Metode topljenja metala i legura. Karakteristike topljenja legura bakra. Topljenje pomoću uređaja domaće izrade

Bakar se danas smatra jednom od najčešćih legura. Prilično često pitanje je kako rastopiti bakar kod kuće. Visoka svojstva livenja omogućavaju dobijanje visokokvalitetnih i preciznih proizvoda i upotrebu legure kao premaza. Lijevanje bakra može se izvesti u nedostatku posebne opreme. Proces karakterizira veliki broj različitih karakteristika, o kojima će biti riječi u nastavku.

Temperatura topljenja

Jedan od najvažnijih parametara svake legure je tačka topljenja. To može ovisiti o koncentraciji legirajućih elemenata u sastavu. Čisti bakar se lijeva na temperaturi od 1080 °C, pri čemu se kristalna rešetka preuređuje i legura postaje tečna. Bakar se može rastopiti čak i ako postoji nečistoća u obliku kalaja, ali može varirati od 930 do 1140 °C.

Cink se može dodati kompoziciji, što rezultira mesingom. U zavisnosti od koncentracije ovog legirajućeg elementa, topljenje se može obaviti na 900 ⁰C.

Kada se razmatraju karakteristike topljenja bakra, uzima se u obzir tačka ključanja. Ova brojka je 2.560 °C. Kod kuće je gotovo nemoguće postići takvu temperaturu. Na proces ključanja ukazuje pojava mjehurića plina.

Nemojte dovoditi leguru do ključanja. To je zbog činjenice da nakon oslobađanja plinova struktura postaje porozna. Zbog toga se smanjuju ne samo dekorativne, već i mehaničke kvalitete.

Sekvenciranje

Ako je potrebno, proizvode za dekorativne ili praktične svrhe možete nabaviti kod kuće. Korak po korak upute za topljenje bakra kod kuće su sljedeće:

1. Sirovi materijal se drobi i zatim stavlja u lončić. Vrijedi uzeti u obzir da se smanjenjem veličine komada metala proces topljenja značajno ubrzava.
2. Nakon punjenja lončića, stavlja se u rernu koja je prethodno zagrejana.
3. Rastopljena legura mora se ukloniti iz peći pomoću posebnih kliješta. Zbog aktivnog procesa oksidacije na površini se može formirati homogeni film. Prije livenja od bakra, mora se ukloniti.
4. Metal se pažljivo sipa u pripremljenu posudu. Vrijedi uzeti u obzir da ako ispravljena legura dospije u izložena područja tijela, može doći do ozbiljnih ozljeda. Osim toga, neki materijali se mogu zapaliti pri kontaktu. Stoga se mora poduzeti krajnji oprez.

Kada razmišljate o tome kako topiti bakar kod kuće, vrijedi uzeti u obzir da možete koristiti više od samo peći. U nekim slučajevima, plinski plamenik se koristi za zagrijavanje dna lončića. Proces je manje produktivan, ali je potrebno malo vremena za pripremu.

Kao oprema za grijanje može se koristiti obična lampa. Prilikom korištenja ove tehnologije, vrijedi uzeti u obzir da kontakt bakra sa zrakom dovodi do brzog pojavljivanja oksida. U nekim slučajevima, kako bi se smanjio intenzitet oksidacije, površina se prekriva drobljenim ugljenom.

Oprema za topljenje bakra

Pripremna faza uključuje kupovinu posebne opreme. Možete istopiti bakar kod kuće ako imate:

1. Muffle furnace. Moderne mogućnosti dizajna omogućavaju regulaciju snage grijanja s velikom preciznošću, zbog čega je proces topljenja značajno pojednostavljen i može se postići bolji rezultat.
2. Lončić dizajniran da drži naboj i rastopi ga.
3. Klešta kojima se lončić izvlači iz peći. Vrijedno je uzeti u obzir da će se površina zagrijati, pa morate koristiti poseban mehanizam napravljen od legure otporne na toplinu.
4. Kuka i kućni usisivač.
5. Drveni ugalj za površinski premaz.
6. Kalup od materijala otpornog na toplotu u koji će se vršiti livenje.
7. Plinski plamenik ili kovačnica za povećanje duktilnosti legure.

Kupujte profesionalnu opremu samo ako se povremeno vrši livenje bakra. Odlikuje se visokim troškovima, kao i efikasnošću u upotrebi.

