического сплава с добавками. Легирующие ингредиенты используют для улучшения свойств:

    • Олово, марганец, алюминий. Снижает окислительные процессы, увеличивают способность металла к сопротивлению в агрессивной морской воде.
    • Свинец. Облегчает резку готовой продукции.
    • Никель. Повышает устойчивость к щелочным и соленым средам.
    • Кремний. Усиливает антифрикционные свойства.

    Многокомпонентные латуни называют по основному легирующему ингредиенту. Сплав создают из медного сырья, который обжигают в печах. В расплавленный металл добавляют цинк в кусках и добавки, улучшающие характеристики. После растапливания и доведения до однородного состояния массу разливают по формам или раскатывают.

    Плавка ЛАТУНИ легко и просто.

    Виды латуни

    Латуни различают по степени обработки. Деформируемый металл делают под давлением, что позволяет получить прокат. У вида в составе не менее 60% меди. Литейная разновидность предназначена для отливания в формах. Дополнительные добавки увеличивают текучесть и устойчивость к агрессивным средам.

    Где используют

    Крепкий материал применяют в разных отраслях народного хозяйства. Двухкомпонентные сплавы с содержанием цинка до 20% используют при создании автомобильных запасных частей, теплового оборудования и змеевиков. Если в составе более 40% дополнительного ингредиента, то средство подойдет для штампованных изделий, фурнитуры.

    Сфера использования многокомпонентных видов шире, чем у простых аналогов. Прутки из латуни – длинномерный «полуфабрикат», который станет заготовкой для деталей летательных аппаратов, пружин, труб. Средство выпускают в разных геометрических формах.

    Латунные плиты с прямоугольным сечением создают методом литья или проката. Виды различают по степени твердости. Изделия применяют при отделке строений и в промышленности. Проволока – вытянутый профиль, который уместен при производстве мелких деталей, крепежей, не боящихся агрессивных сред.

    Из-за устойчивости к коррозии латунь используют при создании элементов сантехники. В домах премиум-класса трубы из металла применяют в отопительной системе. Смесители, краны-буксы бывают как лакированными, так и хромированными. Виды из сплава намного прочнее и долговечней моделей из нержавейки. Единственный недостаток – ограниченность форм.

    Латунь используют в декоративном направлении. Из желтого металла делают ободки зеркал, светильники и скульптуру, оформляя под бронзу. Из сплава создают как утварь для православных обрядов, так и самовары. Часовая промышленность делала из яркого сырья корпусы для часов.

    Визуально латунь напоминает золото, особенно при соединении меди с цинком и алюминием. Из металла получаются предметы очень тонкой работы. Начинающие ювелиры часто тренируют мастерство на таких изделиях, используя сплавы с маркировкой «Л68» и «Л62».

    Как правильно ухаживать

    Под воздействием внешней среды латунь тускнеет, теряя декоративные качества и яркость. Чтобы сохранить красоту и блеск материала, нужно правильно и регулярно ухаживать. Разберем основные способы очистки.

    Чем запрещено мыть

    На производстве изделия из медного сплава защищают специальным покрытием. Повредить тонкий слой легко наждачной бумагой. Абразивный материал даже с самым мелким зерном способен поцарапать или полностью удалить верхний оградительный ярус.

    Для очистки изделий из латуни запрещено использовать уксус и кислоту на основе его. Агрессивное вещество разрушает цинк в составе сплава. В результате обесцинкования металл приобретает ядовито-красный цвет.

    
    

    Народные средства

    Для очистки и полировки используют подсолнечное масло. Жидкость справляется с незначительными пятнами. Растительный продукт наносят на ткань, которой усиленно трут поверхность. После удаления остатков вещества второй чистой тряпкой натирают предмет до блеска.

    Для очистки изделий из латуни используют растворы с добавлением щавелевой кислоты. Самостоятельно приготовить средство можно из 1 л теплой воды и 20 мл вещества. Жидкость наносят на губку, обрабатывают проблемную поверхность. Через 30-40 минут на металле возникает налет, который удаляют мягкой зубной щеткой. Предмет тщательно моют в чистой влаге, после чего припудривают содой на полчаса. В конце процедуры ополаскивают и натирают до глянца.

    Ацетон помогает убрать легкие пятна с латуни, придать изделию яркий блеск. Ватный диск смачивают в средстве, обрабатывают проблемные зоны. Технология подходит для предметов, поверхность которых не покрыта лаком. В ином случае едкая жидкость растворит верхний защитный слой.

    Почистить латунные изделия поможет зубная паста. Небольшое количество массы выдавливают на ткань. Аккуратно протирают загрязненные участки до удаления пятен. Если потемнения сильные, то в состав добавляют несколько капель жидкого мыла. В конце процедуры предмет тщательно полощут и полируют.

    Промышленные составы

    Сильнодействующая бытовая химия может не только разрушить защитный слой, но и трансформировать структуру сплава. Чтобы предупредить неприятность, рекомендуем использовать составы, предназначенные для латуни. Перед применением наносят любой состав пробно, на небольшие участки, иначе существует риск разрушить верхний слой.

    Препарат «Металин» создали на основе соляной кислоты. Профессиональный концентрат поможет убрать с поверхности сплава толстые слои жира, окислы и пальцев отпечатки. Для приготовления раствора в теплую воду добавляют 20% очистителя. Состав наносят на латунь мягкой тряпкой или губкой. Через несколько минут смывают чистой влагой.

    Кислотный препарат «Делу» справляется с загрязнениями любой сложности. Профессиональный очиститель испаряет токсичные ингредиенты, опасные для органов дыхания и кожи. Во время работы для защиты надо надевать резиновые перчатки и респиратор.

    
    

    Заключение

    Сплав из меди с цинком – прочный материал, у которого привлекательный вид и дорогой блеск. Из соединения создают как детали для сложного оборудования, так и ювелирные изделия с декором и сантехникой. Если не знаете, латунь ржавеет или нет, советуем вспомнить об устойчивости металла к высокой влажности и коррозии. Правильный уход поможет сохранить декоративность.

    Читайте также:

      
    • Гост 13819 68 коррозия металлов десятибалльная шкала коррозионной стойкости
      
    • Кристаллическая решетка кремния атомная молекулярная ионная металлическая
      
    • Промышленные металлические двери от производителя
      
    • Metal gear solid v the phantom pain ценные металлы
      
    • Что можно сделать из остатков металлического профиля