В свят, воден от тенденцията и креативността на производителя, притежаването на леене на метал у дома Стана интересно за ентусиасти в производството и занаятите или за започване на домашен бизнес. Този завладяващ процес предлага възможност за формоване и даване на живот на широка гама от метални предмети, от уникални декоративни части до функционални компоненти на двигатели, конструкции и др.
В тази статия ще видим всичко, което трябва да знаете, за да имате леярна за метали у дома, в допълнение към препоръките за някои трябва да има продукти за него и така можете да се потопите в вълнуващ свят на Направи си сам с метали...
Препоръчани продукти
За да започнете топете безопасно метали у дома За да можете да създавате неща като професионалист, ще ви трябват следните продукти:
тигел от графитен карбид
Форма за разтопен метал
Бентонит на прах за създаване на пясъчни форми по поръчка за изливане на разтопен метал
Пещ за топене на метал
Безпламъчен индукционен нагревател
стоманена наковалня
Коване
Ковашки чук
Термо ръкавици
Леярски клещи
Горен топлинен щит
Облекло, забавящо горенето
Пожарогасител
Антигаз маска
Аптечка за първа помощ
Други ковашки инструменти
Други инструменти за бижута
Какво е металолеярна?
а метална отливка се отнася до промишлен или занаятчийски процес, при който метал се разтопява и се излива във форма, за да се оформи конкретно парче. По време на този процес металът, идващ директно от минерала или от предварително произведени метални парчета, се подлага на висока температура, за да достигне точката на топене на метала или сплавта.
След като се разтопи, изсипете във форма който е предварително проектиран да създаде специфична форма и размер. След като металът се охлади и втвърди във формата, се получава парче метал с желаната форма, независимо дали за създаване на бижута с благородни метали, за механични или структурни части с персонализирани форми или за създаване на блокове и продажбата им.
Този процес е от съществено значение при производството и еволюира през цялата история, използвайки различни методи и технологии. Но помислете, ако преди хиляди години сте можели да топите метал с елементарни и примитивни практики, с настоящата технология можете да го правите у дома бързо, безопасно и ефикасно...
Етапи
Процесът на леене, независимо дали в индустрията или у дома, се състои от серия от фундаментални етапи, като:
- Първо, металът за стопяване се получава или от чист минерал, или от други парчета от този метал, които искаме да използваме повторно или рециклираме и т.н.
- Този метал се въвежда в тигел, в който се прилага топлина в пещи или чрез индукция, като по този начин металът се топи, когато достигне точката си на топене.
- Металът се пренася в течно състояние в определена форма.
- Процес на втвърдяване или охлаждане на новоформирания обект.
- Етап на преглед на крайния продукт, последващи повърхностни довършителни работи (боядисани, дърворезба, чукване, заваряване,...).
Очевидно, когато металът се получава директно от рудата, трябва да се добавят някои допълнителни вещества, за да се направи iзамърсяванията се отстраняват от шлаката, въпреки че това не е необходимо, ако го направите от вече чист метал.
изпразнени
Въпреки че леене на метал Може да изглежда лесно, трябва да имате предвид няколко неща. И след като загреете материала и достигнете оптималната температура, металът е готов да бъде излят в течна форма във форма. Но този поток през леярската система и кухината е решаващ етап в процеса на леене. За да бъде тази стъпка успешна, от съществено значение е металът да тече невтвърден през всички области на матрицата, преди да се втвърди, имайте предвид, че не всички форми са с проста форма.
Влиятелни фактори в процеса на изпразване включват:
- Температура на изливане: Отнася се до температурата на разтопения метал по време на въвеждането му във формата. Решаващата разлика тук е между температурата на изливане и температурата, при която започва втвърдяването (точката на топене за чист метал или температурата на течността за сплав). Тази температурна разлика понякога се нарича "прегряване". Това трябва да е възможно най-малко, за да се осигури адекватно запълване на формата, тъй като както степента на окисление, така и разтворимостта на газовете в течния метал зависят от температурата.
- скорост на изливане: отнася се до скоростта, с която разтопеният метал се излива във формата. Ако скоростта е твърде ниска, съществува риск металът да се охлади, преди да запълни напълно кухината. Ако скоростта на изливане е прекомерна, това може да създаде турбуленция и да се превърне в сериозен проблем, който може да причини ерозия на пясъка на формата и да улови газове и шлака в разтопения метал.
