Латунь — марки, свойства, применение

• Что такое латунь?
• Состав и классификация латуней
• Свойства латуни
• Производство латуни
• Марки латуни
• Расшифровка марок латуни по ГОСТ
• Расшифровка марок латуни по международным стандартам
• Латунный прокат
• ГОСТ’ы на латунь и латунный прокат

Что такое латунь?

Латунь – это медный сплав с основным легирующим элементом цинком (Zn). В зависимости от состава, могут добавляться другие элементы, такие как олово (Sn), алюминий (Al), свинец (Pb), железо (Fe), никель (Ni) и другие, которые придают сплаву особые свойства.

Латунь относится к цветным металлам и обладает высокой коррозионной стойкостью, хорошей пластичностью, прочностью и отличной обрабатываемостью, что делает её востребованной в различных отраслях промышленности.

Состав и классификация латуней

Латуни классифицируются по количеству легирующих элементов:

• Простые латуни – содержат только медь и цинк, обладают хорошей пластичностью и прочностью.
• Специальные латуни – включают дополнительные элементы для улучшения характеристик.

Свойства латуни

Латунь прочнее меди, но менее электропроводна. Хорошо сопротивляется коррозии, особенно в солёной воде.

Преимущества и недостатки латуни

Преимущества:

• Высокая прочность и износостойкость.
• Хорошая коррозионная стойкость.
• Отличная обрабатываемость (резка, штамповка, литьё).
• Высокая пластичность.

Недостатки:

• Электропроводность ниже, чем у меди.
• Высокое содержание цинка снижает стойкость к кислотным средам.
• Некоторые марки содержат свинец, что может ограничивать их применение в пищевой и медицинской промышленности.

Производство латуни

Основными компонентами латуни являются:

• Медь (Cu) – основа сплава, придающая ему коррозионную стойкость и пластичность.
• Цинк (Zn) – основной легирующий элемент, который увеличивает прочность и улучшает механические свойства.
• Дополнительные легирующие элементы (в специальных латунных сплавах):
  • Свинец (Pb) – улучшает обрабатываемость резанием.
  • Олово (Sn) – повышает коррозионную стойкость, особенно в морской воде.
  • Алюминий (Al) – увеличивает твердость и стойкость к окислению.
  • Железо (Fe) – делает латунь прочнее.
  • Никель (Ni) – улучшает устойчивость к коррозии и придаёт серебристый оттенок.

Производство латуни включает несколько этапов:

1. Подготовка сырья

1. Смешивание медных катодов или лома с цинковыми слитками.
2. Добавление легирующих элементов в зависимости от необходимой марки латуни.
3. Очистка металла от примесей.

2. Плавка

Процесс осуществляется в индукционных или дуговых печах при температуре 900–1100 °C. Особенности плавки:

1. Медь плавится первой, так как её температура плавления выше (~1085 °C).
2. Затем добавляется цинк (~419 °C) и другие легирующие элементы.
3. Используются флюсы для удаления шлаков и оксидов.
4. Смесь перемешивается для равномерного распределения компонентов.

3. Литьё заготовок

После плавки латунь заливают в формы для формирования полуфабрикатов:

• Слитки – используются для дальнейшей прокатки.
• Заготовки для литья – применяются в производстве деталей сложной формы.

В зависимости от технологии, используются методы:

• Литьё в кокиль – для крупных деталей.
• Литьё под давлением – для точных отливок сложной формы.
• Непрерывное литьё – для получения прутков, полос и листов.

4. Горячая обработка (прокатка, ковка, экструзия)

На этом этапе латунные заготовки подвергаются горячей механической обработке для придания формы. Основные методы:

• Прокатка – получение листов, полос и фольги.
• Ковка и штамповка – для придания детали прочности и точной формы.
• Экструзия – получение профилей, труб и прутков.

Температура обработки: 650–850 °C (горячее деформирование).

5. Холодная обработка (отжиг, прокатка, волочение)

После горячей обработки материал подвергают:

1. Холодной прокатке – для увеличения плотности и улучшения механических свойств.
2. Отжигу (нагреву до 400–600°C и медленному охлаждению) – для снятия внутренних напряжений.
3. Волочению – для получения тонких проволок и труб.

6. Окончательная обработка (механическая, химическая, термическая)

На этом этапе латунь подвергается:

• Механической обработке (резка, сверление, полировка).
• Гальваническому покрытию (никелированию, хромированию).
• Антикоррозийной обработке (пассивации, лакированию).

