Что такое биметалл и где применяется?

Медные сплавы

Медные сплавы – продукция металлургического производства, процесс изготовления которой человечество освоило с давних времён. Первый медный сплав – сплав меди с оловом – дал начало целой технологической эпохе истории цивилизации, получившей название «бронзовый век».

Мягкий, пластичный металл розовато-золотистого цвета. Его красота издревле привлекала человека, поэтому первыми изделиями из меди были украшения.

В присутствии кислорода медные слитки и изделия из меди приобретают красновато-жёлтый оттенок за счёт образования плёнки из оксидов. Во влажной среде в присутствии углекислого газа медь становится зеленоватой.

Медь имеет высокие показатели теплопроводности и электропроводности, что обеспечивает ей использование в электротехнике. Не меняет свойств в значительном диапазоне температур от очень низких до очень высоких. Не магнитная.

В природе залежи медной руды чаще, чем других металлов, находятся на поверхности. Это позволяет вести добычу открытым способом. Встречаются крупные медные самородки с высокой чистотой меди и медные жилы. Помимо этого медь получают из таких соединений:

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

Томпак

(фр. tombac, от малайск.tambaga — медь) — Двойные латуни, содержащие до 20 % Zn, называются томпаком (латуни, содержащие 14—20 % Zn — полутомпаком) (https://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/lat). Обладает высокой пластичностью, антикоррозионными и антифрикционными свойствами, хорошо сваривается со сталью. Его применяют для изготовления биметалла » сталь-латунь «. Благодаря золотистому цвету, томпак используют для изготовления художественных изделий, знаков отличия и фурнитуры.

Двойные деформируемые латуни
Марка	Область применения
Л96, Л90	Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л85	Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л80	Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.
Л70	Гильзы химической аппаратуры, отдельные штампованные изделия
Л68	Большинство штампованных изделий
Л63	Гайки, болты, детали автомобилей, конденсаторные трубы
Л60	Толстостенные патрубки, гайки, детали машин.
Многокомпонентные деформируемые латуни
Марка	Область применения
ЛА77-2	Конденсаторные трубы морских судов
ЛАЖ60-1-1	Детали морских судов.
ЛАН59-3-2	Детали химической аппаратуры, электромашин, морских судов
ЛЖМа59-1-1	Вкладыши подшипников, детали самолетов, морских судов
ЛН65-5	Манометрические и конденсаторные трубки
ЛМц58- 2	Гайки, болты, арматура, детали машин, советская разменная монета образца 1958 г., номиналом 1-5 копеек.
ЛМцА57-3-1	Детали морских и речных судов
ЛO90-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO70-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO62-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛO60-1	Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры
ЛС63-3	Детали часов, втулки
ЛС74-3	Детали часов, втулки
ЛС64-2	Полиграфические матрицы
ЛС60-1	Гайки, болты, зубчатые колеса, втулки
ЛС59-1	Гайки, болты, зубчатые колеса, втулки
ЛЖС58-1-1	Детали, изготовляемые резанием
ЛК80-3	Коррозионностойкие детали машин
ЛМш68-0,05	Конденсаторные трубы
ЛАНКМц75- 2- 2,5- 0,5- 0,5	Пружины, манометрические трубы

Литейные латуни

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

Литейные латуни
Марка	Область применения
ЛЦ16К4	Детали арматуры
ЛЦ23А6ЖЗМц2	Массивные червячные винты, гайки нажимных винтов
ЛЦЗОАЗ	Коррозионно-стойкие детали
ЛЦ40С	Литые детали арматуры, втулки, сепараторы, подшипники
ЛЦ40МцЗЖ	Детали ответственного назначения, работающие при температуре до 300
ЛЦ25С2	Штуцера гидросистемы автомобилей

Ювелирные сплавы

Ювелирные сплавы
Вид обработки	Цвет	Наименование сплава
литьё	жёлтый	Латунь в гранулах M67/33
литьё	зелёный	Латунь в гранулах M60/40
литьё	золотой	Латунь в гранулах M75/25
литьё	жёлтый	Латунь в гранулах M90

Латунный пруток

Изделия из латуни (легированного сплава меди) отличаются повышенной прочностью и устойчивостью к коррозии, превышающие характеристики меди. Добавки из цинка и алюминия позволяют использовать их в морской и хлоросодержащей воде. Латунь может быть как двухкомпонентной (из меди и цинка), так и многокомпонентной (в состав входят алюминий, олово, кремний, железо, никель, свинец, марганец).