- Турбуленция в потока: възниква, когато течният метал влезе в контакт със стените на формата и зависи от скоростта, вискозитета на течния метал и геометрията на системата за пълнене. Важно е да се избягва турбулентният поток, тъй като той насърчава по-голямо взаимодействие между метала и въздуха, което води до образуването на метални оксиди, които могат да се задържат по време на втвърдяването, влошавайки качеството на отливката. Освен това турбулентният поток може да причини прекомерна ерозия на формата поради въздействието на потока от разтопен метал.
Кристализация
За да получите a кристална структура в металите, след отливането е необходим контролиран процес на охлаждане. Кристалната структура в металите се формира, когато атомите или йоните са организирани по подреден и повтарящ се начин в триизмерна мрежа, което придава на материала неговите нови и много интересни свойства.
Когато металът се разтопи, течното състояние на метала кара неговите атоми да бъдат разстроени, разкъсвайки връзките си и се движат свободно. От друга страна, ако металът се охлади, тези атоми се свързват отново, но по неподреден начин. Но ако охлаждането се контролира, атомите могат да бъдат накарани да приемат желана кристална структура. Това се постига чрез a равномерно и много бавно охлаждане.
По време на охлаждането се образуват малки подредени групи от атоми и малко по малко те стават все повече и повече, предизвиквайки растеж на кристала и разпространявайки метала в цялата структура. Въпреки това, тази кристална мрежа може да бъде променена след известна работа като ламиниране, закаляване, темпериране или коване, и процес на прекристализация. Това основно се състои от нагряване на метала до температура, при която атомите разкъсват връзките си, и след това охлаждане отново, за да се получи еднаква структура.
Има някои други процеси за производство на кристали в метали, като тези, които използват металургичен прах, който е пресован и подложен на процес на синтероване с контролирано нагряване, така че праховете да се слеят и да образуват плътна кристална структура, но това е по-сложно...
Какви метали мога да стопя у дома?
Отговорът на този въпрос е: всички. Всички метали могат да бъдат разтопени, стига да са в обсега ви и да не са опасни или забранени за продажба, като например радиоактивните метали. Другото нещо, което трябва да имате предвид, за да знаете дали можете или не да разтопите метал, е температурата, достигната от вашата индукционна система или вашата фурна, тъй като в зависимост от температурата на топене на металите, ще можете да разтопите само някои от тях. Например:
- Галий (Ga) – 29,76 °C.
- Рубидий (Rb) – 39,31 °C
- Калий (K) – 63,5 °C
- Калай (Sn) – 231,93°C
- Олово (Pb) – 327,46 °C
- Цинк (Zn) – 419,53 °C
- Алуминий (Al) – 660,32 °C
- Мед (Cu) – 1.984 °C
- Желязо (Fe) – 1.535 °C
- Никел (Ni) – 1.455 °C
- Сребро (Ag) – 961,78 °C
- Злато (Au) – 1.064 °C
- Платина (Pt) – 1.768 °C
- Титан (Ti) – 1668 ºC
Толкова за чистите метали, но ние също имаме сплави които можем да стопим, като:
- Неръждаема стомана: между 1,370°C и 1,480°C.
- Бронз: в диапазона от 900°C до 1,000°C, в зависимост от състава.
- Месинг: варира между 900°C и 940°C, в зависимост от съотношението на мед и цинк.
- Никел-желязо (инвар): е приблизително 1,430°C.
- Алуминиев бронз: Обикновено е в диапазона 625-675°C.
Трябва да се каже, че начинът, по който тези метали се охлаждат (бавно или бавно), може да промени вътрешната им структура, правейки ги по-твърди или по-чупливи и дори постигне кристализация на неговата атомна структура за получаване на умни метали...
Черни и цветни метали
Необходимо е да се прави добра разлика между черните и цветните метали, тъй като те имат различни характеристики. От една страна имаме черен метал:
- Желязо: Те са тези метали, които съдържат желязо, като меко желязо, стомана, неръждаема стомана и т.н., и по този начин до стотици известни сплави. Черната металургия представлява приблизително 90% от световното производство на метали. Желязото е известно със своята плътност, здравина, когато се комбинира с въглерод, широката си наличност и лекота на рафиниране, както и податливостта си към корозия и магнитните си свойства. Създаването на железни сплави чрез включване на различни елементи в специфични пропорции позволява един или повече от тези атрибути да бъдат отслабени или елиминирани.
