Температура плавления медной проволоки

Плавка меди в домашних условиях

На заре человечества люди пытались освоить создание различных элементов из металлов. Такие вещи были более изящные, тонкие и долговечные. Одним из первых была «покорена» медь. Наличие руды требовало расплавления материала и отделения от шлака. Это выполнялось в раскаленных углях на земле. Температуру нагнетали мехами, создающими жар. Процесс был горячим и трудоемким, но позволял получать необычные украшения, посуду и орудия труда. Отдельным направлением стало изготовление оружия для охоты, которое могло служить долгое время. Температура плавления меди относительно невысока, что позволяет и сегодня плавить ее в бытовой обстановке и производить предметы, необходимые для ремонта механизмов или электрического оборудования. Какая температура плавки у меди и ее сплавов? Чем можно выполнить эту процедуру в домашних условиях?

Главное о меди

В таблице Менделеева этот материал получил название Cuprum. Ему присвоен атомный номер 29. Это пластичный материал, отлично обрабатывающийся в твердом виде шлифовальным и резным оборудованием. Хорошая проводимость напряжения позволяет активно использовать медь в электрике и промышленном оборудовании.

В земной коре материал находится в виде сульфидной руды. Часто встречаемые залежи обнаруживаются в Южной Америке, Казахстане, России. Это медный колчедан и медный блеск. Они образовываются при средней температуре, как геотермальные тоненькие пласты. Находят и чистые самородки, которые не нуждаются в отделении шлака, но требуют плавления для добавки других металлов, т. к. в чистом виде медь обычно не используется.

Красновато-желтый оттенок металл имеет благодаря оксидной пленке, покрывающей поверхность сразу, при взаимодействии с кислородом. Оксид не только придает красивый цвет, но и содействует более высоким антикоррозийным свойствам. Материал без оксидной пленки имеет светло-желтый цвет.

Плавится чистая медь при достижении 1080 градусов. Это относительно невысокая цифра позволяет работать с металлом как в производственных условиях, так и дома. Другие физические свойства материала следующие:

• Плотность меди в чистом виде составляет 8,94 х 103 кг/м квадратный.
• Отличается металл и хорошей электропроводностью, которая при средней температуре в 20 градусов является 55,5 S .
• Медь хорошо передает тепло, и этот показатель составляет 390 Дж/кг.
• Выделение углерода при кипении жидкого материала начинается от 2595 градусов.
• Электрическое сопротивление (удельное) в температурном диапазоне от 20 до 100 градусов — 1,78 х 10 Ом/м.

Плавление металла и его сплавов

График плавления меди имеет пять ступеней процесса:

1. При температуре 20-100 градусов металл находится в твердом состоянии. Последующий нагрев содействует изменению цвета, что происходит при удалении верхнего оксида.
2. При достижении отметки температуры в 1083 градуса, материал переходит в жидкое состояние, а его цвет становится абсолютно белым. В этот момент разрушается кристаллическая решетка металла. На небольшой период рост температуры прекращается, а после достижения полностью жидкой стадии, возобновляется.
3. Закипает материал при 2595 градусах. Это схоже с кипением густой жидкости, где также происходит выделение углерода.
4. Когда источник тепла выключается, то пиковая температура начинает понижаться. При кристаллизации происходит замедление снижения температуры.
5. После обретения твердой стадии, металл остывает окончательно.

Температура плавления бронзы немного ниже из-за наличия в составе олова. Разрушение кристаллической решетки этого сплава происходит при достижении 950-1100 градусов. Медный сплав с цинком, известный как латунь, способен плавиться от 900°C. Это позволяет работать с материалами при несложном оборудовании.

Плавление в бытовых условиях

Плавка меди в домашних условиях возможна несколькими способами. Для этого понадобиться ряд приспособлений. Сложность процесса зависит от использования конкретного вида оборудования.

Самым простым способом для плавления меди дома является муфельная печь. У мастеров по металлу найдется такое устройство, которым можно будет воспользоваться. Кусочки металла ложатся в специальную емкость — тигель. Он устанавливается в печь, на которой выставляется требуемая температура. Через смотровое окно можно заметить процесс перехода в жидкое состояние, и открыв дверцу удалить оксидную пленку. Делать это необходимо стальным крюком и в защитной перчатке. Жар от печи довольно сильный, поэтому действовать необходимо аккуратно.

Еще одним способом плавки меди в домашних условиях является пропан-кислородное пламя. Оно хорошо подходит и для сплавов металла с цинком или оловом. В качестве рабочего инструмента в руках мастера может быть горелка или резак. Ацетилен-кислородное пламя тоже подойдет, но погреть материал придется немного подольше. Кусочки сплава помещают в тигель, устанавливаемый на жаропрочное основание. Горелкой выполняют произвольные движения по всему корпусу емкости. Быстрый эффект можно получить, если следить чтобы факел пламени касался поверхности тигеля кончиком синего цвета. Там наибольшая температура.

Еще одним способом является мощная микроволновка. Но чтобы повысить теплосберегающие свойства и защитить внутренние детали техники от перегрева, необходимо поместить тигель в жаропрочный материал и накрыть его сверху. Это могут быть специальные виды кирпича.

Самым простым в экономическом плане способом служит слой древесного угля, на который устанавливается горн с медью. Усилить жар можно при помощи пылесоса, работающего на выдув. Кончик шланга направленный на угли должен быть металлическим, а сопло иметь плоскую форму для усиления потока воздуха.

