Aniks-lift.ru

Подъемное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сплав латунь: состав, свойства и особенности производства

Сплав латунь: состав, свойства и особенности производства

Сплав латунь

Латунь — это сплав из цинка и меди, о существовании которого люди знали еще в период античности. Его начали производить еще древние римляне. И хотя в тот далекий период еще не знали о существовании цинка, цинкосодержащее сырье в металлургической сфере научились применять очень даже успешно.

В настоящее время различные сплавы латуни применяются во множестве хозяйственных сфер. Потому будет полезно знать о характеристиках, свойствах и особенностях применения этого уникального материала.

Это разновидность материала, главными элементами которого является медь и цинк. Помимо этого, в составе латуни могут присутствовать и дополнительные составляющие вроде кремния, олова и свинца.

Состав латуни

Латунью называется сплав меди и цинка. Данные два компонента являются основными в производстве латуни, при чем второй из них выступает легирующим элементом. Однако, кроме них в сплаве также могут присутствовать олово, никель, свинец, марганец, железо и прочие компоненты. Стоит обратить внимание на то, что олово добавляется в сплав в значительно меньшем количестве, чем цинк, в противном случае есть риск на выходе получить вместо латуни традиционную оловянную бронзу.

С медью человечество познакомилось еще в VII тысячелетии до нашей эры, а вот цинк был открыт только лишь в XVI веке нашей эры. Но, не смотря на это, как выглядит латунь люди знали еще в доисторический период. В те далекие времена получали данный сплав путем сплавления меди и галмея – цинковую руду. А вот в Англии латунь впервые получили, сплавив медь и металлический цинк.

В Римской империи латунь имела название орихалк, что в буквальном переводе с латыни означает «златомедь». Однако, данному названию латунь обязана не золоту, а специфическому окрасу сплава, который напоминал по своему цвету злолото. Именно орихалк использовался для чеканки сестерций и дупондий.

Орихалк

На сегодняшний день для производства латуни во всем мире используется порядка 2,1 млн тонн цинка, из которых первичный цинк используется в количестве 1 млн тонн, 600 тыс. тонн составляет цинк, для получения которого были использованы отходы собственного производства, 0,5 млн тонн приходится на вторичное сырье. Из этого видно, что порядка половины всего количества цинка, который используется для изготовления латуни, получается из отходов. В составе технических латуней количество цинка, как правило, составляет до 48 – 50%.

Свойства латуни

Латунь обладает плотностью от 8500 до 8700 кг/м 3 . Ее удельная теплоемкость в условиях температуры 20 0 С составляет 0,377 кДж*кг -1 *К -1 . Удельное электрическое сопротивление равняется 10 -6 *(0,07-0,08) Ом*м. Латунь не является ферромагнетиком. Может иметь различную температуру плавления, на колебания которой в значительной мере имеет влияние состав сплава. Таким образом, она находится в диапазоне от 880 0 С до 950 0 С.Чем больше в составе латуни содержание цинка, тем ниже температура плавления. Латунь достаточно хорошо поддается практически любой сварке, а также легко прокатывается. Медь с цинком образуют кроме основного α-раствора ряд фаз электронного типа β, γ, ε. Наиболее часто структура латуней состоит из α- или α+β’- фаз.

Читайте так же:
Для чего смазка циатим

Химический состав латуни

Как уже говорилось выше, в состав латуни входит два основных элемента – медь и цинк. При этом процентное содержание меди составляет большую часть, а именно – 70%, а цинка – 30%. По своему составу латунь классифицируется на альфа и альфа+бета-латуни, которые, в свою очередь, подразделяются на однофазные и двухфазные виды латуни. Однофазные латуни в своем составе имеют 35% цинка, в то время, как в составе двухфазных латуней количество цинка составляет порядка 47-50%. Для однофазных латуней характерна высокая пластичность. В отличие от них, двухфазные латуни обладают высокой прочностью, но значительно меньшей пластичностью. Однако, медь и цинк это далеко не всё, из чего состоит латунь. Кроме этого, в ней также присутствуют и другие элементы. Так, в двухфазных латунях присутствует свинце в количестве 4%.

