Dans un monde porté par la tendance maker et la créativité, avoir un moulage de métal à la maison C’est devenu intéressant pour les passionnés de fabrication et d’artisanat, ou pour démarrer une entreprise à domicile. Ce procédé fascinant offre la possibilité de mouler et de donner vie à une large gamme d'objets métalliques, depuis des pièces décoratives uniques jusqu'aux composants fonctionnels de moteurs, de structures, etc.
Dans cet article, nous allons voir tout ce que vous devez savoir pour avoir une fonderie de métaux chez vous, en plus d'en recommander quelques-uns. doit avoir des produits pour cela, et ainsi vous pourrez vous immerger dans le monde passionnant du bricolage avec des métaux...
Produits recommandés
Afin de commencer faire fondre les métaux à la maison en toute sécurité Pour pouvoir créer des choses comme un professionnel, vous aurez besoin des produits suivants :
creuset en carbure de graphite
Moule pour métal en fusion
Poudre de bentonite pour créer des moules en sable personnalisés pour couler du métal en fusion
Four de fusion des métaux
Chauffage à induction sans flamme
enclume en acier
forgeage
Marteau de forgeron
Gants thermiques
Pinces de fonderie
Bouclier thermique supérieur
Vêtements ignifuges
Extincteur
Masque antigaz
Trousse de secours
Autres outils de forgeron
Autres outils de bijoux
Qu'est-ce qu'une fonderie de métaux ?
Une moulage de métal fait référence à un processus industriel ou artisanal dans lequel un métal est fondu et coulé dans un moule pour façonner une pièce spécifique. Au cours de ce processus, le métal provenant directement du minéral ou de pièces métalliques préalablement produites est soumis à une température élevée pour atteindre le point de fusion du métal ou de l'alliage.
Une fois fondu, verser dans un moule qui a été pré-conçu pour créer une forme et une taille spécifiques. Une fois le métal refroidi et solidifié dans le moule, on obtient une pièce de métal à la forme souhaitée, que ce soit pour créer un objet de bijouterie avec des métaux précieux, pour des pièces mécaniques ou structurelles aux formes personnalisées, ou encore pour créer des lingots et les vendre.
Ce processus est essentiel dans la fabrication et a évolué au cours de l'histoire, en utilisant diverses méthodes et technologies. Mais pensez que s'il y a des milliers d'années vous pouviez fondre du métal avec des pratiques rudimentaires et primitives, avec la technologie actuelle, vous pouvez le faire à la maison rapidement, en toute sécurité et efficacement...
Mesures
Le processus de moulage, que ce soit en industrie ou à domicile, est composé d'une série de étapes fondamentales, en tant que:
- Premièrement, le métal à fondre est obtenu soit à partir de minéraux purs, soit à partir d'autres morceaux de ce métal que l'on souhaite réutiliser ou recycler, etc.
- Ce métal est introduit dans un creuset dans lequel la chaleur est appliquée dans des fours ou par induction, faisant ainsi fondre le métal lorsqu'il atteint son point de fusion.
- Le métal est transféré à l’état liquide dans un moule spécifique.
- Processus de durcissement ou de refroidissement de l'objet nouvellement formé.
- Étape de révision du produit final, finitions de surface ultérieures (peinture, sculpture, martelage, soudure,...).
Évidemment, lorsque le métal est obtenu directement à partir du minerai, certaines substances supplémentaires doivent être ajoutées pour rendre le métal iles impuretés sont éliminées par les scories, bien que cela ne soit pas nécessaire si vous le fabriquez à partir de métal déjà pur.
Vider
Bien que le moulage d'un métal Cela peut paraître facile, vous devez garder plusieurs choses à l’esprit. Et une fois que vous avez chauffé le matériau et atteint la température optimale, le métal est prêt à être coulé sous sa forme liquide dans un moule. Mais ce flux à travers le système de coulée et la cavité constitue une étape cruciale dans le processus de coulée. Pour que cette étape soit réussie, il est essentiel que le métal s'écoule non solidifié dans toutes les zones du moule avant de durcir. Gardez à l'esprit que tous les moules ne sont pas des formes simples.
