Плавка меди дома. Температура и условия для плавления меди в домашних условиях

Медь считается одним из самых распространенных сплавов на сегодняшний день. Довольно распространенным вопросом можно назвать то, как расплавить медь в домашних условиях. Высокие литейные свойства позволяют получать качественные и точные изделия, использовать сплав в качестве покрытия. Литье меди может проводится при отсутствии специального оборудования. Процесс характеризуется большим количеством различных особенностей, которые будут рассмотрены ниже.

Температура плавления

Одним из наиболее важных параметров каждого сплава можно назвать температуру плавления. Она может зависеть от концентрации легирующих элементов в составе. Литье меди в чистом виде проводится при температуре 1080 °C, при которой кристаллическая решетка перестраивается и сплав становится жидким. Расплавлять медь можно даже в случае наличия примеси в виде олова, но при этом может варьировать в пределе от 930 до 1140 °C.

В состав могут добавлять цинк, за счет чего получается латунь. От концентрации этого легирующего элемента плавка может проводится при 900 ⁰C.

При рассмотрении особенностей плавки меди учитывается температура кипения. Этот показатель составляет 2 560 °C. В домашних условиях достигнуть подобной температуры практически невозможно. На процесс кипения указывает появление пузырьков газа.

Нельзя доводить сплав до состояния кипения. Это связано с тем, что после выделения газов структура становится пористой. За счет этого снижаются не только декоративные, но и механические качества.

Последовательность действий

При необходимости в домашних условиях можно получить изделия декоративного характера или практического назначения. Плавка меди в домашних условиях пошаговая инструкция выглядит следующим образом:

Сырье измельчается, после чего помещается в тигель. Стоит учитывать, что при уменьшении размеров кусочков металла существенно ускоряется процесс плавки.
После заполнения тигеля, он помещается в печь, которая заранее разогревается.
Расплавленный сплав нужно извлечь из печи при помощи специальных клещей. Из-за активного процесса окисления на поверхности может образовываться однородная пленка. Перед тем как проводить литье из меди ее нужно убрать.
Металл аккуратно заливают в подготовленную емкость. Стоит учитывать, что при попадании расправленного сплава на открытые участки тела могут появится серьезные травмы. Кроме этого, некоторые материалы при контакте возгораются. Поэтому нужно соблюдать крайнюю осторожность.

При рассмотрении того, как плавить медь в домашних условиях стоит учитывать, что можно использовать не только печи. В некоторых случаях применяется газовая горелка, которой нагревается дно тигля. Процесс менее продуктивный, но при этом на подготовку уходит мало времени.

В качестве нагревательного оборудования может использоваться обычная паяльная лампа. При применении этой технологии стоит учитывать, что контакт меди с воздухом приводит к быстрому появлению окиси. В некоторых случаях для уменьшения интенсивности окисления поверхность покрывается измельченным древесным углом.

Оборудование для плавки меди

Подготовительный этап предусматривает приобретение специального оборудования. Расплавить медь в домашних условиях можно при наличии:

Муфельной печи. Современные варианты исполнения позволяют контролировать мощность нагрева с высокой точностью, за счет чего существенно упрощается процесс плавки и можно достигнуть более качественного результата.
Тигель, предназначенный для размещения шихты и ее плавки.
Щипцы, при помощи которых тигель вытягивается с печи. Стоит учитывать, что поверхность будет накалятся, поэтому нужно использовать специальный механизм из жаростойкого сплава.
Крюк и бытовой пылесос.
Древесный уголь для покрытия поверхности.
Форма из жаропрочного материала, по которой будет проводится литье.
Газовая горелка или горн для повышения пластичности сплава.

Приобретают профессиональное оборудование только в том случае, когда литье меди проводится периодически. Оно характеризуется высокой стоимостью, а также эффективностью в применении.