Изготовление деталей и других элементов из меди, путем ее плавки в домашних условиях, возможно благодаря относительно низкой температуре разрушения кристаллической решетки в материале. Используя описанные выше приспособления и ознакомившись с видео, у большинства получится реализовать эту цель.

Температура плавления медной проволоки

Медь входит в семёрку самых древних металлов, с которыми люди познакомились на самом начальном этапе своего существования. Период с 4 по 3 тысячелетие до нашей эры так и называется медный век в истории развития человечества. Древние люди изготавливали из неё предметы быта, орудия труда и боевое оружие. Это стало возможным благодаря относительно невысокой температуре плавления меди.

Купрум: характеристика элемента

Научное наименование меди Cuprum (Купрум) происходит от названия греческого острова Кипр, где медь начали добывать ещё в середине третьего тысячелетия до нашей эры. В периодической таблице Менделеева химический элемент медь имеет 29 атомный (порядковый) номер, находится в 11 группе четвёртого периода. Принадлежит к пластичным переходным металлам. В чистом виде имеет характерный золотисто-розовый цвет. Чистую медь легко окислить, поэтому в естественных условиях она всегда образует на своей поверхности тонкую оксидную плёнку, которая придаёт ей красноватый оттенок.

Физические свойства

Это второй металл после серебра по уровню электропроводности, что делает её крайне востребованной в современной электронике. Второе ценное качество — высокая теплопроводность, это позволяет её широко применять во всевозможных теплообменниках и в холодильной аппаратуре.

• Температура плавления 1083 градуса.
• Температура кипения 2567 градусов.
• Удельное сопротивление при 20 градусах составляет 1,68·10 -3 Ом·м.
• Плотность 8,92 г/см.

Нахождение в природе

В природе встречается в самородном виде и в виде соединений.

Самые крупные месторождения самородной меди находятся в США в районе озера Верхнего. Именно в этом районе был найден самый крупный медный самородок весом 3560 килограмм. А также много самородной меди встречается в рудных горах Германии.

В России и на постсоветском пространстве добыча меди происходит путём извлечения из сульфидной руды. Её можно добыть, извлекая из медного колчедана или халькопирита CuFeS2. Наиболее известны такие месторождения, как Удокан в Забайкалье и Джезказган в Казахстане.

Сульфиты меди чаще всего образуются в так называемых среднетемпературных гидротермальных жилах. Могут образовываться и в осадочных породах в виде медистых песчаников и сланцев.

Как правило, медная руда всегда добывается открытым способом. Процентное содержание чистой меди в руде составляет от 0,2 до 1,0 процента в зависимости от месторождения.

Медные сплавы

Являются самыми первыми металлическими сплавами, получение которых человечество освоило ещё на самой заре своего развития. При какой температуре плавится медь, зависит от того, в каком сплаве она находится. В настоящее время наиболее известны и востребованы такие сплавы, как:

• Латунь. Сплав с добавление цинка, содержание которого может доходить до 40%. Цинк повышает пластичность и прочность металла. Температура, при которой латунь плавится, составляет 880 — 950 градусов.
• Бронза. Сплав с оловом, с добавлением некоторых других компонентов, таких как кремний, бериллий, свинец. Получать бронзу из меди человек научился ещё в самом начале бронзового века. Бронза не утратила своей актуальности даже с наступлением века железа, например, ещё в начале 20 века стволы пушек изготавливали из так называемой орудийной бронзы. Температура, при которой бронза начинает плавиться, составляет 930 — 1140 градусов.
• Мельхиор. Кроме меди, содержит в своём составе 5−30% никеля. Никель увеличивает прочность медного сплава и повышает его электрическое сопротивление. Кроме того, сильно повышается коррозионная стойкость. Температура плавления — 1170 градусов. По своим внешним характеристикам мельхиор очень похож на серебро, раньше его называли белой медью. Но он обладает более высокой механической прочностью, чем обычное серебро.
• Дюраль, или дюралюминий. Основную массу сплава составляет алюминий 93%, на медь приходится 5%, оставшиеся 2% занимают марганец, железо и магний. Название происходит от названия немецкого города Дюрен, где в 1906 году был впервые получен этот высокопрочный сплав алюминия. Одной из его особенностей является тот факт, что его прочностные характеристики с течением времени имеют тенденцию к увеличению. Поэтому он не теряет своей прочности после нескольких лет эксплуатации, как другие металлы. В настоящее время этот сплав является основой самолётостроения.
• Ювелирные сплавы. Сплавы меди с золотом. Тем самым увеличивается устойчивость драгметалла к механическим воздействиям и истиранию.

Переплавка меди дома

Этот металл обладает целым набором полезных свойств, которые делают её весьма желанным металлом в домашнем хозяйстве. А относительно невысокая температура при плавлении и изрядное количество медного лома, которое можно обнаружить на ближайшей свалке, позволяют задавать вопрос о том, как расплавить медь в домашних условиях, не как риторический, а вполне реальный и практический.

График плавления меди

Расплавление любого металла заключается в том, что под воздействием высоких температур разрушается кристаллическая решётка и металл переходит из твёрдого состояния в жидкое. Можно выделить некоторые закономерности, свойственные любому металлу в процессе расплавления:

• Во время нагревания температура внутри металла повышается, но кристаллическая решётка не подвергается разрушению. Металл сохраняет своё твёрдое состояние.
• При достижении температуры плавления, для меди это 1083 градуса, температура внутри металла перестаёт повышаться, несмотря на то что общий нагрев и передача тепла продолжаются.
• После того как вся масса метала переходит в расплавленное состояние, температура внутри металла снова начинает резко повышаться.