Стоит отметить, что если латунь не обработана лаком, то при контакте с открытым воздухом она покрывается темной тонкой пленкой. Однако, в массе она имеет более высокое сопротивление действию на нее атмосферы, в отличие от меди. Для нее характерный желтый окрас. Отлично поддается полировке.

На латунь пагубно влияют висмут и свинец. Это связано с тем, что благодаря их наличию в составе латуни, сплав теряет свою способность деформироваться в горячем состоянии. Однако, не смотря на это, для того, чтобы получить сыпучую стружку, применяется легирование свинцом.

Латунь схожа по своему составу с бронзой, так как основным компонентом как одного, так и второго сплава, является медь. Однако, в отличие от бронзы, вторым главным компонентом, как уже говорилось выше, является цинк.

Медь является элементом 11 группы IV периода периодической системы химических элементов Менделеева с атомным номером 29. Является достаточно эластичным переходным металлом с характерным светло-золотистым окрасом.

Цинк является элементом побочной подгруппы 2-ой группы IV периода периодической системы химических элементов Менделеева с атомным номером 30. Отличается своей повышенной хрупкостью. Является переходным металлом с характерным светло-голубым окрасом. В природе цинк в качестве самостоятельного элемента отсутствует.

Читайте так же:
Как измерить тестером ток в цепи

Производство латуни

Производство латуни

Технология получения латуни включает в себя процессы как медной промышленности, так и цинковой, а кроме этого, и переработку вторичного сырья. Основным материалом для получения данного сплава являются заготовки меди, цинка, а также других металлов в случае необходимости получения многокомпонентных сплавов. Каждая заготовка произведена согласно ГОСТу. Латунь плавится в разнообразных видах плавильных печей, которые также применяются и для медной плавки. Наибольшей эффективностью отличаются электрические индукционные низкочастотные печи с магнитопроводом. Во время процесса плавки используется вытяжная вентиляция. Это связано с интенсивным испарением некоторых составляющих компонентов, которые могут нанести непоправимый вред здоровью человека. Шихтами для плавки латуни являются чистые и оборотные металлы.

Перед производством латуни осуществляется подготовка сырья и очистка печей. Медь, разогретая до красного состояния, отправляется в печь, после чего к ней добавляются кусковые заготовки цинка. При этом, следует учитывать, что происходит испарение некоторого количества цинка. При изготовлении многокомпонентных сплавов, первым делом, добавляется медь, после которой осуществляется добавление остальных компонентов.

Для получения литейной латуни однородная масса разливается по формам. В результате данного процесса получаются слитки, имеющие плоскую и круглую форму. Деформируемые сплавы после отливки отправляются на деформацию. Готовые изделия классифицируются в зависимости от степени закалки и старения, а также твердости материала. Сделать материал более прочным и устойчивым к коррозии позволяет предварительная термическая обработка заготовок.

Марки латуни

Для обозначения латунного сплава используется буква «Л», после которой присутствуют буквы основных компонентов, которые входят в состав сплава. Так, в марках деформируемых латуней первые две цифры, стоящие после литеры «Л», указывают на среднее процентное содержание меди (Л70 – означает, что в сплаве содержится 70% меди). В легированных деформируемых латунях присутствуют также буквы и цифры, которыми обозначаются название и количественное содержание легирующего элемента (ЛАЖ60-1-1 – означает, что в сплаве содержится 60% меди, алюминию 1% и железа 1%). Количество цинка в сплаве определяется по разности от 100%. В литейных латунях среднее содержание элементов, вошедших в состав сплава, в процентах ставится сразу после буквы, которая указывает на название того или иного элемента (ЛЦ40Мц1,5 – означает, что в сплаве присутствует 40% цинка и 1,5% марганца).

Марки латуни 1

Марки латуни2

Применение латуни

Стоит отметить, что латунь благодаря своим свойствам представляет собой универсальный материал, в связи с чем нашла свое достаточно широкое применение во многих сферах человеческой деятельности. Латунь является одним из основных материалов, который используется в машиностроении и судостроении. Также из нее изготавливают разнообразные сосуды, застежки, наугольники для украшения книг, нательные крестики, ордена и медали. Не редкостью сегодня являются и латунные трубы, краны, муфты, различная арматура и другие сантехнические детали. Латунь нашла свое применение и в производстве некоторых ювелирных изделий. Из латуни изготавливают оправы для компасов и футляров для магнитов в связи с тем, что латунь, в отличие от других металлов, не способна намагничиваться.