Муфельная печь

Проще всего проводить переплавку меди в домашних условиях при установке муфельной печи. Среди ее особенностей отметим:

Можно нагревать шихту до более высоких температур, за счет чего повышается текучесть. Это связано с высоким КПД, так как стенки конструкции отражают и аккумулируют тепло.
Ускоряется процесс плавки.
Высокая производительность. Равномерное распределение тепла позволяет одновременно плавить большое количеств меди.

Кроме этого, муфельная печь довольно проста в установке если соблюдать все правила безопасности. Проблемы по установке подобного оборудования в домашних условиях зачастую возникают по причине больших размеров конструкции.

Газовая горелка

Литье из меди в домашних условиях при применении газовой горелки часто проводится в случае, если медные изделия изготавливают крайне редко. Подобные процесс характеризуется небольшими финансовыми затратами. При выборе подобной технологии учитывается:

Малый показатель КПД.
На момент плавки возникают трудности с равномерным распределением тепла.
Проводить работу следует на открытом пространстве с соблюдением правил пожарной безопасности.

Газовая горелка может разогреть тигель в течение нескольких минут. Стоит учитывать, что медь будет быстро окисляться.

Паяльная лампа

Плавление при применении паяльных ламп проводится крайне редко. Это связано с невысокой эффективностью подобного метода. Как и в предыдущем случае, при использовании паяльной лампы происходит активное окисление поверхности.

При применении паяльной лампы учитывается тот момент, что для разогрева металла требуется довольно много времени. При этом нагрев должен проходить без перерыва, так как металл остывает быстро, после чего начинает кристаллизоваться.

Горн

В домашних условиях отливка медных заготовок может проводится в горне. Подобная печь характеризуется следующими особенностями:

Она часто используется в кузнечном деле.
Стоит учитывать низкий показатель КПД, за счет которого на плавку меди уходит намного больше времени.
Различают две конструкции: открытого и закрытого типа.

Температура плавки при применении горна относительно низкая. Поэтому не вся медь может плавится рассматриваемым способом.

Плавление с помощью самодельных приспособлений

Плавку можно проводить при применении самодельных конструкций. Зачастую они представлены сочетанием источника тепла и корпуса из теплоотражающего материала. Переплавить медь в домашних условиях можно при использовании подобных устройств.

Как правило, за счет создания специальной отражающей конструкции повышается КПД и ускоряется процесс нагрева шихты. Сделать отражающий корпус для тигля можно при использовании жаропрочного кирпича.

Медь – крайне популярный и распространенный металл , используемый при производстве электроники, передаче электроэнергии, а также изготовлении разнообразных сплавов.

Какова же температура плавления меди, как ее добывают и чем она интересна ? Расскажем обо всем этом.

Вконтакте

Как получают медь

Запасы этого металла на Земле сравнительно невелики (по сравнению с другими элементами). Причем встречается он как в виде самородков, так и в составе сложных соединений . Чаще всего это медный колчедан, халькопирит, борнит и халькозин. Находят их в осадочных породах, но чаще всего – в гидротермальных жилах. Общее количество месторождений меди в мире довольно велико, однако действительно крупных, имеющих важное стратегическое значение, всего несколько.

На территории России это Удокан, расположенный в Забайкальском крае. Если рассматривать Европу, то крупнейшим месторождением является немецкий Мансфельд. В ближнем зарубежье такими запасами может похвастать Казахстан – они есть в городе Жезказган.

Серьезный медоносный пояс расположен в Центральной Африке. В США также имеется крупное месторождение – Моренси. Наконец, Чили может похвастать сразу двумя серьезными точками добычи – Кольяуси и Эскондида .

Добывается медная руда открытым методом. Лишь сравнительно малая часть месторождений, где сырье залегает на большой глубине, использует шахтный метод.

После добычи руда проходит сложнейшую обработку, позволяющую отделить чистый металл от шлака. Для этого применяются разные методы: электролиз, гидрометаллургия, а также пирометаллургия.

Каким образом наши предки плавили медь

Это древнейший металл , который освоили люди. Удивительная пластичность стала ее главным достоинством. Именно благодаря ему даже при наличии примитивных орудий труда можно обрабатывать металл, изготавливая из него предметы обихода и разнообразные орудия труда.

