Metody topienia metali i stopów. Cechy topienia stopów miedzi. Topienie za pomocą domowych urządzeń

Miedź jest dziś uważana za jeden z najpowszechniejszych stopów. Dość częstym pytaniem jest, jak stopić miedź w domu. Wysokie właściwości odlewnicze pozwalają na uzyskanie wysokiej jakości i precyzyjnych wyrobów oraz zastosowanie stopu jako powłoki. Odlewanie miedzi można przeprowadzić bez specjalnego sprzętu. Proces charakteryzuje się dużą liczbą różnych cech, które zostaną omówione poniżej.

Temperatura topnienia

Jednym z najważniejszych parametrów każdego stopu jest temperatura topnienia. Może to zależeć od stężenia pierwiastków stopowych w kompozycji. Czysta miedź jest odlewana w temperaturze 1080°C, w której następuje przegrupowanie sieci krystalicznej i stop staje się ciekły. Miedź można stopić, nawet jeśli występuje zanieczyszczenie w postaci cyny, ale temperatura może wahać się od 930 do 1140 °C.

Do kompozycji można dodać cynk, uzyskując mosiądz. W zależności od stężenia tego pierwiastka stopowego wytapianie można prowadzić w temperaturze 900 ⁰C.

Rozważając cechy wytapiania miedzi, bierze się pod uwagę temperaturę wrzenia. Liczba ta wynosi 2560°C. W domu osiągnięcie takiej temperatury jest prawie niemożliwe. Proces wrzenia sygnalizowany jest pojawieniem się pęcherzyków gazu.

Nie doprowadzaj stopu do wrzenia. Wynika to z faktu, że po uwolnieniu gazów struktura staje się porowata. Z tego powodu zmniejszają się nie tylko właściwości dekoracyjne, ale także mechaniczne.

Sekwencjonowanie

W razie potrzeby możesz zaopatrzyć się w produkty do celów dekoracyjnych lub praktycznych w domu. Instrukcje krok po kroku dotyczące topienia miedzi w domu są następujące:

1. Surowiec jest kruszony, a następnie umieszczany w tyglu. Warto wziąć pod uwagę, że zmniejszając wielkość kawałków metalu, proces topienia ulega znacznemu przyspieszeniu.
2. Po napełnieniu tygla umieszcza się go w nagrzanym piekarniku.
3. Roztopiony stop należy usunąć z pieca za pomocą specjalnych szczypiec. W wyniku aktywnego procesu utleniania na powierzchni może utworzyć się jednorodny film. Przed odlaniem miedzi należy ją usunąć.
4. Metal ostrożnie wlewa się do przygotowanego pojemnika. Warto wziąć pod uwagę, że jeśli wyprostowany stop dostanie się w odsłonięte miejsca ciała, może dojść do poważnych obrażeń. Ponadto niektóre materiały mogą zapalić się w wyniku kontaktu. Dlatego należy zachować szczególną ostrożność.

Zastanawiając się, jak wytapiać miedź w domu, warto wziąć pod uwagę, że można wykorzystać nie tylko piece. W niektórych przypadkach do ogrzewania dna tygla stosuje się palnik gazowy. Proces ten jest mniej produktywny, ale jego przygotowanie zajmuje niewiele czasu.

Jako sprzęt grzewczy można zastosować zwykłą lampę lutowniczą. Stosując tę ​​technologię warto wziąć pod uwagę, że kontakt miedzi z powietrzem prowadzi do szybkiego pojawienia się tlenku. W niektórych przypadkach, aby zmniejszyć intensywność utleniania, powierzchnię pokrywa się kruszonym węglem drzewnym.

Urządzenia do wytapiania miedzi

Etap przygotowawczy obejmuje zakup specjalnego sprzętu. Możesz stopić miedź w domu, jeśli masz:

1. Piec muflowy. Nowoczesne możliwości konstrukcyjne umożliwiają precyzyjne sterowanie mocą grzewczą, dzięki czemu proces topienia jest znacznie uproszczony i można uzyskać lepszy wynik.
2. Tygiel przeznaczony do przechowywania ładunku i topienia go.
3. Szczypce, za pomocą których tygiel jest wyciągany z pieca. Warto wziąć pod uwagę, że powierzchnia się nagrzeje, dlatego należy zastosować specjalny mechanizm wykonany ze stopu żaroodpornego.
4. Hak i odkurzacz domowy.
5. Węgiel drzewny do powlekania powierzchni.
6. Forma wykonana z materiału żaroodpornego, do której będzie wykonywany odlew.
7. Palnik gazowy lub kuźnia w celu zwiększenia plastyczności stopu.

Kupuj profesjonalny sprzęt tylko wtedy, gdy odlewanie miedzi odbywa się okresowo. Charakteryzuje się wysokim kosztem, a także wydajnością w użyciu.