После всех этапов латунь выпускают в различных формах:

Марки латуни

Марка латуни – это обозначение, указывающее её химический состав и свойства. В России марки латуни регламентируются ГОСТ 15527-2004, а на международном уровне используются стандарты ISO, EN (Европейский стандарт), ASTM (США) и DIN (Германия).

Расшифровка марок латуни по ГОСТ

Марки латуни по ГОСТ 15527-2004 обозначаются буквами и цифрами:

• "Л" – латунь.
• Число после "Л" – процентное содержание меди (Cu).
• Дополнительные буквы и цифры – обозначение легирующих элементов и их содержания (в %).

Примеры:

• Л63 – латунь с 63% меди и 37% цинка.
• ЛС59-1 – латунь с 59% меди, 40% цинка, 1% свинца (свинцовая латунь).
• ЛЖМ58-1-1 – латунь с 58% меди, 1% железа (Ж), 1% марганца (М), остальное – цинк.

Основные виды латуни по ГОСТ

Двухкомпонентные (прямые) латуни

Состоят только из меди и цинка. Обладают хорошей пластичностью, коррозионной стойкостью, легко обрабатываются.

Многокомпонентные (специальные) латуни

Содержат дополнительные элементы для улучшения свойств.

Расшифровка марок латуни по международным стандартам

ISO 426-1, EN 573, DIN, ASTM используют буквенно-цифровые обозначения:

• CW508L (EN 12163) ≈ Л63 (аналог ГОСТ).
• C28000 (ASTM B36) ≈ Л63 (американский аналог).
• CW614N (EN 12164) ≈ ЛС59-1 (европейский аналог).

В европейских стандартах латунь маркируется кодами CW4XX (Wrought Brass). В американской системе ASTM используется C2XXXX или C3XXXX (Brass Alloy).

Отличия марок латуни и их свойства

Латунный прокат

Латунный прокат – это полуфабрикатные изделия из латуни (сплава меди и цинка), полученные путем прокатки, литья, ковки, экструзии или волочения. Эти изделия применяются для дальнейшей механической обработки или используются как готовые элементы в строительстве, машиностроении, электронике и других отраслях.

Преимущества латунного проката:

• Высокая коррозионная стойкость.
• Хорошая механическая прочность.
• Отличная обрабатываемость (резка, сверление, пайка, литьё).
• Высокая электропроводность (для электротехнических изделий).
• Эстетичный внешний вид (часто используется в декоративных элементах).

Латунный прокат делится по форме и методу производства.

По форме выпуска

По способу производства

1. Горячекатаный прокат – производится при высокой температуре, обладает высокой пластичностью и прочностью.
2. Холоднокатаный прокат – формируется при комнатной температуре, имеет более точные размеры и гладкую поверхность.
3. Тянутый прокат (волочение) – используется для производства проволоки, труб и тонких профилей с высокой точностью размеров.

Основные марки латуней, используемых в при изготовлении проката

• Простая латунь (Л63) чаще применяется для гибки, штамповки, литья.
• Свинцовая латунь (ЛС59-1) лучше поддается обработке резанием, поэтому используется в машиностроении.
• Алюминиевая латунь (ЛА77-2) устойчива к коррозии, применяется в агрессивных средах.

Применение латунного проката

• В машиностроении – производство втулок, шестерен, подшипников, деталей двигателей.
• В строительстве и сантехнике – трубы, фитинги, трубопроводная арматура, декоративные панели.
• В электротехнике – контакты, токопроводящие шины, радиаторы охлаждения.
• В ювелирном и декоративном производстве – рамки, мебельная фурнитура, элементы интерьера.
• В судостроении – пропеллерные втулки, теплообменники, трубопроводы.
• В оружейной промышленности – гильзы для патронов.

ГОСТ’ы на латунь и латунный прокат

Для латуни и латунного проката действуют стандарты ГОСТ (государственные стандарты России и стран СНГ). Эти документы регламентируют состав, свойства, методы контроля, условия производства и применения материалов.

• ГОСТ 15527-2004. Сплавы медно-цинковые (латуни), обрабатываемые давлением. Марки. Регламентирует: Химический состав латунных сплавов (доли меди, цинка, легирующих элементов: Pb, Al, Sn и др.).
• ГОСТ 931-90. Ленты латунные. Технические условия. Регламентирует: Толщина, ширина и длина лент. Требования к твердости (мягкие, полутвердые, твердые состояния).
• ГОСТ 2208-2007. Проволока латунная. Технические условия. Регламентирует: Диаметры проволоки (от 0,1 мм до 12 мм). Условия поставки (в бухтах или на катушках).