Facteurs qui influencent dans le processus de vidange comprennent :
- Température de coulée : Il s’agit de la température du métal en fusion au moment de son introduction dans le moule. La différence cruciale se situe ici entre la température de coulée et la température à laquelle commence la solidification (le point de fusion pour un métal pur ou la température du liquide pour un alliage). Cette différence de température est parfois appelée « surchauffe ». Celui-ci doit être aussi petit que possible pour garantir un remplissage adéquat du moule, car le taux d'oxydation et la solubilité des gaz dans le métal liquide dépendent de la température.
- vitesse de coulée: fait référence à la vitesse à laquelle le métal en fusion est versé dans le moule. Si la vitesse est trop lente, le métal risque de refroidir avant de remplir complètement la cavité. Si la vitesse de coulée est excessive, cela peut créer des turbulences et devenir un problème sérieux, susceptible de provoquer une érosion du sable du moule et de piéger des gaz et des scories dans le métal en fusion.
- Turbulence dans l'écoulement: se produit lorsque le métal liquide entre en contact avec les parois du moule et dépend de la vitesse, de la viscosité du métal liquide et de la géométrie du système de remplissage. Il est important d'éviter l'écoulement turbulent car il favorise une plus grande interaction entre le métal et l'air, entraînant la formation d'oxydes métalliques qui peuvent être piégés lors de la solidification, détériorant ainsi la qualité de la coulée. De plus, un écoulement turbulent peut provoquer une érosion excessive des moisissures en raison de l’impact de l’écoulement du métal en fusion.
Cristallisation
Para obtener una structure cristalline des métaux, un processus de refroidissement contrôlé est nécessaire après la coulée. La structure cristalline des métaux se forme lorsque des atomes ou des ions sont organisés de manière ordonnée et répétitive dans un réseau tridimensionnel, ce qui confère au matériau ses propriétés nouvelles et très intéressantes.
Lorsqu'un métal fond, l'état liquide du métal provoque le désordre de ses atomes, brisant leurs liaisons et se déplaçant librement. En revanche, si le métal refroidit, ces atomes se lient à nouveau, mais de manière désordonnée. Mais si le refroidissement est contrôlé, les atomes peuvent adopter une structure cristalline souhaitée. Ceci est réalisé grâce à un refroidissement uniforme et très lent.
Pendant le refroidissement, de petits groupes ordonnés d'atomes se forment, et peu à peu ils deviennent de plus en plus nombreux, produisant la croissance du cristal et la diffusion du métal dans toute la structure. Cependant, ce réseau cristallin pourrait être altéré après quelques travaux tels que le laminage, la trempe, le revenu ou le forgeage, et un processus de recristallisation. Cela consiste essentiellement à chauffer le métal à une température à laquelle les atomes rompent leurs liaisons, puis à le refroidir à nouveau pour obtenir une structure uniforme.
Il existe d'autres procédés pour produire des cristaux dans les métaux, comme ceux qui utilisent de la poudre métallurgique compactée et soumise à un processus de frittage avec chauffage contrôlé afin que les poudres fusionnent et forment une structure cristalline dense, mais cela est plus complexe...
Quels métaux puis-je fondre à la maison ?
La réponse à cette question est : tous. Tous les métaux peuvent fondre, à condition qu'ils soient à votre portée, et qu'ils ne soient pas dangereux ou interdits à la vente, comme les métaux radioactifs. L'autre chose à considérer pour savoir si vous pouvez ou non faire fondre un métal est la température atteinte par votre système à induction ou votre four, car en fonction de la température de fusion des métaux, vous ne pourrez en faire fondre qu'une partie. Par exemple:
- Gallium (Ga) – 29,76 °C.