Латунный пруток производится из сплавов, химический состав которых регламентируется нормами ГОСТ 15527. Тянутый или прессованный пруток произведен по ГОСТ 2060-2006 и  вырабатывается из латуни марок Л63, ЛС63-3, ЛС59-1. Одним из самых распространенных  изделий из латуни в промышленности  является латунный пруток, который отличается высокой надежностью, эстетичным внешним видом и экологической безопасностью.

Разновидности латунных прутков:

По форме поперечного сечения латунные прутки делятся на:

•  круглые (К)
•  квадратные (КВ)
•  шестигранные (ШГ)
•  овальные

По состоянию сплава, латунные прутки бывают:

•  мягкие
•  полутвердые
•  твердые

Латунные прутки ЛС59-1 диаметром от 5 до 50 мм получают методом протяжки или волочения и как правило продаются в полутвердом состоянии, обозначаемым индексом «п/тв».

Основные  различия прутков марок  Л63 и ЛС59-1:

•  электропроводность  и теплопроводность одинаковы
•  пруток ЛС59-1 почти такой же прочный и твердый как и Л63. Хотя, если есть надрезы, прутки ЛС59-1 очень просто могут разрушиться при поперечной нагрузке
•  пруток из сплава ЛС59-1 удобен при обработке резанием. В ЛС59-1 есть свинец. При резке образуется совсем мелкая и сыпучая стружка, износ оборудования будет меньше
•  Л63 обрабатывать резанием труднее, чем ЛС59-1
•  токарная обработка прутков Л63 также возможна, просто получается несколько другая стружка
•  ЛС59-1 обладает хорошими антифрикционными характеристиками, применяется в подшипниках скольжения, которые работают при невысоких удельных давлениях и высоких скоростях

Латунные изделия способны достаточно долго прослужить в условиях агрессивной окружающей среды или при повышенной влажности, поэтому прутки латунные (особенно латунь-пруток ЛС59-1) широко применяются во многих отраслях производства.

Применение латунных прутков

Благодаря своим физическим  свойствам, латунные прутки могут  без труда обрабатываться  различными механическими способами: вести резку, фрезеровку, штамповку. Латунный пруток характеризуется высокой степенью коррозионной стойкости. Свойства латуни позволяют обрабатывать материал  как в горячем, так и в холодном состояниях, это приводит к тому, что все виды полуфабрикатов из латунного проката востребованы в машиностроении и приборостроении, судостроении, космической и авиационной промышленности, автомобилестроении.

Из латунного прутка производятся винты, гайки, болты, шестерни, фурнитура, газовые редукторы, детали запорной арматуры, детали электромеханических установок и поршневых машин. Широко применяется латунь и в часовой промышленности, как для изготовления мелких элементов, так и для производства деталей корпусов.

Физико-химические свойства меди

В естественной среде (на воздухе) у меди яркий желто-красный оттенок. Этот цвет придает металлу оксидная пленка, образующаяся на его поверхности. Чистый металл – это довольно мягкий материал, он легко подвергается прокату и вытяжке. Но использование при его получении определенных примесей позволяет увеличить ее твердость и изменить другие параметры.

Ключевым свойством, которое определило применяемость в быту и производстве. Кроме высокой электропроводимости меди свойственна высокая теплопроводности. Использование таких примесей, как железо, олово и некоторые другие оказывают существенное влияние на ее свойства.

Кроме названных параметров, у меди высокая температура плавления и кипения. Медь обладает высокой стойкостью к воздействию коррозии.

Медь в природе

Физические параметры меди позволяют получать из нее различную продукцию, например, проволоку толщиной в несколько микрон.

Медь и ее соединения нашли свое применение, в первую очередь, в электротехнической промышленности, впрочем без нее вряд ли обойдется любая другая область промышленности.

Что такое латунь

Основными компонентами сплава латуни является медь и цинк. Пропорциональные составляющие этих металлов могут быть разные. Количество цинка колеблется. Минимальное его значение составляет 20 %. Максимальное достигает 50%. При этом сплав меняет свой цвет: бывает золотистым, желтым или зеленым.

Процентный показатель цинка настолько важен, что способен изменять характеристику материала. Это относится к его пластичности и твердости.

