Een smeltpunt is de temperatuur waarbij een stof van vast naar vloeibaar overgaat. Wil je metaal smelten of gieten, dan bepaalt dat smeltpunt welke temperatuur je smeltoven moet halen en welke kroes je nodig hebt.
Wat gebeurt er op het smeltpunt van een stof?
Op het smeltpunt gaat een stof over van de vaste naar de vloeibare fase. Voeg je warmte toe aan een vaste stof, dan loopt de temperatuur op tot het smeltpunt wordt bereikt.
Daar blijft de temperatuur even stabiel, ook al blijf je verwarmen. IJs dat je opwarmt blijft bijvoorbeeld op 0 graden tot het volledig gesmolten is. Alle toegevoegde energie gaat op dat moment in het smelten zitten, niet in verder opwarmen. Die energie heet de smeltwarmte.
Bij metalen zie je dat goed: het metaal zakt in en wordt vloeibaar, terwijl de temperatuur op het smeltpunt blijft hangen.
Op het smeltpunt zijn de vaste en de vloeibare vorm van de stof met elkaar in evenwicht. Koel je de vloeistof daarna weer af, dan stolt ze bij precies dezelfde temperatuur.
Het smeltpunt en het stolpunt van een zuivere stof vallen dus samen. Deze overgang heet een faseovergang: een natuurkundig proces waarbij de stof zelf niet verandert, alleen haar toestand.
Wat is het verschil tussen smeltpunt en kookpunt?
Het verschil tussen smeltpunt en kookpunt zit in de faseovergang die je bereikt. Op het smeltpunt gaat een stof van vast naar vloeibaar. Op het kookpunt gaat diezelfde stof van vloeibaar naar gas, en dat ligt altijd hoger.
Water is het duidelijkste voorbeeld. Het smelt bij 0 graden en kookt bij 100 graden. Tussen die twee waarden is water vloeibaar, eronder is het ijs en erboven waterdamp.
Voor de smid telt dat onderscheid. Ken je van een metaal alleen het smeltpunt, dan weet je nog niet bij welke temperatuur het weer verdampt.
Waar hangt het smeltpunt van af?
Het smeltpunt hangt af van de kracht van de bindingen in de stof en van de druk. Hoe sterker de atomen in het kristalrooster elkaar vasthouden, hoe meer warmte nodig is om ze los te maken.
Sterke bindingen leveren daarom een hoog smeltpunt op. Wolfraam heeft de sterkste bindingen van alle metalen en dus het hoogste smeltpunt.
Ook de druk speelt mee. Het smeltpunt geldt standaard bij een druk van 1 atmosfeer. Wijkt de druk daarvan af, dan verschuift het smeltpunt een beetje en spreek je van smelttemperatuur. Dat effect is veel kleiner dan bij een kookpunt, en in de werkplaats werk je vrijwel altijd bij normale luchtdruk.
Zuiverheid is de derde factor. Een zuiver metaal heeft een scherp, vast smeltpunt. Onzuiverheden verlagen het smeltpunt meestal: strooizout dat ijs laat smelten onder 0 graden is daar een alledaags voorbeeld. Een mengsel of legering smelt juist over een heel bereik.
Het smeltpunt is bovendien een kenmerkende eigenschap van een stof. Omdat een zuivere stof altijd bij dezelfde temperatuur smelt, laat het smeltpunt zien hoe zuiver een materiaal is.
De smeltpunten van veel gebruikte metalen
De smeltpunten van veelgebruikte metalen lopen ver uiteen. Sommige metalen smelten al bij een paar honderd graden, andere pas ruim boven de drieduizend.
Werk je met smelten en gieten, dan bepalen deze waarden welke apparatuur je nodig hebt. Hieronder staan de smeltpunten van de metalen die je in de werkplaats het vaakst tegenkomt, bij een druk van 1 atmosfeer.
| Metaal | Smeltpunt |
| Tin | 232 °C |
| Lood | 327 °C |
| Zink | 420 °C |
| Aluminium | 660 °C |
| Zilver | 962 °C |
| Goud | 1064 °C |
| Koper | 1084 °C |
| IJzer | 1538 °C |
| Wolfraam | 3422 °C |
| Messing | 900°C |
| Brons | 870°C |
| Zink | 419,5 °C |
Metalen met een laag smeltpunt, zoals tin en lood, gebruik je veel om te solderen en om in kleine vormen te gieten. Ze zijn snel vloeibaar en vragen weinig energie.
Zilver, goud en koper liggen dicht bij elkaar, allemaal rond de 1000 graden, en vragen fors meer warmte. IJzer en staal liggen zo hoog dat je ze meestal niet vloeibaar bewerkt, maar smeed in een smeedoven. Wil je zeker weten dat een metaal echt vloeibaar is, meet dan de temperatuur tijdens het verhitten in plaats van op het oog te werken.
Wat is een smelttraject bij legeringen?
Een smelttraject is het temperatuurbereik waarin een legering smelt. Anders dan een zuiver metaal heeft een legering geen scherp smeltpunt.
Ze smelt tussen twee temperaturen: de solidus, waarbij ze net begint te smelten, en de liquidus, waarbij ze volledig vloeibaar is. Tussen die twee waarden bestaan de vaste en de vloeibare fase naast elkaar. Daardoor is een legering lastiger te gieten dan een zuiver metaal, want je moet een heel bereik in de gaten houden.
Messing smelt meestal tussen 900 en 940 graden, afhankelijk van de samenstelling. Brons ligt in een vergelijkbaar bereik, tussen 900 en 1000 graden. Eén type legering vormt een uitzondering: een eutectisch mengsel heeft wel een vast smeltpunt, net als een zuiver metaal.
Ken je het smeltbereik van je legering, dan weet je welke temperatuur je moet aanhouden. Zo giet je zuiver, zonder het metaal te oververhitten of te vroeg te laten stollen.
Zo kies je de juiste smeltoven voor jouw project
Het smeltpunt bepaalt welke apparatuur je nodig hebt om een metaal te smelten. Je smeltoven moet de temperatuur van het metaal ruim kunnen halen, en je smeltkroes moet tegen die hitte bestand zijn. Een kroes die te krap is gekozen, kan scheuren of het metaal vervuilen.
Houd altijd een marge aan boven het smeltpunt, want een metaal giet pas schoon als het volledig vloeibaar en goed doorgewarmd is.
Voor aluminium met een smeltpunt van 660 graden volstaat een lichtere opstelling dan voor koper of brons, die richting de 1000 graden gaan. Kies je apparatuur dus op het metaal dat je het vaakst giet.
Bij Parrot Shopping vind je smeltovens en smeltkroezen met temperatuurbereiken die bij deze metalen passen, zodat je veilig en schoon aan de slag kunt. Twijfel je welke opstelling bij jouw werk past? We denken graag mee, want we willen je gids zijn in het smeedvak.