- Rubidium (Rb) – 39,31 °C
- Potassium (K) – 63,5°C
- Étain (Sn) – 231,93°C
- Plomb (Pb) – 327,46 °C
- Zinc (Zn) – 419,53 °C
- Aluminium (Al) – 660,32 °C
- Cuivre (Cu) – 1.984 XNUMX °C
- Fer (Fe) – 1.535 XNUMX °C
- Nickel (Ni) – 1.455 XNUMX °C
- Argent (Ag) – 961,78 °C
- Or (Au) – 1.064 XNUMX °C
- Platine (Pt) – 1.768 XNUMX °C
- Titane (Ti) – 1668 ºC
Voilà pour les métaux purs, mais nous avons aussi alliages qu'on peut fondre, comme :
- Acier inoxidable: entre 1,370 1,480°C et XNUMX XNUMX°C.
- Bronze: dans la plage de 900°C à 1,000 XNUMX°C, selon la composition.
- Laiton: varie entre 900°C et 940°C, selon la proportion de cuivre et de zinc.
- Nickel-fer (Invar) : est d'environ 1,430 XNUMX°C.
- Bronze d'aluminium : Elle se situe généralement entre 625 et 675°C.
Il faut dire que la manière dont ces métaux sont refroidis (lentement ou lentement) pourrait modifier leur structure interne, les rendant plus durs ou plus cassants, voire même parvenir à la cristallisation de sa structure atomique pour obtenir des métaux intelligents…
Métaux ferreux et non ferreux
Il est nécessaire de bien distinguer les métaux ferreux des métaux non ferreux, car ils ont des caractéristiques différentes. D'une part nous avons le métal ferreux:
- Ferreux: Ce sont les métaux qui contiennent du fer, comme le fer doux, l'acier, l'acier inoxydable, etc., et donc jusqu'à des centaines d'alliages connus. La métallurgie ferreuse représente environ 90 % de la production mondiale de métaux. Le fer est réputé pour sa densité, sa résistance lorsqu'il est combiné avec le carbone, sa grande disponibilité et sa facilité de raffinage, ainsi que sa susceptibilité à la corrosion et ses propriétés magnétiques. La création d'alliages de fer en incorporant divers éléments, dans des proportions précises, permet d'atténuer ou de supprimer un ou plusieurs de ces attributs.
- non ferreux: fait référence au processus de fusion de tout métal qui n'est pas du fer ou ne contient pas de fer. Des exemples de ces métaux sont le plomb, le cuivre, le nickel, l'étain, le zinc et, en outre, les métaux considérés comme précieux comme l'or, l'argent et le platine. Il est essentiel de distinguer ces procédés de coulée des métaux ferreux, car ils nécessitent des procédures et des ressources différentes, spécialisées en fonction du métal à travailler. Ils ont tendance à être plus réactifs que les matériaux ferreux. Tout au long du processus, des filtres spéciaux sont nécessaires pour éliminer les gaz réactifs susceptibles d'endommager le métal, tels que les scories ou l'hydrogène, qui pourraient entraver la purification du métal. De plus, des séchoirs sont utilisés pour maintenir les concentrés non ferreux exempts d'humidité et des sables spécialisés sont utilisés dans la préparation des moules. En termes de techniques utilisées, le principe de coulée des métaux non ferreux est similaire à celui des métaux ferreux, même si certaines techniques spécialisées de remplissage de moules sont appliquées, comme l'injection sous pression, qui garantit l'obtention de pièces aux dimensions beaucoup plus précises et aux surfaces de meilleure qualité. .
Recycler et gagner
Couler du métal à la maison est une activité passionnante qui, si elle est effectuée correctement et en toute sécurité, peut fournir opportunités de gagner de l'argent, soit en vendant vos bijoux, sculptures en métal, etc., soit en recyclant une multitude d'objets métalliques et en vendant les lingots obtenus au poids. Voici quelques idées :
- Joies : Vous pouvez faire fondre des bijoux dont vous n'avez pas besoin ou que vous n'aimez pas (ou d'autres objets dont vous savez qu'ils contiennent des métaux précieux), qu'ils soient en or ou en argent, pour créer une pièce unique et la vendre au poids. Gardez à l’esprit qu’un gramme d’or a un prix assez important…
- Électricité: De nombreux éléments électriques et électroniques contiennent de grandes quantités de cuivre, comme les câbles. Si vous possédez un câblage ancien, des moteurs endommagés avec leurs bobinages en cuivre, etc., vous pouvez vous procurer ce métal recherché.