Структура и состав

Состав сплава формируется из фаз:

1. Альфа-фаза. Содержание цинка до 35 %
2. Бета-фаза. Присутствие цинка до 50 %. Также в состав входит олово — 6 %.

В некоторых случаях присутствует одна альфа-фаза. В зависимости от изменения процентного состава основных компонентов, структура латуни может состоять одновременно из 2 фаз — альфа и бета.

В химический состав латуни, кроме меди и основного легирующего элемента цинка, входят добавки. Сюда относятся легирующие элементы: алюминий, железо, марганец, свинец, кремний, никель. Они составляют небольшой процент соединения. Каждый из них влияет на показатели характеристик материала.

Свойства и характеристики

Основным качеством в характеристиках латуни является ее коррозионная стойкость. Но она обладает и другими свойствами:

1. Способность сплава противостоять агрессивным средам, особенно после покрытия поверхности лаком.
2. Прочность латуни.
3. Пластичность сплава.
4. Возможность материала поддаваться обработке давлением. Процесс ведется как в горячем виде при высоких температурах, так и в холодном.
5. Сплав можно подвергать контактной сварке и пайке.
6. Теплопроводность, которая повышается с увеличением процентного содержания меди.
7. Температура плавления, которая составляет 880–950 градусов. При меньшем добавлении цинка, температура плавления снижается.
8. Материал обладает немагнитными свойствами.

Основным фактором твердости и пластичности соединения является цинк. Увеличение его количественного содержания напрямую связано с повышением прочностных характеристик. Пластичность же возрастает только до количественного содержания цинка 36%. При последующем его увеличении до 45 % идет снижение этого показателя.

На эксплуатационные характеристики оказывают действия легирующие добавки. Их влияние указано в таблице:

Название легирующего элемента	Влияние на характеристики латуни
Кремний	Большое его присутствие ведет к снижению твердости латуни.
Свинец	Улучшает антифрикционные свойства.
Марганец, алюминий и олово	Усиливает сопротивление к разрыву. Идет повышение коррозионной стойкости.
Никель	Уменьшает риск растрескивания материала. Сплав приобретает своеобразный цвет. Такое соединение называется «белая латунь».
Мышьяк	У материала появляется возможность работать в жидких, пресных средах.

Маркировка

Существует 2 разновидности сплавов:

1. Двухкомпонентные. Основные составляющие — медь и цинк. Маркируются буквой Л. Дальше стоят цифры, указывающие количество меди процентах. Л60: содержит меди 60 %, а оставшиеся 40% — цинк.
2. Многокомпонентные. Кроме основных составляющих добавляются еще легирующие элементы. Так же впереди стоит буква Л. Потом следует перечисление добавок. В конце пишутся через черточку цифры, указывающие на процентное содержание каждой из составляющих. Количество цинка не указывается, а рассчитывается. Например: Марка ЛАЖМц66-6-3-2 имеет 66 % Cu, 6 %Al, 3 % Fe и 2 % Mn. Путем расчетов определяется количество цинка равное 23%.

Плюсы и минусы

Латунный сплав обладает характеристиками, которые в одном случае служат положительным моментом, а в другом отрицательным. Состоят они в следующем:

1. Небольшой вес. Это качество вместе с высокой прочностью используется в определенных отраслях промышленности.
2. Сплав обладает хорошей пластичностью.
3. Невысокая стоимость.
4. Коррозионная стойкость уменьшается с увеличением количества меди.
5. Показатели теплопроводности ниже, чем у чистой меди и бронзы.

Сферы применения

Большое распространение получил томпак в различных сферах деятельности человека. Приведем наиболее востребованные области.

1. Производство ювелирных изделий, украшений, предметов интерьера и кухонной утвари. Томпак ценится в этой области в первую очередь как материал, имитирующий золото. Благородный цвет, податливость и высокая декоративность делают его отличным решением для таких целей.
2. Производство посуды особенно актуально в странах Центральной Азии, поскольку здесь такие предметы быта ценятся и находятся в большом почете. Латунь не переносит контакта с жидкостями, потому посуда из рассматриваемого сырья обязательно подвергается лужению – технология, в процессе которой на вещь наносится тонкий слой олова.
3. Современная промышленность также активно использует томпак. Из него делают проволоку для различных целей.
4. Создание технических деталей осуществляется различными способами. Чаще всего применяется метод, в основе которого лежит принцип механического снятия материала с поверхности. Для обработки используются специальные токарные и фрезеровальные станки. Из-за высокой актуальности такой технологии стало появляться много заготовок из томпака.
5. Существует большое количество организаций, производственная деятельность которых направлена на изготовление прокатной продукции. Металл в таком виде проходит обработку на токарном оборудовании. Для прокатного томпака характерен различный диаметр, чего не скажешь про длину и основные свойства, которые являются стандартизированными характеристиками. Такие особенности позволяют легко подобрать необходимую заготовку для будущего производства.

