I en verden drevet af maker-trenden og kreativitet, at have en metalstøbning derhjemme Det er blevet interessant for fremstillings- og håndværksentusiaster eller for at starte en hjemmevirksomhed. Denne fascinerende proces giver mulighed for at støbe og give liv til en bred vifte af metalgenstande, fra unikke dekorative stykker til funktionelle komponenter i motorer, strukturer osv.
I denne artikel skal vi se alt, hvad du behøver at vide for at have et metalstøberi derhjemme, udover at anbefale nogle skal have produkter for det, og så du kan fordybe dig i spændende verden af gør-det-selv med metaller...
Productos anbefales
At kunne starte smelt metaller sikkert derhjemme For at kunne skabe ting som en professionel, skal du bruge følgende produkter:
digel af grafitcarbid
Form til smeltet metal
Bentonitpulver til at skabe brugerdefinerede sandforme til at hælde smeltet metal
Metalsmelteovn
Flammefri induktionsvarmer
stål ambolt
smedning
Smedhammer
Termiske handsker
Støberi tang
Øvre varmeskjold
Brandhæmmende tøj
Brandslukker
Antigas maske
Førstehjælpskasse
Andet smedeværktøj
Andre smykkeværktøjer
Hvad er et metalstøberi?
en metalstøbning refererer til en industriel eller håndværksmæssig proces, hvor et metal smeltes og hældes i en form for at forme et bestemt stykke. Under denne proces udsættes metallet, der kommer direkte fra mineralet eller fra tidligere fremstillede metalstykker, for en høj temperatur for at nå smeltepunktet for metallet eller legeringen.
Når den er smeltet, hældes i en form som er prædesignet til at skabe en bestemt form og størrelse. Når metallet afkøles og størkner i formen, opnås et stykke metal med den ønskede form, hvad enten man skal skabe et smykkeobjekt med ædelmetaller, til mekaniske eller strukturelle dele med tilpassede former eller for at skabe barrer og sælge dem.
Denne proces er afgørende i fremstillingen og har udviklet sig gennem historienved hjælp af forskellige metoder og teknologier. Men tænk, hvis du for tusinder af år siden kunne smelte metal med rudimentær og primitiv praksis, med den nuværende teknologi kan du gøre det derhjemme hurtigt, sikkert og effektivt...
Steps
Støbeprocessen, hvad enten det er i en industri eller i hjemmet, består af en række af grundlæggende stadier, som:
- Først opnås det metal, der skal smeltes, enten fra rent mineral, fra andre stykker af det metal, som vi ønsker at genbruge eller genbruge osv.
- Dette metal indføres i en digel, hvori varme tilføres i ovne eller gennem induktion, hvorved metallet smelter, når det når smeltepunktet.
- Metallet overføres i flydende tilstand til en bestemt form.
- Processen med hærdning eller afkøling af det nydannede objekt.
- Gennemgå fase af det endelige produkt, efterfølgende overfladebehandlinger (malet, udskæring, hamring, svejsning,...).
Når metallet opnås direkte fra malmen, skal der naturligvis tilføjes nogle ekstra stoffer for at lave iurenheder fjernes af slaggen, selvom dette ikke er nødvendigt, hvis du laver det af allerede rent metal.
tømt
Selvom støbning af et metal Det kan virke nemt, du skal huske på flere ting. Og når du opvarmer materialet og når den optimale temperatur, er metallet klar til at blive hældt i sin flydende form i en form. Men dette flow gennem støbesystemet og hulrummet er et afgørende trin i støbeprocessen. For at dette trin skal lykkes, er det vigtigt, at metallet flyder ustørknet gennem alle områder af formen før hærdning, husk på, at ikke alle forme er simple former.
Indflydelsesrige faktorer i tømningsprocessen inkluderer:
- Hældetemperatur: Det refererer til temperaturen af det smeltede metal på det tidspunkt, det indføres i formen. Den afgørende forskel her er mellem hældetemperaturen og den temperatur, hvor størkningen begynder (smeltepunktet for et rent metal eller væsketemperaturen for en legering). Denne temperaturforskel kaldes undertiden "overophedning". Dette bør være så lille som muligt for at sikre tilstrækkelig fyldning af formen, da både oxidationshastigheden og opløseligheden af gasser i det flydende metal afhænger af temperaturen.
- hældehastighed: henviser til den hastighed, hvormed smeltet metal hældes i formen. Hvis hastigheden er for lav, er der risiko for, at metallet afkøles, før det fylder hulrummet helt. Hvis hældehastigheden er for høj, kan det skabe turbulens og blive et alvorligt problem, som kan forårsage erosion af formsandet og fange gasser og slagger i det smeltede metal.