Muffle furnace

Najlakši način za topljenje bakra kod kuće je ugradnja muflne peći. Među njegovim karakteristikama ističemo:

1. Punjenje se može zagrijati na više temperature, čime se povećava fluidnost. To je zbog visoke efikasnosti, jer zidovi konstrukcije reflektiraju i akumuliraju toplinu.
2. Proces topljenja se ubrzava.
3. Visoke performanse. Ravnomerna distribucija toplote omogućava istovremeno topljenje velikih količina bakra.

Osim toga, prigušnu peć je prilično lako instalirati ako slijedite sva sigurnosna pravila. Problemi s ugradnjom takve opreme kod kuće često nastaju zbog velike veličine strukture.

Plinski plamenik

Lijevanje bakra kod kuće pomoću plinskog plamenika često se izvodi ako se bakreni proizvodi izrađuju izuzetno rijetko. Takav proces karakterišu niski finansijski troškovi. Prilikom odabira takve tehnologije uzimaju se u obzir sljedeće:

1. Indikator niske efikasnosti.
2. U vrijeme topljenja nastaju poteškoće s ravnomjernom raspodjelom topline.
3. Radove treba izvoditi na otvorenom prostoru u skladu sa pravilima zaštite od požara.

Plinski gorionik može zagrijati lončić u roku od nekoliko minuta. Vrijedno je uzeti u obzir da će bakar brzo oksidirati.

Blowtorch

Topljenje pri upotrebi plamenika je izuzetno rijetko. To je zbog niske efikasnosti ove metode. Kao iu prethodnom slučaju, kada se koristi puhalica, dolazi do aktivne oksidacije površine.

Prilikom upotrebe plamenika uzmite u obzir činjenicu da je potrebno dosta vremena za zagrijavanje metala. U tom slučaju zagrijavanje se mora odvijati bez prekida, jer se metal brzo hladi, nakon čega počinje kristalizirati.

Horn

Kod kuće, livenje bakrenih zaliha može se obaviti u kovačnici. Ovu pećnicu karakteriziraju sljedeće karakteristike:

1. Često se koristi u kovačkom zanatu.
2. Vrijedno je uzeti u obzir indikator niske efikasnosti, zbog čega je potrebno mnogo duže za taljenje bakra.
3. Postoje dva dizajna: otvoreni i zatvoreni.

Temperatura topljenja kada se koristi kovačnica je relativno niska. Stoga se ne može sav bakar rastopiti ovom metodom.

Topljenje pomoću uređaja domaće izrade

Topljenje se može izvesti pomoću domaćih struktura. Često su kombinacija izvora topline i kućišta od materijala koji reflektira toplinu. Pomoću takvih uređaja možete rastopiti bakar kod kuće.

U pravilu se stvaranjem posebne reflektirajuće strukture povećava efikasnost i ubrzava proces zagrijavanja punjenja. Možete napraviti reflektirajuće tijelo za lončić koristeći cigle otporne na toplinu.

2014-05-30

Bakarni proizvodi izgledaju vrlo lijepo i elegantno, zbog čega želite da sami kreirate bakreni proizvod. U ove svrhe, metal se prvo mora rastopiti. U procesu lijevanja, većina ljudi koristi nekoliko glavnih vrsta bakra - čisto crveni i legure poput bronce i mesinga.

Proces topljenja bakrenih proizvoda u muflnoj peći

Prvo morate staviti pripremljene komade metala u lončić, a zatim staviti lončić u muflnu peć. Podesite toplotu na željeni položaj. Kada se metal počne topiti, na njegovoj površini se pojavljuje oksidni film.

Kada se dostigne određena temperatura topljenja, potrebno je otvoriti vrata i uhvatiti lončić kleštima. Upotrijebite čeličnu kuku da uklonite formirani oksidni film, a zatim sipajte rastopljeni metal u unaprijed pripremljene kalupe. Ako muflna peć ima potrebnu snagu, može rastopiti razne legure bakra ili crveni bakar.

Kako istopiti bakar drugim metodama

Ako nije moguće koristiti muflnu peć, postoji alternativa - topljenje metala pomoću autogena, u tom slučaju plamen treba usmjeriti s dna lončića u smjeru prema gore. Ovaj proces prati dobar pristup vazduha. Kako biste izbjegli jaku oksidaciju bakra, po vrhu možete posipati drobljeni ugljen.