Виды медно-никелевых сплавов

Легированный сплав меди никелем образует большое количество твердых растворов, которые делятся на несколько групп:

• конструкционные;
• электротехнические;
• ювелирные.

Основные характеристики конструкционных медно-никелевых сплавов: высокая твердость, сопротивление стиранию, коррозионная стойкость. Вместе с никелем используют марганец, хром, алюминий, цинк и другие компоненты.

В электротехнических сплавах содержание марганца может превосходить никель. Сплавы обладают стабильным сопротивлением, высокой токопроводностью.

К декоративным относятся соединения меди и никеля, хорошо поддающиеся разным видам обработки: резанию, деформации. Они обладают высокой жидкотекучестью.

Константан

Сплав маркируется — МНМц 40-1,5. Такое обозначение говорит о том, что в нем около 40% никеля. Константан относится к электротехническим материалам. Имеет высокое омическое сопротивление и малое линейное расширение при нагреве.

Пластичный материал хорошо обрабатывается прокаткой. Из константана делают проволоку и лист для термоэлектродов, преобразователей.

Копель

Медно-никелевый сплав с высокой термической устойчивостью, маркируется МНМц 43-0,5. Дополнительный легирующий компонент — марганец. Выпускается в виде проволоки различных диаметров. Используется для изготовления компенсационных проводов и низкотемпературных преобразователей. Устойчив к воздействию кислой среды, работает в инертных газах.

Основное свойство — высокая стабильность сопротивления при изменении температур. Относится к жаростойким материалам. Устойчиво сохраняет свои характеристики при температуре до 600⁰.

Проволока

Нейзильбер

Ювелирный медный сплав с содержанием никеля 15% и цинка в пределах 20%. Никель придает сплаву белый цвет с зеленоватым или голубым отливом.

Немецкие химики изобрели сплав, как дешевый заменитель белого золота, не отличающийся от него внешне. Нейзильбер получился более твердым, устойчивым к влаге и пару. Не темнеет и не теряет своих декоративных свойств. В Европе использовался для изготовления наград и бижутерии. В настоящее время из него делаются медали, ордена, лады для гитар и хирургические инструменты.

Куниаль

Сплав выпускается в 2 вариантах и в конце маркировки имеет буквы А и Б. Оба вида сплава обладают коррозийной стойкостью. При повышенных температурах склонен к растрескиванию.

Куниаль-А легируется дополнительно алюминием, кобальтом и железом. Производится в виде прутков.

Куниали-Б — в меди растворяют только никель, содержание остальных веществ в сумме составляют не более 1%. Из материала изготавливают полосы для пружин и рессор.

Манганин

В этом сплаве кроме меди и никеля присутствует 13% марганца. Имеет красивый золотисто-красный цвет. Манганин может содержать железо. Он относится к изначально состаренным сплавам — приобретает свои механические свойства после термической обработки. Обладает электрической стабильностью при изменении температуры.

Манганин применяется в электроизмерительных приборах высокой точности, для создания эталонов.

Существует и другой состав сплава, в котором медь заменена серебром. Технические характеристики практически не отличаются. Белый Манганин значительно дороже.

Монель

Кроме меди и никеля в сплав добавляют марганец и железо. Монель назван в честь руководителя американской химической лаборатории, где разрабатывался сплав. Материал устойчив к коррозии, пластичен и прочен. Обладает высокой устойчивостью к воздействию кислот, щелочей. Маркируется — НМЖМц28-2,5-1,5.

Монель применяется при изготовлении приборов, оборудования химической, нефтяной промышленности. Используется в аппаратостроении, медицине и судостроительной промышленности для изготовления антикоррозионных деталей.

Сплав высокопластичный, легко обрабатывается в холодном и горячем состоянии. Механическая обработка возможна только на низких оборотах.