- Turbulens i flowet: opstår, når flydende metal kommer i kontakt med formens vægge og afhænger af hastigheden, viskositeten af det flydende metal og påfyldningssystemets geometri. Det er vigtigt at undgå turbulent strømning, da det fremmer større interaktion mellem metallet og luften, hvilket resulterer i dannelsen af metaloxider, der kan blive fanget under størkning, hvilket forringer kvaliteten af støbningen. Derudover kan turbulent strømning forårsage overdreven formerosion på grund af påvirkningen af den smeltede metalstrøm.
Krystallisering
For at opnå en krystalstruktur i metaller, er en kontrolleret afkølingsproces påkrævet efter støbning. Den krystallinske struktur i metaller dannes, når atomer eller ioner organiseres på en ordnet og repetitiv måde i et tredimensionelt netværk, hvilket giver materialet dets nye og meget interessante egenskaber.
Når et metal smelter, forårsager metallets flydende tilstand, at dets atomer bliver uorden, bryder deres bindinger og bevæger sig frit. På den anden side, hvis metallet afkøles, binder disse atomer sig igen, men på en uordnet måde. Men hvis afkølingen er styret, kan atomerne fås til at antage en ønsket krystallinsk struktur. Dette opnås gennem en ensartet og meget langsom afkøling.
Under afkøling dannes der små ordnede grupperinger af atomer, og lidt efter lidt bliver de flere og flere, hvilket frembringer væksten af krystallen og spreder metallet i hele strukturen. Dette krystallinske netværk kan dog ændres efter noget arbejde, såsom laminering, bratkøling, hærdning eller smedning, og en omkrystallisationsproces. Dette består grundlæggende i at opvarme metallet til en temperatur, hvor atomerne bryder deres bindinger, og derefter afkøle det igen for at opnå den ensartede struktur.
Der er nogle andre processer til fremstilling af krystaller i metaller, såsom dem, der bruger metallurgisk pulver, der komprimeres og udsættes for en sintringsproces med kontrolleret opvarmning, så pulverne smelter sammen og danner en tæt krystallinsk struktur, men dette er mere komplekst...
Hvilke metaller kan jeg smelte derhjemme?
Svaret på dette spørgsmål er: alle. Alle metaller kan smeltes, så længe de er inden for rækkevidde, og ikke er farlige eller forbudte til salg, såsom radioaktive metaller. Den anden ting, du bør overveje for at vide, om du kan smelte et metal eller ej, er den temperatur, dit induktionssystem eller din ovn opnår, da afhængigt af metallernes smeltetemperatur, vil du kun være i stand til at smelte nogle af dem. For eksempel:
- Gallium (Ga) – 29,76 °C.
- Rubidium (Rb) – 39,31 °C
- Kalium (K) – 63,5°C
- Tin (Sn) – 231,93°C
- Bly (Pb) – 327,46 °C
- Zink (Zn) – 419,53 °C
- Aluminium (Al) – 660,32 °C
- Kobber (Cu) – 1.984 °C
- Jern (Fe) – 1.535 °C
- Nikkel (Ni) – 1.455 °C
- Sølv (Ag) – 961,78 °C
- Guld (Au) – 1.064 °C
- Platin (Pt) – 1.768 °C
- Titanium (Ti) – 1668 ºC
Så meget for rene metaller, men det har vi også legeringer at vi kan smelte, som:
- Rustfrit stål: mellem 1,370°C og 1,480°C.
- Bronze: i området fra 900°C til 1,000°C, afhængigt af sammensætningen.
- Messing: varierer mellem 900°C og 940°C, afhængig af andelen af kobber og zink.
- Nikkel-jern (Invar): er ca. 1,430°C.
- Aluminium bronze: Det er generelt i området 625-675°C.
Det skal siges, at den måde, hvorpå disse metaller afkøles (langsomt eller langsomt), kan ændre deres indre struktur, hvilket gør dem hårdere eller mere skøre, og endda opnå krystallisation af sin atomare struktur for at opnå smarte metaller...
Jernholdige og ikke-jernholdige metaller
Det er nødvendigt at skelne godt mellem jernholdige og ikke-jernholdige metaller, da de har forskellige egenskaber. På den ene side har vi jernholdigt metal:
- Jernholdige: Det er de metaller, der indeholder jern, såsom blødt jern, stål, rustfrit stål osv., og dermed op til hundredvis af kendte legeringer. Jernmetallurgi tegner sig for cirka 90 % af den globale metalproduktion. Jern er kendt for dets tæthed, dets styrke, når det kombineres med kulstof, dets brede tilgængelighed og lette raffinering, såvel som dets følsomhed over for korrosion og dets magnetiske egenskaber. Skabelsen af jernlegeringer ved at inkorporere forskellige elementer, i specifikke proportioner, tillader en eller flere af disse egenskaber at blive dæmpet eller elimineret.
