Crear una fosa de metall a casa

fosa casolana fondre metalls

En un món impulsat pel corrent maker i la creativitat, tenir-ne una fosa de metall a casa s'ha convertit en una cosa interessant per als entusiastes de la fabricació i l'artesania, o per muntar un negoci des de casa. Aquest procés fascinant ofereix la possibilitat de modelar i donar vida a una àmplia gamma dobjectes metàl·lics, des de peces decoratives úniques fins a components funcionals de motors, estructures, etc.

En aquest article, veurem tot el que has de saber per tenir una fosa de metall a casa, a més de recomanar-te alguns productes que has de tenir per això, i així que et puguis submergir en el apassionant món del DIY amb metalls...

productes recomanats

Per poder començar a fondre metalls a casa amb seguretat i poder crear coses com un professional, necessitaràs els productes següents:

Crisol de carbur de grafit

Motlle per a metall fos

Bentonita en pols per crear motlles personalitzats de sorra per abocar el metall fos

Forn de fusió per a metall

Escalfador d'inducció sense flama

Enclusa d'acer

forja

Martell de ferrer

guants tèrmics

Pinces per a fosa

Escut tèrmic superior

Roba ignífuga

Extintor d'incendis

Màscara anti-gas

Farmaciola de primers auxilis

Altres eines de ferreria

Altres eines de joieria

Què és una fosa de metall?

fosa de metall a casa, casolà

Una fosa de metall es refereix a un procés industrial o artesanal en el qual es fon un metall i s'aboca en un motlle per donar forma a una peça específica. Durant aquest procés, el metall procedent directament del mineral o de peces de metall prèviament produïdes, se sotmet a una alta temperatura per assolir el punt de fusió del metall o aliatge.

Un cop fos, es aboca en un motlle que ha estat dissenyat prèviament per crear una forma i mida específics. Quan el metall es refreda i solidifica al motlle, s'obté una peça de metall amb la forma desitjada, ja sigui per crear algun objecte de joieria amb metalls preciosos, per a peces mecàniques o estructurals amb formes personalitzades, o per crear lingots i vendre'ls.

Aquest procés és essencial en la fabricació i ha evolucionat al llarg de la història, utilitzant diversos mètodes i tecnologies. Però pensa, si fa milers d'anys es podia fondre metall amb pràctiques rudimentàries i primitives, amb l'actual tecnologia ho pots fer a casa de forma ràpida, segura i eficient…

Etapes

El procés de fosa, ja sigui en una indústria oa casa, es compon d'una sèrie de etapes fonamentals, com:

  1. Primer s'aconsegueix el metall a fondre, ja sigui del mineral pur, a partir d'altres peces que volem reutilitzar o reciclar, etc.
  2. Aquest metall s'introdueix en un gresol, on s'aplica calor a forns o mitjançant inducció, fonent així el metall en assolir el seu punt de fusió.
  3. Transfereix el metall en el seu estat líquid a un motlle específic.
  4. Procés d'enduriment o refredament de l'objecte acabat de formar.
  5. Etapa de revisió del producte final, acabats superficials posteriors (pintat, talla, martellejat, soldat,…).

Evidentment, quan el metall s'obté directament del mineral, cal afegir algunes substàncies extra per fer que lesmpureses siguin apartades mitjançant l'escòria, encara que això no és necessari si ho fas a partir del metall ja pur.

buidatge

Tot i que el buidat d'un metall pot semblar fàcil, has de tenir en compte diverses coses. I és que, un cop escalfes el material i arribes a la temperatura òptima, el metall està llest per ser abocat en forma líquida en un motlle. Però aquest flux a través del sistema de buidatge i la cavitat és una etapa crucial en el procés de fosa. Perquè aquest pas sigui exitós, és essencial que el metall flueixi sense solidificar-se a través de totes les àrees del motlle abans d'endurir-se, tingues en compte que no tots els motlles són formes simples.

