При какой температуре плавится медь в домашних условиях: Как расплавить медь в домашних условиях: температура плавления, инструкция, видео

Пайка латунных труб газовой горелкой, оловянно-свинцовыми и другими припоями распространена, но выполнять её самостоятельности решаются немногие. В действительности, паять латунные трубы можно и в домашних условиях.

Основы пайки

Пайка предназначена для получения неразъёмных соединений. Её выполняют, вводя между соединяемыми элементами расплавленный припой. Пайку используют для соединения разнородных металлов, иногда она — единственный допустимый способ крепления.

Нередко пайку путают со сваркой, но схож у этих методов соединения только результат работы. При сварке плавят основной материал, а при пайке — связующий металл (обрабатываемые детали сохраняют целостность). Метод пайки применяют и для работы с мелкими деталями, т.к. они не деформируются и сохраняют структуру.

Пайка — распространённый способ создания неразъёмных соединений. Её активно используют для соединения медных труб в холодильной технике, теплообменниках и прочем оборудовании. Также пайка используется для соединения латунных труб.

Особенности пайки латунных труб

Чаще всего паяльник используют при работе со сплавом меди и цинка — латунью. Она встречается в промышленности и домашнем хозяйстве, из неё делают радиаторы и трубы.

Для пайки латунных труб нужен подходящий флюс. Канифольно-спиртовые флюсы для этой цели не подходят, т.к. неспособны удалять оксидную плёнку с поверхности латуни. Хорошим выбором станут флюсы с содержанием буры или фторобората калия. Их содержание в растворе составляет примерно пять процентов.

Значение имеет и припой. Плавка латунных труб с высоким содержанием меди может выполняться с помощью серебреных и медно-фосфорных компонентов. Учитывайте, что при использовании таких припоев латуни интенсивно испаряются, поэтому паять нужно в условиях высокого нагрева.

В некоторых случаях используют латунь с меньшей температурой плавления, чем у сплава, из которого изготовлены трубы. Паяют латунные трубы и твёрдым припоем, например, медным L-CuP6. Твёрдый припой даст лучший результат и обеспечит большую прочность соединения.

Для пайки латуни с высоким содержанием меди используют припои ПСр72, Пср45, ПСр12, ВСр40. Для соединения латуни с большим количеством цинка подойдёт ПСр40.

Подготовка припоя и флюса

Изготовить припой и флюс вы можете самостоятельно. Сделать припой можно, взяв медь и серебро в соотношение два к одному. Положите их в тигель и расплавьте газовой горелкой. Не забывайте помешивать образуемую смесь. Когда она станет однородной, поместите емкость в холодной воду. Затем содержимое емкости нарезают или применяют в виде стружки.

Для изготовления флюса нужны бура для пайки латуни и борная кислота. Возьмите их в соотношении один к одному и залейте водой. На 20 грамм требуется 250 мл воды.

Как паять латунь в домашних условиях

Пайка латунных труб в домашних условиях не вызовет у вас сложностей. Чтобы выполнить такую работу, вам не потребуются специальные инструменты — достаточно газовой горелки (а в некоторых случаях и паяльника), припоя, флюса и бура. Последние два элемента требуются, чтобы шов не был слабым.

Рекомендации по выполнению пайки латунных труб:

• Паяйте на теплостойком материале. Обрабатываемые трубы в местах соединения намочите флюсом и нанесите припой. Начните их греть;
• Прогревайте трубы постепенно — это нужно для прочного сцепления припоя с трубами. Затем нагрейте трубы до появления красного оттенка;
• Припой легко затекает в зазоры и прочно спаивает трубы между собой. Обратите внимание на разницу между температурой плавления припоя и латуни. Если она невелика, не перегревайте материал;
• Промойте трубы от флюса.

Таким образом вы получите прочное сцепление латунных труб, которые прослужат вам многие годы.

Изготовление высококачественных печатных плат в «домашних» условиях

Таити!.. Таити!..
Не были мы ни на каком Таити!
Нас и тут неплохо кормят!
© Кот из мультика

Вступление с отступлением

Как в бытовых и лабораторных условиях делали платы раньше? Способов было несколько — например:

1. рисовали будущие проводники рейсфедерами;
2. гравировали и резали резаками;
3. наклеивали скотч или изоленту, потом рисунок вырезали скальпелем;
4. изготавливали простейшие трафареты с последующим нанесением рисунка с помощью аэрографа.

Недостающие элементы дорисовывали рейсфедерами и ретушировали скальпелем.

Это был длительный и трудоемкий процесс, требующий от «рисователя» недюжинных художественных способностей и аккуратности. Толщина линий с трудом укладывалась в 0,8 мм, точность повторения была никакая, каждую плату нужно было рисовать отдельно, что сильно сдерживало выпуск даже очень маленькой партии печатных плат (далее — ПП).

Что же мы имеем сегодня?

Прогресс не стоит на месте. Времена, когда радиолюбители рисовали ПП каменными топорами на шкурах мамонтов, канули в лету. Появление на рынке общедоступной химии для фотолитографии открывает перед нами совсем иные перспективы производства ПП без металлизации отверстий в домашних условиях.

Коротко рассмотрим химию, используемую сегодня для производства ПП.

Фоторезист

Можно использовать жидкий или пленочный. Пленочный в данной статье рассматривать не будем вследствие его дефицитности, сложностей прикатывания к ПП и более низкого качества получаемых на выходе печатных плат.

После анализа предложений рынка я остановился на POSITIV 20 в качестве оптимального фоторезиста для домашнего производства ПП.

Назначение:
POSITIV 20 — фоточувствительный лак. Используется при мелкосерийном изготовлении печатных плат, гравюр на меди, при проведении работ, связанных с переносом изображений на различные материалы.
Свойства:
Высокие экспозиционные характеристики обеспечивают хорошую контрастность переносимых изображений.
Применение:
Применяется в областях, связанных с переносом изображений на стекло, пластики, металлы и пр. при мелкосерийном производстве. Способ применения указан на баллоне.
Характеристики:
Цвет: синий
Плотность: при 20°C 0,87 г/см³
Время высыхания: при 70°C 15 мин.
Расход: 15 л/м²
Максимальная фоточувствительность: 310-440 нм

Подробнее о POSITIV 20 можно почитать здесь.

В инструкции к фоторезисту написано, что хранить его можно при комнатной температуре и он не подвержен старению. Категорически не согласен! Хранить его нужно в прохладном месте, например, на нижней полке холодильника, где обычно поддерживается температура +2…+6°C. Но ни в коем случае не допускайте отрицательных температур!

Если использовать фоторезисты, продаваемые «на розлив» и не имеющие светонепроницаемой упаковки, требуется позаботиться о защите от света. Хранить нужно в полной темноте и температуре +2…+6°C.

Просветитель

Аналогично, наиболее подходящим просветителем я считаю постоянно используемый мной TRANSPARENT 21.

Назначение:
Позволяет непосредственно переносить изображения на поверхности, покрытые светочувствительной эмульсией POSITIV 20 или другим фоторезистом.
Свойства:
Придает прозрачность бумаге. Обеспечивает пропускание ультрафиолетовых лучей.
Применение:
Для быстрого переноса контуров рисунков и схем на подложку. Позволяет значительно упростить процесс репродуцирования и сократить временные затраты.
Характеристики:
Цвет: прозрачный
Плотность: при 20°C 0,79 г/см³
Время высыхания: при 20°C 30 мин.
Примечание:
Вместо обычной бумаги с просветителем можно использовать прозрачную пленку для струйных или лазерных принтеров — в зависимости от того, на чем будем печатать фотошаблон.

Проявитель фоторезиста

Существует много различных растворов для проявления фоторезиста.

Советуют проявлять с помощью раствора «жидкое стекло». Его химический состав: Na₂SiO₃*5H₂O. Это вещество обладает огромным числом достоинств. Наиболее важным является то, что в нем очень трудно передержать ПП — вы можете оставить ПП на не фиксированное точно время. Раствор почти не изменяет своих свойств при перепадах температуры (нет риска распада при увеличении температуры), также имеет очень большой срок хранения — его концентрация остается постоянной не менее пары лет. Отсутствие проблемы передержки в растворе позволит увеличить его концентрацию для уменьшения времени проявления ПП. Рекомендуют смешивать 1 часть концентрата с 180 частями воды (чуть более 1,7 г силиката в 200 мл воды), но возможно сделать более концентрированную смесь, чтобы изображение проявлялось примерно за 5 секунд без риска разрушения поверхности при передержке. При невозможности приобретения силиката натрия используйте углекислый натрий (Na₂СO₃) или углекислый калий (K₂СO₃).

Также рекомендуют бытовое средство для прочистки сантехники — «Крот».

Не пробовал ни первое, ни второе, поэтому расскажу, чем проявляю без каких-либо проблем уже несколько лет. Я использую водный раствор каустической соды. На 1 литр холодной воды — 7 граммов каустической соды. Если нет NaOH, применяю раствор KOH, вдвое увеличив концентрацию щелочи в растворе. Время проявления — 30-60 секунд при правильной экспозиции. Если по истечении 2 минут рисунок не проявляется (или проявляется слабо), и начинает смываться фоторезист с заготовки — значит, неправильно выбрано время экспозиции: нужно увеличивать. Если, наоборот, быстро проявляется, но смываются и засвеченные участки, и незасвеченные — либо слишком велика концентрация раствора, либо низкое качество фотошаблона (ультрафиолет свободно проходит сквозь «черное»): нужно увеличивать плотность печати шаблона.

Растворы травления меди

Лишнюю медь с печатных плат стравливают с помощью разных травителей. Среди людей, занимающихся этим дома, зачастую распространены персульфат аммония, перекись водорода + соляная кислота, раствор медного купороса + поваренная соль.

Я всегда травлю хлорным железом в стеклянной посуде. При работе с раствором нужно быть осторожным и внимательным: при попадании на одежду и предметы остаются ржавые пятна, которые с трудом удаляются слабым раствором лимонной (сок лимона) или щавелевой кислоты.

Концентрированный раствор хлорного железа подогреваем до 50-60°C, в него погружаем заготовку, стеклянной палочкой с ватным тампоном на конце аккуратно и без усилия водим по участкам, где хуже стравливается медь, — этим достигается более ровное травление по всей площади ПП. Если не выравнивать принудительно скорость, увеличивается требуемая продолжительность травления, а это со временем приводит к тому, что на участках, где медь уже стравилась, начинается подтравливание дорожек. В итоге имеем совсем не то, что хотели получить. Очень желательно обеспечить непрерывное перемешивание травильного раствора.

Химия для смывки фоторезиста

Чем проще всего смыть уже ненужный фоторезист после травления? После многократных проб и ошибок я остановился на обыкновенном ацетоне. Когда его нет — смываю любым растворителем для нитрокрасок.

Итак, делаем печатную плату

С чего начинается высококачественная печатная плата? Правильно:

Создание высококачественного фотошаблона

Для его изготовления можно воспользоваться практически любым современным лазерным или струйным принтером. Учитывая, что мы используем в рамках данной статьи позитивный фоторезист, — там, где на ПП должна остаться медь, принтер должен рисовать черным. Где не должно быть меди — принтер ничего не должен рисовать. Очень важный момент при печати фотошаблона: требуется установить максимальный полив красителя (в настройках драйвера принтера). Чем более черными будут закрашенные участки, тем больше шансов получить великолепный результат. Цвет не нужен, достаточно черного картриджа. Из той программы (рассматривать программы не будем: каждый волен выбирать сам — от PCAD до Paintbrush), в которой рисовался фотошаблон, печатаем на обычном листе бумаги. Чем выше разрешение при печати и чем качественнее бумага, тем выше будет качество фотошаблона. Рекомендую не ниже 600 dpi, бумага не должна быть сильно плотной. При печати учитываем, что той стороной листа, на которую наносится краска, шаблон будет класться на заготовку ПП. Если сделать иначе, края у проводников ПП будут размытыми, нечеткими. Даем просохнуть краске, если это был струйный принтер. Далее пропитываем бумагу TRANSPARENT 21, даем просохнуть и… фотошаблон готов.

Вместо бумаги и просветителя можно и даже очень желательно использовать прозрачную пленку для лазерных (при печати на лазерном принтере) или струйных (для струйной печати) принтеров. Учтите, что у этих пленок стороны неравнозначны: только одна рабочая. Если будете использовать лазерную печать, крайне рекомендую сделать «сухой» прогон листа пленки перед печатью — просто прогоните лист через принтер, имитируя печать, но ничего не печатая. Зачем это нужно? При печати фьюзер (печка) прогреет лист, что неизбежно приведет к его деформации. Как следствие — ошибка в геометрии ПП на выходе. При изготовлении двусторонних ПП это чревато несовпадением слоев со всеми вытекающими… А с помощью «сухого» прогона мы прогреем лист, он деформируется и будет готов к печати шаблона. При печати лист во второй раз пройдет сквозь печку, но деформация при этом будет куда менее значительной — проверено неоднократно.

Если ПП несложная, можно нарисовать ее вручную в очень удобной программе с русифицированным интерфейсом — Sprint Layout 3.0R (~650 КБ).

На подготовительном этапе рисовать не слишком громоздкие электрические схемы очень удобно в также русифицированной программе sPlan 4.0 (~450 КБ).

Так выглядят готовые фотошаблоны, распечатанные на принтере Epson Stylus Color 740:

Печатаем только черным, с максимальным поливом красителя. Материал — прозрачная пленка для струйных принтеров.

Подготовка поверхности ПП к нанесению фоторезиста

Для производства ПП используются листовые материалы с нанесенной медной фольгой. Самые распространенные варианты — с толщиной меди 18 и 35 мкм. Чаще всего для производства ПП в домашних условиях используются листовые текстолит (прессованная с клеем ткань в несколько слоев), стеклотекстолит (то же самое, но в качестве клея используются эпоксидные компаунды) и гетинакс (прессованная бумага с клеем). Реже — ситтал и поликор (высокочастотная керамика — в домашних условиях применяется крайне редко), фторопласт (органический пластик). Последний также применяется для изготовления высокочастотных устройств и, имея очень хорошие электротехнические характеристики, может использоваться везде и всюду, но его применение ограничивает высокая цена.

Прежде всего, необходимо убедиться в том, что заготовка не имеет глубоких царапин, задиров и тронутых коррозией участков. Далее желательно до зеркала отполировать медь. Полируем не особо усердствуя, иначе сотрем и без того тонкий слой меди (35 мкм) или, во всяком случае, добьемся разной толщины меди на поверхности заготовки. А это, в свою очередь, приведет к разной скорости вытравливания: быстрее стравится там, где тоньше. Да и более тонкий проводник на плате — не всегда хорошо. Особенно, если он длинный и по нему будет течь приличный ток. Если медь на заготовке качественная, без грехов, то достаточно обезжирить поверхность.

Нанесение фоторезиста на поверхность заготовки

Располагаем плату на горизонтальной или слегка наклоненной поверхности и наносим состав из аэрозольной упаковки с расстояния примерно 20 см. Помним, что важнейший враг при этом — пыль. Каждая частица пыли на поверхности заготовки — источник проблем. Чтобы создать однородное покрытие, распыляем аэрозоль непрерывными зигзагообразными движениями, начиная из верхнего левого угла. Не применяйте аэрозоль в избыточных количествах, так как это вызывает нежелательные подтеки и приводит к образованию неоднородного по толщине покрытия, требующего более длительного времени экспозиции. Летом при высокой температуре окружающей среды может потребоваться повторная обработка, либо необходимо распылять аэрозоль с меньшего расстояния — для уменьшения потерь от испарения. При распылении не наклоняйте баллон сильно — это приводит к повышенному расходу газа-пропеллента и как следствие — аэрозольный баллон прекращает работу, хотя в нем остается еще фоторезист. Если вы получаете неудовлетворительные результаты при аэрозольном нанесении фоторезиста, используйте центрифужное покрытие. В этом случае фоторезист наносится на плату, закрепленную на вращающемся столе с приводом 300-1000 оборотов в минуту. После окончания нанесения покрытия плата не должна подвергаться воздействию сильного света. По цвету покрытия можно приблизительно определить толщину нанесенного слоя:

• светло-серый синий — 1-3 микрона;
• темно-серый синий — 3-6 микрон;
• синий — 6-8 микрон;
• темно-синий — более 8 микрон.

На меди цвет покрытия может иметь зеленоватый оттенок.

Чем тоньше покрытие на заготовке, тем лучше результат.

Я всегда наношу фоторезист на центрифуге. В моей центрифуге скорость вращения 500-600 об/мин. Крепление должно быть простым, зажим производится только по торцам заготовки. Закрепляем заготовку, запускаем центрифугу, брызгаем на центр заготовки и наблюдаем, как фоторезист тончайшим слоем растекается по поверхности. Центробежными силами излишки фоторезиста будут сброшены с будущей ПП, поэтому очень рекомендую предусмотреть защитную стенку, чтобы не превратить рабочее место в свинарник. Я использую обыкновенную кастрюлю, в днище которой по центру сделано отверстие. Через это отверстие проходит ось электродвигателя, на которой установлена площадка крепления в виде креста из двух алюминиевых реек, по которым «бегают» уши зажима заготовок. Уши сделаны из алюминиевых уголков, зажимаемых на рейке гайкой типа «барашек». Почему алюминий? Маленькая удельная масса и, как следствие, меньше биения при отклонении центра массы вращения от центра вращения оси центрифуги. Чем точнее отцентрировать заготовку, тем меньше будут биения за счет эксцентриситета массы и тем меньше усилий потребуется для жесткого крепления центрифуги к основанию.

Фоторезист нанесен. Даем ему просохнуть в течение 15-20 минут, переворачиваем заготовку, наносим слой на вторую сторону. Даем еще 15-20 минут на сушку. Не забываем о том, что попадание прямого солнечного света и пальцев на рабочие стороны заготовки недопустимы.

Дубление фоторезиста на поверхности заготовки

Помещаем заготовку в духовку, плавно доводим температуру до 60-70°C. При этой температуре выдерживаем 20-40 минут. Важно, чтобы поверхностей заготовки ничто не касалось — допустимы только касания торцов.

Выравнивание верхнего и нижнего фотошаблонов на поверхностях заготовки

На каждом из фотошаблонов (верхний и нижний) должны быть метки, по которым на заготовке нужно сделать 2 отверстия — для совмещения слоев. Чем дальше друг от друга метки, тем выше точность совмещения. Обычно я их ставлю по диагонали шаблонов. По этим меткам на заготовке с помощью сверлильного станка строго под 90° сверлим два отверстия (чем тоньше отверстия, тем точнее совмещение — я использую сверло 0,3 мм) и совмещаем по ним шаблоны, не забывая о том, что шаблон должен прикладываться к фоторезисту той стороной, на которую была произведена печать. Прижимаем шаблоны к заготовке тонкими стеклами. Стекла предпочтительнее всего использовать кварцевые — они лучше пропускают ультрафиолет. Еще лучшие результаты дает оргстекло (плексиглас), но оно имеет неприятное свойство царапаться, что неизбежно скажется на качестве ПП. При небольших размерах ПП можно использовать прозрачную крышку от упаковки компакт-диска. За неимением таких стекол можно использовать и обычное оконное, увеличив время экспозиции. Важно, чтобы стекло было ровным, обеспечивая ровное прилегание фотошаблонов к заготовке, иначе невозможно будет получить качественные края дорожек на готовой ПП.

Экспозиция (засветка)

Время, требуемое для экспонирования, зависит от толщины слоя фоторезиста и интенсивности источника света. Лак-фоторезист POSITIV 20 чувствителен к ультрафиолетовым лучам, максимум чувствительности приходится на участок с длиной волны 360-410 нм.

Лучше всего экспонировать под лампами, диапазон излучения которых находится в ультрафиолетовой области спектра, но если такой лампы у вас нет — можно использовать и обычные мощные лампы накаливания, увеличив время экспозиции. Не начинайте засветку до момента стабилизации освещения от источника — необходимо, чтобы лампа прогрелась в течение 2-3 минут. Время экспозиции зависит от толщины покрытия и обычно составляет 60-120 секунд при расположении источника света на расстоянии 25-30 см. Используемые пластины стекла могут поглощать до 65% ультрафиолета, поэтому в таких случаях необходимо увеличивать время экспозиции. Лучшие результаты достигаются при использовании прозрачных плексигласовых пластин. При применении фоторезиста с длительным сроком хранения время экспонирования может потребоваться увеличить вдвое — помните: фоторезисты подвержены старению!

Примеры использования различных источников света:

Лампы УФ-излучения

Каждую сторону экспонируем по очереди, после экспозиции даем выстояться заготовке 20-30 минут в затемненном месте.

Проявление экспонированной заготовки

Проявляем в растворе NaOH (каустическая сода) — подробнее смотрите в начале статьи — при температуре раствора 20-25°C. Если до 2 минут проявления нет — мало время экспозиции. Если проявляется хорошо, но смываются и полезные участки — вы перемудрили с раствором (слишком велика концентрация) или слишком велико время экспозиции при данном источнике излучения или фотошаблон низкого качества — недостаточно насыщенный печатаемый черный цвет позволяет ультрафиолету засвечивать заготовку.

При проявлении я всегда очень бережно, без усилий «катаю» ватным тампоном на стеклянной палочке по тем местам, где должен смыться засвеченный фоторезист, — это ускоряет процесс.

Промывка заготовки от щелочи и остатков отслоившегося засвеченного фоторезиста

Я делаю это под водопроводным краном — обычной водопроводной водой.

Повторное дубление фоторезиста

Помещаем заготовку в духовку, плавно поднимаем температуру и при температуре 60-100°C выдерживаем 60-120 минут — рисунок становится прочным и твердым.

Проверка качества проявления

Кратковременно (на 5-15 секунд) погружаем заготовку в подогретый до температуры 50-60°C раствор хлорного железа. Быстро промываем проточной водой. В местах, где фоторезиста нет, начинается интенсивное травление меди. Если где-то случайно остался фоторезист, аккуратно механически удаляем его. Удобно это делать обычным или офтальмологическим скальпелем, вооружившись оптикой (очки для пайки, лупа часовщика, лупа на штативе, микроскоп).

Травление

Травим в концентрированном растворе хлорного железа с температурой 50-60°C. Желательно обеспечить непрерывную циркуляцию травильного раствора. Плохо стравливающиеся места аккуратно «массируем» ватным тампоном на стеклянной палочке. Если хлорное железо свежеприготовленное, время травления обычно не превышает 5-6 минут. Промываем заготовку проточной водой.

Как готовить концентрированный раствор хлорного железа? Растворяем в слегка (до 40°C) подогретой воде FeCl₃ до тех пор, пока не перестанет растворяться. Фильтруем раствор. Хранить нужно в затемненном прохладном месте в герметичной неметаллической упаковке — в стеклянных бутылках, например.

Удаление уже ненужного фоторезиста

Смываем фоторезист с дорожек ацетоном или растворителем для нитрокрасок и нитроэмалей.

Сверление отверстий

Диаметр точки будущего отверстия на фотошаблоне желательно подбирать таким, чтобы впоследствии было удобно сверлить. Например, при требуемом диаметре отверстия 0,6-0,8 мм диаметр точки на фотошаблоне должен быть около 0,4-0,5 мм — в таком случае сверло будет хорошо центроваться.

Желательно использовать сверла, покрытые карбидом вольфрама: сверла из быстрорежущих сталей очень быстро изнашиваются, хотя сталь можно применять для сверления одиночных отверстий большого диаметра (больше 2 мм), так как сверла с напылением карбида вольфрама такого диаметра слишком дорогие. При сверлении отверстий диаметром менее 1 мм лучше использовать вертикальный станок, иначе ваши сверла будут быстро ломаться. Если сверлить ручной дрелью — неизбежны перекосы, ведущие к неточной стыковке отверстий между слоями. Движение сверху вниз на вертикальном сверлильном станке самое оптимальное с точки зрения нагрузки на инструмент. Карбидные сверла изготавливают с жестким (т.е. сверло точно соответствует диаметру отверстия) или с толстым (иногда называют «турбо-») хвостовиком, имеющим стандартный размер (обычно, 3,5 мм). При сверлении сверлами с карбидным напылением важно жестко закрепить ПП, так как такое сверло при движении вверх может приподнять ПП, перекосить перпендикулярность и вырвать фрагмент платы.

Сверла маленьких диаметров обычно вставляются либо в цанговый патрон (различных размеров), либо в трехкулачковый патрон. Для точной фиксации закрепление в трехкулачковом патроне — не самый лучший вариант, и маленький размер сверла (меньше 1 мм) быстро делает желобки в зажимах, теряя хорошую фиксацию. Поэтому для сверл диаметром меньше 1 мм лучше использовать цанговый патрон. На всякий случай приобретите дополнительный набор, содержащий запасные цанги для каждого размера. Некоторые недорогие сверла производят с пластиковыми цангами — выбросите их и купите металлические.

Для получения приемлемой точности необходимо правильно организовать рабочее место, то есть, во-первых, обеспечить хорошее освещение платы при сверлении. Для этого можно использовать галогенную лампу, прикрепив ее на штативе для возможности выбирать позицию (освещать правую сторону). Во-вторых, поднять рабочую поверхность примерно на 15 см выше столешницы для лучшего визуального контроля над процессом. Неплохо было бы удалять пыль и стружку в процессе сверления (можно использовать обычный пылесос), но это не обязательно. Надо отметить, что пыль от стекловолокон, образующаяся при сверлении, очень колкая и при попадании на кожу вызывает ее раздражение. И, наконец, при работе очень удобно пользоваться ножным включателем сверлильного станка.

Типичные размеры отверстий:

• переходные отверстия — 0,8 мм и менее;
• интегральные схемы, резисторы и т.д. — 0,7-0,8 мм;
• большие диоды (1N4001) — 1,0 мм;
• контактные колодки, триммеры — до 1,5 мм.

Старайтесь избегать отверстий диаметром менее 0,7 мм. Всегда держите не менее двух запасных сверл 0,8 мм и менее, так как они всегда ломаются именно в тот момент, когда вам срочно надо сделать заказ. Сверла 1 мм и больше намного надежнее, хотя и для них неплохо бы иметь запасные. Когда вам надо изготовить две одинаковые платы, то для экономии времени их можно сверлить одновременно. При этом необходимо очень аккуратно сверлить отверстия в центре контактной площадки около каждого угла ПП, а для больших плат — отверстия, расположенные близко от центра. Положите платы друг на друга и, используя центрующие отверстия 0,3 мм в двух противоположных углах и штифты в качестве колышков, закрепите платы относительно друг друга.

При необходимости можно зенковать отверстия сверлами большего диаметра.

Лужение меди на ПП

Если нужно облудить дорожки на ПП, можно воспользоваться паяльником, мягким низкоплавким припоем, спиртоканифольным флюсом и оплеткой коаксиального кабеля. При больших объемах лудят в ванных, наполненных низкотемпературными припоями с добавлением флюсов.

Наиболее популярным и простым расплавом для лужения является легкоплавкий сплав «Розе» (олово — 25%, свинец — 25%, висмут — 50%), температура плавления которого 93-96°C. Плату при помощи щипцов помещают под уровень жидкого расплава на 5-10 секунд и, вынув, проверяют, вся ли медная поверхность покрыта равномерно. При необходимости операцию повторяют. Сразу же после вынимания платы из расплава его остатки удаляют либо с помощью резинового ракеля, либо резким встряхиванием в направлении, перпендикулярном плоскости платы, удерживая ту в зажиме. Другим способом удаления остатков сплава «Розе» является нагрев платы в термошкафу и встряхивание. Операция может проводиться повторно для достижения монотолщинного покрытия. Чтобы предотвратить окисление горячего расплава, в емкость для лужения добавляют глицерин, так чтобы его уровень покрывал расплав на 10 мм. После окончания процесса плата отмывается от глицерина в проточной воде. Внимание! Данные операции предполагают работу с установками и материалами, находящимися под действием высокой температуры, поэтому для предотвращения ожога необходимо пользоваться защитными перчатками, очками и фартуками.

Операция лужения сплавом олово-свинец протекает аналогично, но более высокая температура расплава ограничивает область применения данного способа в условиях кустарного производства.

Хочу поделиться еще одним способом лужения при помощи сплава «Розе», также проверенным на практике. Обыкновенная водопроводная вода наливается в консервную банку или небольшую мисочку, добавляется немного лимонной кислоты или уксуса, ставится на плиту. В кипящую воду помещается плата, высыпается несколько застывших капель сплава «Розе», которые тут же плавятся в кипящей воде, и ваткой, намотанной на длинный пинцет или палочку (чтобы не обжечься паром), аккуратно размазываются по дорожкам. По завершении процесса вода сливается, а застывшие остатки сплава складываются в какую-либо емкость до следующего использования.

Не забудьте после лужения очистить плату от флюса и тщательно обезжирить.

Если у вас большое производство — можно использовать химическое лужение.

Нанесение защитной маски

Операции с нанесением защитной маски в точности повторяют все, что было написано выше: наносим фоторезист, сушим, дубим, центруем фотошаблоны масок, экспонируем, проявляем, промываем и еще раз дубим. Само собой, пропускаем шаги с проверкой качества проявления, травлением, удалением фоторезиста, лужением и сверлением. В самом конце дубим маску в течение 2 часов при температуре около 90-100°C — она станет прочной и твердой, как стекло. Образованная маска защищает поверхность ПП от внешнего воздействия и предохраняет от теоретически возможных замыканий при эксплуатации. Также она играет не последнюю роль при автоматической пайке — не дает «сесть» припою на соседние участки, замыкая их.

Все, двусторонняя печатная плата с маской готова

Мне приходилось таким образом делать ПП с шириной дорожек и шагом между ними до 0,05 мм (!). Но это уже ювелирная работа. А без особых усилий можно делать ПП с шириной дорожки и шагом между ними 0,15-0,2 мм.

На плату, показанную на фотографиях, я маску не наносил — не было такой необходимости.

А вот и само устройство, для которого делалась ПП:

Это сотовый телефонный мост, позволяющий в 2-10 раз снизить стоимость услуг мобильной связи — ради этого стоило возиться с ПП ;). ПП с распаянными компонентами находится в подставке. Раньше там было обыкновенное зарядное устройство для аккумуляторов мобильного телефона.

Дополнительная информация

Металлизация отверстий

В домашних условиях можно выполнить даже металлизацию отверстий. Для этого внутренняя поверхность отверстий обрабатывается 20-30-процентным раствором азотнокислого серебра (ляпис). Затем поверхность очищается ракелем и плата сушится на свету (можно использовать УФ-лампу). Суть этой операции в том, что под действием света азотнокислое серебро разлагается, и на плате остаются вкрапления серебра. Далее производится химическое осаждение меди из раствора: сернокислая медь (медный купорос) — 2 г, едкий натр — 4 г, нашатырный спирт 25-процентный — 1 мл, глицерин — 3,5 мл, формалин 10-процентный — 8-15 мл, вода — 100 мл. Срок хранения приготовленного раствора очень мал — готовить нужно непосредственно перед применением. После осаждения меди плату промывают и сушат. Слой получается очень тонким, его толщину необходимо увеличить до 50 мкм гальваническим способом.

Раствор для нанесения медного покрытия гальваническим способом:
На 1 литр воды 250 г сульфата меди (медный купорос) и 50-80 г концентрированной серной кислоты. Анодом служит медная пластинка, подвешенная параллельно покрываемой детали. Напряжение должно быть 3-4 В, плотность тока — 0,02-0,3 A/см², температура — 18-30°C. Чем меньше ток, тем медленнее идет процесс металлизации, но тем качественнее получаемое покрытие.

Самодельные фоторезисты

Фоторезист на основе желатина и бихромата калия:
Первый раствор: 15 г желатина залить 60 мл кипяченой воды и оставить для набухания на 2-3 часа. После набухания желатина поставить емкость на водяную баню при температуре 30-40°C до полного растворения желатина.
Второй раствор: в 40 мл кипяченой воды растворить 5 г двухромовокислого калия (хромпик, порошок ярко-оранжевого цвета). Растворять при слабом рассеянном освещении.
В первый раствор при интенсивном перемешивании влить второй. В полученную смесь пипеткой добавить несколько капель нашатырного спирта до получения соломенного цвета. Фотоэмульсия наносится на подготовленную плату при очень слабом освещении. Плата сушится до «отлипа» при комнатной температуре в полной темноте. После экспонирования плату при слабом рассеянном освещении промыть в теплой проточной воде до удаления незадубленного желатина. Чтобы лучше оценить результат, можно окрасить участки с неудаленным желатином раствором марганцовки.

Усовершенствованный самодельный фоторезист:
Первый раствор: 17 г столярного клея, 3 мл водного раствора аммиака, 100 мл воды оставить для набухания на сутки, затем греть на водяной бане при 80°C до полного растворения.
Второй раствор: 2,5 г бихромата калия, 2,5 г бихромата аммония, 3 мл водного раствора аммиака, 30 мл воды, 6 мл спирта.
Когда первый раствор остынет до 50°C, при энергичном перемешивании влейте в него второй раствор и полученную смесь профильтруйте (эту и последующие операции необходимо проводить в затемненном помещении, солнечный свет недопустим!). Эмульсия наносится при температуре 30-40°C. Дальше — как в первом рецепте.

Фоторезист на основе бихромата аммония и поливинилового спирта:
Готовим раствор: поливиниловый спирт — 70-120 г/л, бихромат аммония — 8-10 г/л, этиловый спирт — 100-120 г/л. Избегать яркого света! Наносится в 2 слоя: первый слой — сушка 20-30 минут при 30-45°C — второй слой — сушка 60 минут при 35-45°C. Проявитель — 40-процентный раствор этилового спирта.

Химическое лужение

Прежде всего, плату необходимо декапировать, чтобы удалить образовавшийся окисел меди: 2-3 секунды в 5-процентном растворе соляной кислоты с последующей промывкой в проточной воде.

Достаточно просто осуществлять химическое лужение погружением платы в водный раствор, содержащий хлорное олово. Выделение олова на поверхности медного покрытия происходит при погружении в такой раствор соли олова, в котором потенциал меди более электроотрицателен, чем материал покрытия. Изменению потенциала в нужном направлении способствует введение в раствор соли олова комплексообразующей добавки — тиокарбамида (тиомочевины). Такого типа растворы имеют следующий состав (г/л):

Среди перечисленных наиболее распространены растворы 1 и 2. Иногда в качестве поверхностно-активного вещества для 1-го раствора предлагается использование моющего средства «Прогресс» в количестве 1 мл/л. Добавление во 2-й раствор 2-3 г/л нитрата висмута приводит к осаждению сплава, содержащего до 1,5% висмута, что улучшает паяемость покрытия (препятствует старению) и многократно увеличивает срок хранения до пайки компонентов у готовой ПП.

Для консервации поверхности применяют аэрозольные распылители на основе флюсующих композиций. Нанесенный на поверхность заготовки лак после высыхания образует прочную гладкую пленку, которая препятствует окислению. Одним из популярных веществ является «SOLDERLAC» фирмы Cramolin. Последующая пайка проводится прямо по обработанной поверхности без дополнительного удаления лака. В особо ответственных случаях пайки лак можно удалить спиртовым раствором.

Искусственные растворы для лужения ухудшаются с течением времени, особенно при контакте с воздухом. Поэтому если у вас большие заказы бывают нечасто, то старайтесь приготовить сразу небольшое количество раствора, достаточное для лужения нужного количества ПП, а остатки раствора храните в закрытой емкости (идеально подходят бутылки типа используемых в фотографии, не пропускающие воздух). Также необходимо защищать раствор от загрязнения, которое может сильно ухудшить качество вещества.

В заключение хочу сказать, что все же лучше использовать готовые фоторезисты и не заморачиваться с металлизацией отверстий в домашних условиях — великолепных результатов все равно не получите.

Как расплавить медь в домашних условиях

Медные изделия смотрятся очень красиво и стильно, тем самым вызывая желание создать изделие из меди собственноручно. В этих целях металл нужно предварительно расплавить. В процессе литья в большинстве своем используют несколько основных видов меди — чистую красную и такие сплавы как бронза и латунь.

Процесс плавки медных изделий в муфельной печи

Для начала в тигель необходимо положить подготовленные куски металла, после чего разместите тигель в муфельной печи. Отрегулируйте нагрев до нужной позиции. Когда металл начинает плавится, на его поверхности наблюдается появление окисной пленки.

Когда достигается определенная температура плавления, нужно открыть дверцу и прихватить тигель с помощью щипцов. Стальным крюком следует сдвинуть образовавшуюся окисную пленку, после чего, вылить расплавившийся металл в приготовленные заранее формы. В случае, если в муфельной печи есть необходимая мощность, в ней есть возможность расплавлять разнообразные сплавы из меди или красную медь.

Как расплавить медь при помощи других способов

Если нет возможности использовать муфельную печь, есть альтернатива – расплавить металл при помощи автогена, при этом, пламя следует направлять от дна тигля по направлению вверх. Этот процесс сопровождается хорошим доступом воздуха. Для того, чтобы избежать сильного окисления меди, можно посыпать сверху толченый древесный уголь.

Желтая медь, так называемая латунь, и некоторые виды бронзы, обладающие легкоплавкостью, можно расплавить при помощи паяльной лампы. Этот процесс в чем-то сходен с использованием автогена, стоит учесть, что тигель должен быть максимально охваченным пламенем.

Если нет возможности использования автогена или паяльной лампы, используйте обыкновенный горн. Нужно установить тигель поверх слоя древесного угля. Для повышения температуры горения, можно применить технологию вдувания воздуха в зоны горения. В этих целях можно воспользоваться бытовым пылесосом, работающим на выдувание. Его шланг должен быть оснащен металлическим наконечником, который можно заузить, что даст возможность получить значительно тоньше струю воздуха.

Красная медь обладает вязкоплавкостью, поэтому она практически не подходит для фигурного отлива. Для такой процедуры лучше подходит латунь. Она и легче плавится, и цвет у нее намного ярче.

Не рекомендуют переплавлять старинную бронзу, происхождение которой вам неизвестно, так как в ней может быть мышьяк.

Как расплавить медь в домашних условиях температура, сосуд

Медь является одним из очень распространенных сплавов на данное время. Очень популярным вопросом можно назвать то, как расплавить медь дома. Высокие литейные свойства дают возможность получать качественные и точные изделия, применять сплав в качестве покрытия. Литье меди может проходит при отсутствии особенного оборудования. Процесс отличается достаточным количеством самых разных свойств, которые рассмотрим ниже.

Температура плавления

Самым из довольно основных параметров каждого сплава можно назвать температуру плавления. Она может зависеть от концентрации легирующих компонентов в составе. Литье меди в чистом виде проходит при температуре 1080 °C, при которой кристаллическая решётка перестраивается и сплав становится жидким. Расплавлять медь можно даже в случае наличия примеси в виде олова, однако при этом температура плавления может варьировать в границе от 930 до 1140 °C.

В состав могут добавлять цинк, благодаря чему выходит латунь. От концентрации этого легирующего элемента плавка может проходит при 900 ?C.

При рассмотрении свойств плавки меди принимается во внимание температура кипения. Данный показатель составляет 2 560 °C. Дома достичь аналогичной температуры как правило невозможно. На процесс кипения указывает возникновение пузырьков газа.

Нельзя доводить сплав до состояния кипения. Связывают это с тем, что после выделения газов структура становится пористой. Благодаря этому уменьшаются не только декоративные, но и механичные качества.

Очередность действий

Если понадобится дома можно получить изделия декоративного характера или практического назначения. Плавка меди дома подробная инструкция выглядит так:

1. Сырье измельчается, после этого помещается в тигель. Необходимо учесть, что при уменьшении размеров кусочков металла значительно убыстряется процесс плавки.
2. После наполнения тигеля, он помещается в печь, которая заблаговременно разогревается.
3. Расплавленный сплав необходимо извлечь из печи с помощью специализированных клещей. Из-за энергичного процесса окисления на поверхности может возникать гомогенная пленка. Прежде чем проводить литье из меди ее необходимо удалить.
4. Металл бережно заливают в подготовленную емкость. Необходимо учесть, что при попадании расправленного сплава на открытые участки тела возможно появятся серьезные травмы. По мимо этого, определенные материалы при контакте возгораются. По этому требуется соблюдать крайнюю осторожность.

При рассмотрении того, как плавить медь дома необходимо учесть, что можно применять не только печи. В большинстве случаев применяется атмосферная горелка, которой нагревается днище тигля. Процесс менее результативный, однако при этом на подготовку уходит не хватает времени.

В качестве оборудования для нагрева может применяться обыкновенная лампа для паяльных работ. При использовании такой технологии необходимо учесть, что контакт меди с воздухом приводит к быстрому возникновению окиси. В большинстве случаев Для снижения интенсивности окисления поверхность покрывается измельченным деревянным углом.

Оборудование для плавки меди

Предварительный этап учитывает приобретение особенного оборудования. Расплавить медь дома можно если есть наличие:

1. Муфельной печи. Современные варианты выполнения дают возможность контролировать мощность нагрева очень точно, благодаря чему значительно упрощается процесс плавки и можно достичь очень качественного результата.
2. Тигель, который предназначен для расположения шихты и ее плавки.
3. Щипцы, с помощью которых тигель вытягивается с печи. Необходимо учесть, что поверхность будет накалятся, по этому необходимо применять специализированный механизм из огнеупорного сплава.
4. Крючек и бытовой пылесос.
5. Кокс для покрытия поверхности.
6. Форма из огнеупорного материала, по которой будет проходит литье.
7. Атмосферная горелка или горн для увеличения пластичности сплава.

Плавка атмосферной горелкой

Приобретают оборудование профессиональное исключительно в случае, когда литье меди проходит иногда. Оно отличается большой ценой, а еще эффективностью в использовании.

Муфельная печь

Легче всего проводить переплавку меди дома во время установки муфельной печи. Среди ее свойств отметим:

1. Можно обогревать шихту до более больших температур, благодаря чему увеличивается текучесть. Это связано с большим коэффициентом полезного действия, так как стенки конструкции отражают и аккумулируют тепло.
2. Убыстряется процесс плавки.
3. Большая продуктивность. Одинаковое теплораспределение дает возможность одновременно плавить большое количеств меди.

Плавление меди в самодельной печи

По мимо этого, муфельная печь довольно легка в установке если исполнять все правила безопасности. Проблемы по установке аналогичного оборудования дома очень часто появляются из-за причины внушительных размеров конструкции.

Атмосферная горелка

Литье из меди дома при использовании атмосферной горелки часто проходит например если изделия сделанные из меди делают очень нечасто. Аналогичные процесс отличается маленькими денежными расходами. При подборе аналогичной технологии принимается во внимание:

1. Небольшой критерий КПД.
2. На момент плавки появляются проблемы с одинаковым теплораспределением.
3. Делать работу следует на пространстве открытого типа с соблюдением правил пожарной безопасности.

Атмосферная горелка может подогреть тигель за считанные минуты. Необходимо учесть, что медь будет быстро окисляться.

Лампа для паяльных работ

Плавление при использовании паяльных ламп проходит очень нечасто. Это связано с низкой эффективностью аналогичного способа. Как и в прошлом случае, во время использования паяльной лампы происходит активное окисление поверхности.

Плавка меди в самодельной печи с помощью паяльной лампы

При использовании паяльной лампы принимается во внимание тот фактор, что для разогрева металла потребуется достаточно много времени. При этом нагрев должен проходить без перерыва, так как металл стынет быстро, после этого начинает кристаллизоваться.

Дома отливка медных заготовок может проходит в горне. Такая печь отличается следующими характерностями:

1. Она часто применяется в кузнечном деле.
2. Необходимо учесть пониженный показатель КПД, за счёт которого на плавку меди уходит довольно много времени.
3. Отличают две конструкции: закрытого и открытого типа.

Температура плавки при использовании горна практически невысокая. По этому не вся медь может плавится рассматриваемым способом.

Плавление при помощи самодельных устройств

Плавку можно проводить при использовании самодельных конструкций. Очень часто они предоставлены комбинированием теплового источника и корпуса из теплоотражающего материала. Переплавить медь дома можно во время использования аналогичных устройств.

В основном, за счёт создания специализированной отражающей конструкции увеличивается КПД и убыстряется процесс нагрева шихты. Сделать отражающий корпус для тигля можно во время использования огнеупорного кирпича.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Похожие статьи

3 причины, по которым нельзя плавить собственные слитки лома

Выглядит круто. Это может быть забавное хобби, которым можно заняться с друзьями или в вашем дворе… плавить и лепить свои собственные слитки металлолома. Хотя это может быть забавным или интересным видео на YouTube, если вы хотите, чтобы заработал как можно больше денег на металлоломе , мы не настоятельно рекомендуем никогда не плавить свои собственные ломовые слитки.

Почему нельзя плавить металлолом

Просматривая на YouTube видео о металлоломе, очень легко наткнуться на него и попасть в черную дыру «домашней плавки».Обычно у кого-то есть керамическое приспособление, которое они купили или построили сами, чтобы бросать в них небольшие куски металла или алюминиевые банки. Обычно это приводит к заливке форм расплавленным металлом. Некоторые формы очень креативны или просто спроектированы так, чтобы выглядеть как обычные слитки.

В то время как некоторые из этих плавильных заводов являются любителями и делают это для развлечения, есть много переработчиков, которые тоже этим занимаются, думая, что они могут продать эти слитки на своей местной свалке металлолома, чтобы получить прибыль за свои усилия.Вот тут и начинаются ошибки…

Склады металлолома редко принимают самодельные слитки металлолома

Один из распространенных вопросов и комментариев, который мы видим в нашей группе в Facebook, на канале YouTube и в других социальных сетях, — это : «На что я могу рассчитывать, что мне заплатят за самодельный слиток металлолома?» . Есть много проблем с продажей и переработкой самодельных металлических слитков. Когда склады металлолома представлены самодельными слитками лома, которые, как утверждают скребки, состоят из 100% чистого металла (будь то медь, алюминий и т. Д.)), они очень редко платят максимальную цену или вообще платят. Ниже приведены некоторые из причин, по которым свалки отказываются или платят небольшую цену за самодельные слитки:

3 причины, по которым складами металлолома не покупают слитки расплавленного металла

• Они не знают, что внутри — В то время как те, кто плавит слитки, заявляют, что они чистый металл, склады металлолома этого не знают. Насколько им известно, внутри слитка могут быть небольшие камни или другие материалы.
• Их трудно утилизировать — При утилизации слитков, складам металлолома, которые их покупают, трудно найти для них реальных покупателей.Поскольку это не проверенные плавленые слитки, более крупные покупатели часто отказываются от этих слитков или платят за них очень низкую цену.
• Склады металлолома обычно никогда не платят за чистый металл — Допустим, расплавленный слиток является подлинным и чистым, очень редко (если вообще) склады металлолома знают, как платить за чистый металл. Помните, что они привыкли платить определенную цену, зная, что металлы будут обрабатываться. Таким образом, они не знакомы с процессом переработки чистых слитков, поэтому не будут знать, что за это платить.

Что можно делать с металлическими слитками

Если вы хотите найти способы заработать деньги на плавке металлов или изготовлении самодельных слитков, вы можете посетить сайты перепродажи, такие как eBay. Если у вас есть возможность плавить свои собственные слитки дома, вы можете найти несколько уникальных форм, которые можно будет создавать уникальные формы или стили для перепродажи людям со схожими интересами. Это может быть веселое и интересное хобби. Быть безопасным!

Как максимально эффективно использовать металлолом

Если вы рассматривали вариант плавки металлов в домашних условиях, мы надеемся, что эта информация окажется полезной и отговорит вас от решения проблемы на местном складе металлолома.Вместо этого, если вы хотите получить максимальную прибыль от металлолома, мы всегда рекомендуем вам как можно больше разделять и очищать металл. Кроме того, не забудьте следить за текущими ценами на металлы, чтобы знать, когда продавать.

Статьи по теме:

Проблемы литья меди и медных сплавов

Чистую медь чрезвычайно трудно отлить, а также склонны к растрескиванию поверхности, проблемам с пористостью и образование внутренних полостей.Характеристики литья меди можно улучшить добавлением небольших количеств элементы, включая бериллий, кремний, никель, олово, цинк, хром и серебро.

Медные сплавы в литом виде (обозначены нумерацией UNS системы от C80000 до C99999) указываются, когда такие факторы как прочность на разрыв и сжатие, износостойкость при подвергается контакту металл-металл, обрабатываемости, термической обработке и электропроводность, внешний вид и коррозия сопротивление — это соображения для максимального увеличения продукта представление.Литые медные сплавы используются для приложений такие как подшипники, втулки, шестерни, фитинги, корпуса клапанов, и разные компоненты для химической обработки промышленность. Эти сплавы разливают во многие виды отливок. такие как песок, ракушка, паковочная масса, постоянная плесень, химикаты песочное, центробежное и литье под давлением.

Семейство литейных сплавов на основе меди можно разделить на: три группы по степени застывания (диапазон замерзания). В отличие от чистых металлов, сплавы затвердевают в диапазоне температуры.Затвердевание начинается, когда температура опускается ниже ликвидуса; он завершен, когда температура достигает солидуса. Ликвидус — это температура, при которой металл начинает замерзать, а солидус — это температура, при которой металл полностью замороженный.

Сплавы I группы

Чистая медь и хромовая медь. Технически чистый медь и сплавы с высоким содержанием меди очень трудно плавятся и очень восприимчивы к газообразованию.В случае хрома меди, потери хрома на окисление при плавке составляют проблема. Медь и хром-медь следует плавить под плавающая крышка из флюса для предотвращения окисления и захвата водорода из влаги в атмосфере. В случае медь, дробленый графит должны покрывать расплав. С хромом медь, крышка должна быть изготовлена ​​из специального флюса. сплав. Когда температура расплавленного металла достигает 1260 ^o C, либо кальций борид или литий следует погрузить в ванну с расплавом, чтобы раскислить расплав.Затем металл следует заливать без снятие плавающей крышки.

Желтая латунь. Эти сплавы вспыхивают или теряют цинк из-за к испарению при температурах, относительно близких к температура плавления. По этой причине в увеличить текучесть и свести к минимуму испарение цинка. Надлежащее количество алюминия, которое должно удерживаться в латуни, составляет От 0,15 до 0,35%. Выше этого количества происходит усадка. во время замерзания, и использование стояков становится необходимым.После добавления алюминия плавление желтой латуни это очень просто и не требует флюсования. Цинк должен быть добавляется перед заливкой для компенсации потерь цинка при плавлении.

Марганцевые бронзы. Эти сплавы тщательно составные желтые латуни с определенным количеством железа, марганец и алюминий. Металл следует расплавить и нагревается до температуры факела или до точки, при которой цинк пары оксида могут быть обнаружены.На этом этапе металл должен вынуть из печи и залить. Нет флюса требуется с этими сплавами. Единственное дополнение, необходимое с эти сплавы — цинк. Требуемая сумма — это то, что необходимо вернуть содержание цинка к исходному анализ. Это варьируется от очень небольшого, если вообще есть, когда разливается тепло всего слитка, до нескольких процентов, если тепло содержит высокий процент переплавки.

Алюминиевая бронза. Эти сплавы необходимо плавить. осторожно в окислительной атмосфере и нагревают до правильная температура печи. При необходимости дегазаторы могут быть перемешивается с расплавом при выпуске газа из печи. От заливка глухого литника перед нарезанием резьбы и осмотром металла после замораживания можно сказать, сжалась ли она или выделяется газ. Если проба вытекла или вылилась через заслонку литник при застывании, дегазация необходима. Дегазаторы удаляют водород и кислород.Также доступны флюсы, преобразующие ванну расплава. Это в виде порошка и обычно представляют собой фториды. Они помогают в устранении оксиды, которые обычно образуются на поверхности расплава во время плавления и перегрев.