- ikke-jernholdige: refererer til processen med at smelte ethvert metal, der ikke er jern eller ikke indeholder jern. Eksempler på disse metaller er bly, kobber, nikkel, tin, zink og derudover ædle metaller som guld, sølv og platin. Det er vigtigt at skelne disse støbeprocesser fra jernholdige metaller, da de kræver forskellige procedurer og ressourcer, specialiseret afhængigt af det metal, der skal bearbejdes. De har tendens til at være mere reaktive end jernholdige materialer. Under hele processen kræves specielle filtre for at fjerne reaktive gasser, der kan beskadige metallet, såsom slagge eller brint, som kan hindre metalrensning. Derudover bruges tørretumblere til at holde de ikke-jernholdige koncentrater fri for fugt, og der anvendes specialiseret sand til fremstilling af formene. Med hensyn til anvendte teknikker ligner princippet for støbning af ikke-jernholdige metaller princippet for jernholdige metaller, selvom der anvendes nogle specialiserede formpåfyldningsteknikker, såsom trykinjektion, hvilket garanterer opnåelse af dele med meget større dimensioner præcise overflader af bedre kvalitet .
genbrug og vind
Støbning af metal derhjemme er en spændende aktivitet, som, hvis den gøres ordentligt og sikkert, kan give muligheder for at tjene penge, enten ved at sælge dine smykker, metalskulpturer osv., eller ved at genbruge et væld af metalgenstande og sælge de resulterende barrer efter vægt. Her er nogle ideer:
- Juveler: Du kan smelte smykker ned, som du ikke har brug for eller kan lide (eller andre genstande, som du ved indeholder ædle metaller), uanset om det er guld eller sølv, for at skabe et unikt stykke og sælge det efter vægt. Husk på, at et gram guld har en ret vigtig pris...
- Elektricitet: Mange elektriske og elektroniske elementer indeholder store mængder kobber, såsom kabler. Har du gamle ledninger, beskadigede motorer med deres kobberviklinger osv., kan du få dette eftertragtede metal.
- Dåser: Aluminiumsdåser, der bruges til drikkevarer, kan smeltes ned, og det resulterende aluminium sælges derefter, en måde at tjene penge på noget, der smides ud. Noget lignende kan ske med de blikdåser, der bruges til mange konserves, selvom denne anden legering er billigere end aluminium.
- andre: uanset om det er bjælkestykker, profiler, stænger, skrot, stykker fra et ophugningsværk, gamle genstande osv., afhængigt af hvilken type metal de er, kan de også smeltes for at genbruge dem og få andre former eller for at sælge dem efter vægt på et tidspunkt specialiseret.
Andre ideer at gøre
Hvis du ønsker at komme væk fra blot at genbruge og sælge metal efter vægt, kan du selvfølgelig også gøre meget mere:
- Stykker: tilbyder støberitjenester til at skabe reservedele eller restaurere metalkomponenter til folk, der restaurerer antikke biler, motorcykler eller metalmøbler.
- Kunstnerisk og dekorativ støbning: Skab dekorative ting til hjemmet såsom dørhåndtag, møbelknopper eller specialtilpassede metallamper.
- Trofæer og præmier: Forsyn lokale sportsbegivenheder, konkurrencer eller prisuddelinger med specialtilpassede metaltrofæer og priser.
- Strukturer: Smelt metal ned for at skabe usædvanlige eller ikke let sælgende strukturer, eller måske dele til reparationer af dele, der ikke længere fremstilles.
- smykker- Du kan smelte ædle og ædle metaller for at skabe dine egne personlige smykker og blive modedesigner.
Sikkerhedsforanstaltninger til smeltning af metal
Metalstøbning er en aktivitet, der indebærer betydelige risici, så det er vigtigt at følge passende sikkerhedsforanstaltninger for at beskytte dit helbred og dit velvære. Nedenfor er nogle vigtige sikkerhedsforanstaltninger, der skal tages ved støbning af metal:
- Personligt beskyttelsesudstyr: Bær altid personlige værnemidler, herunder sikkerhedsbriller, passende støvler, varmebestandige handsker, brandsikre forklæder og i nogle tilfælde hårde hatte og øjenværn. Du kan også have brug for en maske, da der i nogle tilfælde kan dannes giftige gasser, som du ikke bør indånde.
- Sikkert arbejdsområde: Etabler et godt ventileret, dedikeret arbejdsområde til metalstøbning, helst i et værksted eller en garage. Sørg for, at den er fri for brændbare genstande, og at der er egnede ildslukkere ved hånden. Også, hvis området har lav luftfugtighed, meget bedre, da tilstedeværelsen af vand i miljøet kan forårsage nogle problemer i processen.