Piec muflowy

Najłatwiejszym sposobem topienia miedzi w domu jest zainstalowanie pieca muflowego. Wśród jego funkcji zauważamy:

1. Wsad można podgrzać do wyższych temperatur, zwiększając w ten sposób płynność. Wynika to z wysokiej wydajności, ponieważ ściany konstrukcji odbijają i akumulują ciepło.
2. Proces topienia ulega przyspieszeniu.
3. Wysoka wydajność. Równomierny rozkład ciepła pozwala na jednoczesne topienie dużych ilości miedzi.

Ponadto piec muflowy jest dość łatwy w montażu, jeśli przestrzegane są wszystkie zasady bezpieczeństwa. Problemy z instalacją takiego sprzętu w domu często pojawiają się ze względu na duży rozmiar konstrukcji.

Palnik gazowy

Odlewanie miedzi w domu za pomocą palnika gazowego jest często przeprowadzane, jeśli wyroby miedziane są wytwarzane niezwykle rzadko. Proces taki charakteryzuje się niskimi kosztami finansowymi. Przy wyborze takiej technologii brane są pod uwagę:

1. Wskaźnik niskiej wydajności.
2. W momencie topienia pojawiają się trudności z równomiernym rozkładem ciepła.
3. Prace należy wykonywać na otwartej przestrzeni z zachowaniem zasad bezpieczeństwa pożarowego.

Palnik gazowy może ogrzać tygiel w ciągu kilku minut. Warto wziąć pod uwagę, że miedź szybko się utlenia.

Lampa lutownicza

Topienie podczas używania palników jest niezwykle rzadkie. Wynika to z małej efektywności tej metody. Podobnie jak w poprzednim przypadku, przy użyciu lampy lutowniczej następuje aktywne utlenianie powierzchni.

Korzystając z lampy lutowniczej, należy wziąć pod uwagę fakt, że nagrzanie metalu zajmuje dość dużo czasu. W takim przypadku ogrzewanie musi odbywać się bez przerwy, ponieważ metal szybko się ochładza, po czym zaczyna krystalizować.

Klakson

W domu odlewanie miedzianych półfabrykatów można wykonać w kuźni. Piekarnik charakteryzuje się następującymi cechami:

1. Jest często używany w kowalstwie.
2. Warto wziąć pod uwagę wskaźnik niskiej wydajności, dzięki któremu topienie miedzi trwa znacznie dłużej.
3. Istnieją dwa projekty: otwarty i zamknięty.

Temperatura topnienia podczas stosowania kuźni jest stosunkowo niska. Dlatego nie całą miedź można stopić tą metodą.

Topienie za pomocą domowych urządzeń

Topienie można przeprowadzić przy użyciu domowych konstrukcji. Często stanowią połączenie źródła ciepła i obudowy wykonanej z materiału odbijającego ciepło. Za pomocą takich urządzeń możesz stopić miedź w domu.

Z reguły tworząc specjalną strukturę odblaskową, zwiększa się wydajność i przyspiesza proces nagrzewania wsadu. Możesz wykonać odblaskową obudowę tygla za pomocą cegieł żaroodpornych.

2014-05-30

Produkty z miedzi wyglądają bardzo pięknie i stylowo, co sprawia, że ​​chcesz samodzielnie stworzyć produkt z miedzi. W tym celu metal należy najpierw stopić. W procesie odlewania większość ludzi wykorzystuje kilka głównych rodzajów miedzi – czystą czerwoną oraz stopy, takie jak brąz i mosiądz.

Proces wytapiania wyrobów miedzianych w piecu muflowym

Najpierw należy włożyć przygotowane kawałki metalu do tygla, a następnie umieścić tygiel w piecu muflowym. Dostosuj ciepło do żądanej pozycji. Kiedy metal zaczyna się topić, na jego powierzchni pojawia się warstwa tlenku.

Po osiągnięciu określonej temperatury topnienia należy otworzyć drzwiczki i chwycić tygiel szczypcami. Za pomocą stalowego haka usuń powstałą warstwę tlenku, a następnie wlej roztopiony metal do wcześniej przygotowanych form. Jeśli piec muflowy ma niezbędną moc, może topić różne stopy miedzi lub czerwoną miedź.

Jak topić miedź innymi metodami

Jeżeli nie ma możliwości zastosowania pieca muflowego, istnieje alternatywa - stopienie metalu za pomocą autogenu, w takim przypadku płomień należy skierować od spodu tygla w górę. Procesowi temu towarzyszy dobry dostęp powietrza. Aby uniknąć silnego utleniania miedzi, można posypać pokruszony węgiel drzewny.

Miedź żółtą, tak zwany mosiądz i niektóre rodzaje brązu, które są topliwe, można stopić za pomocą palnika lutowniczego. Proces ten przypomina nieco wykorzystanie autogenu, warto wziąć pod uwagę, aby tygiel był jak najbardziej objęty płomieniem.