Читайте так же:
Изготовление искусственного мрамора своими руками

Свойства и типы [ править | править код ]

Общая мировая потребность в цинке для изготовления латуни составляет в настоящее время около 2,1 млн т. При этом в производстве используется 1 млн т первичного цинка, 600 тыс. т цинка, полученного из отходов собственного производства, и 0,5 млн т вторичного сырья [ источник не указан 1404 дня ] . Таким образом, более 50 % цинка, используемого в производстве латуни, получают из отходов. Технические латуни содержат обычно до 48-50 % цинка. В зависимости от содержания цинка различают альфа-латуни и альфа+бета-латуни. Однофазные альфа-латуни (до 35 % цинка) хорошо деформируются в горячем и холодном состояниях. В свою очередь двухфазные альфа+бета-латуни (до 47- 50 % цинка) малопластичны в холодном состоянии. Их обычно подвергают горячей обработке давлением при температурах, соответствующих области альфа- или альфа+бета-фаз. По сравнению с альфа-латунью двухфазные латуни обладают большей прочностью и износостойкостью при меньшей пластичности. Двойные латуни нередко легируют алюминием, железом, магнием, свинцом или другими элементами. Такие латуни называют специальными или многокомпонентными. Легирующие элементы (кроме свинца) увеличивают прочность (твёрдость), но уменьшают пластичность латуни. Содержание в латуни свинца (до 4 %) облегчает обработку резанием и улучшает антифрикционные свойства. Алюминий, цинк, кремний и никель увеличивают коррозионную стойкость латуни. Добавление в латунь железа, никеля и магния повышает её прочность.

ГОСТ пищевого алюминия и марки

Все марки используемого сырья, разрешенного к применению, строго оговорены в ГОСТе. Каждая из них обладает своим химическим составом. Контактировать с продуктами могут различные сплавы которые приведены ниже.

Марки пищевого алюминия (основные требования)

В соответствии с ГОСТ 1583-93 Сплавы алюминиевые литейные:

  • п. 3.3 Для изготовления изделий пищевого назначения применяют сплавы АК7, АК5М2, АК9, АК12. Применение других марок сплавов для изготовления изделий и оборудования, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами и средами, в каждом отдельном случае должно быть разрешено органами здравоохранения. Также по этому поводу см. ниже следующий раздел Марки пищевого алюминия для посуды и столовых приборов.
    В алюминиевых сплавах, предназначенных для изготовления изделий пищевого назначения, массовая доля свинца должна быть не более 0,15%, мышьяка — не более 0,015%, цинка — не более 0,3%, бериллия — не более 0,0005%.
  • п. 4.1.6.1 Чушки, предназначенные для изготовления изделий и оборудования, контактирующих с пищевыми продуктами, маркируются при отсутствии цветной маркировки дополнительной буквой «П», которая ставится после обозначения марки сплава.
Читайте так же:
Как устроены подшипники скольжения

В соответствии с ГОСТ 4784-97 Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые:

  • п. 3.4.1 В сплаве марки АМг2, предназначенном для изготовления ленты, применяемой в качестве тары-упаковки в пищевой промышленности, массовая доля магния должна быть от 1,8 до 3,2%.
  • п. 3.8 В алюминии и алюминиевых сплавах, полуфабрикаты из которых применяют при изготовлении изделий пищевого назначения, массовая доля свинца должна быть не более 0,15%, массовая доля мышьяка — не более 0,015%.
    Марки алюминия и алюминиевых сплавов пищевого назначения дополнительно маркируются буквой «Ш».