- Canettes: Les canettes en aluminium utilisées pour les boissons peuvent être fondues et l'aluminium obtenu est ensuite vendu, une façon de tirer profit de ce qui est jeté. Quelque chose de similaire peut se produire avec les boîtes de conserve utilisées pour de nombreuses conserves, bien que cet autre alliage soit moins cher que l'aluminium.
- Autres: qu'il s'agisse de morceaux de poutre, de profilés, de tiges, de ferrailles, de pièces de casse, d'objets anciens, etc., selon le type de métal dont il s'agit, on peut aussi les fondre pour les recycler et obtenir d'autres formes ou pour les vendre en poids à un moment donné spécialisé.
D'autres idées à faire
Bien sûr, si vous souhaitez sortir du simple recyclage et de la vente de métal au poids, vous pouvez également faire beaucoup plus:
- Pièces: offre des services de fonderie pour créer des pièces de rechange ou restaurer des composants métalliques pour les personnes qui restaurent des voitures anciennes, des motos ou des meubles métalliques.
- Moulage artistique et décoratif : Créez des objets décoratifs pour la maison tels que des poignées de porte, des boutons de meubles ou des lampes en métal personnalisées.
- Trophées et prix : Fournissez des événements sportifs locaux, des compétitions ou des remises de prix avec des trophées et des récompenses en métal personnalisés.
- Structures : Faire fondre du métal pour créer des structures inhabituelles ou difficiles à vendre, ou peut-être des pièces pour réparer des pièces qui ne sont plus fabriquées.
- bijoux- Vous pouvez faire fondre des métaux nobles et précieux pour créer vos propres bijoux personnalisés et devenir créateur de mode.
Mesures de sécurité pour la fonte du métal
La fonderie de métaux est une activité qui comporte des risques importants, il est donc essentiel de suivre les mesures de sécurité appropriées pour protéger votre santé et votre bien-être. Vous trouverez ci-dessous quelques mesures de sécurité clés à prendre lors de la coulée de métal :
- Équipement de protection personnel: Portez toujours un équipement de protection individuelle, notamment des lunettes de sécurité, des bottes appropriées, des gants résistant à la chaleur, des tabliers ignifuges et, dans certains cas, des casques de sécurité et des lunettes de protection. Vous aurez peut-être également besoin d'un masque, car dans certains cas, des gaz toxiques peuvent être produits que vous ne devez pas inhaler.
- Zone de travail sécuritaire : Établissez une zone de travail bien ventilée et dédiée au moulage du métal, de préférence dans un atelier ou un garage. Assurez-vous qu'il ne contient aucun objet inflammable et que des extincteurs appropriés sont à portée de main. De plus, si la zone a une faible humidité, c'est bien mieux, car la présence d'eau dans l'environnement pourrait causer certains problèmes dans le processus.
- Ventilation adéquate: La fonderie de métaux à domicile peut dégager des fumées et des vapeurs toxiques lors de la fonte de certains articles. Utilisez un système de ventilation approprié, tel qu'un extracteur de fumée, ou travaillez à l'extérieur pour éviter d'inhaler ces produits chimiques dangereux.
- Contrôle des incendies : Gardez un extincteur à poudre chimique classé pour les incendies de type D (métal combustible) à proximité de votre zone de travail. Ayez également un seau de sable ou une couverture anti-feu à portée de main. N'utilisez jamais d'eau pour des métaux à très haute température, car cela pourrait provoquer un incident majeur.
- Équipement de coulée sécurisé : utilise des fours ou des équipements de fusion spécialement conçus pour cette tâche. Inspectez régulièrement l’équipement pour vous assurer qu’il n’y a pas de fuite de gaz ou de problèmes électriques.
- Manipulation appropriée des métaux : Manipulez les métaux en fusion avec précaution et en utilisant des pincettes ou des outils appropriés. Évitez tout contact, éclaboussures, etc., et éloignez toujours les animaux domestiques et les enfants pendant le processus pour éviter les accidents.