Jeśli nie ma możliwości użycia autogenu lub lampy lutowniczej, użyj zwykłej kuźni. Tygiel należy umieścić na wierzchu warstwy węgla drzewnego. Aby zwiększyć temperaturę spalania, można zastosować technologię wdmuchu powietrza do stref spalania. Do tych celów można użyć domowego odkurzacza z wydmuchem. Jego wąż powinien być wyposażony w metalową końcówkę, którą można zwężać, co umożliwi uzyskanie znacznie cieńszego strumienia powietrza.

Czerwona miedź jest lepka i topliwa, dlatego praktycznie nie nadaje się do odlewania figurowego. Do tej procedury lepiej nadaje się mosiądz. Łatwiej się topi, a jego kolor jest znacznie jaśniejszy.

Popularne materiały

Obecnie bardzo popularne są farby o błyszczących, metalicznych odcieniach. Ten efekt optyczny pozwala nam zaklasyfikować farbę do specjalnego rodzaju - metalicznej. Farba faktycznie zawiera drobne cząsteczki metalu, głównie...

16.05.2013

Kataliza ma miejsce wtedy, gdy szybkość procesu chemicznego zmienia się pod wpływem katalizatorów biorących udział w procesie. Katalizatory wpływają na szybkość reakcji, lecz na końcu reakcji pozostają niezmienione i nie biorą udziału w jej zakończeniu, a jedynie w...

04.02.2013

Kiedy stało się jasne, czym jest detonacja, zaczęły pojawiać się pytania - jak się jej pozbyć. Z jednej strony można zmienić skład benzyny, ale ta opcja jest natychmiast eliminowana, ponieważ będzie zbyt droga. Z drugiej strony możesz...

02.05.2013

Miedź jest dość plastycznym materiałem o złoto-różowej barwie lub czystym różu, jeśli nie ma warstwy tlenku. Jest niezwykle popularny. Dość często można znaleźć wyroby z miedzi, różne pamiątki, wiele elementów dekoracyjnych, piękne i niezwykłe przedmioty. Istnieje również kilka przydatnych szczegółów gospodarstwa domowego. Materiał ten cieszy się dużym uznaniem wśród wielu rzemieślników. Najczęstsze zastosowania czystej czerwonej miedzi, brązu i mosiądzu (jego stopów).

Co jednak jeśli nie jesteś zawodowym rzemieślnikiem i jednocześnie decydujesz się na wykonanie czegoś z tego metalu? Powstaje rozsądne pytanie: „Jak stopić miedź w domu?”

Co będzie Ci potrzebne do pracy?

Zanim zaczniesz przetwarzać miedź i jej stopy, musisz zdobyć wszystkie niezbędne narzędzia:

• tygiel;
• kleszcze;
• piec muflowy;
• węgiel drzewny;
• dąbrówka;
• odkurzacz domowy;
• hak wykonany z drutu żelaznego;
• forma do wytworzenia produktu.

Upewnij się, że przed topieniem miedzi w domu wszystkie narzędzia są pod ręką i starannie ułożone, a nie ułożone w stosy.

Jak samemu wytopić miedź?

Aby cała praca przebiegła pomyślnie i bez żadnych problemów wystarczy postępować zgodnie z algorytmem podanym poniżej:

• Wszystkie fragmenty miedzi umieszcza się w tyglu, który umieszcza się w piecu muflowym.
• Należy ustawić żądaną pozycję regulatora ogrzewania. Stan zawartości możesz monitorować przez okienko w drzwiach piekarnika.
• Następnie, aby stopić miedź, należy poczekać na wymaganą temperaturę, aby metal zaczął się topić. Gdy tylko to nastąpi, należy otworzyć piec i za pomocą specjalnych szczypiec chwycić tygiel.
• Podczas topienia na powierzchni metalu pojawi się warstwa tlenku. Należy go usunąć na bok za pomocą haka wykonanego z żelaznego drutu.
• Następnie możesz rozpocząć wytwarzanie różnych produktów miedzianych, po prostu wlewając je do wcześniej przygotowanych form.

Ważna uwaga

Warto zauważyć, że w Internecie jest wiele historii o tym, jak ludzie topili ten metal nie za pomocą specjalnego sprzętu, ale nad ogniem, w puszce. Z reguły tacy autorzy nie mają pojęcia, jaka właściwie jest temperatura topnienia miedzi - 1083 stopnie. Istota tego co zostało powiedziane jest taka, że ​​należy być przygotowanym na dość duże wydatki finansowe. Wiele narzędzi nie jest bardzo tanich. Dodatkowo, zanim zaczniesz topić miedź, powinieneś zadbać o sprzęt ochronny.