Factors que influeixen en el procés de buidatge inclouen:

  • Temperatura d'abocament: es refereix a la temperatura del metall fos al moment d'introduir-lo al motlle. La diferència crucial aquí és entre la temperatura d'abocament i la temperatura a què comença la solidificació (el punt de fusió per a un metall pur o la temperatura líquida per a un aliatge). A aquesta diferència de temperatures de vegades se l'anomena «sobreescalfament». Aquest hauria de ser el més reduït possible per garantir un ompliment adequat del motlle, ja que tant la velocitat d'oxidació com la solubilitat dels gasos al metall líquid depenen de la temperatura.
  • Velocitat d'abocament: es refereix a la taxa a la qual el metall fos s'aboca al motlle. Si la velocitat és massa lenta, hi ha el risc que el metall es refredi abans d'omplir completament la cavitat. Si la velocitat d'abocament és excessiva, pot generar turbulència i esdevenir un problema greu, cosa que podria provocar l'erosió de la sorra del motlle i atrapar gasos i escòria al metall fos.
  • Turbulència al flux: es produeix quan el metall líquid entra en contacte amb les parets del motlle i depèn de la velocitat, la viscositat del metall líquid i la geometria del sistema d'ompliment. És important evitar el flux turbulent, ja que promou una major interacció entre el metall i l'aire, cosa que resulta en la formació d'òxids metàl·lics que poden quedar atrapats durant la solidificació, deteriorant la qualitat de la fosa. A més, el flux turbulent pot provocar una erosió excessiva del motlle a causa de limpacte del flux de metall fos.

cristal·lització

Per obtenir una estructura cristal·lina als metalls, es requereix un procés de refredament controlat després de la fosa. L'estructura cristal·lina als metalls es forma quan els àtoms o ions s'organitzen de manera ordenada i repetitiva en una xarxa tridimensional, cosa que proporciona al material les seves propietats noves i molt interessants.

Quan un metall es fon, l'estat líquid del metall fa que els seus àtoms estiguin desordenats, trencant-ne els enllaços i movent-se lliurement. En canvi, si el metall es refreda, aquests àtoms tornen a enllaçar-se, però de manera desordenada. Però si es controla el refredament, es pot fer que els àtoms adopti una estructura cristal·lina desitjada. Això s'aconsegueix mitjançant un refredament uniforme i molt lent.

Durant el refredament es formen petites agrupacions d'àtoms ordenades, i de mica en mica van sent més i més, produint el creixement del vidre i estenent-se per tota l'estructura el metall. No obstant això, aquesta xarxa cristal·lina es podria alterar després d'alguns treballs com el laminat, el tremp, el revenit, o la forja, i cal un procés de recristal·lització. Això consisteix bàsicament a escalfar el metall a una temperatura en què els àtoms trenquen els seus enllaços, i després es refreda novament per obtenir l'estructura uniforme.

Hi ha alguns altres processos per produir vidres en metalls, com aquells que usen pols metal·lúrgica que es compacta i se sotmet a un procés de sinterització amb escalfament controlat perquè les pólvores es fusions i formin una estructura cristal·lina densa, però això és més complex…

Quins metalls puc fondre a casa?

metall fos casolà

La resposta a aquesta pregunta és: tots. Es poden fondre tots els metalls, sempre que estiguin al teu abast, i no siguin perillosos o prohibida la seva venda, com podrien ser els radioactius. L'altre que has de considerar per saber si pots o no fondre un metall és la temperatura que arriba al teu sistema d'inducció o al teu forn, ja que segons la temperatura de fusió dels metalls, en podràs fondre només alguns. Per exemple:

  • Gal·li (Ga) – 29,76 °C.
  • Rubidi (Rb) – 39,31 °C
  • Potassi (K) – 63,5 °C
  • Estany (Sn) – 231,93 °C
  • Plom (Pb) – 327,46 °C
  • Zinc (Zn) – 419,53 °C
  • Alumini (Al) – 660,32 °C
  • Coure (Cu) – 1.984 °C
  • Ferro (Fe) – 1.535 °C
  • Níquel (Ni) – 1.455 °C
  • Plata (Ag) – 961,78 °C
  • Or (Au) – 1.064 °C
  • Platí (Pt) – 1.768 °C
  • Titani (Ti) – 1668 ºC