- цветни метали: отнася се до процеса на топене на всеки метал, който не е желязо или не съдържа желязо. Примери за тези метали са олово, мед, никел, калай, цинк и в допълнение метали, считани за ценни, като злато, сребро и платина. От съществено значение е да се разграничат тези процеси на леене от черни метали, тъй като те изискват различни процедури и ресурси, специализирани в зависимост от метала, който ще се обработва. Те са склонни да бъдат по-реактивни от железните материали. По време на целия процес са необходими специални филтри за отстраняване на реактивни газове, които могат да повредят метала, като шлака или водород, които могат да попречат на пречистването на метала. Освен това се използват сушилни за поддържане на концентратите от цветни метали без влага, а при подготовката на формите се използват специални пясъци. По отношение на използваните техники, принципът на леене на цветни метали е подобен на този на черните метали, въпреки че се прилагат някои специализирани техники за пълнене на матрицата, като например шприцоване под налягане, което гарантира получаване на детайли с много по-големи размери прецизни и по-качествени повърхности .
рециклирайте и спечелете
Леенето на метал у дома е вълнуваща дейност, която, ако се извършва правилно и безопасно, може да осигури възможности за печелене на пари, или чрез продажба на вашите бижута, метални скулптури и т.н., или чрез рециклиране на множество метални предмети и продажба на получените слитъци по тегло. Ето няколко идеи:
- бижута: Можете да разтопите бижута, които не ви трябват или харесвате (или други предмети, за които знаете, че съдържат благородни метали), независимо дали са злато или сребро, за да създадете уникално произведение и да го продадете по тегло. Имайте предвид, че един грам злато има доста важна цена...
- Електричество: Много електрически и електронни елементи съдържат големи количества мед, като например кабелите. Ако имате стари кабели, повредени двигатели с техните медни намотки и т.н., можете да получите този търсен метал.
- Консерви: Алуминиевите кутии, използвани за напитки, могат да бъдат претопени и полученият алуминий след това да бъде продаден, начин да спечелите от нещо, което се изхвърля. Нещо подобно може да се случи с тенекиите, които се използват за много консерви, въпреки че тази друга сплав е по-евтина от алуминия.
- други: независимо дали са парчета греди, профили, пръти, скрап, парчета от склад за скрап, стари предмети и т.н., в зависимост от вида на метала, те също могат да бъдат претопени, за да се рециклират и да се получат други форми или да се продадат по тегло в някакъв момент специализиран.
Други идеи за правене
Разбира се, ако искате да избягате от простото рециклиране и продажба на метал по тегло, можете също направи много повече:
- Парчета: предлага леярски услуги за създаване на резервни части или възстановяване на метални компоненти за хора, които реставрират антични автомобили, мотоциклети или метални мебели.
- Художествено и декоративно леене: Създавайте декоративни предмети за дома като дръжки на врати, мебелни копчета или персонализирани метални лампи.
- Трофеи и награди: Снабдете местни спортни събития, състезания или шоута с награди с персонализирани метални трофеи и награди.
- Структури: Разтопете метал, за да създадете необичайни или не лесно продаваеми структури, или може би части за ремонт на части, които вече не се произвеждат.
- бижута- Можете да разтопите благородни и благородни метали, за да създадете свои собствени персонализирани бижута и да станете моден дизайнер.
Мерки за безопасност при топене на метал
Леенето на метал е дейност, която включва значителни рискове, така че е от съществено значение да спазвате подходящи мерки за безопасност, за да защитите здравето и благополучието си. По-долу са някои основни мерки за безопасност, които трябва да предприемете при леене на метал:
- Лични предпазни средства: Винаги носете лични предпазни средства, включително предпазни очила, подходящи ботуши, топлоустойчиви ръкавици, огнеустойчиви престилки и, в някои случаи, каски и предпазни очила. Може да се нуждаете и от маска, тъй като в някои случаи може да се отделят токсични газове, които не трябва да вдишвате.
- Безопасна работна зона: Създайте добре проветриво, специално работно помещение за леене на метал, за предпочитане в работилница или гараж. Уверете се, че няма запалими предмети и че има подходящи пожарогасители. Освен това, ако в района има ниска влажност, много по-добре, тъй като наличието на вода в околната среда може да причини някои проблеми в процеса.
- Адекватна вентилация: Топенето на метал в домашни условия може да отдели токсични изпарения и пари при топенето на определени предмети. Използвайте подходяща вентилационна система, като например аспиратор, или работете на открито, за да избегнете вдишването на тези опасни химикали.
- Контрол на пожара: Дръжте сух химически пожарогасител, предназначен за пожари тип D (запалими метали) близо до работното ви място. Освен това имайте под ръка кофа с пясък или противопожарно одеяло. Никога не използвайте вода за метали, които са с много високи температури, тъй като това може да причини сериозен инцидент.
- Оборудване за безопасно леене: използва пещи или оборудване за топене, специално проектирано за тази задача. Проверявайте редовно оборудването, за да се уверите, че няма изтичане на газ или електрически проблеми.
- Правилно боравене с метали: Работете внимателно с разтопените метали и използвайте подходящи пинсети или инструменти. Избягвайте контакт, пръски и т.н. и винаги дръжте домашни любимци и деца далеч по време на процеса, за да избегнете инциденти.
- Първа помощ: Винаги трябва да имате под ръка комплект за първа помощ близо до работното си място и да знаете как да го използвате. Изгарянията са често срещан риск, така че трябва да знаете как да ги лекувате правилно. И ако са сериозни изгаряния, отидете спешно в спешното.
- Обучение и опит: Преди да започнете да леете метал, потърсете обучение и придобийте опит. Научете за видовете метали и техните точки на топене, както и за техниките за безопасно леене, какво можете и какво не можете да правите и т.н. Запознайте се с химикалите, използвани при леенето на метали и свързаните с тях рискове. Уверете се, че знаете специфичните мерки за безопасност за всеки тип метал.
Не забравяйте, че леенето на метал е дейност, която изисква знания и опит, така че е важно да се учите от надеждни източници и винаги да сте бдителни за безопасността.
Мога ли да създавам сплави?
Отговорът на този друг въпрос е да.. Можете да създавате свои собствени сплави, стига да са между метали, които могат да се легират един с друг, тъй като има някои, които не могат да се смесват. Следователно, трябва да знаете какви са възможностите, преди да продължите да смесвате метали без рима или причина.
На практика почти всички метали могат да бъдат легирани, т.е. комбинирани с други метали или елементи за създаване на сплави със специфични и нови свойства. The най-благоприятните метали към сплавите са:
- Желязо (Fe): Той е основен метал за много сплави, като стомана, която е сплав от желязо и въглерод. Стоманата се използва широко в индустрията и строителството поради своята здравина и издръжливост.
- Алуминий (Al): Алуминият се легира с други метали, като мед, силиций, цинк и магнезий, за да се създадат сплави, които са леки и устойчиви на корозия. Примери за това са алуминиевите сплави, използвани в космическата и автомобилната промишленост.
- Мед (Cu): Използва се в различни сплави, включително бронз (мед и калай) и месинг (мед и цинк). Тези сплави са известни със своята здравина, електропроводимост и естетически характеристики.
- Никел (Ni): Той се комбинира с други метали, като желязо или хром, за създаване на устойчиви на корозия сплави, като неръждаема стомана и монел.
- Титан (Ti): Използва се в сплави в космическата и медицинската промишленост поради високата си якост и ниска плътност. Най-разпространената сплав е Ti-6Al-4V (титан-6% алуминий-4% ванадий).
- Олово (Pb): Използва се в сплави, като оловно-калаен, за запояване и приложения с противотежести поради високата си плътност.
- Цинк (Zn): Комбинира се с други метали за създаване на сплави като месинг и замак. Месингът се използва широко в производството на музикални инструменти и декорации, а замакът се използва в отливките.
- Калай (Sn): Използва се в сплави за заваряване и в производството на предмети като кухненски прибори и опаковки.
- Сребро (Ag): Той се комбинира с други метали, като мед, за създаване на сплави като стерлингово сребро, използвани в производството на бижута.
- Злато (Au): Комбинира се с други метали за създаване на сплави, използвани в производството на бижута, като 18K злато (Au-75%, Cu-25%) и др.
Това са само няколко примера и има много други сплави, използвани в различни промишлени приложения, от космическото пространство до строителството и електрониката. Сплавите позволяват свойствата на металите да бъдат коригирани, за да отговорят на специфични нужди в широк спектър от индустрии.