Jak stopić mosiądz?

Materiał ten jest wieloskładnikowym stopem miedzi. Wykonane z niego części są często wykorzystywane do tworzenia różnych konstrukcji.

Co jest potrzebne do stopienia? Aby stopić mosiądz, musisz mieć wszystkie narzędzia wymienione na poniższej liście:

• piec muflowy;
• lampa lutownicza;
• palnik gazowy;
• tygiel;
• szczypce metalowe;
• węgiel drzewny;
• drut żelazny;
• kształt produktu, który będzie wykonany z tego metalu.

Instrukcje topienia materiału

Aby uniknąć różnych obrażeń, a także uszkodzeń materiałów, należy postępować ściśle zgodnie z dostarczonymi instrukcjami. Kolejnym ważnym punktem jest zapewnienie wentylacji w miejscu pracy. Drugą rzeczą do zrobienia jest zmielenie samego materiału, co pozwoli mu szybciej się stopić. Po wykonaniu tej czynności możesz zabrać się do pracy:

• włóż cały materiał do tygla i włóż do piekarnika;
• za pomocą elementu regulującego temperaturę ustaw żądany stopień topnienia (od 880 do 950 stopni); włącz piekarnik;
• Podczas topienia metalu obserwuj go przez okno w drzwiach pieca;
• po osiągnięciu wymaganego stanu mosiądzu można otworzyć drzwi;
• za pomocą haczyka z drutu żelaznego usuń warstwę tlenku z powierzchni;
• używając szczypiec i zachowując wszelkie środki ostrożności, chwyć za nie tygiel;
• ostrożnie wyjmij go z piekarnika i rozpocznij wlewanie zawartości do wcześniej przygotowanych form.

Poniższe wskazówki mogą nieco ułatwić proces pracy, jeśli nagle nie będziesz mieć pod ręką niektórych niezbędnych narzędzi:

• Jeśli nie ma pieca muflowego, można użyć wielkiego pieca, jeśli jest dostępny. Warto dodać, że można go także wynająć. Ale zanim stopisz miedź, upewnij się, że urządzenie jest w stanie nagrzać się do 1083 stopni. A także upewnij się, że wytrzyma pracę w danej temperaturze.
• Jeśli nadal musiałeś korzystać z wielkiego pieca, dowiedz się więcej o tym, jak prawidłowo pracować ze zmianami temperatury. W przeciwnym razie metal może zacząć się gotować.
• Forma do wytwarzania produktu miedzianego musi mieć wyższą temperaturę topnienia niż sam metal.

Ponadto zamiast pieców do obróbki mosiądzu można zastosować inne dostępne narzędzia. Do ogrzewania można użyć palnika lub lampy lutowniczej. Aby obrabiać nim metal, należy ustawić urządzenie w stabilnej pozycji z płomieniem skierowanym do góry. Umieść nad nim stojak wykonany z żelaznego drutu. Na wierzchu połóż tygiel z włożonym w niego mosiądzem. Następnie należy włączyć narzędzie grzewcze, ustawiając siłę ognia tak, aby całkowicie zakryła dno naczynia. Ze względu na to, że topienie nastąpi na świeżym powietrzu, mosiądz zacznie się utleniać. Aby zmniejszyć ten efekt, powierzchnię naczynia przykryj gęstą warstwą węgla drzewnego.

Miedź jest niezwykle popularna i pospolity metal, stosowany w produkcji elektroniki, przenoszeniu mocy i produkcji różnych stopów.

Jaka jest temperatura topnienia miedzi, jak to jest wydobywane i dlaczego jest to interesujące? Porozmawiajmy o tym wszystkim.

W kontakcie z

Jak otrzymuje się miedź?

Zasoby tego metalu na Ziemi są stosunkowo niewielkie (w porównaniu do innych pierwiastków). Ponadto występuje zarówno w postaci bryłek, jak i w skład związków złożonych. Najczęściej są to piryt miedzi, chalkopiryt, Bornit i Chalkocyt. Występują w skałach osadowych, ale najczęściej w żyłach hydrotermalnych. Całkowity złóż miedzi na świecie dość duże, ale naprawdę dużych i o znaczeniu strategicznym jest tylko kilka .

Na terytorium Rosji To Udokan, położony w regionie Zabajkału. Jeśli weźmiemy pod uwagę Europę, największym złożem jest niemieckie Mansfeld. Kazachstan może pochwalić się takimi rezerwami u sąsiadów – są w mieście Zhezkazgan.

Poważny pas miodu znajduje się w Afryce Środkowej. USA również posiadają duże złoże – Morenci. Wreszcie Chile może pochwalić się dwoma poważnymi punktami produkcyjnymi jednocześnie - Colhausiego i Escondidy.