Això quant a metalls purs, però també tenim aliatges que podem fondre, com:

  • Acer inoxidable: entre 1,370°C i 1,480°C.
  • bronze: al rang de 900°C a 1,000°C, depenent de la composició.
  • Llautó: varia entre 900°C i 940°C, depenent de la proporció de coure i zinc.
  • Níquel-ferro (Invar): és aproximadament 1,430°C.
  • Bronze d'alumini: generalment es troba al rang de 625-675°C.

Cal dir que la forma en què es refreden (de forma lenta o busca) aquests metalls podria modificar la seva estructura interna, fent-los més durs o més trencadissos, i fins i tot aconseguir la cristal·lització de la seva estructura atòmica per aconseguir metalls intel·ligents…

Metalls ferrosos i no ferrosos

Cal distingir bé entre els metalls ferrosos i no ferrosos, ja que tenen particularitats diferents. D'una banda tenim els metalls ferrosos:

  • Ferrosos: són aquells metalls que contenen ferro, com ara ferro dolç, acer, acer inoxidable, etc., i així fins a centenes d'aliatges coneguts. La metal·lúrgia ferrosa representa aproximadament el 90% de la producció mundial de metalls. El ferro es destaca per la seva densitat, la seva resistència quan es combina amb carboni, la seva àmplia disponibilitat i facilitat de refinat, així com la susceptibilitat a la corrosió i les propietats magnètiques. La creació d'aliatges de ferro mitjançant la incorporació de diversos elements, en proporcions específiques, permet atenuar o eliminar un o més d'aquests atributs.
  • No ferrosos: es refereix al procés de fondre qualsevol metall que no sigui ferro o no contingui ferro. Exemples d'aquests metalls són el plom, el coure, el níquel, l'estany, el zinc i, a més, els metalls considerats preciosos com l'or, la plata i el platí. És essencial distingir aquests processos de fosa dels metalls ferrosos, ja que requereixen procediments i recursos diferents, especialitzats segons el metall que es pretengui treballar. Solen ser més reactius que els materials ferrosos. Al llarg del procés, es requereixen filtres especials per eliminar gasos reactius que podrien fer malbé el metall, com l'escòria o l'hidrogen, els quals podrien obstruir la purificació del metall. A més, s'utilitzen assecadores per mantenir els concentrats no ferrosos lliures d'humitat i s'utilitzen sorres especialitzades en la preparació dels motlles. En termes de tècniques utilitzades, el principi de la fosa de metalls no ferrosos és similar al dels metalls ferrosos, encara que s'apliquen algunes tècniques d'ompliment de motlles especialitzades, com ara la injecció a pressió, que garanteix l'obtenció de peces amb dimensions molt més precises i superfícies de millor qualitat.

Recicla i guanya

reciclatge de llaunes

La fosa de metall a casa és una activitat apassionant que, si es realitza de manera adequada i segura, pot proporcionar oportunitats per guanyar diners, ja sigui venent les teves joies, escultures metàl·liques, etc., o reciclant multitud d'objectes de metall i venent els lingots resultants al pes. Aquí tens algunes idees:

  • Joies: pots fondre joies que no necessitis o no t'agradin (o altres objectes que sàpigues que contenen metalls preciosos), ja siguin d'or o plata, per poder crear una peça única i vendre-la al pes. Tingues en compte que el gram d'or té un preu força important…
  • electricitat: molts elements delectricitat i electrònica contenen grans quantitats de coure, com és el cas dels cables. Si comptes amb cablejat vell, motors fets malbé amb els seus bobinats de coure, etc., pots obtenir aquest cotitzat metall.
  • llaunes: les llaunes d'alumini que es fan servir per a les begudes poden ser foses i vendre després l'alumini resultant, una forma d'obtenir beneficis d'una cosa que es rebutja. Una cosa semblant pot passar amb les llaunes de llauna que es fan servir per a moltes conserves, encara que aquest altre aliatge és més barat que l'alumini.
  • Altres: ja siguin trossos de biga, perfils, varetes, ferralla, peces d'un desballestament, objectes vells, etc., depenent del tipus de metall que siguin, també poden ser fosos per reciclar-los i obtenir altres formes o per vendre'ls al pes en algun punt especialitzat.