Обрабатывать первый металл наши предки научились примерно в 4 тысячелетии до нашей эры . Находя необычные по цвету булыжники, люди пытались обрабатывать их, привычно ударяя тяжелыми камнями. Однако самородки не раскалывались, а лишь деформировались. Таким образом первобытные мастера получили возможность изготовить первые орудия труда.

Этим и был обусловлен переход от каменного века к медному. На изготовление металлического оружия уходило не больше сил, чем на каменное. Зато оно служило значительно дольше, а при повреждении медный топор или нож можно было отремонтировать – каменные аналоги приходилось делать заново.

При скольких градусах плавится медь? На сегодняшний день эта температура не кажется специалистам большой – всего 1083 градуса по Цельсию.

Однако для древних металлургов она была недостижимой, так что плавить материал для полноценной обработки научились значительно позже – только в 3 тысячелетии до нашей эры, когда появились необходимые технологии. Однако и до этого во многих поселениях мастера нагревали медные самородки на кострах, замечая, что горячий металл поддается обработке значительно легче.

Что изменилось со временем

Конечно, современные медные изделия не идут ни в какое сравнение с теми, которые изготавливались пять тысячелетий назад. Вместо грубых медных ножей, топоров и наконечников для стрел и копий сегодня выпускаются сложнейшие детали для электроники. А ведь все свойства металла остались неизменными. При какой температуре плавится медь сегодня, при такой плавилась и тысячи лет назад. Зато значительно улучшились технологии.

Например, раньше чистый (сравнительно чистый, конечно) металл из руды добывали самыми примитивными способами. Например, в глиняный кувшин складывали руду и уголь. Сосуд устанавливали в яму, смесь поджигали, а яму засыпали. При горении угля выделялся угарный газ. Контактируя с рудой, он запускал реакцию, в результате которой выделялся металл и небольшое количество воды.

Сегодня, как уже говорилось выше, для удаления примесей из руды применяют разные методы. Используя специальный график плавления меди и различные методы обработки , специалисты могут получить практически абсолютно чистый металл. Рассмотрим для примера гидрометаллургический как самый простой для понимания.

Медная руда заливается серной кислотой . Медь как сравнительно активный металл вступает в реакцию, превращаясь в сульфат меди. Железо при контакте с ним вытесняет медь. В результате реакции получается сульфат железа и медь.

Физические свойства

Обладает редким цветом – золотисто-розовым, что весьма необычно для металлов. Сравнительно легко вступает в реакцию, а также соединяется с другими металлами, значительно изменяя их свойства. Демонстрацией этого является процесс горения – достаточно смешать чистый металл с серой и нагреть смесь.

Востребованным ее делает прекрасная электропроводность – лучшими показателями обладает только серебро .

Кроме того, она может похвастать хорошей теплопроводностью, что делает незаменимым материалом при производстве тепловых трубок и радиаторов охлаждения . Температура кипения меди довольно велика – 2567 градусов по Цельсию.

Плавка металла в домашних условиях или промышленных проходит одинаково. Температура повышается постепенно и постоянно. Однако при получении достаточного количества тепла кристаллическая решетка разрушается. В этот момент температура прекращает подниматься, несмотря на то, что нагрев не прекращается. Температура плавления меди , как говорилось выше, составляет 1085 градусов по Цельсию. Только после того, как металл полностью расплавится, будет продолжаться повышение температуры. Кипит он при 2567 градусов по Цельсию.

При охлаждении кристаллическая решетка восстанавливается и металл затвердевает. Температура кристаллизации – 1085 градусов, а при понижении она становится еще более плотной.

Сплавы могут иметь сильно отличную температуру плавления . Например, температура плавления алюминия и меди – 1040 градусов по Цельсию.