Žuti bakar, takozvani mesing, i neke vrste bronze, koje su topljive, mogu se rastopiti pomoću puhala. Ovaj proces je donekle sličan korištenju autogena, vrijedno je uzeti u obzir da lončić treba biti što je moguće više zahvaćen plamenom.

Ako nije moguće koristiti autogen ili puhalicu, koristite običnu kovačnicu. Trebate postaviti lonac na vrh sloja drvenog uglja. Da biste povećali temperaturu sagorevanja, možete koristiti tehnologiju uduvavanja vazduha u zone sagorevanja. U ove svrhe možete koristiti kućni usisivač za izduvavanje. Njegovo crevo treba da bude opremljeno metalnim vrhom koji se može suziti, što će omogućiti dobijanje mnogo tanje struje vazduha.

Crveni bakar je viskozan i topljiv, tako da je praktički neprikladan za lijevanje. Mesing je pogodniji za ovu proceduru. Lakše se topi, a boja mu je mnogo svjetlija.

Popularni materijali

Boje sa sjajnim metalik nijansama su veoma popularne ovih dana. Ovaj optički efekat nam omogućava da boju klasifikujemo kao posebnu vrstu - metalik. Boja zapravo sadrži sitne metalne čestice, uglavnom...

16.05.2013

Kataliza je kada se brzina kemijskog procesa mijenja zbog katalizatora uključenih u proces. Katalizatori utiču na brzinu reakcije, ali na kraju reakcije ostaju nepromenjeni i ne učestvuju na kraju, već samo u...

04.02.2013

Kada je postalo jasno šta je detonacija, počela su se postavljati pitanja - kako je se riješiti. S jedne strane, možete promijeniti sastav benzina, ali ova opcija odmah nestaje, jer će biti preskupa. S druge strane, možete...

02.05.2013

Bakar je prilično duktilan materijal zlatno-ružičaste boje ili čisto ružičaste ako nema oksidnog filma. Izuzetno je popularan. Često možete pronaći bakrene proizvode, razne suvenire, mnoge ukrasne elemente, lijepe i neobične predmete. Tu su i neki korisni detalji o domaćinstvu. Mnogi majstori visoko cijene ovaj materijal. Najčešća upotreba čistog crvenog bakra, bronce i mesinga (njegove legure).

Ali šta ako niste profesionalni majstor, a u isto vrijeme odlučite napraviti nešto od ovog metala? Postavlja se razumno pitanje: "Kako rastopiti bakar kod kuće?"

Šta će vam trebati za posao?

Prije nego što počnete obraditi bakar i njegove legure, morate nabaviti sve potrebne alate:

• crucible;
• pincete;
• muffle peći;
• ugalj;
• bugle;
• Usisivač za kućanstvo;
• kuka od željezne žice;
• kalup za proizvod koji se proizvodi.

Pobrinite se da prije topljenja bakra kod kuće svi alati budu pri ruci i uredno položeni, a ne nagomilani.

Kako sami istopiti bakar?

Kako biste bili sigurni da je sav posao završen uspješno, bez ikakvih problema, jednostavno slijedite algoritam dat u nastavku:

• Svi bakarni fragmenti se stavljaju u lončić, koji se stavlja u muflnu peć.
• Potrebno je postaviti željeni položaj za regulator grijanja. Stanje sadržaja možete pratiti kroz prozor na vratima rerne.
• Zatim, da biste rastopili bakar, morate pričekati do potrebne temperature kako bi se metal počeo topiti. Čim se to dogodi, morate otvoriti peć i koristiti posebne klešta da zgrabite lončić.
• Prilikom topljenja na površini metala pojavit će se oksidni film. Morat će se ukloniti na stranu pomoću kuke od željezne žice.
• Nakon toga možete početi s izradom raznih bakrenih proizvoda jednostavnim izlivanjem u prethodno pripremljene kalupe.

Važna napomena

Vrijedi napomenuti da na internetu postoji mnogo priča o tome kako su ljudi topili ovaj metal ne posebnom opremom, već preko vatre, u limenki. Po pravilu, takvi autori nemaju pojma koja je zapravo tačka topljenja bakra - 1083 stepena. Suština rečenog je da treba da budete spremni na prilično velike finansijske izdatke. Mnogi alati nisu baš jeftini. Osim toga, prije nego što otopite bakar, trebali biste se pobrinuti za sigurnosnu opremu.