Никелевая бронза. Эти сплавы, также известные как никель серебро, трудно плавиться. Они легко газируют, если не тают должным образом, потому что присутствие никеля увеличивает растворимость водорода. Тогда тоже высшая заливка температура усугубляет накопление водорода.Эти сплавы должны быть плавится в окислительной атмосфере и быстро перегревается до надлежащей температуры печи, чтобы учесть температуру потери при флюсовании и транспортировке. Фирменные флюсы доступны и должны быть перемешаны с расплавом после выпуска. печь. Эти флюсы содержат марганец, кальций, кремний, магний и фосфор и отлично справляются с удалением водород и кислород.

Белая марганцевая бронза. В этом семья; оба они представляют собой медно-цинковые сплавы, содержащие большое количество марганца и, в одном случае, никеля. Они есть сплавы типа марганцевой бронзы; их легко растопить, и можно заливать при низких температурах, потому что они очень текучие. Их нельзя перегревать, так как это бесполезно. Если сплавы чрезмерно перегреты, цинк испаряется и изменен химический состав сплава. Обычно флюсы не используется с этими сплавами.

Сплавы II группы

Бериллиевые меди. Эти сплавы очень токсичны и опасно, если пары бериллия не улавливаются и не истощаются с помощью соответствующего вентиляционного оборудования.Их следует растопить быстро в слегка окислительной атмосфере, чтобы свести к минимуму потери бериллия. Их можно успешно растопить и перелить при относительно низких температурах. Они очень текучие и льются хорошо.

Кремниевая бронза и латунь. Сплавы, известные как кремниевые бронзы, сплавы UNS C87300, C87600 и 87610, относительно легко плавится, и его следует заливать правильно температуры заливки. При перегреве они могут забрать водород.Хотя дегазация требуется редко, при необходимости один из запатентованных дегазаторов, используемых с алюминиевой бронзой можно успешно использовать. Обычно защитные флюсы не используются. здесь. Кремниевые латуни (сплавы UNS C87500 и C87800) имеют отличная текучесть и может заливаться чуть выше их диапазон замораживания. Ничего не получается от чрезмерного нагрева, и в некоторых случаях, если это происходит, тепло может выделяться газом. Здесь опять же, никаких покрывающих флюсов не требуется.

Медно-никелевые сплавы. Эти сплавы (90Cu-10Ni, UNS C96200 и 70Cu-30Ni, UNS C96400) следует плавить осторожно. потому что присутствие никеля в высоких процентах не увеличивает только температура плавления, но и восприимчивость к поглощение водорода. Практически во всех литейных цехах эти сплавы плавится в индукционных электрических печах без сердечника, поскольку скорость плавления намного выше, чем у топливного печь. При такой плавке слитка металл следует быстро нагреть до температуры немного выше температура заливки и раскисление с помощью одного запатентованных дегазаторов, используемых с никелевой бронзой или, еще лучше, опустив 0.1% Mg приклеить ко дну ковш. Это делается для того, чтобы удалить весь кислород. предотвратить любую возможность паровой пористости от происходит. Обычно нет необходимости использовать покровные флюсы. если ворота и стояки очищены дробеструйной очисткой перед таяние.

Сплавы III группы

Эти сплавы, а именно свинцовые красные и полукрасные латуни, олово и оловянная бронза с содержанием свинца и оловянная бронза с высоким содержанием свинца обрабатываются то же самое в отношении плавления и флюсования и, следовательно, может быть обсуждали вместе.Из-за больших диапазонов замораживания было обнаружено, что охлаждение или создание крутой температурный градиент, намного лучше, чем использование только кормушки или стояки. Озноб и стояки следует использовать в соединение друг с другом для этих сплавов. За это причина, лучшая температура заливки — самая низкая, будет заливать формы без неправильного прогона или холодного закрытия. В отлаженный литейный цех, на каждом шаблоне должна быть заливка температура, которая поддерживается за счет погружения пирометр.

Флюсование. Что касается флюсования, эти сплавы должны быть выплавленный из шихты, состоящей из слитков и чистый, без песка ворота и подступенки. Растапливание должно производиться быстро в слегка окисляющая атмосфера. При правильном обращении температура печи и охлаждение до правильной заливки температура, тигель удален или металл выпущен в ковш. На этом этапе используется раскислитель (15% люминофора). медь). Фосфор — восстановитель (раскислитель).Этот продукт необходимо тщательно измерять, чтобы удаляется достаточно кислорода, но остается небольшое количество улучшить текучесть. Этот остаточный уровень фосфора должен быть тщательно контролируется химическим анализом в диапазоне от 0,010 и 0,020% P . Если присутствует больше, внутренний при механической обработке отливок может возникнуть пористость и вызвать утечку и испытаны под давлением.

В дополнение к фосфорной меди следует добавлять чистый цинк при точка, в которой снимаются скиммеры и температурные испытания место перед заливкой.Это заменяет цинк, потерянный испарение при плавлении и перегреве. С этими сплавы, покровные флюсы используются редко. На некоторых литейных заводах в горение которых не может быть должным образом контролировано, окисляющие флюсы добавляются во время плавки с последующим окончательным раскисление фосфорной медью.

Радиоактивное хранилище

С тех пор, как в августе 2003 года вышла моя научно-популярная статья о цинковом литье, я получил несколько вопросы о том, действительно ли цинковое литье безопасно, и несколько человек сказали мне, что это не так, включая уважаемого профессора химии, который назвал меня «глупым» за то, что я рекомендовал цинк в качестве литой металл на том основании, что его использование вызовет серьезные проблемы со здоровьем.

Однако это не так: расплавленный чистый цинк не вызывает проблем со здоровьем, помимо очевидных. ожоги, если облить себя.

Есть два основных пути, по которым люди думают, что цинковое литье представляет опасность для здоровья: Сварка оцинкованной (оцинкованной) стали и литье латуни (медно-цинкового сплава). Оба эти вида деятельности могут вызвать тошноту от вдыхания паров оксида цинка, поэтому люди опасения по поводу цинкового литья не совсем безосновательны.Но эти виды деятельности различаются важные способы отливки чистого цинка.

При оценке любого риска я всегда хотел бы сначала спросить, что является наихудшим из возможных может случиться? В случае плавления свинца, например, ответ довольно мрачный: даже незначительное количество свинца в организме может вызвать серьезные, долгосрочные неврологические нарушения или, возможно, рак. Особенно для детей, воздействие едва обнаруживаемых уровней Свинец был тесно связан с повреждением головного мозга. Не стоит возиться со свинцом.

Следующий вопрос: существуют ли невидимые кумулятивные эффекты, которые могут причинить вам вред? без вашего ведома, пока не станет слишком поздно. Например, горячая плита либо горит вы или нет: если вы закончите готовить, не обожгясь, вы можете быть уверены что через неделю ты не проснешься с ожогом. Загар — это другое дело: вы можете загореть годами не болеете, а потом вдруг обнаруживаете, что у вас рак кожи. Свинец — еще один пример того, что имеет невидимые, долгосрочные вредные последствия.

Итак, что самое худшее, что может произойти от воздействия цинка, и может ли оно вызвать скрытые долгосрочные эффекты?

Когда цинк нагревается до высокой температуры (при температуре кипения около 900 ° C или выше), он горит и образует дым оксида цинка. Как и любой другой дым, оксид цинка раздражает легкие, что приводит к затруднению дыхания: Это не опасная ситуация, и она сразу проясняется, когда вы уходите от источник дыма. Люди, подвергавшиеся воздействию высоких концентраций оксида цинка в течение длительного периода времени, могут также развиваются состояния, известные как «цинковый озноб», «лихорадка от металлического дыма», «лихорадка медных отливок» или ряд других заболеваний. другие красочные термины.Это включает лихорадку, тремор и другие неприятные симптомы.

Однако лихорадка от дыма от металла, которая в наши дни встречается редко, является чисто временным заболеванием. который проходит без каких-либо известных долгосрочных эффектов или осложнений. Конечно нечего смеяться примерно, но максимальным недостатком воздействия цинка является лихорадка и тряска, которые проходят и тогда тебе станет лучше. Это не похоже на свинец или солнечный загар, который может быть опасным для жизни. последствия в дороге или угарный газ, который может убить вас на месте.

И вы не можете получить цинк даже при плавлении и литье чистого цинка.