В случае процесса охлаждения расплавленного металла происходит всё то же самое, но в обратной последовательности. Сначала происходит резкое снижение температуры внутри металла, затем на значении 1080 градусов падение температуры прекращается до тех пор, пока вся масса метала не перейдёт в твёрдое состояние. После этого температура снова начинает резко падать, пока не сравняется с температурой окружающего воздуха и кристаллизация не завершится окончательно.

Температура кипения

Медь начинает активно выделять углерод в виде пузырьков газа при температуре 2560 градусов. Внешне это очень напоминает кипение воды. На самом деле это процесс активного окисления меди, в результате которого металл теряет практически все свои уникальные свойства. Детали, отлитые из кипящей меди, имеют в своей структуре большое количество пор, которые будут уменьшать механическую прочность материала и ухудшать его декоративные свойства. Потому в процессе плавки необходимо внимательно следить за температурой и не допускать закипания меди.

Способы плавки

Медный лом можно переплавить в домашних условиях разными способами в зависимости от технического оснащения домашней мастерской. При этом нужно иметь в виду, что придётся нагревать медь не до её температуры плавления, а чуть выше — примерно до 1100−1200 градусов.

Для этих целей годятся следующие приспособления:

• Муфельная печь. Наиболее рациональное решение проблемы расплавления меди, так как такая печь позволяет регулировать температуру во время процесса плавки, что очень удобно. Подобные лабораторные печи оснащены специальным окном из жаропрочного стекла, что позволяет постоянно осуществлять визуальный контроль всего процесса.
• Газовая горелка. Ручная газовая горелка размещается под дном ёмкости из тугоплавкого материала, в которой непосредственно будет размещаться медный лом. Этот способ предполагает наличие тесного контакта расплавляемой массы металла с воздухом, что будет способствовать усилению процесса окисления расплавляемого металла. Чтобы этому как-то противостоять, на расплавляемую массу сверху насыпают слой древесного угля.
• Паяльная лампа. Способ практически ничем не отличается от плавки с помощью газовой горелки. Но в этом случае невозможно достигнуть относительно высоких температур, поэтому он годится для переплавки сплавов меди, которые обладают меньшей температурой плавления, чем чистая медь.
• Кузнечный горн. На раскалённые древесные угли специального костра помещается тугоплавкий тигель с измельчённым металлом. Для ускорения процесса расплавления задействуют обычный бытовой пылесос, включённый в режиме выдувания. Труба пылесоса должна быть небольшого диаметра и иметь металлический наконечник, в противном случае она расплавится. Данный способ подходит для тех, кто занимается плавкой меди дома регулярно и имеет дело с большими объёмами исходного материала, который необходимо отжечь.
• Микроволновая печь. Бытовая мощная микроволновка с небольшими изменениями конструкции может легко плавить довольно большие объёмы медного лома. Для этого необходимо убрать из микроволновки вращающуюся тарелку, а вместо неё поместить соответствующих размеров тигель, который необходимо сделать из тугоплавкого материала, например, из шамотного кирпича.

Пошаговая инструкция

Процесс плавления любого металла происходит поэтапно и подчиняется определённому алгоритму, который одинаков как для промышленного производства, так и для кустарного. Для тех, кто озадачен вопросом плавки меди в домашних условиях, пошаговая инструкция будет выглядеть следующим образом:

• Необходимо взять тугоплавкий тигель. Металл в измельчённом состоянии насыпается в тигель. После этого тигель помещается в предварительно прогретую муфельную печь. С помощью специального окошка наблюдают за процессом расплавления.
• После полного расплавления всего объёма медного лома тигель с помощью специальных длинных щипцов извлекается из печи.
• На поверхности расплавленного металла образуется плёнка его оксида. Эту плёнку необходимо аккуратно сдвинуть в сторону к одной из стенок тигля. Для этих целей используют специальный крючок, изготовленный из тугоплавкого металла.
• После того как металл освобождён от оксидной плёнки, необходимо его очень быстро разлить в предварительно подготовленные формы.

Практические рекомендации

Температура плавления меди в домашних условиях зависит от того, в каком сплаве она содержится.

Техническая чистая медь содержится в проводах и кабелях, а также в обмотках трансформаторов, электродвигателей и генераторов. При этом нужно иметь в виду, что химически чистая медь содержится только в столовых приборах и в прочей кухонной утвари. Во всех остальных случаях в ней присутствуют те или иные вредные компоненты.

В чистом виде обладает повышенной вязкостью в расплавленном состоянии, поэтому отливать из неё изделия сложной конфигурации и небольших размеров очень сложно. Гораздо легче для этих целей использовать латунь.

В сплавах бронзы, изготовленных вначале и середине прошлого века, использовали в качестве компонентов мышьяк и сурьму. Поэтому следует избегать расплавления так называемой старинной бронзы, так как пары мышьяка могут привести к отравлению организма.

• Как расплавить медь в домашних условиях
• Как расплавить латунь
• Как расплавить золото

• Тигель
• Щипцы для тигля
• Муфельная печь
• Древесный уголь
• Горн
• Бытовой пылесос
• Крюк из стальной проволоки
• Форма

Муфельная печь должна позволять получать следующие температуры: для плавления меди – 1083оС, для плавления бронзы – 930—1140оС, для плавления латуни — 880—950оС.

Красная медь является вязкоплавкой. Она малопригодна для тонкой отливки. Для этих целей больше подходит латунь. Чем светлее латунь, тем более легкоплавкой она является.

Не рекомендуется заниматься переплавкой старинной бронзы неизвестного происхождения, поскольку она может содержать в своем составе большое количество мышьяка.

Горн представляет собой открытую печь с вытяжкой, в которой сжигают древесный уголь. Для увеличения температуры в горн вдувают дополнительный воздух с помощью мехов или компрессора.

Для плавления меди применяются глиняные и керамические тигли.

Вместо горна можно использовать автоген или паяльную лампу.

Имеется в виду обычная газовая плита на кухне. Температура плавления меди 1085°С.

Это известный вопрос. Поступающее тепло (из пламени в проволоку) пропорционально площади поверхности (для цилиндрической проволоки — пропорционально первой степени диаметра), а отводящееся тепло — пропорционально площади сечения (второй степени диаметра). При уменьшении диаметра отводящееся тепло уменьшается гораздо резче поступающего, в результате температура повышается. Размерный эффект. (Не размерность, а размер!). О.Андреева не права — в пламени зажигалки тонкие медные провода отлично свариваются.

Провод до 0,15 можно спокойно расплавить в пламени обычной спички, сам таким способом сваривал провода в радиоэлектронных схемах, в газовой горелки плиты можно расплавить провод до 2 мм, часто отпускаю медные провода, иногда зазеваешься, и провод превращается в капли. Но диаметр провода влияет на температуру нагрева, потому что более толстый провод имеет большую теплоемкость и большую поверхность теплообмена с окружающей средой в сравнении с проводом малого диаметра. Но еще стоит знать температуру различных зон языка пламени, тогда можно и расплавить провод, и сохранить его при обжиге.

Материалы, используемые в кабельной промышленности (медь)

Подписка на рассылку

Медь (лат. Cuprum) — химический элемент I группы периодическойсистемы Менделеева (атомный номер 29, атомная масса 63,546). Всоединения медь обычно проявляет степени окисления +1 и +2, известнытакже немногочисленные соединения трехвалентной меди. Важнейшиесоединения меди: оксиды Cu₂O, CuO, Cu₂O₃; гидроксид Cu(OH)₂, нитрат Cu(NO₃)₂.3H₂O, сульфид CuS, сульфат(медный купорос) CuSO₄.5H₂O, карбонат CuCO₃.Cu(OH)₂, хлорид CuCl₂.2H₂O.

Медь — один из семи металлов, известных с глубокой древности.Переходный период от каменного к бронзовому веку (4 — 3-е тысячелетиедо н.э.) назывался медным веком или халколитом ( от греческого chalkos- медь и lithos — камень) или энеолитом (от латинского aeneus — медныйи греческого lithos — камень). В этот период появляются медные орудия.Известно, что при возведении пирамиды Хеопса использовались медныеинструменты.

Чистая медь — ковкий и мягкий металл красноватого, в изломе розовогоцвета, местами с бурой и пестрой побежалостью, тяжелый (плотность 8,93г/см 3 ) , отличный проводник тепла и электричества, уступая в этом отношении только серебру (температура плавления 1083 o C).Медь легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы, носравнительно мало активна. В сухом вохдухе и кислороде при нормальныхусловиях медь не окисляется. Но она достаточно легко вступает вреакции: уже при комнатной температуре с галогенами, например с влажнымхлором образует хлорид CuCl₂, при нагревании с серой образует сульфид Cu₂S,с селеном. Но с водородом, углеродом и азотом медь не взаимодействуетдаже при высоких температурах. Кислоты, не обладающие окислительнымисвойствами, на медь не действуют, например, соляная и разбавленнаясерная кислоты. Но в присутствии кислорода воздуха медь растворяется вэтих кислотах с образованием соотвествующих солей:

В атмосфере, содержащей CO₂, пары H₂O и др., покрывается патиной — зеленоватой пленкой основного карбоната (Cu₂(OH)₂CO₃)), ядовитого вещества.

Медь входит более чем в 170 минералов, из которых для промышленностиважны лишь 17, в том числе: борнит (пестрая медная руда — Cu₅FeS₄), халькопирит (медный колчедан — CuFeS₂), халькозин (медный блеск — Cu₂S), ковеллин (CuS), малахит (Cu₂(OH)₂CO₃). Встречается также самородная медь

• Плотность меди — 8,93*103кг/м 3 ;
• Удельный вес меди — 8,93 г/cм 3 ;
• Удельная теплоемкость меди при 20 o C — 0,094 кал/град;
• Температура плавления меди — 1083 o C ;
• Удельная теплота плавления меди — 42 кал/г;
• Температура кипения меди — 2600 o C ;
• Коэффициент линейного расширения меди
• (при температуре около 20 o C) — 16,7 *106(1/град);
• Коэффициент теплопроводности меди — 335ккал/м*час*град;
• Удельное сопротивление меди при 20 o C — 0,0167 Ом*мм 2 /м;

Соединения меди

Оксид меди (I) Cu₂O₃ и закись меди (I) Cu₂O, как и другие соединения меди (I) менее устойчивы, чем соединения меди (II). Оксид меди (I), или закись меди Cu₂Oв природе встречается в виде минерала куприта. Кроме того, она можетбыть получена в виде осадка красного оксида меди (I) в результатенагревания раствора соли меди (II) и щелочи в присутствии сильноговосстановителя. Оксид меди (II), или окись меди, CuO — черноевещество, встречающееся в природе (например в виде минерала тенерита).Его получают прокаливанием гидроксокарбоната меди (II) (CuOH)₂CO₃ или нитрата меди (II) Cu(NO₂)₂. Оксид меди (II) хороший осислитель. Гидроксид меди (II) Cu(OH)₂ осаждается израстворов солей меди (II) при действии щелочей в виде голубойстуденистой массы. Уже при слабом нагревании даже под водой онразлагается, превращаясь в черный оксид меди (II). Гидроксид меди (II)- очень слабое основание. Поэтому растворы солей меди (II) вбольшинстве случаев имеют кислую реакцию, а со слабыми кислотами медьобразует основные соли. Сульфат меди (II) CuSO₄ в безводномсостоянии представляет собой белый порошок, который при поглощении водысинеет. Поэтому он применяется для обнаружения следов влаги ворганических жидкостях. Водный раствор сульфата меди имеет характерныйсине-голубой цвет. Эта окраска свойственна гидратированным ионам [Cu(H₂O)₄]₂+,поэтому такую же окраску имеют все разбавленные растворы солей меди(II), если только они не содердат каких-либо окрашенных анионов. Изводных растворов сульфат меди кристаллизуется с пятью молекулами воды,образуя прозрачные синие кристаллы медного купороса. Медный купоросприменяется для электролитического покрытия металлов медью, дляприготовления минеральных красок, а также в качестве исходного веществапри получении других соединений меди. В сельском хозяйстве разбавленныйраствор медного купороса применяется для опрыскивания растений ипротравливания зерна перед посевом, чтобы уничтожить споры вредныхгрибков. Хлорид меди (II) CuCl₂. 2H₂O.Образует темно-зеленые кристаллы, легко растворимые в воде. Оченьконцентрированные растворы хлорида меди (II) имеют зеленый цвет,разбавленные — сине-голубой. Нитрат меди (II) Cu(NO₃)₂.3H₂O.Получается при растворении меди в азотной кислоте. При нагревании синиекристаллы нитрата меди сначала теряют воду, а затем легко разлагаются свыделением кислорода и бурого диоксида азота, переходя в оксид меди(II). Гидроксокарбонат меди (II) (CuOH)₂CO₃.Встречается в природе в виде минерала малахита, имеющего красивыйизумрудно-зеленый цвет. Искусственно приготовляется действием Na₂CO₃ на растворы солей меди (II). 2CuSO₄ + 2Na₂CO₃ + H₂O = (CuOH)₂CO₃v + 2Na₂SO₄ + CO₂^ Применяется для получения хлорида меди (II), для приготовления синих и зеленых минеральных красок, а также в пиротехнике. Ацетат меди (II) Cu (CH₃COO)₂.H₂O.Получается обработкой металлической меди или оксида меди (II) уксуснойкислотой. Обычно представляет собой смесь основных солей различногосостава и цвета (зеленого и сине-зеленого). Под названием ярь-медянкаприменяется для приготовления масляной краски. Комплексные соединения меди образуются в результатесоединения двухзарядных ионов меди с молекулами аммиака. Из солей медиполучают разноообразные минеральные краски. Все соли меди ядовиты.Поэтому, чтобы избежать образования медных солей, медную посудупокрывают изнутри слоем олова (лудят).

Производство меди

Медь добывают из оксидных и сульфидных руд. Из сульфидных рудвыплавляют 80% всей добываемой меди. Как правило, медные руды содержатмного пустой породы. Поэтому для получения меди используется процессобогащения. Медь получают методом ее выплавки из сульфидных руд.Процесс состоит из ряда операций: обжига, плавки, конвертирования,огневого и электролитического рафинирования. В процессе обжига большаячасть примесных сульфидов превращается в оксиды. Так, главная примесьбольшинства медных руд пирит FeS₂ превращается в Fe₂O₃. Газы, образующиеся при обжиге, содержат CO₂,который используется для получения серной кислоты. Получающиеся впроцессе обжига оксиды железа, цинка и других примесей отделяются ввиде шлака при плавке. Жидкий медный штейн (Cu₂S с примесьюFeS) поступает в конвертор, где через него продувают воздух. В ходеконвертирования выделяется диоксид серы и получается черновая или сыраямедь. Для извлечения ценных (Au, Ag, Te и т.д.) и для удаления вредныхпримесей черновая медь подвергается сначала огневому, а затемэлектролитическому рафинированию. В ходе огневого рафинирования жидкаямедь насыщается кислородом. При этом примеси железа, цинка и кобальтаокисляются, переходят в шлак и удаляются. А медь разливают в формы.Получающиеся отливки служат анодами при электролитическом рафинировании.

Основным компонентом раствора при электролитическом рафинированиислужит сульфат меди — наиболее распространенная и дешевая соль меди.Для увеличения низкой электропроводности сульфата меди в электролитдобавляют серную кислоту. А для получения компактного осадка меди враствор вводят небольшое количество добавок. Металлические примеси,содержащиеся в неочищенной («черновой») меди, можно разделить на двегруппы.

1. Fe, Zn, Ni, Co. Эти металлы имеют значительно более отрицательныеэлектродные потенциалы, чем медь. Поэтому они анодно растворяютсявместе с медью, но не осаждаются на катоде, а накапливаются вэлектролите в виде сульфатов. Поэтому электролит необходимопериодически заменять.
2. Au, Ag, Pb, Sn. Благородные металлы (Au, Ag) не претерпеваютанодного растворения, а в ходе процесса оседают у анода, образуя вместес другими примесями анодный шлам, который периодически извлекается.Олово же и свинец растворяются вместе с медью, но в электролитеобразуют малорастворимые соединения, выпадающие в осадок и такжеудаляемые.

Сплавы меди

Сплавы, повышающие прочность и другие свойства меди, получаютвведением в нее добавок, таких, как цинк, олово, кремний, свинец,алюминий, марганец, никель. На сплавы идет более 30% меди.

Латуни — сплавы меди с цинком ( меди от 60 до 90% ицинка от 40 до 10%) — прочнее меди и менее подвержены окислению. Приприсадке к латуни кремния и свинца повышаются ее антифрикционныекачества, при присадке олова, алюминия, марганца и никеля возрастаетантикоррозийная стойкость. Листы, литые изделия используются вмашиностроении, особенно в химическом, в оптике и приборостроении, впроизводстве сеток для целлюлознобумажной промышленности.

Бронзы. Раньше бронзами называли сплавы меди(80-94%) и олова (20-6%). В настоящее время производят безоловянныебронзы, именуемые по главному вслед за медью компоненту.

• Алюминиевыебронзы содержат 5-11% алюминия, обладают высокими механическимисвойствами в сочетании с антикоррозийной стойкостью.
• Свинцовые бронзы, содержащие 25-33% свинца, используютглавным образом для изготовления подшипников, работающих при высокихдавлениях и больших скоростях скольжения.
• Кремниевые бронзы, содержащие 4-5% кремния, применяют как дешевые заменители оловянных бронз.
• Бериллиевыебронзы, содержащие 1,8-2,3% бериллия, отличаются твердостью послезакалки и высокой упругостью. Их применяют для изготовления пружин ипружинящих изделий.
• Кадмиевые бронзы — сплавы меди с небольшим количествакадмия (до1%) — используют при производстве троллейных проводов, дляизготовления арматуры водопроводных и газовых линий и в машиностроении.

Припои — сплавы цветных металлов, применяемые припайке для получения монолитного паяного шва. Среди твердых припоевизвестен медносеребряный сплав (44,5-45,5% Ag; 29-31% Cu; остальное -цинк).

Применение меди

Медь, ее соединения и сплавы находят широкое применение в различных отраслях промышленности.

В электротехнике медь используется в чистом виде: в производствекабельных изделий, шин голого и контактного проводов,электрогенераторов, телефонного и телеграфного оборудования ирадиоаппаратуры. Из меди изготавливают теплообменники, вакуум-аппараты,трубопроводы. Более 30% меди идет на сплавы. Сплавы меди с другимиметаллами используют в машиностроении, в автомобильной и тракторнойпромышленности (радиаторы, подшипники), для изготовления химическойаппаратуры.

Высокая вязкость и пластичность металла позволяют применять медь дляизготовления разнообразных изделий с очень сложным узором. Проволока изкрасной меди в отожженном состоянии становится настолько мягкой ипластичной, что из нее без труда можно вить всевозможные шнуры ивыгибать самые сложные элементы орнамента. Кроме того, проволока измеди легко спаивается сканым серебряным припоем, хорошо серебрится изолотится. Эти свойства меди делают ее незаменимым материалом припроизводстве филигранных изделий.

Коэффициент линейного и объемного расширения меди при нагреванииприблизительно такой же , как у горячих эмалей, в связи с чем приостывании эмаль хорошо держится на медном изделии, не трескается , неотскакивает. Благодаря этому мастера для производства эмалевых изделийпредпочитают медь всем другим металлам.

Как и некоторые другие металлы, медь входит в число жизненно важныхмикроэлементов. Она участвует в процессе фотосинтеза и усвоениирастениями азота, способствует синтезу сахара, белков, крахмала,витаминов. Чаще всего медь вносят в почву в виде пятиводного сульфата -медного купороса CuSO4.5H2O. В большом количестве он ядовит, как имногие другие соединения меди, особенно для низших организмов. В малыхже дозах медь необходима всему живому.

Все о медной проволоке

Самые обычные вещи, широко употребляемые в технике и быту, редко обращают на себя пристальное внимание. И это совершенно незаслуженно. Знать все о медной проволоке полезно даже самому обычному человеку, не инженеру и не технику.

Особенности

Современная медная проволока выглядит, как и такие же изделия из других металлов, похожие на тонкую струну. Технологи говорят в таких случаях про очень малое поперечное сечение. Чаще всего промышленное производство медной проволоки ведется методом горячей или холодной деформации. В ее составе почти отсутствуют примеси, там должна быть медь исключительно чистых сортов. Действующий ГОСТ на проволоку из меди введен в действие 1 января 1992 года.

Согласно стандарту, производство должно вестись по принципам актуального технологического регламента. Нормируются диаметры, уровень отклонений, близость проволоки и прутков к форме овала. Поверхностная плоскость изделий неизменно должна быть чиста и гладка. Недопустимы по стандарту:

• трещины;
• такой вид дефектов, как закаты;
• разрывы;
• плены прокатные (если глубина превышает штатные отклонения от диаметра).

А вот что вполне может присутствовать, не нарушая установленных норм:

• покрасневшие зоны, оставшиеся после протравливания;
• окраска побежалых тонов;
• небольшие включения технологических смазок.

Обязательно требуется убирать остающиеся напряжения растяжного типа. Достигается это при помощи отжига при малых температурах либо механической обработки. Удаление таких дефектов — важнейшая составляющая при проектировании технологии. Перепутывание проволочных рядов и появление изгибов не рекомендуется. Увязка идет так, чтобы плотность рядов не нарушалась.

На 100% мотков, барабанной или иной упаковки нужно использовать только один проволочный отрезок.