Wydobywa się rudę miedzi metoda otwarta. Jedynie stosunkowo niewielka część złóż, gdzie surowce zalegają na dużych głębokościach, wykorzystuje metodę szybową.

Po wydobyciu ruda poddawana jest skomplikowanej obróbce, która pozwala na oddzielenie czystego metalu od żużla. Stosuje się do tego różne metody: elektroliza, hydrometalurgia, a także pirometalurgia.

Jak nasi przodkowie wytapiali miedź?

To najstarszy metal które ludzie opanowali. Jego główną zaletą stała się niesamowita plastyczność. To dzięki niemu nawet przy pomocy prymitywnych narzędzi można obrabiać metal, wytwarzać artykuły gospodarstwa domowego i różne narzędzia.

Nasi przodkowie nauczyli się obrabiać pierwszy metal IV tysiąclecie p.n.e. Znajdując kostkę brukową o nietypowym kolorze, ludzie próbowali ją przetworzyć, jak zwykle uderzając ciężkimi kamieniami. Bryłki nie uległy jednak rozszczepieniu, a jedynie uległy deformacji. Zatem prymitywni mistrzowie byli w stanie to zrobić zrobić pierwsze narzędzia.

To był powód przejścia z epoki kamienia do epoki miedzi. Wyprodukowanie broni metalowej nie wymagało więcej wysiłku niż wykonanie broni kamiennej. Ale służył znacznie dłużej i jeśli był uszkodzony miedziany topór albo nóż można było naprawić - kamienne analogi trzeba było wykonać od nowa.

Przy ilu stopni, czy miedź topi się? Dziś ta temperatura nie wydaje się ekspertom wysoka - tylko 1083 stopnie Celsjusza.

Jednak dla starożytni metalurdzy było to nieosiągalne, więc do pełnego przetworzenia nauczyli się topić materiał znacznie później – dopiero w III tysiącleciu p.n.e., kiedy pojawiły się niezbędne technologie. Jednak już wcześniej w wielu osadach rzemieślnicy podgrzewali bryłki miedzi nad ogniem, zauważając, że surówka była znacznie łatwiejsza w obróbce.

Co się zmieniło na przestrzeni czasu

Oczywiście nowoczesnych wyrobów miedzianych nie można porównywać z tymi, które powstały pięć tysięcy lat temu. Zamiast szorstkie noże miedziane, topory, groty strzał i włócznie, dziś produkowane są najbardziej skomplikowane części do elektroniki. Ale wszystkie właściwości metalu pozostały niezmienione. Temperatura, w której topi się dzisiaj miedź, jest tą samą temperaturą, w której topiła się tysiące lat temu. Ale znacząco technologia uległa poprawie.

Na przykład wcześniej czysty (oczywiście stosunkowo czysty) metal z rudy ekstrahowanych najbardziej prymitywnymi metodami. Na przykład rudę i węgiel umieszczono w glinianym dzbanku. Naczynie wstawiono do dołu, mieszaninę podpalono i dół zasypano. Podczas spalania węgla wydzielał się tlenek węgla. W kontakcie z rudą wywołał reakcję, w wyniku której uwolnił się metal i niewielka ilość wody.

Obecnie, jak wspomniano powyżej, stosuje się różne metody usuwania zanieczyszczeń z rudy. Korzystanie ze specjalnego wykresu topienia miedzi i różne metody przetwarzania specjaliści mogą uzyskać niemal całkowicie czysty metal. Rozważmy przykład hydrometalurgii, jako najłatwiejszy do zrozumienia.

Wlewa się rudę miedzi Kwas Siarkowy. Miedź, jako metal stosunkowo aktywny, reaguje tworząc siarczan miedzi. Żelazo w kontakcie z nim wypiera miedź. W wyniku reakcji powstaje siarczan żelazawy i miedź.

Właściwości fizyczne

Ma rzadki kolor– złoto-różowy, co jest bardzo nietypowe dla metali. Reaguje stosunkowo łatwo, a także łączy się z innymi metalami, znacząco zmieniając ich właściwości. Dowodem na to jest proces spalania – wystarczy wymieszać czysty metal z siarką i podgrzać mieszaninę.

To, co sprawia, że ​​jest on poszukiwany, to doskonała przewodność elektryczna – najlepsza wydajność ma tylko srebro.

Ponadto charakteryzuje się dobrą przewodnością cieplną, co czyni go niezastąpionym materiałem przy produkcji wyrobów termicznych rury chłodzące i grzejniki. Temperatura wrzenia miedzi jest dość wysoka - 2567 stopni Celsjusza.