Мельхиор

Белый твердый сплав содержит меди в пределах 70–90%. Относится к ювелирным составам. Кроме никеля имеет легирующие вещества:

• 0,8% железа;
• 1% марганец.

Обладает высокой коррозионной устойчивостью в морской соде и среде газов. Температура плавления в пределах 1150–1230⁰, не зависит от соотношения составляющих.

Наиболее распространенные марки мельхиора — МНЖМц30-1-1 и МН16. Свои технические характеристики получает после отжига. Относится к группе изначально состаренных сплавов.

Из мельхиора делают ложки, вилки, столовую посуду, различные украшения. Он хорошо поддается обработке, резьбе, чеканке. Из него изготавливают хирургические инструменты, монеты, медали.

Структура и состав

Как и в других сплавах свойства материала определяются составом и фазовым состоянием. Причем различия настолько велики, что делают латуни разной марки невзаимозаменяемыми.

Различают 2 вида сплавов: двухкомпонентные и многокомпонентные.

• Двухкомпонентные, то есть, состоящие из 2 металлов. При этом могут наличествовать примеси, но в таком объеме, который на качества не влияет. Главным является медь, поэтому в маркировке, например, указывают лишь долю меди, а долю цинка просто рассчитывают. Свойства такого сплава во многом определяются фазовым составом.
  • Так, латунь с содержанием цинка до 39% включает только одну фазу – α -фазу. Такой сплав отличается высокой пластичностью, однако прочность его относительно невелика.
  • При повышении доли цинка металл не может полностью раствориться в меди, и в итоге появляется β-фаза. Пластичность при этом уменьшается, а прочность резко возрастает до содержания цинка в 45%, а затем снова падает.
• Многокомпонентные латуни наряду с медью и цинком включают и другие металлы и неметаллы. На свойства сплава они оказывают весьма заметное влияние. Определяются они характером компонента. Так, добавление олова значительно увеличивает стойкость к действию морской воды. А добавка никеля, например, увеличивает механическую прочность изделия из такой латуни.

Другая классификация связана с методами обработки сплава.

• Деформируемые, то есть, латуни, которые можно подвергать деформации в холодном состоянии. Выпускают такие сплавы латуни в виде листов, прутков, проволоки, из которых затем изготавливают, например, всевозможные трубы.
• Литейные – сплавы лиатуни, которые деформируют лишь под воздействием высокой температуры и давления при литье. Из такого материала детали отливают и получают подшипники, машинные детали, арматуру и прочее.

Используется классификация по доле цинка.

• Красная или томпак – доля цинка составляет 5–20%. Сплав отличается превосходными антифрикционными и антикоррозийными свойствами и используется для получения биметалла сталь-латунь.
• Желтая – с долей цинка от 20 до 36%. Состав сохраняет высокую пластичность.
• Техническая – с 48–50% цинка, применяется для получения фитингов, машинных деталей, частей химической аппаратуры и так далее.

О свойствах латуни по ГОСТу погорим ниже.

Особенности биметаллических радиаторов

Модель из двух металлов – стали и алюминия – меньше поддается коррозии, служит дольше

Такая модель выполнена из 2 металлов. Сталь прочна, но уровень теплопроводности относительно невысок. Она склонна к коррозии и нуждается в защите. Алюминий лучше проводит тепло и не поддается ржавчине, но механическая прочность его невелика. Соединение стального или медного сердечника с внешним слоем из алюминия позволяет объединить полезные качества металлов и избавиться от недостатков.

Биметаллический радиатор состоит из секций, собранных на резьбу. В каждой секции находится 2 стальные трубы, соединенные перемычкой. К основанию по специальной методике литья под давлением приваривают алюминиевый корпус. Он служит теплообменником. Форма корпуса сложная, включает множество протоков, чтобы максимально повысить теплоотдачу.

Медь и ее сплавы как источник цветного вторичного металла

На практике существует два типа сплавов – латунь и бронза. Между тем их можно разделить еще на несколько групп.

Бронза с большим содержанием алюминия. Ее применяют для изготовления деталей, которые работают под воздействием высоких температур и в агрессивных средах, например, морской воде.

Бронза со свинцом – это материал, обладающий высокими антифрикционными свойствами, и это широко применяется в промышленности.

https://youtube.com/watch?v=KOKn_G-1u2g

Добыча цветных металов – это дорогостоящее предприятие и поэтому, многие детали и узлы производят из вторичного металла.