- Premiers secours: Vous devez toujours avoir une trousse de premiers secours à portée de main à proximité de votre zone de travail et savoir comment l'utiliser. Les brûlures constituent un risque courant, vous devez donc savoir comment les traiter correctement. Et s’il s’agit de brûlures graves, rendez-vous d’urgence aux urgences.
- Formation et expérience : Avant de commencer à couler du métal, recherchez une formation et acquérez de l’expérience. Découvrez les types de métaux et leurs points de fusion, ainsi que les techniques de moulage sécuritaires, ce que vous pouvez et ne pouvez pas faire, etc. Familiarisez-vous avec les produits chimiques impliqués dans la coulée des métaux et les risques associés. Assurez-vous de connaître les mesures de sécurité spécifiques à chaque type de métal.
N'oubliez pas que le moulage des métaux est une activité qui nécessite des connaissances et de l'expérience, il est donc important de s'inspirer de sources fiables et de toujours être vigilant en matière de sécurité.
Puis-je créer des alliages ?
La réponse à cette autre question est oui.. Vous pouvez créer vos propres alliages, à condition qu'ils soient entre des métaux pouvant être alliés entre eux, car certains ne peuvent pas être mélangés. Par conséquent, vous devez connaître quelles sont les possibilités avant de procéder à un mélange de métaux sans rime ni raison.
Pratiquement presque tous les métaux peuvent être alliés, c’est-à-dire combinés avec d’autres métaux ou éléments pour créer des alliages dotés de propriétés spécifiques et nouvelles. Les métaux les plus favorables aux alliages sont :
- Fer (Fe): C'est un métal de base pour de nombreux alliages, comme l'acier, qui est un alliage de fer et de carbone. L'acier est largement utilisé dans l'industrie et la construction en raison de sa résistance et de sa durabilité.
- Aluminium (Al): L'aluminium est allié à d'autres métaux, tels que le cuivre, le silicium, le zinc et le magnésium, pour créer des alliages légers et résistants à la corrosion. Les exemples sont les alliages d’aluminium utilisés dans les industries aérospatiale et automobile.
- Cuivre (Cu): Il est utilisé dans divers alliages, notamment le bronze (cuivre et étain) et le laiton (cuivre et zinc). Ces alliages sont connus pour leur résistance, leur conductivité électrique et leurs caractéristiques esthétiques.
- Nickel (Ni): Il est combiné avec d’autres métaux, comme le fer ou le chrome, pour créer des alliages résistants à la corrosion, comme l’acier inoxydable et le Monel.
- Titane (Ti) : Il est utilisé dans les alliages des industries aérospatiale et médicale en raison de sa haute résistance et de sa faible densité. L'alliage le plus courant est le Ti-6Al-4V (Titane-6% Aluminium-4% Vanadium).
- Plomb (Pb) : Il est utilisé dans les alliages, tels que le plomb-étain, pour les applications de brasage et de contrepoids en raison de sa haute densité.
- Zinc (Zn) : Il est combiné avec d’autres métaux pour créer des alliages comme le laiton et le zamak. Le laiton est largement utilisé dans la fabrication d’instruments de musique et de décorations, tandis que le zamak est utilisé dans les pièces moulées.
- Étain (Sn) : Il est utilisé dans le soudage des alliages et dans la fabrication d'objets tels que des ustensiles de cuisine et des emballages.
- Argent (Ag) : Il est combiné avec d’autres métaux, comme le cuivre, pour créer des alliages comme l’argent sterling utilisé dans la fabrication de bijoux.
- Or (Au): Il est combiné avec d'autres métaux pour créer des alliages utilisés dans la fabrication de bijoux, comme l'or 18 carats (Au-75 %, Cu-25 %), etc.
Ce ne sont là que quelques exemples, et il existe de nombreux autres alliages utilisés dans diverses applications industrielles, de l'aérospatiale à la construction en passant par l'électronique. Les alliages permettent d'ajuster les propriétés des métaux pour répondre aux besoins spécifiques d'un large éventail d'industries.