Bezpiecznik metalu w domu lub przemysłowe idzie w ten sam sposób. Temperatura wzrasta stopniowo i stale. Jednakże, gdy otrzymana zostanie wystarczająca ilość ciepła, sieć krystaliczna ulega zniszczeniu. W tym momencie temperatura przestaje rosnąć, mimo że ogrzewanie nie zostaje zatrzymane. Temperatura topnienia miedzi jak wspomniano powyżej, wynosi 1085 stopni Celsjusza . Dopiero po całkowitym stopieniu metalu temperatura będzie nadal rosła. Wrze w temperaturze 2567 stopni Celsjusza.

Po ochłodzeniu sieć krystaliczna zostaje przywrócony, a metal twardnieje. Temperatura krystalizacji wynosi 1085 stopni, a po obniżeniu staje się jeszcze bardziej gęsta.

Stopy mogą mieć mocne właściwości doskonała temperatura topnienia. Na przykład temperatura topnienia aluminium i miedzi wynosi 1040 stopni Celsjusza.

Jak stopić się w domu

Niektórzy ludzie mają hobby związane z odlewaniem metali. Ci, którzy dopiero rozpoczynają tę fascynującą ścieżkę, często interesują się tym, jak topić miedź w domu. Do tego będziesz potrzebować:

• pleśń do topienia;
• kleszcze;
• surowce do wytapiania;
• najlepszym rozwiązaniem jest wysokociśnieniowy palnik gazowy, ponieważ nie w każdym gospodarstwie domowym jest kuźnia;
• sprzęt ochronny (okulary, grube rękawiczki).

Kiedy już będziesz miał wszystko, czego potrzebujesz, możesz zaczynać topić się w domu. Instrukcje krok po kroku są dość proste:

1. Jeśli to możliwe, zmiażdż metal– można zamienić na trociny za pomocą pilnika. Dzięki temu szybciej się stopi.
2. Włożyć do formy do stopienia– musi być wykonany z materiału o wysokiej temperaturze topnienia.
3. Nosić sprzęt ochronny zapal palnik i skieruj płomień na surowce.
4. Kiedy miedź się topi, Chwyć formę do topienia szczypcami i wlej ciekły metal do przygotowanej formy.

Jak widać, wszystko jest dość proste. Jednak ta metoda Nie nadaje się do wszystkich stopów. Na przykład temperatura topnienia stali jest zbyt wysoka - konwencjonalny palnik tutaj nie zadziała. Dotyczy to również stopu miedzi i żelaza.

Zakres zastosowania jest bardzo szeroki. Oto tylko kilka przykładów:

• przesył energii elektrycznej– niska odporność sprawia, że ​​metal ten jest niezwykle popularny;
• oprzyrządowanie– odporność na wodę, w tym wodę morską, jest bardzo ważna w wielu obszarach;
• podczas lutowania– także dzięki dobrej przewodności elektrycznej;
• rury wodne– dobrze przewodzi ciepło;
• chłodnice chłodzące– przewodność cieplna metalu pozwala nie tylko ogrzać pomieszczenia, ale także schłodzić sprzęt.

Przydatne wideo

Teraz wiesz już wszystko o miedzi, jak ją pozyskiwać, historię, zastosowanie i jak ją przetwarzać w domu. Na pewno ta wiedza będzie dla Ciebie przydatny.

Miedź i stopy miedzi można wytwarzać we wszystkich piecach zapewniających temperatury 1000-1300°C. Preferowane jest jednak stosowanie jednostek, w których przegrzanie do tych temperatur następuje w krótszym czasie. Pod tym względem piece stosowane w nowoczesnej praktyce do topienia miedzi i stopów miedzi można ułożyć w następującej kolejności: elektryczne piece indukcyjne (wysokiej częstotliwości, niskiej częstotliwości i częstotliwości przemysłowej), elektryczne piece łukowe z łukiem pośrednim (IA), piece tyglowe i pogłosowe (płomieniowe), podgrzewany olej opałowy lub gaz. O wyborze pieca decyduje rodzaj stopu, zapotrzebowanie na metal, wymagania dotyczące odlewów, terytorialne warunki produkcji, względy ekonomiczne itp. Dlatego w odlewniach miedzi można znaleźć zarówno przedpotopowe piece opalane koksem, jak i nowoczesne piece elektryczne . Najlepszą jakość metalu uzyskuje się poprzez wytapianie w piecach indukcyjnych, jednak przy odpowiednim wytapianiu dobre rezultaty można osiągnąć stosując którykolwiek z wymienionych pieców.

Topienie miedzi, brązu i mosiądzu w różnych piecach przebiega w zasadzie podobnie, ale istnieją specyficzne cechy zależne od konstrukcji pieców, czasu topienia, możliwości stosowania topników, różnorodności wsadu itp. Ogólnym wymaganiem jest to, aby topienie metalu czas był minimalny, metal powinien składać się z czystych tlenków, gazów i szkodliwych zanieczyszczeń, nieodwracalne straty metalu były niewielkie; technologia była prosta i niezawodna, a koszty materiałów i konserwacji minimalne.

Czysta miedź stosowana jest w technologii głównie w postaci wyrobów walcowanych (drut, blacha, pręty itp.). Kształtowe wyroby odlewane z miedzi są trudne do uzyskania ze względu na jej słabe właściwości odlewnicze. Wlewki do walcowania produkowane są metodą odlewania do form chłodzonych wodą lub metodą ciągłą.

Wytapianie miedzi, jeśli jednorazowo potrzebna jest duża ilość metalu, odbywa się w piecach płomieniowo-pogłosowych o pojemności do 50 ton i większej. W produkcji na małą skalę miedź można wytapiać w piecach elektrycznych i tyglowych. Szczególnie czysta miedź beztlenowa topi się w próżniowych piecach indukcyjnych lub w piecach z kontrolowaną atmosferą wykluczającą kontakt z tlenem.

Wytapianie miedzi polega albo na zwykłym stopieniu i przegrzaniu jej do wymaganych temperatur, a następnie odtlenianiu, albo jednocześnie w procesie wytapiania następuje jej rafinacja (oczyszczenie) z zanieczyszczeń, jeżeli zastosowany wsad zawiera znaczną ilość zanieczyszczeń (5-10%).

Wytapianie rafinacyjne odbywa się w piecach z płomieniem pogłosowym, w których atmosferę można łatwo zmieniać. Proces wytapiania oksydacyjno-rafinacyjnego polega kolejno na utlenianiu zanieczyszczeń, usuwaniu powstających tlenków zanieczyszczeń i redukcji rozpuszczonego tlenku miedziawego.

Utlenianie zachodzi od początku wytapiania i przez cały okres topienia wsadu, w tym celu w piecu utrzymuje się atmosferę silnie utleniającą. Cynk, żelazo i inne zanieczyszczenia ulegają utlenieniu. Naturalnie miedź również ulega utlenieniu w tym samym czasie. Aby dokładniej usunąć szkodliwe zanieczyszczenia, kąpiel stopionej miedzi jest czyszczona sprężonym powietrzem lub tlenem. Utlenianie zanieczyszczeń następuje w kolejności odpowiadającej elastyczności dysocjacji ich tlenków, zarówno w wyniku bezpośredniej reakcji tlenu z domieszką, jak i w wyniku oddziaływania tlenku miedzi Cu 2 O z zanieczyszczeniami o większym działaniu chemicznym powinowactwo do tlenu niż miedź:

Cu 2 O + Me = MeО + 2Cu.

Zgodnie z prawem działania mas większość zanieczyszczeń jest utleniana przez Cu 2 O; ponadto Cu 2 O dobrze rozpuszcza się w miedzi i zapewnia dogodne warunki do utleniania zanieczyszczeń w całej objętości metalu. Kolejność utleniania zanieczyszczeń występujących w miedzi jest następująca: cynk, żelazo, siarka, cyna, ołów, arsen, antymon itp. Jeśli występują zanieczyszczenia glinu, magnezu, krzemu, to najpierw ulegają one utlenieniu, ponieważ mają większe powinowactwo do tlenu.

Powstałe tlenki, które mają charakter zasadowy, unoszą się w górę i ulegają żużlowi z krzemionką żużlową:

ZnO + SiO 2 → (ZnO SiO 2),

FeO + SiO 2 → (FeO SiO 2)

Wraz z zanieczyszczeniami do żużla przedostaje się również Cu 2 O w ilościach określonych przez równowagę chemiczną pomiędzy metalem a żużlem:

+ (SiO 2) → (Cu 2 O SiO 2).

Reakcja ta jest niepożądana: zwiększa utratę miedzi. Dlatego żużel dobiera się tak, aby w jego składzie znajdowały się tlenki o zasadowości wyższej niż tlenku miedziawego, które w wyniku reakcji wypierałyby Cu 2 O z żużla do metalu

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

Takimi tlenkami mogą być CaO, MnO, FeO itp. W praktyce stosuje się do tego celu zasadowy żużel martenowski o składzie: 24-40% CaO, 10-15% FeO, 10-15% Al 2 O 3 , 8-12% MnO i 25-30% SiO2. Żużel osadza się na powierzchni miedzi podczas topienia w ilości 1,5-2% wagowych wsadu. Aby upłynnić żużel, dodaje się do niego dodatkowo fluoryt CaF 2, kriolit Na 3 AlF 6, sodę kalcynowaną Na 2 CO 3 itp.

Żużlowanie zanieczyszczeń przyspiesza się przez zmieszanie metalu z żużlem. Mieszanie metalu ułatwia także usuwanie ołowiu z miedzi, gdyż osiada on na dnie ze względu na większą gęstość. Siarka jest usuwana podczas okresu utleniania w postaci gazowego produktu SO 2 w reakcji:

Cu 2 S + 2Cu 2 O ↔ 6Cu + SO 2.