Altres idees per fer

Per descomptat, si vols sortir-te del mer reciclatge i venda del metall al pes, també pots fer molt més:

  • peces: ofereix serveis de fosa per crear peces de recanvi o restaurar components metàl·lics per a persones que restauren cotxes antics, motocicletes o mobles de metall.
  • Foneria artística i decorativa: crea elements decoratius per a la llar, com manetes de portes, poms de mobles o llums de metall personalitzades.
  • Trofeus i premis: abasteix a esdeveniments esportius locals, competicions o premiacions amb trofeus i premis de metall personalitzats.
  • Estructures: fon metall per crear estructures poc comunes o que no es venguin fàcilment, o potser peces per a reparacions de parts que ja no es fabriquen.
  • joieria: pots fondre metalls nobles i preciosos per crear la teva pròpia joieria personalitzada i convertir-te en un dissenyador de moda.

Mesures de seguretat per fondre metall

seguretat, fondre metall a casa

La fosa de metall és una activitat que implica riscos significatius, per la qual cosa és essencial seguir mesures de seguretat adequades per protegir la teva salut i el teu benestar. A continuació, es presenten algunes mesures de seguretat clau que has de prendre en fondre metall:

  • Equip de protecció personal: utilitza sempre l'equip de protecció personal, que inclou ulleres de seguretat, botes adequades, guants resistents a la calor, davantals ignífugs i, en alguns casos, cascos i protecció per als ulls. També és possible que necessitis màscara, ja que en alguns casos es poden produir gasos tòxics que no has d'inhalar.
  • Àrea de treball segura: estableix una àrea de treball ben ventilada i dedicada a la fosa de metall, preferiblement en un taller o garatge. Assegureu-vos que estigui lliure d'objectes inflamables i que hi hagi extintors d'incendis adequats a mà. A més, si làrea té una baixa humitat, molt millor, ja que la presència daigua en lambient podria generar alguns problemes en el procés.
  • Ventilació adequada: la fosa de metall a casa pot alliberar fums i vapors tòxics en fondre certs elements. Fes servir un sistema de ventilació adequat, com un extractor de fums o treballa a l'aire lliure per evitar la inhalació d'aquests productes químics perillosos.
  • Control d'incendis: mantingues un extintor d'incendis de pols química seca classificat per a focs de tipus D (metalls combustibles) prop de la teva àrea de treball. També tingues a mà una galleda de sorra o una manta ignífuga. Mai utilitzis aigua per a metalls que estan a temperatures molt elevades, ja que pots generar un incident més gran.
  • Equip de fosa segur: utilitza forns o equips de fosa dissenyats específicament per a aquesta tasca. Inspecciona l'equip regularment per assegurar-te que no hi hagi fuites de gas o problemes elèctrics.
  • Maneig adequat de metalls: manipula els metalls fosos amb compte i utilitzant pinces o eines adequades. Evita el contacte, les esquitxades, etc., i sempre mantingues les mascotes i els nens allunyats durant el procés per evitar accidents.
  • Primers auxilis: sempre has de tenir a mà un kit de primers auxilis a prop de la teva àrea de treball i coneix com fer-lo servir. Les cremades són un risc comú, de manera que has de saber com tractar-les adequadament. I si són cremades greus, acudeix urgentment a urgències.
  • Formació i experiència: abans de començar a fondre metall, cerca capacitació i adquireix experiència. Aprèn sobre els tipus de metalls i els seus punts de fusió, així com les tècniques de fosa segures, allò que pots i no pots fer, etc. Familiaritza't amb els productes químics involucrats en la fosa de metall i amb els riscos associats. Assegureu-vos de conèixer les mesures de seguretat específiques per a cada tipus de metall.

