銅を溶解するには、正確な融点である1084℃（1984°F）まで加熱する必要があります。ただし、溶解と注湯を成功させるには、熱損失を考慮し、金属が完全に液体になるように、炉はこれよりもかなり高い温度、通常は1150～1200℃（2100～2200°F）に到達し、維持できる必要があります。
中心的な課題は、特定の温度に達することだけでなく、熱を効果的に管理することです。銅は一定の温度で溶けますが、鋳造を成功させるには、るつぼや空気への熱損失を克服し、金属が完全に注げるほど流動性を保つために、より高温の炉が必要です。
銅を溶解する物理学
金属を効果的に溶解するには、それが単に目標の数値に達するのと同じくらい単純ではないことを理解する必要があります。あなたは熱エネルギーがどこへ行くかを決定する熱力学の法則と戦っているのです。
特定の融点
1084℃（1984°F）という温度は、純粋な銅の物理定数です。この温度で、固体の結晶構造が崩壊し、液体状態への移行が始まります。
潜熱の役割
単に1084℃に達するだけでは不十分です。相変化を固体から液体へと完了させるために、潜熱（融解熱）として知られるかなりの量のエネルギーを引き続き加える必要があります。これが、完全に液化するまで銅の塊が融点で「停滞」しているように見える理由です。
炉がより高温でなければならない理由
炉の熱は絶えず逃げています。それは炉本体から放射され、銅が入っているるつぼに伝導し、周囲の空気中に失われます。この絶え間ない熱損失に対抗し、必要な潜熱を供給するために、炉は銅の融点よりもかなり高い温度で動作する必要があります。
経験則として、炉を金属の融点よりも少なくとも50～100℃（約100～200°F）高く設定することです。この「過熱」により、銅が効率的に溶解し、注湯が成功するのに十分な高温が維持されます。
固体から液体へ：期待されること
プロセスの観察は、金属の状態を理解するための鍵です。温度測定は重要ですが、視覚的な合図が物語の重要な部分を伝えます。
溶解の視覚的な合図
銅が加熱されると、輝き始め、鈍い赤から明るいチェリーレッドに、そして融点に達してそれを超えると、まばゆいばかりのオレンジイエローに変化します。固体の部分は丸みを帯び、鋭いエッジを失い、最終的にはきらめく液体のプールに崩壊します。
酸化とドロス（浮きかす）の問題
溶融した銅は空気中の酸素と非常に反応しやすいです。この反応により、ドロス（dross）として知られる黒く、固い酸化銅の層が表面に形成されます。ドロスが注湯に混ざると、最終的な鋳物に弱く、多孔質な部分が生じます。
フラックスを使用して溶解を保護する
酸化を防ぐために、無水ホウ砂などのフラックス（融剤）を使用する必要があります。銅が溶け始めるときに少量を振りかけると、溶けたガラスのようなバリアが形成されます。この層が液体金属を空気から遮蔽し、ドロスの形成を防ぎ、不純物を吸収します。
トレードオフと安全性の理解
これらの温度で炉を管理するには、リスクのバランスを取る必要があります。過熱も過少加熱も特有の問題を引き起こし、安全は常に最優先事項でなければなりません。
過熱のリスク
過度に高い温度（1200℃ / 2200°Fをはるかに超える）は有害である可能性があります。これは、溶融した銅に溶解するガスの量（水素や酸素など）を増加させます。このガスは金属が冷えると溶液から放出され、微細な気泡を発生させ、弱い多孔質の鋳物（ガス孔（gas porosity）として知られる欠陥）になります。
過少加熱の危険性
銅を十分に過熱しないことは、初心者が犯しやすい間違いです。金属が融点に近すぎると、るつぼから型への移動中に凝固し始める可能性があります。これは「コールドシャット」または不完全な鋳造となり、金属が型キャビティ全体を満たす前に凍結します。
必須の安全対策
溶融金属を扱うことは非常に危険です。必須の個人用保護具（PPE）には、全面シールド（ゴーグルだけでなく）、難燃性の衣類、革手袋、エプロン、革製のブーツが含まれます。溶融金属に接触するわずかな水分（汗の一滴でさえ）は瞬時に蒸発し、液体金属の激しい爆発を引き起こします。
目的に合った適切な選択をする
目標温度は、溶融した銅で何を達成しようとしているかによって異なります。特定の目的に基づいてアプローチを調整してください。
- 小規模な趣味の鋳造が主な焦点の場合： 注湯温度を約1150℃（2100°F）に設定します。これは、ガス孔の過剰なリスクなしに、型の中のディテールを捉えるのに十分な流動性を提供します。
- 青銅や真鍮などの合金を作成することが主な焦点の場合： まず銅を完全に溶解します。その後、錫や亜鉛などの低融点金属を、銅が液体になる前に蒸発したり燃え尽きたりするのを防ぐために追加します。
- 最高の純度と制御が主な焦点の場合： 炉の空気だけでなく、金属の温度を正確に測定するためにパイロメーターを使用します。金属が液体になったらすぐに少量のフラックスを塗布し、酸化を最小限に抑えます。
このプロセスを習得することは、単に数字を暗記することではなく、材料の特性を理解することです。
要約表：
| 主要な温度 | 目的 |
|---|---|
| 1084℃（1984°F） | 銅の融点 |
| 1150～1200℃（2100～2200°F） | 推奨される炉の動作範囲 |
| 融点より50～100℃高い | 効率的な注湯のための過熱 |
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