Марки пищевого алюминия для посуды и столовых приборов (таблица с ГОСТами)

Марки пищевого алюминия для посуды регулируемые ГОСТ 17151-2019 Посуда хозяйственная из листового алюминия.
Действует с 01.11.2019, взамен старого ГОСТ 17151–81

Изготавливаемое изделиеДопускаемые марки алюминияРегулирующий документ
ПосудаА7, А6, А5, А0ГОСТ 11069
Листы и ленты АД1, АДГОСТ 4784
Биметаллические ленты из алюминия АД1, АД
При наличии в посуде внутреннего покрытия допускается изготавливать её из листов и лент из алюминиевого сплава АМц
Крепежные детали посуды имеющие контакт с пищевыми продуктамиТребования такие же как у посуды (строки выше)
Арматура посуды (ручки, дужки и ушки)Листы и ленты, применяемые для изготовления арматуры, должны быть нагартованнымиГОСТ 4784 и ГОСТ 11069
Внутренняя поверхность посуды должна быть травленой, крацованной, шлифованной, эматалированной, плакированной нержавеющей сталью, с анодно-оксидным покрытием или с противопригарающим (антипригарным) покрытием.
Марки пищевого алюминия для столовых приборов регулируемые
ГОСТ 51016–97 Приборы столовые из углеродистой стали и алюминиевых сплавов

Изготавливаемое изделиеДопускаемые марки алюминияРегулирующий документ
Вилки цельнометаллические и рабочая часть комбинированных вилокА0, АВМ, АД1МГОСТ 21631
АД1, АВ, АМг2ГОСТ 4784
АК7, АК5М2, АЛ22, АЛ23ГОСТ 1583
ЛожкиА0, АВМ, АД1М, АД1, АВГОСТ 21631
АМг2ГОСТ 4784
АК7, АК5М2, АЛ22, АЛ23ГОСТ 1583
Ручки комбинированных ножей и вилокА0, АВМ, АД1МГОСТ 21631
Арматура комбинированных изделий (кольца, колпачки, шайбы, заклепки)АД1ГОСТ 4784

В качестве заключения

Резюмируя вышесказанное, можно дать 2 совета:

  1. Гурманам стоит присмотреться к латунной или даже медной турке для кофе, так как они предлагают тот самый, настоящий вкус, прошедший сквозь века. Ради него можно смириться и с ценой и с особенностями металла.
  2. Тем, кто просто хочет пить натуральный напиток, а не растворимые аналоги, вполне подойдет и стальная модель. Тем более что она самая доступная и наименее требовательная в уходе.

Состав латуни

Классической формулой латуни является соотношение меди и цинка как 1:2. Именно такое соотношение упоминается ещё на рубеже XIX и XX веков в энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона. В современных условиях количество добавляемого в медь цинка может быть значительно меньше, но, как правило, не превышает 30%, за исключением технических сплавов, в которых допускается наличие и 50% цинка. Чем больше цинка добавляется, тем ниже стоимость итогового материала, так как цинк сам по себе дешевле меди.

По составу сплава различают:

Сфера применения латуни

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

В зависимости от содержания цинка в латунном сплаве, выделяют:

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

Различия наиболее популярных латунных сплавов

Раскроем особенности самых известных и востребованных сплавов:

  • Л63 (медь 62-65%, цинк 35-38%). Одна из наиболее распространенных разновидностей латуни, может подвергаться полировке, волочению, прокатке, чеканке, изгибу. Применяется для производства холодильной техники, заклепок и бытового декора.
  • ЛС59-1 (медь 57-60%, цинк 37-42%, свинец 1%). Обрабатывается давлением и резкой на токарных и фрезерных станках. Легирование свинцом обеспечивает дополнительную устойчивость к растрескиванию. Применяется для изготовления крепежной арматуры, шестеренок, втулок, зубчатых колес, подшипников, труб и прутьев.
  • Л90 (медь 88-91%, цинк 9-12%). Также называемый томпак, имеет золотистый цвет. Может подвергаться эмалированию, ковке, чеканке. Имеет повышенную пластичность, не ржавеет и хорошо переносит сварку со сталью, рассчитан на производство полуфабрикатов и проволоки для электротехники.
  • Л68 (медь 67-70%, цинк 30-33%). Подвергается давлению, имеет хорошую способность к деформации в холодном состоянии, пайке и сварке. Из данного материала делают не только крепеж и прокат, но даже технику и боеприпасы.

Заполните данные ниже и наши менеджеры обязательно свяжутся с Вами в самое ближайшее время, а также проконсультируют по интересующим вопросам

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector