Томпак

История и происхождение названия

Несмотря на то, что цинк как химический элемент был открыт только в XVI веке, латунь была известна ещё до нашей эры. Моссинойки получали её, сплавляя медь с галмеем, то есть с цинковой рудой. В Англии латунь была впервые получена путём сплавления меди с металлическим цинком, этот метод 13 июля 1781 года запатентовал Джеймс Эмерсон (британский патент № 1297). В XIX веке в Западной Европе и России латунь использовали в качестве поддельного золота.

Во времена Августа в Риме латунь называлась орихалк (лат. aurichalcum — буквально «златомедь»), из неё чеканились сестерции и дупондии. Орихалк получил название от цвета сплава, похожего на цвет золота. Однако в самой Римской империи до завоевания Британии в I веке н. э. латунь не производилась, поскольку у римлян не было доступа к источникам цинка (которые появились и стали разрабатываться только после образования провинции Британия в составе империи), до этого цинк мог только ввозиться эллинскими и римскими торговцами, собственной его добычи в континентальной Европе и Средиземноморье не было.

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. 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.

Это интересно: Производство и использование сплава меди и цинка: познаем со всех сторон

3 Использование металла в интерьере

Сегодня все чаще имеет место применение изделий из латуни в обстановке помещений: посуда, бра и торшеры, дверные петли и щеколды. В частности, этот сплав на основе меди считается одним из наиболее привлекательных для дизайнеров, проектирующих не только смесители, но и мебель. Причем по стоимости такие предметы интерьера намного дешевле кованых, а внешне смотрятся не менее эффектно. К примеру, латунные кровати, выполненные из круглых профилей, достаточно легки, чтобы делать перестановку в комнате без особого труда.

Из этого же материала изготавливают стулья и стеллажи, но трубки используют более тонкие, с внешним диаметром до 2 сантиметров, с тем, чтобы максимально облегчить изделия. Делают и накладки на мебель из такого металла. Особо стоит отметить применение латуни для производства перил и стоек к ним для ограждения лестничных пролетов и площадок внутри частных домов и коммерческих зданий. Они, конечно, не так красивы, как железные кованые или деревянные резные балясины, но прекрасно вписываются в большинство интерьеров. В частности, такие перила придают статусность крупным офисам. Для придания солидности обстановке также используют такие изделия, как дверные ручки и карнизы, основой которых является латунь. Они чаще всего имеют полированную, реже – матовую поверхность.

Ручки нередко украшаются декоративными насечками или лунками, что придает им оригинальный вид. Очень часто используются ручки не только дверные, но и оконные, а также для створок и выдвижных ящиков шкафов и тумбочек, как поворотные, являющиеся частью замка, так и просто накладные. Еще один вариант использования латуни в интерьере – различные панно, которые изготавливаются на заказ и монтируются на стены в гостиной или прихожей. Такие украшения могут быть как в виде массивных панелей (которые лишь выглядят тяжелыми, будучи выполнены из тонкого листового проката), так и ажурными. Крепления панно бывают скрытыми или же с помощью обыкновенных шурупов, которые, впрочем, лучше брать из того же сплава.

Латунь в интерьере

Нередко для декора используется настенная посуда с чеканкой. Обычно это большие блюда или стилизованные подносы. Такая посуда может стоять и на полках каминов либо сервантов. Очень эффектно на кухонных полках смотрится посуда, выполненная из латуни, причем она может служить для украшения помещения или найти применение в быту. Из сплава меди с цинком изготавливают большие чайники для кипячения воды, тазы для варенья, самовары, кофейники, хлебницы, различные блюда и другую посуду.

Из этого же материала нередко делают инкрустированные чеканкой или гравировкой подстаканники, подставки хрустальных конфетниц и вазочек для варенья. Иногда обычная посуда имеет ручки из латуни. Декорированию помещений служат бра и люстры из латуни, которая идет на изготовление корпусов осветительных приборов. Кронштейны и рожки из этого сплава служат основаниями для плафонов и абажуров бра. Впрочем, латунными могут быть только отдельные элементы светильников, сделанные исключительно в декоративных целях, например – ручки переносных моделей, или подвижные консоли бра из трубок.

Критерии сравнения

Несмотря на то что в металлургии есть четкие критерии различия этих двух сплавов, в реальной жизни неосведомленный человек едва ли их с точностью идентифицирует.