Сварка оцинкованной стали выделяет пары цинка, потому что сварка происходит при очень и очень высоких температурах. температуры: цинковое покрытие на дюйм или около того во всех направлениях от сварного шва выгорели вздымающимися белыми облаками оксида цинка. Тот, кто научился сваривать, будет многократно предупреждены о необходимости ношения специальной маски при сварке оцинкованной стали, и это хорошая идея. Я всегда использую его при сварке оцинкованного листа.

Плавящаяся латунь (медно-цинковый сплав) также выделяет большое количество паров оксида цинка, потому что температура плавления латуни высока, близка к температуре кипения цинка. По факту, парциальное давление паров цинка над кастрюлей с расплавленной латуни может составлять почти половину атмосферы! Неудивительно, что такой горшок выделяет большое количество бело-голубого дыма оксида цинка.

Но ситуация с горшком с расплавленным чистым цинком около его точки плавления 420 ° C очень разные. Парциальное давление паров цинка над только что расплавленным цинком составляет примерно в 2500 раз ниже, чем температура плавления типичных латунных сплавов.А горшок с расплавленным цинком быстро образует корку из твердого шлака оксида цинка, который, вероятно, снижает фактическое давление паров цинка до нуля, кроме случаев, когда металл только что перемешанный или налитый (и тогда это всего лишь 1/2500 количества, полученного при литье латуни).

Пары оксида цинка очень легко увидеть: они представляют собой ярко-белые или сине-белые частицы дым, видимый даже при очень низких концентрациях. Я видел, как создается оксид цинка разными способами, включая сварку, обжиг металлического цинка паяльной лампой, перегрев кастрюли с цинком и т. д.Я даже видел оксид цинка, образующийся при плавлении цинка в микроволновой печи. Но за все годы литья цинка я ни разу не видел дыма оксида цинка, идущего из горшка. цинка расплавляли на электрической плите. Этого просто не бывает, потому что температура не достаточно высок.

Возможно, образуется небольшая концентрация оксида цинка ниже порог видимости. Если бы это был свинец или оксид свинца, это было бы проблемой, потому что вдыхать даже небольшое количество свинца очень плохо.Но это явно не в случае с цинком. Вдыхание малых концентраций цинка не вызывает долгосрочные или постепенные эффекты. Не накапливается в крови или нервной системе. как свинец может. Если вы не чувствуете немедленного неприятного эффекта от того, что вы делаете с цинком, то он не причиняет вам никакого вреда.

На основании этих фактов я абсолютно убежден, как и ряд экспертов. химиков, металлургов и литейщиков, с которыми я консультировался, что плавление чистого цинка или сплавы, содержащие цинк (но не свинец), плавящиеся при температуре около 450 ° C или ниже, не представляет опасности для здоровья от вдыхания паров цинка.Да, ты определенно можешь очень сильно обжечься, если пролишь ее, но это то, что ты есть о чем беспокоиться.

Периодическая таблица на главную

Медь для заливки водой: 5 шагов (с изображениями)

Включите кузницу немного, прежде чем вода закипит, чтобы она могла нагреться. Когда вода закипит, выключите плиту и ОСТОРОЖНО переместите кастрюлю с водой рядом с кузницей. Теперь поместите тигель в кузницу и закройте двери кузницы, если в ней есть двери.Как только вы увидите, что металл в верхней части тигля стал жидким, дайте ему впитаться еще примерно 1-2 минуты. Это гарантирует, что весь металл полностью расплавится и будет достаточно горячим, чтобы не затвердеть, как только его вынут из кузницы.

Выньте тигель и быстро переместитесь в горшок. Медленно наклоняйте тигель до тех пор, пока не будет вытекать постоянная непрерывная струя меди. Медь следует насыпать прямо в центр горшка.

На данный момент многое происходит.Первые ~ 10 секунд вода даже не будет напрямую контактировать с медью. Кипящая вода настолько близка к точке испарения, что окружающего тепла, окружающего расплавленную медь, достаточно для превращения воды в пар. Это создает так называемую паровую рубашку: карман пара, который окружает всю массу меди в котле. Эта паровая рубашка замедляет охлаждение меди в достаточной степени, чтобы позволить ей осесть в кармане ткани, оставаясь при этом в жидкой фазе, и затем сформировать идеальный диск.Слой расплавленного флюса поднимается к вершине медного диска и сдувается паровой рубашкой. В этот момент полотно не горит, потому что оно окружено водой, которая сохраняет его прохладу и не дает доступу кислорода. Примерно через 8 секунд медь станет полностью твердой, и через пару секунд ей не хватит энергии, чтобы поддерживать паровую рубашку. Паровая рубашка рассеивается, часто с громким хлопком или грохотом, позволяя кипящей воде контактировать с медью.Как только вода соприкасается с медью, требуется всего пара секунд, чтобы охладить ее до температуры окружающей воды и отжечь в процессе. В конце вы можете видеть, что флюс неплотно прилегает к медному диску. На этом этапе медь можно легко удалить из воды щипцами или чем-то подобным. Если у вас нет щипцов, вы можете просто слить воду или подождать, пока она остынет.

Нужно расплавить металл? Сделай сам, используя провод и электричество

Чтобы расплавить металл, требуется много времени — обычно требуется какой-нибудь сверхмощный резак и много свободного времени.Но если вы знакомы с применением электрической энергии и имеете базовые представления о науке, вы действительно можете довольно быстро расплавить металл, используя немного электричества и немного проволоки.

Металл можно расплавить, используя простые домашние предметы.

Установка на удивление проста и довольно безопасна. Это работает так: вы скручиваете провод в катушку и пропускаете через нее переменный ток. Это основной способ создания электромагнитов. При прохождении электричества в середине катушки создается магнитное поле.Если вы поместите в эту область какой-нибудь металл, например, алюминий, он не только будет подвешен в воздухе, но и атомы внутри объекта будут генерировать собственные небольшие токи, которые, в свою очередь, также создают крошечные магнитные поля. Это также помогает пропускать электрический ток через само поле.

Помещение металла в магнитное поле помогает генерировать ток внутри самого поля.

Теперь, если объект диамагнитен, то крошечные магнитные поля будут противоположны полям в катушке и будут генерировать силу, которая отталкивает его.Поскольку небольшие токи, возникающие в металле, встречаются с сопротивлением, металл нагревается; чем с большим сопротивлением они сталкиваются, тем больше выделяется тепла. В конце концов, количество выделяемого тепла больше, чем может выдержать металл, и он начинает плавиться.

Впечатляет, да, но что действительно интересно наблюдать, так это то, что металл действительно тает в воздухе.

Ток, создаваемый металлом в магнитном поле, встречает сопротивление, когда встречает ток, создаваемый катушкой; по мере увеличения сопротивления металл выделяет больше тепла.

Видите ли, сила магнитного поля удерживает расплавленный металл вместе, пока остается питание. Однако в момент отключения электричества металл выпадает из поля и приземляется расплавленной кучей жидкости внизу.

Ниже приводится полная видеодемонстрация техники. Следует отметить, что пользователь в этом ролике использовал инвертор мощности для изменения тока со скоростью 204 000 раз в секунду, что значительно выше частоты, чем все, что вы могли бы получить дома (типичный домашний ток меняется 60 раз в секунду).К сожалению, нет никаких указаний на то, сколько тока и напряжения используется в видео. Используемый кусок металла — это алюминий весом 2,6 грамма.

Наслаждайтесь:

История через geek.com

Подробнее о журнале Electronic Products Magazine

Основные типы плавильных печей для меди для Foundry-Cooldo

Плавильная печь относится к машинам для плавки металлических слитков, некоторых металлолома и некоторых компонентов сплавов в требуемые сплавы путем шлакования, рафинирования и других операций.Выбор печи для плавки меди в основном основан на двух параметрах: 1: Металлолом (медь, бронза, латунь) 2: Готовые продукты.

Обычно мы используем сырье, такое как медь, латунный сплав, и после плавления мы отливаем конечный продукт в медные стержни, слитки, стержни, электронные изделия и т. Д.

Здесь мы проясним разницу между различными типами плавки меди Машины на рынке

Классификация по тепловой энергии

По типу тепловой энергии медеплавильные печи можно разделить на три категории:

1: Топливо — природный газ, нефть сжиженный газ, газ, дизельное топливо, мазут. Эти источники топлива вырабатывают тепловую энергию путем сжигания топлива, которое нагревает печь.

2: Электрический нагрев: вырабатывает тепловую энергию за счет электризации резистора для нагрева металлов. Этот метод обычно используется в плавильных печах с кремниевым углеродным стержнем.

3: Индукционный нагрев: основанный на принципе электромагнитного индукционного нагрева, при котором переменный ток создает магнитное поле, он нагревает печь с использованием индукционного тока.

См. Следующую диаграмму:

Далее мы собираемся подробно рассказать о преимуществах и недостатки различных плавильных печей.

MF ( Medium F Requency ) Induction M

0 url