Recorda que la fosa de metall és una activitat que requereix coneixements i experiència, per la qual cosa és important aprendre de fonts fiables i estar sempre atent a la seguretat.

Puc crear aliatges?

aliatge metall casolana

La resposta a aquesta altra pregunta és que sí. Pots crear els teus propis aliatges, sempre que siguin entre metalls que es poden aliar entre si, ja que n'hi ha alguns que no es poden barrejar. Per tant, has de conèixer quines són les possibilitats abans de procedir a barrejar metalls sense solta ni volta.

Pràcticament gairebé tots els metalls poden ser aliats, és a dir, combinats amb altres metalls o elements per crear aliatges amb propietats específiques i noves. Els metalls més propicis als aliatges són:

  • Ferro (Fe): és un metall base per a molts aliatges, com l'acer, que és un aliatge de ferro i carboni. L'acer és àmpliament utilitzat en la indústria i la construcció degut a la seva resistència i durabilitat.
  • Alumini (Al): L'alumini s'alia amb altres metalls, com el coure, el silici, el zinc i el magnesi, per crear aliatges que són lleugers i resistents a la corrosió. Exemples són els aliatges d'alumini utilitzats a la indústria aeroespacial i d'automòbils.
  • Coure (Cu): s'utilitza en una varietat d'aliatges, incloent-hi el bronze (coure i estany) i el llautó (coure i zinc). Aquests aliatges són coneguts per la seva resistència, conductivitat elèctrica i característiques estètiques.
  • Níquel (Ni): es combina amb altres metalls, com el ferro o el crom, per crear aliatges resistents a la corrosió, com ara l'acer inoxidable i el Monel.
  • Titani (Ti): s'utilitza en aliatges a la indústria aeroespacial i mèdica a causa de la seva alta resistència i baixa densitat. L'aliatge més comú és el Ti-6Al-4V (Titani-6% Alumini-4% Vanadio).
  • Plom (Pb): s'utilitza en aliatges, com el plom-estany, per a soldadura i en aplicacions de contrapès a causa de la seva alta densitat.
  • Zinc (Zn): es combina amb altres metalls per crear aliatges com el llautó i el zamak. El llautó és àmpliament utilitzat en la fabricació d'instruments musicals i decoracions, mentre que el zamak es fa servir en peces foses.
  • Estany (Sn): s'utilitza en aliatges de soldadura i en la fabricació d'objectes com a utensilis de cuina i envasos.
  • Plata (Ag): es combina amb altres metalls, com el coure, per crear aliatges com la plata de llei utilitzada en la fabricació de joies.
  • Or (Au): es combina amb altres metalls per crear aliatges utilitzats en la fabricació de joies, com l'or de 18 quirats (Au-75%, Cu-25%), etc.

Aquests són només alguns exemples, i hi ha molts altres aliatges que s'utilitzen en diverses aplicacions industrials, des de la indústria aeroespacial fins a la construcció i l'electrònica. Els aliatges permeten ajustar les propietats dels metalls per satisfer necessitats específiques en una àmplia gamma dindústries.


Sigues el primer a comentar

Deixa el teu comentari

La seva adreça de correu electrònic no es publicarà. Els camps obligatoris estan marcats amb *

*

*

  1. Responsable de les dades: Miguel Ángel Gatón
  2. Finalitat de les dades: Controlar l'SPAM, gestió de comentaris.
  3. Legitimació: El teu consentiment
  4. Comunicació de les dades: No es comunicaran les dades a tercers excepte per obligació legal.
  5. Emmagatzematge de les dades: Base de dades allotjada en Occentus Networks (UE)
  6. Drets: En qualsevol moment pots limitar, recuperar i esborrar la teva informació.