Как расплавить в домашних условиях

Некоторые люди имеют хобби, связанные с литьем из металлов . Те же, кто только встает на этот увлекательный путь, часто интересуются, как расплавить медь в домашних условиях. Для этого понадобится:

форма для плавления;
щипцы;
сырье для плавки;
газовая горелка высокого давления – лучшее решение, так как горн есть не в каждом хозяйстве;
защитное снаряжение (очки, толстые перчатки).

Если у вас есть все необходимое, можно начинать плавку в домашних условиях. Пошаговая инструкция довольно проста:

Металл по возможности измельчить – можно при помощи напильника превратить в опилки. Это позволит быстрее расплавить его.
Поместить в форму для плавления – она должна быть из материала с высокой температурой плавления.
Надеть защитное снаряжение, зажечь горелку и направить струю пламени на сырье.
Когда медь расплавится, захватить форму для плавления щипцами и вылить жидкий металл в подготовленную форму.

Как видите, все довольно просто. Впрочем, этот метод подойдет не для всех сплавов. Например, температура плавления и стали слишком высока – обычная горелка здесь не подойдет. Это касается также сплава меди и железа.

Сфера применения весьма обширна . Приведем лишь несколько примеров:

передача электричества – низкое сопротивление делает этот металл крайне востребованным;
приборостроение – устойчивость перед водой, в том числе морской, очень важна во многих сферах;
при пайке – также благодаря хорошей электропроводности;
водопроводные трубы – она прекрасно проводит тепло;
радиаторы охлаждения – теплопроводность металла позволяет не только согревать помещения, но и охлаждать оборудования.

Полезное видео

Теперь вы знаете все о меди, способах ее получения, истории, использовании, а также способах обработки в домашних условиях. Наверняка эти знания окажутся для вас полезными .

Медь - достаточно пластичный материал, обладающий золотисто-розовым цветом или же чисто розовым, если отсутствует оксидная пленка. Он крайне популярен. Достаточно часто можно встретить изделия из меди, различные сувениры, многие элементы декора, красивые и необычные предметы. Также встречаются некоторые полезные в хозяйстве детали. Этот материал в почете у многих мастеров. Наиболее распространено использование чистой красной меди, бронзы и латуни (ее сплавов).

Но что делать, если вы не являетесь профессиональным мастером и в то же время решили сделать что-нибудь из этого метала? У вас возникает резонный вопрос: "Как расплавить медь в домашних условиях?"

Что понадобится для работы?

Перед тем как приступить к обработке меди и ее сплавов, необходимо обзавестись всеми необходимыми инструментами:

тигель;
щипцы;
муфельная печь;
древесный уголь;
горн;
бытовой пылесос;
крюк, сделанный из железной проволоки;
форма для изделия, которое планируется изготовить.

Позаботьтесь о том, чтобы перед тем, как расплавить медь в домашних условиях, все инструменты находились под рукой и были аккуратно разложены, а не свалены в кучу.

Как плавить медь самостоятельно?

Чтобы вся работа прошла успешно, без каких-либо проблем, просто следуйте алгоритму, указанному далее:

Все осколки меди складываются в тигель, который помещается в муфельную печь.
Необходимо установить нужную позицию для регулятора нагрева. Следить за состоянием содержимого можно через окошко в дверце печи.
Далее, для того чтобы расплавить медь, необходимо дождаться требуемой температуры, чтобы металл начал плавиться. Как только это произошло, нужно открыть печь и с помощью специальных щипцов захватить тигель.
При плавлении на поверхности металла появится окисная пленка. Ее нужно будет убрать в сторону при помощи крюка, сделанного из железной проволоки.
После этого можно приступать к изготовлению различных изделий из меди, просто выливая ее в заранее подготовленные формочки.

Важное замечание

Стоит отметить, что в Сети гуляет множество историй о том, как люди плавили этот металл не со специальным оборудованием, а на костре, в консервной банке. Как правило, такие авторы даже понятия не имеют о том, какая температура плавления меди на самом деле - 1083 градуса. Суть сказанного в том, что стоит быть готовым к достаточно большим финансовым тратам. Многие инструменты обходятся не слишком дешево. Плюс, перед тем как расплавить медь, стоит позаботиться о средствах безопасности.