То есть существует множество пунктов приема вторичного сырья. Они специализируются на утилизации лома медного сплава и передаче его на заводы по производству цветного металла. Такой подход в итоге позволяет замещать множество изделий, для изготовления которых идет добытая медь и соединения полученные из нее.

Как удалить слой окиси с поверхности томпакового изделия

Хотя латунь любой марки, как уже говорилось выше, и отличается высокой устойчивостью к коррозии, на латунных изделиях со временем формируется окисная пленка (их поверхность темнеет). Особенно активным такой процесс является в том случае, если изделие часто контактирует с водой. Существует несколько простых и эффективных способов, позволяющих вернуть изделию из томпака первоначальный вид, сияние и блеск.

Результат чистки изделий из томпака во многом будет зависеть от их состояния

Первый способ предполагает использование раствора, в состав которого входят вода и мыло. Вам также потребуется ацетон. В нем необходимо смочить ватный диск, которым протирают очищаемую поверхность. После такой обработки изделие надо промыть в мыльном растворе до полного восстановления блеска его поверхности.

Для второго способа очистки необходимо подготовить раствор, состоящий из 3 литров воды, 25 граммов соли и 250 мл обычного уксуса. Потемневшее изделие из томпака следует прокипятить в таком растворе, пока его поверхность полностью не очистится.

Следующий способ, требующий применения респиратора и резиновых перчаток в качестве мер безопасности, предполагает использование раствора, состоящего из 10 литров воды и 200 мл щавелевой кислоты. Латунный предмет, поверхность которого необходимо очистить, помещается в такой раствор на несколько часов.

Использование томпака в разных областях

Томпак — разновидность латуни, сплав меди и с содержанием цинка, но не более 10%. Для придания томпаку свойств пластичности, легкости в обработке и прочности, он может быть модифицирован примесью незначительных количеств свинца, железа, фосфора, мышьяка и других так называемых присадок.

Немного истории

Известен этот сплав со времен древних южноамериканских доколумбовых цивилизаций, при археологических раскопках находили латунные украшения, посуду, инструменты.

Вместо цинка, секрет производства которого был утерян в Европе в X-XI веках и вновь открытого всего несколько столетий назад, при изготовлении сплава в то время использовалась богатая цинкосодержащая руда — галмей (смесь цинкового шпата ZnCO3 и кремнекислого цинка).

Химический состав и основные характеристики

Сплав меди с цинком, который всем хорошо известен под названием «латунь», люди начали использовать еще с античных времен, изготавливая из него оружие, орудия труда, посуду и многие другие изделия. Изначально вместо цинка, открытого учеными всего 5 столетий назад, для получения такого сплава применяли цинкосодержащую руду – галмей. Сам томпак был изобретен в XVII веке. Считается, что автором химического состава этого сплава стал англичанин Кристофер Пинчбеккер.

Благодаря своим характеристикам (в первую очередь, очень красивому цвету) томпак буквально за несколько десятков лет стал известен во всем мире. К слову сказать, огромную популярность данный сплав завоевал у мошенников, которые выдавали изделия из него за золотые, обманывая доверчивых граждан и зарабатывая на этом большие деньги. Как раньше, так и сейчас в обиходе и среди специалистов можно услышать разные названия томпака:

• принцеталл;
• хризохалк;
• симилор;
• ореид;
• хризорин.

Холоднокатанная латунная лента Л90 – материал, из которого впоследствии изготавливают изделия из томпака

Томпак, как уже ясно из всего вышесказанного, является сплавом меди и цинка, при этом первого элемента в томпаке содержится 88–97%, а второго (цинка) – не более 10%. Существует еще такой материал, как полутомпак. Это сплав, в химическом составе которого 10–20% цинка.

Количество цинка в составе любой латуни, в том числе и томпака, влияет не только на характеристики сплава, но и на его цвет. Так, при увеличении содержания этого элемента в составе латуни цвет ее поверхности меняется от красного до светло-желтого. Увеличение количественного содержания цинка в химическом составе томпака позволяет добиться:

• получения благородного золотого цвета;
• улучшения антифрикционных характеристик;
• хороших механических и технологических характеристик;
• значительного снижения стоимости (если сравнивать ее с ценой чистой меди).