Состав

Явные различия между металлами можно проследить, только если сплавы не содержат примесей. Однако сейчас существует большое количество их разновидностей, что затрудняет идентификацию. Латунь обозначается буквой «Л», последующие символы в маркировке означают присутствие главных элементов и среднее содержание меди в процентах. К примеру, Л70 означает 70% содержание Cu, а ЛАЖ60-1-1 состоит из 60% меди, 1% – алюминия и 1% – железа.

В латунном сплаве медь сочетается с цинком, который придает металлу пластичность и низкую степень износостойкости. Это основной добавочный элемент, но латунь бывает двух- и многокомпонентной. Различаются разные ее виды.

• Деформируемые сплавы. Применяются в выпуске деталей машин, труб, пружин.
• Литейные. Из них делаются подшипники, штуцеры, приборы, предназначенные для работы в условиях повышенной температуры и агрессивной среды.
• Ювелирная латунь. Применяется для выполнения украшений, медалей, элементов декора, художественных изделий.

В бронзе медь легируется оловом, что делает металл крепче, прочнее и долговечнее. Но иногда вместо него выступают алюминий, бериллий или магний. Существуют также несколько видов бронзы.

• Оловянная бронза, по-другому «колокольная». Основной легирующий элемент олово. Сплав обладает хорошей устойчивостью к коррозии и высокими антифрикционными свойствами.
• Безоловянные сплавы. В них применяются другие составляющие (алюминий, свинец, бериллий, кремний и подобные). Эти сплавы намного мягче и пластичнее. Цвет материала зависит от содержащихся в нем компонентов. Например, алюминиевая бронза имеет характерный золотисто-желтый цвет, из-за чего она долгое время использовалась как заменитель золота для производства монет и бижутерии.

Самый известный из безоловянных сплавов – константан. Этот термостабильный металл с высоким удельным сопротивлением имеет в составе медь (около 59%) с добавлением никеля (39-41%) и марганца (1-2%).

Внешний вид

Латунь благодаря высокому содержанию цинка по цвету похожа на настоящее золото. Однако оттенок напрямую зависит от процентного содержания того или иного химического элемента. Поэтому спектр красок может варьироваться от розово-красного оттенка до золотисто-желтого. Как правило, латунь выглядит как металл желто-золотистого цвета.

Бронзовый сплав отличается серебристо-белым тоном, если в его составе присутствует более 35% олова. Если же его содержание достигает 40%, то цвет металла ближе к белому, напоминающему сталь. Изделия из такой бронзы имеют серебристый цвет с легким золотистым оттенком. Если же в составе наблюдается большая доля меди (более 85%), то цвет этого металла ближе к красному или темно-коричневому.

Вес и прочность

Латунь – более хрупкий и менее прочный материал, склонный к быстрому износу. Он не применяется там, где нужна высокая устойчивость к истиранию. Из-за небольшой плотности цинка латунь намного легче бронзы. Бронза – это износостойкий и долговечный материал. Благодаря пластичности это любимый литейный сплав скульпторов. Он намного тверже и прочнее латуни. Например, металл с 27% содержанием олова получается максимально твердым, тяжелым и хрупким. То есть твердость бронзы зависит от процентного содержания в нем олова. Но это утверждение не может касаться безоловянных сплавов.

Свойства

Латунь нуждается в улучшении качеств, поэтому в сплав вводятся разные дополнительные компоненты. Благодаря такому легированию литейный латунный сплав отличается стойкостью к коррозии, низким коэффициентом трения, повышенной жидкотекучестью, небольшой склонностью к ликвации, отличными технологическими и механическими качествами.

Бронза имеет высокие прочностные свойства, обладает низким коэффициентом трения. Из-за отличной устойчивости к негативному воздействию агрессивной среды металл широко применяется в судостроении и мореходстве. Медный сплав отличается обширной сферой применения – от декоративных элементов интерьера до деталей ответственного назначения.

Стоимость

Изделия из латуни характеризуются невысокой стоимостью

Особенно это важно знать при сдаче металлолома в пункты приема сырья. Однако цена не является определяющим критерием, так как она зависит от концентрации меди

Чем ее больше, тем металл дороже. А для бронзы определяющим фактором является еще и содержание олова. Например, оловянная бронза ценится выше, чем кремниевая.

Как удалять слой окиси?

Томпак не поддается влиянию коррозии, что является его важным преимуществом. Но одним из основных недостатков выступает склонность к появлению окисной пленки. Результатом такой реакции является потемнение поверхности изделий.

На скорость образования слоя окиси влияет частота контакта с водой. Поверхность со слоем окиси выглядит не особо привлекательно, потому периодически нужно убирать потемнения. Для этого есть несколько простых и эффективных способов.

Но перед их применением необходимо проверить изделие на подлинность, для этого нужно воспользоваться обычным магнитом: томпак, как уже стало известно, не притянется к нему.

1. Мылом можно вполне эффективно вернуть латунным предметам быта и украшениям прежний блеск и красоту. Для этого потребуется сделать раствор из натертого мыла и воды. Еще понадобится ацетон, в нем смачивается вата/ватный диск, после чего им протирается изделие. Затем оно промывается в смеси из мыла. Такие действия позволят восстановить красоту благородного металла.
2. С помощью уксуса и соли также можно вернуть былую красоту любимому изделию. В трехлитровой емкости нужно растворить 25 граммов соли и примерно 250 мл уксуса, они есть на каждой кухне. В полученном составе кипятим изделие из рассматриваемого металла до тех пор, пока оно не заблестит, как прежде. Результат не заставит себя ждать.
3. Щавелевая кислота также помогает в удалении потемнения с изделий, изготовленных из томпака. Для этого способа нужно использовать средства индивидуальной защиты (респиратор и перчатки), поскольку щавелевая кислота в концентрированном виде является опасной для человека. В десяти литрах воды требуется развести 170–220 мл кислоты. В полученный раствор опускается потемневшее изделие и оставляется там на пару часов.
4. Лимон и поваренная соль — это менее опасный способ, но для его реализации потребуется приложить некоторые усилия и потратить время. Суть метода заключается в следующем: половинку лимона обмакиваем в соли и натираем потемневшую поверхность.

В следующем видео вас ждет дополнительная информация об этом удивительном металле.

3 В каких отраслях промышленности используются медно-бериллиевые сплавы?

Описываемые бронзы, имеющие уникальные свойства, применяются в тех промышленных сферах, где к деталям из них предъявляются повышенные требования. Процесс производства медно-бериллиевых композиций является достаточно дорогим, поэтому их используют только в «особых» случаях.

Наиболее активно они эксплуатируются в электронных и электрических изделиях:

• в телекоммуникационной оптико-волоконной технике;
• в различных соединителях, пружинных контактах;
• в разъемах гнездового типа для создания интегральных схем.

Также без бериллиевых композиций нынче не обходится ни одно портативное электронное устройство, будь то ноутбук, планшетный компьютер, сотовый телефон или коммуникатор. Из сплавов меди и бериллия можно производить миниатюрные детали, которые как раз и требуются для указанных устройств.

Фото сплава меди и бериллия

Находят рассматриваемые бронзы применение и при изготовлении оборудования для добычи нефти, а также бурильных установок. Коррозионная стойкость, высокая антифрикционность и прочность – вот те свойства систем «Cu–Be», которые интересуют буровиков и нефтяников. Обычно из медно-бериллиевых сплавов производят вспомогательные бурильные приспособления, бурильные трубы и резьбовые соединения для них, опоры насосов для перекачки нефти.

Другие сферы применения сплавов на основе меди и бериллия:

• Автомобилестроение. В наши дни уровень компьютеризации транспортных средств постоянно повышается. И здесь трудно обойтись без миниатюрных и при этом максимально надежных деталей, которые делают из бериллийсодержащих композиций. В любом ТС они присутствуют в виде компонентов электронных схем различных автомобильных систем и элементов современных двигателей.
• Машино- и авиастроение. Бронзы в данных отраслях незаменимы для конструкций, которые эксплуатируются в условиях переменных температур и нагрузок. К таковым относят элементы шасси летательной техники, навигационные приборы самолетов, ответственные компоненты машин и механизмов.
• Контактная сварка. Высокая электропроводность и жаропрочность бериллийсодержащих сплавов (такие свойства особенно присущи низколегированным бронзам) обуславливают их востребованность при производстве электродержателей и сварочных стержней, которые характеризуются длительным сроком эксплуатации. Такие электроды рекомендованы для соединения железнодорожных рельс, стали в листах, любых видов арматуры и проволоки.

На фото — бериллийсодержащий сплав

Еще одна область применения бронз с бериллием – изготовление поршней агрегатов, которые используются для выполнения литейных операций под давлением, стенок оборудования для кристаллизации машин непрерывного литья заготовок и литьевого оборудования, кокилей для литья всевозможных сложных сплавов и металлов. В данном случае отпадает необходимость в дополнительной защите стенок указанных агрегатов с целью повышения времени их эксплуатации.

Свинцовистые латуни

Свинцовистые латуни относятся к числу так называемых автоматных лату­ней. Они хорошо обрабатываются резанием, обладают повышенными антифрикционными свойствами и хорошо деформируются в хо­лодном состоянии. Значительная часть су­ществующих марок свинцовистых латуней относится к группе специальных латуней, носящих название мунц-металл. Корро­зионная стойкость латуней резко повышает­ся в условиях воздействия морской воды при добавке в них 0,5—1,5% Sn «морские латуни». Эти латуни имеют удовлетвори­тельные механические, технологические и литейные свойства. По химическому составу они относятся к оловянным латуням. Наибольшее применение имеют латуни марок ЛО70-1 и Л062-1. Из латуни марки ЛО70 изготовляют трубки конденсаторов морских судов и различной теплотехнической аппаратуры. Латунь марки ЛОЭ2-1 применяют для изготовления деталей, от которых тре­буется повышенная коррозионная стойкость. Выпускается она в виде полос, листов и прутков.Добавка в латуни железа повышает ме­ханические и технологические свойства сплава главным образом вследствие того, что задерживает рекристаллизацию латуни и способствует получению мелкого зерна. При содержании железа более 0,03% лату­ни становятся магнитными. Поэтому для антимагнитных латуней содержание железа допускается не выше 0,03%. Особо благоприятное влияние на повышение механических свойств и улучшение коррозионной стойкости оказывает железо в сочетании с марганцем, никелем и алюминием.

Сурьма  и  с е р а сильно ухудшают ка­чество латуней. Примеси сурьмы вызывают разрушение латуней при обработке давлением, как в горячем, так и в холодном сос­тоянии. Под влиянием сурьмы увеличивает­ся склонность латуней к коррозионному растрескиванию.При содержании в латунях свыше 0,5 % As они в значительной мере теряют свою пластичность за счет образования на грани­цах зерен хрупких прослоек химического соединения. Вместе с тем содержание мышь­яка до 0,02% предохраняет латуни от обесцинкования, что повышает коррозионную стойкость их в морской воде. Небольшие количества фосфора повыша­ют механические свойства латуней и спо­собствуют измельчению зерна в литье. При повышенном содержании фосфора он выде­ляется в виде отдельной составляющей с температурой плавления около 700°С, уве­личивая твердость и снижая пластичность латуней.В зависимости от способа изготовления изделий и полуфабрикатов из латуней их разделяют на литейные и деформируемые.

Как удалить окись с поверхности изделий из томпака

Хотя латунный сплав любой марки обладает высокой стойкостью к коррозионному разрушению, его даже называют «вечным металлом», со временем на поверхности изделий из него образуется окисная пленка. Она темнеет, поверхность становится тусклой. Если изделие часто контактирует с водой, то процесс окисления идет особенно активно. Для удаления окислов, возвращения изделию первоначального вида, придания красоты и сияния, есть несколько эффективных способов.

Прежде, чем воспользоваться одним из способов, необходимо убедиться, что изделие не покрыто латунным сплавом, а изготовлено из него полностью. Для такой проверки достаточно будет воспользоваться магнитом. Томпак и полутомпак — немагнитные сплавы, поэтому магнит не будет притягиваться к изделию. Если изделие только покрыто сплавом, при очистке не нужно использовать абразивные вещества, чтобы не повредить поверхностный слой.

Первый способ

Готовим раствор, состоящий из 3 л воды, столовой ложки с небольшой горкой соли (25 г) и стакана обычного уксуса. В этот раствор следует поместить изделие и прокипятить его до полного очищения поверхности. По мере необходимости, нужно подливать воду до первоначального объема. После очистки предмет промывают проточной водой и высушивают.

Второй способ

Предмет, который необходимо очистить, аккуратно помещается на несколько часов в раствор, состоящий из 10 л воды и 200 мл щавелевой кислоты. Для его изготовления необходимо использовать пластиковую тару. Используют такой объем раствора для очистки крупных изделий. При очистке небольших предметов и необходимости использования меньшего количества раствора, можно пропорционально уменьшить объем компонентов. Этот способ потенциально опасен для кожи и глаз, поэтому в случае его применения необходимо использовать резиновые перчатки и респиратор в качестве мер индивидуальной защиты. После очистки изделие необходимо тщательно промыть под струей воды и натереть сухой ветошью.

Третий

Необходим раствор, содержащий воду и мыло. Также нужен ацетон. В ацетоне смачивается ватный тампон или диск, которым тщательно протирается изделие. После такой обработки его промывают мыльной водой до полного восстановления первоначального блеска поверхности и обязательно протирают насухо.

Четвертый способ

Наиболее простой — очищаемую поверхность изделия протирают половинкой лимона или лайма, которую предварительно обмакивают в поваренную соль. После такой очистки поверхность можно отполировать обычной зубной пастой и хлопковой тканью, как щадящим абразивным полирующим составом. Затем нужно промыть предмет в проточной воде и насухо вытереть.

Пятый способ

Нужно купить в торговых сетях чистящее средство для цветных металлов. Чаще всего оно продается в виде тюбиков с кремом или пастой, и применить его в строгом соответствии с инструкцией.

Шестой способ

Отполировать изделие с помощью пасты ГОИ. Полностью это средство называется паста Государственного Оптического Института и была разработана около 80 лет назад. Для очистки и полировки изделия пасту нужно нанести на мягкую ткань. Наносится несколько капель веретенного масла для лучшего растворения пасты, и затем медленными движениями изделие полируется. После полировки вещь промывается для обезжиривания и насухо вытирается.

1 Свойства и состав псевдодрагоценной латуни

Латунь известна уже очень давно, со времен древних римлян, и это несмотря на то, что цинк был открыт всего V столетий назад. В те далекие времена античности в упомянутый сплав вносили вместо чистого Zn галмей (цинковую руду). А вот томпак, который мы знаем сегодня, был изобретен Кристофером Пинчбеккером в XVII веке. Сплав получил распространение не только в Англии, уже через несколько десятков лет о нем узнали во всем мире. И кстати, многие мошенники разбогатели, выдавая монеты, разные украшения и изделия из этого вида латуни за золотые. Сегодня в обиходе можно встретить и иные названия этого сплава – симилор, принцеталл, хризохалк, ореид и хризорин.

Как вы уже догадались, это сплав меди и цинка. Содержание первого элемента колеблется в пределах от 88 до 97 %, а второго не более 10%. Если увеличить долю Zn до 10–20%, тогда получится полутомпак. Содержание последнего элемента влияет на свойство латуни и ее цвет. С его увеличением окрас изменяется от красного к желтому. Иногда слитки томпака по фото можно перепутать с благородным золотом. Подобное изменение приводит к улучшению антифрикционных, технологических и механических свойств, а стоимость, напротив, снижается. Это обусловлено относительной дешевизной цинка по сравнению с медью.

Латунь желтого цвета

Материал обладает великолепными антикоррозионными свойствами и износостойкостью. Он прекрасно сваривается с различными сталями и благородными металлами. Отличается повышенной пластичностью. Легко поддается эмалированию и золочению, ковке, волочению и гравировке.

Изделие из томпака

Твердость материала достигает 145 МПа. Температура, при которой начинается процесс плавления, составляет 1045 °C. Без применения смазки коэффициент трения равен 0,44. Если использовать специальные смазывающие вещества, то этот показатель можно снизить до 0,074. При растяжении предел прочности колеблется от 440 до 520 МПа, а относительное удлинение после разрыва составляет около 3%. Латунь Л90 имеет плотность 8780 кг/м3. Для получения заданных характеристик в состав сплава томпак вводят дополнительные элементы. Содержание их всего несколько десятых процента. В результате получается материал с идеальным соотношением пластичности и прочности, прекрасным внешним видом и приемлемой ценой.

Сплав в зависимости от дальнейшей судьбы может быть листовой или в брусках. В маркировке первой указывается буква «Л», затем следует процентное содержание меди. Например, Л96 состоит из 95–97 % Cu, не более 0,2 % примесей и остальное – Zn. А вот если увидите на изделии обозначение Л90, значит, основного элемента содержится в пределах 88–91 %, примесей менее 0,2%. Марки Л85 и Л80 относятся к полутомпаку. В них доля дополнительных компонентов может достигать 0,3 %.

Применение

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 255 дней]. 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.

Деформируемые латуни

Литейные латуни

• Коррозионно стойкие,
• обычно с хорошими антифрикционными свойствами
• хорошие механические, технологические свойства
• хорошая жидкотекучесть
• малая склонность к ликвации

Ювелирные сплавы