Как расплавить латунь?

Данный материал является многокомпонентным сплавом меди. Сделанные из него детали достаточно часто используются при создании различных конструкций.

Что пригодится для плавления? Чтобы расплавить латунь, необходимо обзавестись всеми инструментами, указанными в следующем списке:

печь муфельная;
лампа паяльная;
газовая горелка;
тигель;
металлические щипцы;
древесный уголь;
железная проволока;
форма изделия, которое будет изготавливаться из данного металла.

Инструкция по плавке материала

Чтобы избежать различных травм, а также повреждений материалов, необходимо действовать строго по указанной инструкции. Еще один важный момент - обеспечение в рабочем помещении вентиляции. Второе, что нужно сделать, - измельчить сам материал, что позволит ему плавиться быстрее. Как только это сделано, можно приступать к работе:

сложить весь материал в тигель, поместить в печь;
используя элемент, регулирующий температуру, установить нужный градус плавления (от 880 до 950 градусов); включить печь;
пока металл плавится, следите за ним через окошко в двери печи;
как только необходимое состояние латуни будет достигнуто, можно открыть дверцу;
при помощи крюка из железной проволоки удалить с поверхности окисную пленку;
используя щипцы и соблюдая все меры предосторожности, ухватитесь ими за тигель;
осторожно вытащите его из печи и приступите к разливанию содержимого по подготовленным заранее формам.

Следующие подсказки смогут несколько упростить процесс работы, если вдруг у вас под рукой не оказалось чего-то из необходимых инструментов:

В том случае, если муфельная печь отсутствует, можно использовать доменную, если таковая имеется. Стоит отметить, что ее также можно взять в аренду. Но перед тем как расплавить медь, убедитесь, что устройство способно нагреваться до 1083 градусов. А также удостоверьтесь, что оно выдержит работу при данной температуре.
Если все же пришлось использовать доменную печь, узнайте подробнее о том, как правильно работать с перепадами температур. В противном случае металл может начать кипеть.
Форма для изготовления изделия из меди должна иметь более высокую температуру плавления, чем сам металл.

Также вместо печей для обработки латуни можно использовать другие подручные инструменты. Для нагрева можно применять горелку или паяльную лампу. Чтобы обрабатывать ею металл, необходимо расположить устройство в устойчивой позиции пламенем вверх. Над ним разместить подставку из железной проволоки. Поверх всего установить тигель со сложенной в него латунью. Далее необходимо включить нагревательный инструмент, установив такую мощность огня, чтобы он мог полностью охватывать дно сосуда. Из-за того что плавление будет происходить на открытом воздухе, латунь станет окисляться. Чтобы уменьшить этот эффект, засыпьте поверхность сосуда плотным слоем древесного угля.

Медные заготовки

Сегодня медь является одним из самых востребованных металлов. Высокий спрос объясняется отличительными характеристиками, присущими этому металлу. Медь проводит электроток лучше любых других металлов, кроме серебра, благодаря этому ее используют в производстве кабелей и электропроводов. Температура плавления меди не высокая, металл пластичный и легко поддается обработке, благодаря этому качеству стало возможным ее применение в строительстве в качестве водопроводных тр. Этот металл имеет высокое сопротивление к внешним раздражающим факторам, поэтому долговечен и может быть использован несколько раз, после переплавки. Это качество меди высоко ценят экологи, поскольку при повторной обработке металла тратится значительно меньшее количество энергии, чем при добыче и обработки руды, к тому же сохраняются земные недра. Добыча медной руды не проходит бесследно, на месте отработанных рудников появляются токсичные озера, наиболее известное во всем мире такое озеро – Беркли-Пит в штате Монтана в США.