Химический состав медных сплавов, используемых для имитации золота

Томпак обладает целым перечнем достоинств, к числу которых следует отнести:

• исключительно высокую устойчивость к коррозии;
• повышенную износостойкость;
• хорошую свариваемость с различными материалами (сталью, цветными и благородными металлами);
• высокую пластичность (что позволяет использовать для обработки томпака методы пластической деформации, наносить на поверхность изделий из него гравировку);
• подвергаемость эмалировке и золочению;
• немагнитность.

Томпак также обладает следующими характеристиками:

• твердость – до 145 МПа;
• температура, при которой сплав начинает плавиться, – 10450 Цельсия;
• коэффициент трения: без применения смазки – 0,44; при использовании смазочных материалов специального типа – 0,074;
• предел прочности, измеряемый при растяжении, – 440–520 МПа;
• относительное удлинение, которое материал получает после разрыва, – 3%;
• плотность материала – 8780 кг/м3.

Современные производители выпускают томпак в виде листового проката или в брусках, что и предопределяет варианты дальнейшего использования такого материала. Точно узнать о том, какие элементы и в каком количестве входят в химический состав сплава, можно по его маркировке. Так, буква «Л», обязательно присутствующая в обозначении томпака, означает, что перед нами латунь. Цифры, стоящие после этой буквы, указывают на то, сколько в составе сплава содержится основного металла – меди. В такой латуни, кроме меди и цинка, обязательно есть примеси, точное количество которых можно узнать из специальных таблиц. Следует иметь в виду, что сплавы, в которых меди менее 90% (Л85, Л80 и др.), относятся к категории полутомпак.

Сравнение по техническим и пользовательским характеристикам

Срок службы. Гладкая внутренняя поверхность стальных труб, покрытых снаружи алюминиевой рубашкой, не способствует отложениям известковых и солевых отложений.

Обычный срок службы у биметаллических радиаторов составляет более 20 лет, и здесь соперником у них может быть только чугун.

Считается что из-за ненадежного лакокрасочного покрытия и недостаточной коррозиестойкойсти стали, срок эксплуатации стальных приборов ниже и находится в пределах 15-20 лет.

Теплоотдача радиаторов — понятие относительное. Алюминий отличается высоким коэффициентом теплоотдачи. Биметаллическая секция имеет теплоотдачу около 200 Вт. У стальных секций одинаковой площади этот показатель почти в два раза ниже.

Реанимирование поверхности от окиси

Благодаря износостойкости латунь и все ее виды называют «вечным металлом». Но это не означает, что за изделиями из этих сплавов не нужно ухаживать. Они, как и серебро, темнеют, особенно этому способствует контакт с водой. Исправить ситуацию легко, рассмотрим несколько способов чистки латуни.

Для самого простого случая понадобится ацетон, мыло, вода и ватный диск. Готовим слабый мыльный раствор, а вату пропитываем ацетоном. Хорошенько протираем изделие диском, а затем моем в растворе. Осталось высушить и наслаждаться великолепным видом. Второй метод тоже доступен любой хозяйке. Понадобится металлическая емкость минимум на 3 литра, вода, 250 мл простого уксуса и 25 г соли. Смешиваем все составляющие, помещаем в раствор латунное изделие и ставим кастрюлю либо миску на огонь. Доводим до кипения и при необходимости подливаем чистую воду. Продолжаем до тех пор, пока латунная вещь не очистится.

Следующий способ может быть опасен для кожи и глаз, поэтому требует осторожности. Чтобы очистить томпак этим методом, в пластиковой таре смешиваем 10 литров воды и 200 г щавелевой кислоты

Этот способ используют для обработки крупных изделий. Обязательно придерживайтесь техники безопасности. Наденьте резиновые перчатки и респиратор. Аккуратно помещаем изделие в емкость с раствором и оставляем там на несколько часов. Затем очень осторожно извлекаем и натираем сухой ветошью.

Еще очистить потускнения можно с помощью лимона. Разрежьте фрукт и погрузите его в поваренную соль, а затем натрите обрабатываемую поверхность. Если необходимо еще и отполировать, тогда пригодится простая зубная паста. Втирайте ее хлопковой тканью, а потом промойте элемент в чистой проточной воде.

Прежде чем проводить чистку, убедитесь, что изделие действительно сделано из латуни, а не покрыто ей. Для этого просто поднесите магнит. Томпак никак не отреагирует. Если вещь всего лишь покрыта тонким слоем сплава, не используйте абразивные вещества, так можно легко 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.