Главным достоинством медной проволоки является ее малое удельное сопротивление. Именно поэтому она активно применяется в электроэнергетике и конструкциях различных электроприборов. Получение проводов существенно облегчает высокая пластичность металла. Качественную медь несложно обрабатывать в режиме высокой точности. Формулу сплава подбирают в различных случаях индивидуально, отталкиваясь от того, какие целевые свойства должны быть достигнуты. Температура плавления чистой меди составляет 1083 градуса по Цельсию или же 1356 градусов по Кельвину. А плотность этого металла составляет 2,07 г на 1 см3. Потому просчитать массу по сечению несложно:

• при толщине 1,5 кв. мм. – 0,0133 кг на 1 м3;
• при сечении 4 кв. мм. – 0,035 кг на 1 м3;
• при сечении 6 кв. мм. – 0,053 кг на 1 м3.

Обзор видов

Достаточно широко встречается проволока из луженой меди. Суть в том, что ее покрывают оловом при помощи гальванических установок. Слой покрытия может варьироваться от 1 до 20 мкм, в зависимости от ситуации. Однако на конкретном изделии он всегда одинаков. Оловянное наслоение повышает стойкость к износу, что позволяет использовать более тонкую, чем обычно, проволоку. Срок службы луженых изделий куда больше, чем у проволоки без покрытия. Вдобавок улучшаются при такой обработке и базовые технологические характеристики. Но оценивать диаметр только с точки зрения долговечности материала было бы весьма опрометчиво.

Толщина изделия прямо влияет и на его цену. Так, во многих случаях гораздо выгоднее купить тонкую проволоку сечением 1 мм или 2 мм. Но не всегда это возможно. Для изготовления проводов приходится учитывать еще и уровень электрического сопротивления, и стойкость к нагреву. Во многих бытовых приборах даже приходится использовать медные жилы сечением 3 мм, 4 мм, а иногда и больше. Все зависит от того, насколько сильный ток предстоит пропускать по определенной цепи.

Для скрытой проводки и монтажа внутри электроприборов нужна более толстая медь, чем при наружной прокладке.

Серьезной проблемой для многих самодеятельных мастеров и даже для промышленных мастерских является то, что изолированная медная проволока стоит крайне дорого. Особенно велика цена на эмалированную защиту. Потому достаточно часто приобретают «голый» металл и покрывают его слоем лаковой изоляции. Но справиться с такой работой могут только подготовленные специалисты или настоящие энтузиасты электротехники. Мягкую проволоку получают путем отжига, и она ценится в основном там, где требуется вязать узлы, сгибать металл.

Но как твердые, так и мягкие разновидности изделий могут иметь:

• квадратное;
• полукруглое;
• плоское сечение (о типовом круглом и говорить излишне).

Для заклепок

Промышленные потребители часто покупают катушки и барабаны медной проволоки, чтобы изготавливать заклепки. Диаметр и длина таких заклепок сильно отличаются. Кроме чистой меди, на них идут и различные сплавы, в том числе содержащие фосфор. Особенность в том, что при формовке вырабатывают основание в виде цилиндра и шляпку в форме полукруга. Размер заклепок сильно отличается, и его необходимо подбирать индивидуально. Заклепочные изделия бывают пустотелыми, дополненными шайбой, предназначенными для сцепления или для забивания молотком.

Электротехническая

С помощью такого вида проволоки делают провода сетевые и кабели для электроприборов. Применяется она и в производстве проводов с эмалевым покрытием, сетевых кабелей для протокола LAN. Номинальный диаметр электротехнической проволоки может составлять 1,15-4,5 мм. При отгрузке бухты, уложенные в коробку, иногда фиксируют пластиковой лентой. При отправке проволоки в стальных корзинах на них наматывают стрейч-пленку.

Для электровакуумной промышленности

Предназначенную для нее проволоку оценивают прежде всего по такому показателю, как вакуумная плотность. Она определяется способностью конкретных деталей и частей препятствовать подсосу газов и попаданию других веществ извне. Поэтому особое внимание уделяется устранению миниатюрных трещин и волосовин. Проблемы также могут доставить поры и раковины, которые сообщаются с внешней атмосферой. Категорически неприемлемо использование металла, содержащего опасные для качества вакуумной среды примеси.

Оттого проволоку для электровакуумной промышленности производят со строгим контролем концентрации:

• цинка;
• кадмия;
• марганца;
• олова;
• фосфора;
• висмута;
• сурьмы и ряда других элементов.

Если допустить присутствие таких примесей, то в процессе производства различных изделий они испарятся и создадут налеты на деталях в вакуумной полости. Предельная концентрация всех вредных веществ, способных испаряться при производстве вакуумной техники, составляет 0,0001%. Учитываются не только чистые элементы, но и их оксиды, окислы. Концентрация легирующих добавок также строго нормируется, причем в разных плавках в пределах одной серии она может меняться очень незначительно.

Получение сплавов меди с веществами, имеющими высокую точку плавления, обычно происходит путем перемешивания порошков и дальнейшего их спекания. В любом случае есть только три ключевые электровакуумные марки меди — МВ, МБ, МВК. Нормируется и присутствие кислорода — не более 0,01% по массе. Выплавка медно-танталового сплава идет в индукционных вакуумных печах с минимальным остаточным давлением.

Разумеется, выбрать конкретный сплав и вид проволоки могут только опытные инженеры.

Какой бы большой спрос на медную проволоку ни предъявляла радиотехническая отрасль, все равно куда больший объем ее используют при сварочных работах. Так как медь и полученные на ее основе сплавы в жидком состоянии бурно реагируют с кислородом и водородом, их применяют только в атмосфере инертных газов. Наилучшие результаты дает сварка в среде гелия и аргона. Но, по соображениям экономии, часто используют азот — при умелом использовании он оказывается не хуже. Медную проволоку применяют и при ручной, и при полуавтоматической сварке, и на полностью автоматизированных производствах.

Обычная газовая сварка с такой проволокой тоже иногда используется. Но это скорее характерно для работ, не требующих особой ответственности. Медь полезна для наплавочных операций, когда обрабатываемым поверхностям придают специальные дополнительные свойства (стойкость к износу, стойкость к коррозии и так далее).

Сварочные изделия иностранного производства маркируют по нормам стандарта AWS (США) либо в соответствии с требованиями ЕС.

Важно: стоит различать медную присадочную и омедненную проволоку. Когда создают шов без особых требований к прочности, применяют техническую медь (например, изделия М1). Варить константан, мельхиор советуют с медно-никелевыми присадками. Вот еще несколько соответствий:

• присадки на базе меди и никеля подходят для бронзы, получаемой на базе алюминия;
• медно-кремниевую проволоку используют для работы с кремнисто-медной, цинко-медной конструкцией, а также для сварки электрической дугой оцинкованной стали в окружении аргона;
• медно-оловянная проволока нужна для электрического соединения бронз на базе олова в инертной среде;
• латунь (Л60-1, Л63 и иные) нужна, чтобы выполнять газовую сварку латуни и наплавлять покрытия на сталь с повышенной концентрацией углерода.

Маркировка

Специальные обозначения четко показывают, для чего нужна медная проволока:

• М1 или М1р — автоматизированная электросварка в химически стабильной среде, получение электродов;
• М2р — газосварка универсальных изделий из меди;
• МСр1 — ответственные газосварочные работы (а также выработка электротехнических приборов);
• МНЖ5-1 — получение сварочных электродов;
• БрАМц9-2 — ручная сварка некоторых сплавов в защитной среде, ручная и механизированная наплавка на сталь;
• БрХ0,7 — автоэлектросварка бронзы на основе хрома под слоем флюса;
• ММЛ — для электротехнических целей и токопроводящих жил;
• МС — создание воздушных линий связи.

Где применяется?

Это зависит от марки металла, для заземления можно применять проволоку М1. Она отличается не только превосходной электропроводностью, но и отлично проводит тепло. Это изделие будет сгибаться без всяких проблем. На основе проволоки М1 делают различные провода для воздушного и морского транспорта, для криогенного оборудования. А вот электротехническая круглая проволока нужна, чтобы получать:

• обмотку электромоторов;
• шнуры;
• кабели и провода.

Подробно разобранную выше сварочную проволоку применяют в качестве соединения полупроводниковых элементов, при отжиге и обработке кремниевых кристаллов. Кроме этих применений, медная проволока нужна для:

• крешерных столбиков;
• получения заклепок, гвоздей и прочей фурнитуры;
• создания строительных конструкций и полиграфических машин;
• производства аппаратов легкой промышленности;
• производства бижутерии и декоративных товаров;
• создания цепочек, колец, браслетов, бисера;
• некоторых медицинских вмешательств (только наружно!).

Как очистить?

Даже самая лучшая медная проволока при повседневном применении неизбежно покрывается слоем окислов. На ней могут скапливаться и другие загрязнения. Очень хорошим способом очистки является помещение проволоки в 70%-ный раствор уксуса. В таком растворе грязный предмет надо кипятить; жидкость должна быть чуть выше уровня металла. «Варка» занимает 30 минут, после нее проволоку отмывают водой и убирают с нее окись чисто механически.

Незначительные загрязнения убирают с помощью томатного кетчупа. Но рассчитывать на очистку таким способом при серьезном окислении нельзя. Самым же эффективным вариантом давно признано использование раствора аммиака (в концентрации 10%). Выдерживать деталь в таком растворе надо не более 10 минут. После обработки ее основательно промывают и механически очищают.

Как расплавить медь 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 температура плавления 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:

1. Сырье измельчается, после чего помещается в тигель. Стоит учитывать, что при уменьшении размеров кусочков металла существенно ускоряется процесс плавки.
2. После заполнения тигеля, он помещается в печь, которая заранее разогревается.
3. 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.
4. 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:

1. 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.
2. Тигель, предназначенный для размещения шихты и ее плавки.
3. Щипцы, при помощи которых тигель вытягивается с печи. Стоит учитывать, что поверхность будет накалятся, поэтому нужно использовать специальный механизм из жаростойкого сплава.
4. Крюк и бытовой пылесос.
5. Древесный уголь для покрытия поверхности.
6. Форма из жаропрочного материала, по которой будет проводится литье.
7. Газовая горелка или горн для повышения пластичности сплава.

Плавка газовой горелкой

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:

1. 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.
2. Ускоряется процесс плавки.
3. Высокая производительность. Равномерное распределение тепла позволяет одновременно плавить большое количеств меди.

Плавление меди в самодельной печи

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:

1. Малый показатель КПД.
2. На момент плавки возникают трудности с равномерным распределением тепла.
3. 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.

Плавка меди в самодельной печи при помощи паяльной лампы

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.

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

1. Она часто используется в кузнечном деле.
2. Стоит учитывать низкий показатель КПД, за счет которого на плавку меди уходит намного больше времени.
3. 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.