Необходимая температура для плавления меди

Медь не является легкоплавким металлом

Люди нашли применение меди еще в древние времена, тогда ее добывали в виде самородков. Ввиду низкой температуры, необходимой для осуществления процесса плавления ее стали широко применять для изготовления орудий труда и охоты, самородки можно плавить на костре. В наши дни технология получения металла мало чем отличается от придуманной в древние времена, совершенствуются лишь печи, увеличена скорость обжига и объемы обработки. Здесь возникает уместный вопрос — какая температура плавления меди? Ответ на него можно найти в любом учебнике по физике и химии – медь начинает плавиться при температуре нагрева до 1083 о С.

Кипение меди уменьшает ее прочность

В процессе термического воздействия на металл происходит разрушение его кристаллической решетки, это достигается при определенной температуре, которая в течение некоторого времени остается постоянной. В этот момент и происходит плавка металла. Когда процесс разрушения кристаллов полностью завершен, температура металла снова начинает подниматься, и он переходит в жидкую форму и начинает кипеть. Температура плавления меди значительно ниже, чем та, при которой металл кипит. Процесс кипения начинается с появлением пузырьков, по аналогии с водой. На этом этапе любой металл, в том числе и медь, начинает терять свои характеристики, в основном это отражается на прочности и упругости. Температура кипения меди составляет 2560 о С. Во время остывания металла происходит похожая картина, как и при нагреве – сначала температура опускается до определенного градуса, в этот момент происходит затвердевание, которое длится некоторое время, затем продолжается остывание до обычного состояния.

Как изменяется металл под термическим воздействием

Любой нагрев меди влечет за собой изменение ее характеристик, наиболее значимой является величина ее удельного сопротивления. Медь является проводником электрического тока, при этом металл оказывает сопротивление движению носителям заряда. Отношение площади сечения проводника к оказываемому движению и называется удельным сопротивлением.

Так вот, эта величина для чистой меди составляет 0,0172 ОМ мм 2 /м при 20 о С. Этот показатель может измениться после термической обработки, а также вследствие добавления в состав различных примесей и добавок. Здесь наблюдается обратная зависимость сопротивления меди от температуры – чем выше была температура обработки металла, тем ниже будет ее сопротивление электрическому току. Для обеспечения наилучших электролитических характеристик медной проволоки, ее обрабатывают при 500 о С.

Во время термической обработки можно не только придавать металлу нужную форму и размер, но и создавать различные сплавы. Самыми распространёнными медными сплавами является бронза и латунь. Бронза получается путем смешивания меди с оловом, а латунь – с цинком. Добавление алюминия и стали увеличивает прочность материала, а добавление никеля повышает антикоррозийные свойства. Но стоит заметить, что любая примесь снижает главное свойство – электропроводность, поэтому для изготовления жил электрокабеля используют чистый состав металла.

Отжиг меди

Под отжигом меди следует понимать процесс ее нагрева с целью дальнейшей обработки и приданию необходимых форм изделию. В ходе отжига металл становится более пластичным и мягким, поддающимся различным трансформациям. При отжиге меди температура достигает 550 о С, она приобретает темно-красный оттенок. После нагрева желательно быстро производить ковку и оправлять изделие на охлаждение.

Если подвергать материал медленному, естественному охлаждению, то возможно образование наклепа, поэтому чаще применяют мгновенное охлаждение путем помещения заготовки в холодную воду. Если превысить допустимую величину нагрева, металл может стать более хрупким и ломким.

Во время отжига осуществляется процесс рекристаллизации меди, в ходе которого образуются новые зерна или кристаллы металла, которые не искажены решеткой и отделены от прежних зерен угловыми границами. Новые зерна по размеру могут сильно отличаться от предшественников, при их образовании высвобождается большое количество энергии, увеличивается плотность и появляется наклеп. Рекристаллизация осуществляется только после деформации изделия, и только после достижения ее определенного уровня. Для меди критический уровень деформации составляет 5%, если он не достигнут процесс формирования новых зерен не начнется. Температура рекристаллизации меди составляет 270 о С. Следует отметить, что при этой температуре процесс роста кристаллов только начинается, но он достаточно медленный, поэтому для достижения необходимого результата медь необходимо нагреть до 500 о С, тогда времени для остывания хватит для завершения процесса рекристаллизации.