Kako istopiti mesing?

Ovaj materijal je višekomponentna legura bakra. Dijelovi napravljeni od njega često se koriste za stvaranje različitih struktura.

Šta je potrebno za topljenje? Da biste rastopili mesing, morate imati sve alate navedene na sljedećoj listi:

• muffle peći;
• blowtorch;
• plinski plamenik;
• crucible;
• metalne klešta;
• ugalj;
• željezna žica;
• oblik proizvoda koji će biti napravljen od ovog metala.

Uputstvo za topljenje materijala

Da biste izbjegli razne ozljede, kao i oštećenja materijala, morate postupati striktno prema priloženim uputama. Još jedna važna stvar je osigurati ventilaciju u radnom prostoru. Druga stvar koju treba učiniti je samljeti sam materijal, što će mu omogućiti da se brže topi. Kada se ovo uradi, možete se baciti na posao:

• sav materijal stavite u lončić i stavite u pećnicu;
• pomoću elementa koji reguliše temperaturu, postavite željeni stepen topljenja (od 880 do 950 stepeni); uključite pećnicu;
• Dok se metal topi, gledajte ga kroz prozor na vratima peći;
• kada se postigne traženo stanje mesinga, vrata se mogu otvoriti;
• pomoću kuke od željezne žice uklonite oksidni film s površine;
• koristeći klešta i poduzimajući sve mjere opreza, zgrabite lonac sa njima;
• pažljivo izvadite iz rerne i počnite da sipate sadržaj u unapred pripremljene forme.

Sljedeći savjeti mogu malo olakšati radni proces ako odjednom nemate neki od potrebnih alata pri ruci:

• Ako nema muflne peći, možete koristiti visoku peć, ako postoji. Vrijedi napomenuti da se može i iznajmiti. Ali prije nego što otopite bakar, provjerite je li uređaj sposoban zagrijati do 1083 stepena. I također se uvjerite da može izdržati rad na datoj temperaturi.
• Ako ste ipak morali koristiti visoku peć, saznajte više o tome kako pravilno raditi s promjenama temperature. U suprotnom, metal može početi da ključa.
• Kalup za izradu bakarnog proizvoda mora imati višu tačku topljenja od samog metala.

Također, umjesto peći za obradu mesinga, možete koristiti druge dostupne alate. Za grijanje možete koristiti gorionik ili puhalicu. Da biste njime obrađivali metal, morate uređaj postaviti u stabilan položaj s plamenom okrenutim prema gore. Postavite stalak od željezne žice iznad njega. Stavite lonac na sve što je u njega presavijeno mesing. Zatim morate uključiti alat za grijanje, podesiti snagu vatre tako da može u potpunosti pokriti dno posude. Zbog činjenice da će se topljenje dogoditi na otvorenom, mesing će početi oksidirati. Da biste smanjili ovaj učinak, pokrijte površinu posude gustim slojem drvenog uglja.

Bakar je izuzetno popularan i obični metal, koristi se u proizvodnji elektronike, prijenosu snage i proizvodnji raznih legura.

Koja je tačka topljenja bakra, kako je minirano i zašto je zanimljivo? Hajde da pričamo o svemu ovome.

U kontaktu sa

Kako se dobija bakar?

Rezerve ovog metala na Zemlji su relativno male (u poređenju sa drugim elementima). Štaviše, nalazi se i u obliku grumenčića i u sastav kompleksnih jedinjenja. Najčešće su to bakreni pirit, halkopirit, bornit i halkocit. Nalaze se u sedimentnim stijenama, ali najčešće u hidrotermalnim venama. Ukupno nalazišta bakra u svetu prilično velike, ali postoji samo nekoliko zaista velikih od strateškog značaja .

Na ruskoj teritoriji Ovo je Udokan, koji se nalazi na Trans-Baikalskoj teritoriji. Ako uzmemo u obzir Evropu, najveće nalazište je njemačko Mansfeld. Kazahstan se može pohvaliti takvim rezervama u svojim susjednim zemljama – oni su u gradu Zhezkazgan.

Ozbiljan pojas meda nalazi se u Centralnoj Africi. SAD takođe imaju veliko ležište - Morenci. Konačno, Čile se može pohvaliti sa dvije ozbiljne proizvodne točke odjednom - Colhausi i Escondida.