- Tilstrækkelig ventilation: Metalsmeltning i hjemmet kan frigive giftige dampe og dampe, når visse genstande smeltes. Brug et passende ventilationssystem, såsom en røgsuger, eller arbejd udendørs for at undgå at indånde disse farlige kemikalier.
- Brandkontrol: Hold en tør kemisk ildslukker, der er klassificeret til type D (brændbart metal) brande i nærheden af dit arbejdsområde. Hav også en spand sand eller et brandtæppe ved hånden. Brug aldrig vand til metaller, der har meget høje temperaturer, da dette kan forårsage en større hændelse.
- Sikkert støbeudstyr: bruger ovne eller smelteudstyr, der er specielt designet til denne opgave. Efterse udstyret regelmæssigt for at sikre, at der ikke er gaslækager eller elektriske problemer.
- Korrekt håndtering af metaller: Håndter smeltede metaller forsigtigt og brug passende pincet eller værktøj. Undgå kontakt, stænk osv., og hold altid kæledyr og børn væk under processen for at undgå ulykker.
- Førstehjælp: Du bør altid have en førstehjælpskasse ved hånden i nærheden af dit arbejdsområde og vide, hvordan du bruger den. Forbrændinger er en almindelig risiko, så du bør vide, hvordan du behandler dem korrekt. Og hvis der er tale om alvorlige forbrændinger, skal du straks gå på skadestuen.
- Uddannelse og erfaring: Inden du begynder at støbe metal, skal du søge uddannelse og få erfaring. Lær om typerne af metaller og deres smeltepunkter, samt sikre støbeteknikker, hvad du kan og ikke må osv. Gør dig bekendt med de kemikalier, der er involveret i metalstøbning og de dermed forbundne risici. Sørg for, at du kender de specifikke sikkerhedsforanstaltninger for hver type metal.
Husk at metalstøbning er en aktivitet, der kræver viden og erfaring, så det er vigtigt at lære af pålidelige kilder og altid være opmærksom på sikkerheden.
Kan jeg lave legeringer?
Svaret på dette andet spørgsmål er ja.. Du kan lave dine egne legeringer, så længe de er mellem metaller, der kan legeres med hinanden, da der er nogle, der ikke kan blandes. Derfor bør du vide, hvad mulighederne er, før du går videre med at blande metaller uden rim eller grund.
Stort set alle metaller kan legeres, det vil sige kombineres med andre metaller eller grundstoffer for at skabe legeringer med specifikke og nye egenskaber. Det mest gunstige metaller til legeringerne er:
- Jern (Fe): Det er et uædle metal til mange legeringer, såsom stål, som er en legering af jern og kulstof. Stål er meget udbredt i industri og byggeri på grund af dets styrke og holdbarhed.
- Aluminium (Al): Aluminium er legeret med andre metaller, såsom kobber, silicium, zink og magnesium, for at skabe legeringer, der er lette og modstandsdygtige over for korrosion. Eksempler er aluminiumslegeringer, der anvendes i rumfarts- og bilindustrien.
- Kobber (Cu): Det bruges i en række forskellige legeringer, herunder bronze (kobber og tin) og messing (kobber og zink). Disse legeringer er kendt for deres styrke, elektriske ledningsevne og æstetiske egenskaber.
- Nikkel (Ni): Det kombineres med andre metaller, såsom jern eller krom, for at skabe korrosionsbestandige legeringer, såsom rustfrit stål og Monel.
- Titanium (Ti): Det bruges i legeringer i rumfarts- og medicinske industrier på grund af dets høje styrke og lave densitet. Den mest almindelige legering er Ti-6Al-4V (Titanium-6% Aluminium-4% Vanadium).
- Bly (Pb): Det bruges i legeringer, såsom bly-tin, til lodning og modvægt på grund af dens høje densitet.
- Zink (Zn): Det er kombineret med andre metaller for at skabe legeringer såsom messing og zamak. Messing er meget brugt til fremstilling af musikinstrumenter og dekorationer, mens zamak bruges i støbninger.
- Tin (Sn): Det bruges til svejsning af legeringer og til fremstilling af genstande som køkkenredskaber og emballage.
- Sølv (Ag): Det er kombineret med andre metaller, såsom kobber, for at skabe legeringer såsom sterling sølv, der bruges til smykkefremstilling.
- Guld (Au): Det kombineres med andre metaller for at skabe legeringer, der bruges i smykkefremstilling, såsom 18K guld (Au-75%, Cu-25%) osv.
Dette er blot nogle få eksempler, og der er mange andre legeringer, der bruges i forskellige industrielle applikationer, fra rumfart til byggeri og elektronik. Legeringer gør det muligt at justere metallers egenskaber for at opfylde specifikke behov i en lang række industrier.