Podczas usuwania siarki obserwuje się „wrzenie” metalu.

Stopień utlenienia stopu określa się poprzez pobranie próbek pęknięć. Gęste, niedojrzałe, brązowe, grubokrystaliczne pęknięcie wskazuje na koniec utleniającego okresu wytapiania. Żużel zostaje usunięty z powierzchni ciekłego metalu i rozpoczyna się redukcja tlenku miedziawego, który po usunięciu żużla znajduje się w roztworze do 10%. Taka miedź w stanie stałym jest krucha i bez odtlenienia nie nadaje się do wlewków odlewniczych. Atmosfera pieca jest redukowana, tj.

Pochodnia pali się przy nadmiarze paliwa i braku powietrza (dymiący płomień). Odzyskiwanie miedzi z podtlenku azotu wspomagane jest przez operację powszechnie zwaną „dokuczaniem” metalu. Dokuczanie polega na zanurzeniu w stopionym surowym kłodzie osiki lub brzozy. Podczas spalania drewna wydziela się para wodna i produkty destylacji drewna (wodór i węglowodory), w wyniku czego metal energicznie wrze, dobrze się miesza i aktywniej oddziałuje z atmosferą redukcyjną pieca.

W tym okresie powierzchnia wanny pokryta jest węglem drzewnym, aby wzmocnić regenerującą atmosferę. Tlenek miedziawy rozpuszczony w metalu w kontakcie z taką atmosferą ulega redukcji: Cu2O + CO = 2Cu + CO2.

Ponieważ miedź w tym momencie zawiera dużą ilość tlenu, zanurzanie surowych kłód jest stosunkowo nieszkodliwe ze względu na możliwość nasycenia metalu wodorem, ponieważ jego rozpuszczalność w miedzi ze znaczną ilością tlenu jest bardzo niska.

Próba pękania dobrze odtlenionej miedzi wykazuje gęste, drobnoziarniste pęknięcie o jasnoróżowym kolorze. Metal uważa się za gotowy do odlewania, gdy zawartość tlenku miedzi zostanie sprowadzona do około 0,4%, dalsze zmniejszenie zawartości Cu 2 O nie jest uważane za pożądane, ponieważ od tego momentu wzrasta niebezpieczeństwo nasycenia miedzi wodorem, co w późniejszym czasie; krystalizacja odlewanej miedzi, jest w stanie oddziaływać z tlenem, tworząc pęcherzyki pary wodnej, zmniejszając gęstość i właściwości miedzi.

Wytapianie miedzi z czystego wsadu polega na topieniu, przegrzaniu, odtlenianiu i odlewaniu. W tym celu w sklepach skupu wykorzystywane są elektryczne piece indukcyjne. Wytapianie odbywa się zwykle pod osłoną ochronną kalcynowanego węgla drzewnego, która chroni metal przed utlenianiem. Po stopieniu wsadu do kąpieli wprowadza się środek odtleniający – miedź fosforową w ilości 0,1-0,3% wag. wsadu. Następnie wytop dokładnie miesza się, kontroluje pękanie, trzyma przez 3-5 minut, a następnie po osiągnięciu temperatury 1150-1200°C wylewa.

Lit, który jest dobrym odtleniaczem miedzi, służy również do usuwania tlenu. Czasami stosuje się złożony odtleniacz litu i fosforu (gdy konieczne jest uzyskanie szczególnie czystego metalu), a także magnezu.

Jednak prawie wszystkie odtleniacze pozostające w miedzi zmniejszają jej najważniejszą właściwość - przewodność elektryczną, dlatego starają się, aby ich ilość w miedzi była jak najmniejsza, a najwyższej jakości miedź beztlenowa wytapiana jest w piecach ze specjalną atmosferą ochronną w w postaci gazu generatorowego lub w próżni, w której nie jest wymagane odtlenienie.

Miedź beztlenowa zawiera co najmniej 99,97% Cu – jest bardziej plastyczna niż miedź konwencjonalna, bardziej odporna na korozję i ma wysoką przewodność elektryczną.

Pomimo słabych właściwości odlewniczych miedzi, a zwłaszcza małej płynności, można z niej uzyskać dość skomplikowane odlewy drążone poprzez wlanie do form piaskowych lub metalowych. W takim przypadku miedź należy bardzo dobrze odtlenić i oczyścić z wodoru (przedmuchując azotem). Aby poprawić właściwości odlewnicze, dodaje się do 1,0% Sn + Zn + Pb. Im mniejszą ilość tych pierwiastków można uzyskać w formie odlewu, tym wyższe są jego właściwości (przewodność elektryczna i cieplna). Z takiej miedzi odlewane są dysze, zawory, pierścienie i inne części wielkiego pieca.