Iskopava se ruda bakra otvorena metoda. Samo relativno mali dio ležišta, gdje sirovine leže na velikim dubinama, koristi šahtnu metodu.

Nakon iskopavanja, ruda se podvrgava kompleksnoj preradi kako bi se odvojio čisti metal od šljake. Za to se koriste različite metode: elektroliza, hidrometalurgija, kao i pirometalurgija.

Kako su naši preci namirisali bakar?

Ovo je najstariji metal kojima su ljudi savladali. Nevjerojatna plastičnost postala je njegova glavna prednost. Zahvaljujući njemu, čak i uz primitivne alate, moguće je obraditi metal, izrađivati ​​predmete za domaćinstvo i razni alati.

Naši preci su naučili da obrađuju prvi metal 4. milenijum pne. Pronalazeći kaldrmu neobične boje, ljudi su pokušavali da ih obrađuju, udarajući ih teškim kamenjem kao i obično. Međutim, grumenčići se nisu rascijepili, već su se samo deformisali. Tako su primitivni majstori mogli napravi prve alate.

To je bio razlog prelaska iz kamenog u bakreno doba. Izrada metalnog oružja nije zahtijevala više truda od izrade kamenog. Ali služio je mnogo duže i ako je oštećen bakrena sjekira ili se nož mogao popraviti - kameni analozi morali su se napraviti iznova.

Na koliko stepeni da li se bakar topi? Danas se ova temperatura stručnjacima ne čini visokom – samo 1083 stepena Celzijusa.

Međutim za drevni metalurzi bilo je nedostižno, pa su materijal za punu obradu naučili topiti mnogo kasnije – tek u 3. milenijumu pr. pojavile su se potrebne tehnologije. Međutim, i prije toga, u mnogim naseljima majstori su grijali bakrene grumene na vatri, primjećujući da je vrući metal mnogo lakši za obradu.

Šta se promenilo tokom vremena

Naravno, savremeni proizvodi od bakra ne mogu se porediti sa onima koji su napravljeni pre pet hiljada godina. Umjesto grubi bakarni noževi, sjekire i vrhovi strela i koplja, danas se proizvode najsloženiji dijelovi za elektroniku. Ali sva svojstva metala ostala su nepromijenjena. Na kojoj temperaturi se bakar topi danas je ista temperatura na kojoj se topio prije hiljadama godina. Ali značajno tehnologija je poboljšana.

Na primjer, prethodno čisto (relativno čisto, naravno) metal iz rude minirano na najprimitivnije načine. Na primjer, ruda i ugalj stavljeni su u glineni vrč. Posuda je stavljena u jamu, smjesa je zapaljena i jama je napunjena. Kada je ugalj gorio, oslobađao se ugljični monoksid. U kontaktu s rudom, izazvao je reakciju, koja je rezultirala oslobađanjem metala i mala količina vode.

Danas se, kao što je već spomenuto, koriste različite metode za uklanjanje nečistoća iz rude. Koristeći specijalnu tablicu topljenja bakra i razne metode obrade, stručnjaci mogu dobiti gotovo apsolutno čist metal. Razmotrimo hidrometalurški primjer kao najlakši za razumijevanje.

Sipa se ruda bakra sumporna kiselina. Bakar, kao relativno aktivan metal, reaguje i formira bakar sulfat. Gvožđe, kada je u kontaktu sa njim, istiskuje bakar. Reakcija proizvodi željezni sulfat i bakar.

Fizička svojstva

Ima rijetku boju– zlatno-ružičasta, što je vrlo neobično za metale. Reaguje relativno lako i takođe se kombinuje sa drugim metalima, značajno menjajući njihova svojstva. Demonstracija ovoga je proces sagorevanja - dosta mešati čisti metal sa sumporom i zagrejte smesu.

Ono što ga čini traženim je njegova odlična električna provodljivost - najbolje performanse ima samo srebro.

Osim toga, ima dobru toplinsku provodljivost, što ga čini nezamjenjivim materijalom u proizvodnji topline rashladne cijevi i radijatori. Tačka ključanja bakra je prilično visoka - 2567 stepeni Celzijusa.

Osigurač metal kod kuće ili industrijski ide na isti način. Temperatura raste postepeno i konstantno. Međutim, kada se primi dovoljno toplote, kristalna rešetka se uništava. U ovom trenutku temperatura prestaje da raste, iako grijanje ne prestaje. Tačka topljenja bakra, kao što je gore pomenuto, iznosi 1085 stepeni Celzijusa . Tek nakon što se metal potpuno otopi, temperatura će nastaviti rasti. Vri na 2567 stepeni Celzijusa.

Kada se ohladi, kristalna rešetka se obnavlja i metal se stvrdnjava. Temperatura kristalizacije je 1085 stepeni, a kada se spusti postaje još gušća.

Legure mogu imati jaku odlična tačka topljenja. Na primjer, tačka topljenja aluminijuma i bakra je 1040 stepeni Celzijusa.

Kako se istopiti kod kuće

Neki ljudi imaju hobije vezano za livenje metala. One koji tek kreću ovim fascinantnim putem često zanima kako istopiti bakar kod kuće. Za ovo će vam trebati:

• kalup za topljenje;
• pincete;
• sirovine za topljenje;
• plinski gorionik visokog pritiska je najbolje rješenje, jer nema svako domaćinstvo kovačnicu;
• zaštitna oprema (naočare, debele rukavice).

Kada dobijete sve što vam je potrebno, spremni ste za početak topljenje kod kuće. Upute korak po korak su prilično jednostavne:

1. Ako je moguće, zdrobite metal– može se pretvoriti u piljevinu pomoću turpije. To će omogućiti da se brže topi.
2. Stavite u kalup da se rastopi– mora biti napravljen od materijala sa visokom tačkom topljenja.
3. Nosite zaštitnu opremu upalite gorionik i usmjerite plamen na sirovine.
4. Kada se bakar otopi, Uhvatite kalup za topljenje hvataljkama i sipajte tečni metal u pripremljeni kalup.

Kao što vidite, sve je prilično jednostavno. Međutim, ova metoda Nije prikladno za sve legure. Na primjer, tačka topljenja čelika je previsoka - konvencionalni plamenik ovdje neće raditi. Ovo se odnosi i na leguru bakra i gvožđa.

Opseg primjene je vrlo širok. Evo samo nekoliko primjera:

• prijenos električne energije– mala otpornost čini ovaj metal izuzetno popularnim;
• instrumentacija– otpornost na vodu, uključujući i morsku, veoma je važna u mnogim oblastima;
• prilikom lemljenja– takođe zbog dobre električne provodljivosti;
• vodovodne cijevi– dobro provodi toplotu;
• rashladni radijatori– toplotna provodljivost metala omogućava ne samo zagrevanje prostorija, već i hlađenje opreme.

Koristan video

Sada znate sve o bakru, kako ga nabaviti, istoriju, upotrebu i kako ga obraditi kod kuće. Sigurno ovo znanje će vam biti od koristi.

Bakar i legure bakra mogu se pripremati u svim pećima koje daju temperature od 1000-1300°C. Međutim, poželjno je koristiti jedinice u kojima se pregrijavanje na ove temperature vrši u kraćem vremenu. S tim u vezi, peći koje se koriste u savremenoj praksi za topljenje bakra i bakarnih legura mogu se rasporediti u sledećem redosledu: električne indukcijske (visokofrekventne, niskofrekventne i industrijske peći), elektrolučne peći sa indirektnim lukom (IA), lončaste i reverberacijske (plamenske) peći, zagrijano lož ulje ili plin. Izbor peći je određen vrstom legure, potrebom za metalom, zahtjevima za odljevcima, teritorijalnim uslovima proizvodnje, ekonomskim aspektima, itd. U livnicama bakra, dakle, možete pronaći kako pretpotopne peći na koks, tako i moderne električne peći. . Najkvalitetniji metal se dobija topljenjem u indukcijskim pećima, ali se pravilnim topljenjem mogu postići dobri rezultati na bilo kojoj od navedenih peći.

Topljenje bakra, bronze i mesinga u raznim pećima je u osnovi slično, ali postoje specifičnosti u zavisnosti od dizajna peći, vremena topljenja, mogućnosti upotrebe fluksa, raznovrsnosti punjenja itd. vrijeme biti minimalno, metal bi trebao biti čisti oksidi, plinovi i štetne nečistoće, nepovratni gubici metala su bili mali; tehnologija je bila jednostavna i pouzdana, a troškovi materijala i održavanja minimalni.

Čisti bakar se u tehnici koristi uglavnom u obliku valjanih proizvoda (žica, limovi, šipke itd.). Oblikovane livene proizvode od bakra je teško dobiti zbog njegovih niskih karakteristika livenja. Ingoti za valjanje se proizvode lijevanjem u vodeno hlađene kalupe ili kontinuiranom metodom.

Taljenje bakra, ako je potrebna velika količina metala odjednom, vrši se u plamenim reverberacijskim pećima kapaciteta do 50 tona i više. U maloj proizvodnji, bakar se može topiti u električnim pećima kao i u lončanim pećima. Posebno čisti bakar bez kisika topi se u vakuumskim indukcijskim pećima ili u pećima s kontroliranom atmosferom koja isključuje kontakt s kisikom.

Topljenje bakra sastoji se ili od jednostavnog topljenja i pregrijavanja na potrebne temperature, nakon čega slijedi deoksidacija, ili se istovremeno tokom procesa topljenja rafinira (očisti) od nečistoća ako upotrijebljeno punjenje sadrži značajnu količinu nečistoća (5-10%).

Rafiniranje topljenja vrši se u pećima s reverberacijskim plamenom, gdje se atmosfera može lako mijenjati. Proces oksidativno-rafinirajućeg topljenja sastoji se uzastopno od oksidacije nečistoća, uklanjanja nastalih oksida nečistoća i redukcije otopljenog bakrovog oksida.

Oksidacija se dešava od početka topljenja i tokom čitavog perioda topljenja polnjenja u peći se održava jako oksidirajuća atmosfera. Cink, željezo i druge nečistoće se oksidiraju. Naravno, bakar je također oksidiran u isto vrijeme. Za potpunije uklanjanje štetnih nečistoća, kupka od rastopljenog bakra se pročišćava komprimiranim zrakom ili kisikom. Oksidacija nečistoća odvija se redoslijedom koji odgovara elastičnosti disocijacije njihovih oksida, kako kao rezultat direktne reakcije između kisika i nečistoće, tako i zbog interakcije bakrenog oksida Cu 2 O sa nečistoćama koje imaju veću kemijsku vrijednost. afinitet prema kiseoniku od bakra:

Cu 2 O + Me = MeO + 2Cu.

Prema zakonu djelovanja mase, većina nečistoća se oksidira preko Cu 2 O, osim toga, Cu 2 O se dobro rastvara u bakru i pruža pogodne uslove za oksidaciju nečistoća u cijelom volumenu metala. Redoslijed oksidacije nečistoća prisutnih u bakru je sljedeći: cink, željezo, sumpor, kalaj, olovo, arsen, antimon, itd. veći afinitet prema kiseoniku.

Rezultirajući oksidi, koji su bazične prirode, isplivaju i postaju šljakovi sa silicijum dioksidom:

ZnO + SiO 2 → (ZnO SiO 2),

FeO + SiO 2 → (FeO SiO 2)

Zajedno sa nečistoćama, Cu 2 O također prelazi u šljaku u količinama koje su određene kemijskom ravnotežom između metala i šljake:

+ (SiO 2) → (Cu 2 O SiO 2).

Ova reakcija je nepoželjna: povećava gubitke bakra. Zbog toga je šljaka odabrana tako da njen sastav uključuje okside čija je bazičnost veća od baznog oksida, a oni bi prema reakciji istisnuli Cu 2 O iz šljake u metal.

(Cu 2 O SiO 2) + (Me`O) → (Me`O SiO 2) +.

Takvi oksidi mogu biti CaO, MnO, FeO itd. U praksi se za ovu svrhu koristi osnovna ložišta sljedećeg sastava: 24-40% CaO, 10-15% FeO, 10-15% Al 2 O 3 , 8-12% MnO i 25-30% SiO 2. Na površinu bakra se pri topljenju stavlja šljaka u količini od 1,5-2% masenog udjela. Za ukapljivanje šljake u nju se dodatno dodaju fluorit CaF 2, kriolit Na 3 AlF 6, soda soda Na 2 CO 3 itd.

Zguranje nečistoća se ubrzava miješanjem metala sa šljakom. Miješanje metala također olakšava uklanjanje olova iz bakra, jer se zbog veće gustoće taloži na dnu. Sumpor se uklanja tokom perioda oksidacije u obliku gasovitog proizvoda SO 2 reakcijom:

Cu 2 S + 2Cu 2 O ↔ 6Cu + SO 2.

Prilikom uklanjanja sumpora uočava se "ključanje" metala.

Potpunost oksidacije taline utvrđuje se uzimanjem uzoraka loma. Gusta, nezrela, smeđa, grubo-kristalna fraktura ukazuje na kraj oksidativnog perioda topljenja. Šljaka se uklanja s površine tekućeg metala i počinje redukcija bakrovog oksida, koji se nalazi u otopini nakon uklanjanja šljake na 10%. Takav bakar u čvrstom stanju je krhak i bez deoksidacije nije pogodan za livenje ingota. Atmosfera peći je napravljena redukcijom, tj.

Baklja gori sa viškom goriva i nedostatkom zraka (dimeći plamen). Oporavak bakra iz azot-oksida je poboljšan operacijom koja se obično naziva "zadirkivanjem" metala. Zadirkivanje se vrši potapanjem sirovih trupaca jasike ili breze u talinu. Kada drvo sagorijeva, oslobađaju se vodena para i proizvodi destilacije drva (vodik i ugljikovodici), zbog čega metal snažno ključa, dobro se miješa i aktivnije stupa u interakciju s redukcijskom atmosferom peći.

Tokom ovog perioda, površina kupke je prekrivena drvenim ugljem kako bi se poboljšala regenerativna atmosfera. Bakrov oksid otopljen u metalu, u kontaktu s takvom atmosferom, reducira se: Cu 2 O + CO = 2Cu + CO 2.

Pošto bakar u ovom trenutku sadrži veliku količinu kiseonika, potapanje sirovih trupaca je relativno bezopasno s obzirom na mogućnost zasićenja metala vodonikom, jer je njegova rastvorljivost u bakru sa značajnom količinom kiseonika veoma niska.

Test loma dobro deoksidiranog bakra ima gust, sitnozrnat lom svijetloružičaste boje. Metal se smatra spremnim za livenje kada se sadržaj bakarnog oksida dovede na približno 0,4% dalje smanjenje sadržaja Cu 2 O ne smatra se poželjnim, jer se od tog trenutka povećava opasnost od zasićenja bakra vodonikom, što se u nastavku; kristalizacijom livenog bakra, sposoban je da stupi u interakciju sa kiseonikom sa stvaranjem mjehurića vodene pare, smanjujući gustinu i svojstva bakra.

Topljenje bakra iz čistog punjenja sastoji se od topljenja, pregrijavanja, deoksidacije i livenja. U tu svrhu koriste se električne indukcijske peći u trgovinama za nabavku. Topljenje se obično vrši pod zaštitnim poklopcem od kalciniranog drvenog uglja, koji štiti metal od oksidacije. Nakon topljenja punjenja, u kadu se unosi deoksidacijsko sredstvo - fosforni bakar u količini od 0,1-0,3% težine punjenja. Zatim se talina dobro promeša, kontroliše lomljenje, drži 3-5 minuta, a zatim se, po dostizanju temperature od 1150-1200°C, sipa.

Litijum, koji je dobar deoksidator bakra, takođe se koristi za uklanjanje kiseonika. Ponekad se koristi složeni deoksidator litijuma i fosfora (kada je potrebno dobiti posebno čist metal), kao i magnezijum.

Međutim, gotovo svi deoksidanti, koji ostaju u bakru, smanjuju njegovo najvažnije svojstvo - električnu provodljivost, pa nastoje svoju količinu u bakru svesti na minimum, a najkvalitetniji bakar bez kiseonika topi se u pećima sa posebnom zaštitnom atmosferom u u obliku generatorskog plina ili u vakuumu, u kojem nije potrebna deoksidacija.

Bakar bez kiseonika sadrži najmanje 99,97% Cu - duktilniji je od konvencionalnog bakra, otporniji na koroziju i ima visoku električnu provodljivost.

Uprkos lošim livnim svojstvima bakra, posebno niskoj fluidnosti, od njega se mogu dobiti prilično složeni šuplji odlivci livenjem u pesak ili metalne kalupe. U tom slučaju bakar mora biti vrlo dobro deoksidiran i očišćen od vodonika (duvavanjem dušikom). Da bi se poboljšala svojstva livenja, dodaje se do 1,0% Sn + Zn + Pb. Što je manjom količinom ovih elemenata moguće dobiti oblikovani odliv, to su njegova svojstva (električna i toplotna provodljivost) veća. Od takvog bakra izlivaju se tujere, ventili, prstenovi i drugi dijelovi visokih peći.