Num mundo movido pela tendência maker e pela criatividade, ter uma fundição de metal em casa Tornou-se interessante para entusiastas da fabricação e do artesanato ou para iniciar um negócio em casa. Este fascinante processo oferece a possibilidade de moldar e dar vida a uma vasta gama de objetos metálicos, desde peças decorativas únicas até componentes funcionais de motores, estruturas, etc.
Neste artigo veremos tudo o que você precisa saber para ter uma fundição de metal em casa, além de recomendar alguns deve ter produtos para isso, e assim você pode mergulhar no emocionante mundo de DIY com metais...
Produtos recomendados
Para começar derreter metais em casa com segurança Para poder criar coisas como um profissional, você precisará dos seguintes produtos:
cadinho de carboneto de grafite
Molde para metal fundido
Pó de bentonita para criar moldes de areia personalizados para vazamento de metal fundido
Forno de fusão de metal
Aquecedor de indução sem chama
bigorna de aço
forjamento
Martelo de ferreiro
Luvas térmicas
Pinças de fundição
Escudo térmico superior
Roupas retardadoras de chamas
Extintor de incêndio
Máscara Antigas
Maleta de primeiros socorros
Outras ferramentas de ferreiro
Outras ferramentas de joalheria
O que é uma fundição de metal?
Uma fundição de metais refere-se a um processo industrial ou artesanal no qual um metal é derretido e derramado em um molde para moldar uma peça específica. Durante esse processo, o metal proveniente diretamente do mineral ou de peças metálicas previamente produzidas é submetido a uma alta temperatura para atingir o ponto de fusão do metal ou liga.
Uma vez derretido, despeje em uma forma que foi pré-projetado para criar uma forma e tamanho específicos. Uma vez que o metal esfria e solidifica no molde, obtém-se uma peça de metal com o formato desejado, seja para criar uma joalheria com metais preciosos, para peças mecânicas ou estruturais com formatos personalizados, ou para criar lingotes e vendê-los.
Este processo é essencial na fabricação e evoluiu ao longo da história, usando vários métodos e tecnologias. Mas pense, se há milhares de anos era possível fundir metal com práticas rudimentares e primitivas, com a tecnologia atual é possível fazê-lo em casa de forma rápida, segura e eficiente...
Estágios
O processo de fundição, seja na indústria ou em casa, é composto por uma série de etapas fundamentais, como:
- Primeiro, o metal a ser fundido é obtido, seja de mineral puro, de outras peças desse metal que queremos reaproveitar ou reciclar, etc.
- Esse metal é introduzido em um cadinho, no qual o calor é aplicado em fornos ou por indução, fundindo assim o metal ao atingir seu ponto de fusão.
- O metal é transferido em estado líquido para um molde específico.
- Processo de endurecimento ou resfriamento do objeto recém-formado.
- Etapa de revisão do produto final, posteriores acabamentos superficiais (pintura, talha, martelamento, soldadura,...).
Obviamente, quando o metal é obtido diretamente do minério, algumas substâncias extras devem ser adicionadas para tornar o iimpurezas são removidas pela escória, embora isso não seja necessário se você fizer isso com metal já puro.
Esvaziado
Embora o fundição de um metal Pode parecer fácil, você deve ter várias coisas em mente. E assim que você aquecer o material e atingir a temperatura ideal, o metal estará pronto para ser derramado em sua forma líquida em um molde. Mas este fluxo através do sistema de fundição e da cavidade é uma etapa crucial no processo de fundição. Para que esta etapa seja bem-sucedida, é essencial que o metal flua não solidificado por todas as áreas do molde antes do endurecimento, lembre-se de que nem todos os moldes têm formas simples.
Fatores que influenciam no processo de esvaziamento incluem:
- Temperatura de vazamento: Refere-se à temperatura do metal fundido no momento em que é introduzido no molde. A diferença crucial aqui é entre a temperatura de vazamento e a temperatura na qual a solidificação começa (o ponto de fusão para um metal puro ou a temperatura do líquido para uma liga). Essa diferença de temperatura às vezes é chamada de “superaquecimento”. Esta deve ser a menor possível para garantir o enchimento adequado do molde, uma vez que tanto a taxa de oxidação como a solubilidade dos gases no metal líquido dependem da temperatura.
- velocidade de vazamento: refere-se à taxa na qual o metal fundido é derramado no molde. Se a velocidade for muito lenta, existe o risco de o metal esfriar antes de preencher completamente a cavidade. Se a velocidade de vazamento for excessiva, pode criar turbulência e se tornar um problema sério, que pode causar erosão da areia do molde e reter gases e escória no metal fundido.
- Turbulência no fluxo: ocorre quando o metal líquido entra em contato com as paredes do molde e depende da velocidade, da viscosidade do metal líquido e da geometria do sistema de enchimento. É importante evitar o escoamento turbulento, pois promove maior interação entre o metal e o ar, resultando na formação de óxidos metálicos que podem ficar presos durante a solidificação, deteriorando a qualidade da peça fundida. Além disso, o fluxo turbulento pode causar erosão excessiva do molde devido ao impacto do fluxo do metal fundido.
Cristalização
Para obter um estrutura cristalina em metais, um processo de resfriamento controlado é necessário após a fundição. A estrutura cristalina dos metais é formada quando átomos ou íons se organizam de maneira ordenada e repetitiva em uma rede tridimensional, o que confere ao material suas propriedades novas e muito interessantes.
Quando um metal derrete, o estado líquido do metal faz com que seus átomos fiquem desordenados, quebrando suas ligações e movendo-se livremente. Por outro lado, se o metal esfriar, esses átomos se ligam novamente, mas de forma desordenada. Mas se o resfriamento for controlado, os átomos podem adotar uma estrutura cristalina desejada. Isto é conseguido através de um resfriamento uniforme e muito lento.
Durante o resfriamento, formam-se pequenos agrupamentos ordenados de átomos, que aos poucos vão se tornando cada vez mais numerosos, produzindo o crescimento do cristal e espalhando o metal por toda a estrutura. No entanto, esta rede cristalina pode ser alterada após alguns trabalhos como laminação, têmpera, revenimento ou forjamento, e um processo de recristalização. Consiste basicamente em aquecer o metal a uma temperatura na qual os átomos quebram suas ligações e depois resfriá-lo novamente para obter a estrutura uniforme.
Existem alguns outros processos para produzir cristais em metais, como aqueles que utilizam pó metalúrgico que é compactado e submetido a um processo de sinterização com aquecimento controlado para que os pós se fundam e formem uma estrutura cristalina densa, mas este é mais complexo...
Que metais posso derreter em casa?
A resposta a esta pergunta é: todos. Todos os metais podem ser derretidos, desde que estejam ao seu alcance e não sejam perigosos ou proibidos de venda, como os metais radioativos. A outra coisa que você deve considerar para saber se pode ou não derreter um metal é a temperatura atingida pelo seu sistema de indução ou pelo seu forno, pois dependendo da temperatura de fusão dos metais, você conseguirá derreter apenas alguns deles. Por exemplo:
- Gálio (Ga) – 29,76 °C.
- Rubídio (Rb) – 39,31 °C
- Potássio (K) – 63,5 °C
- Estanho (Sn) – 231,93°C
- Chumbo (Pb) – 327,46 °C
- Zinco (Zn) – 419,53 °C
- Alumínio (Al) – 660,32 °C
- Cobre (Cu) – 1.984 °C
- Ferro (Fe) – 1.535 °C
- Níquel (Ni) – 1.455 °C
- Prata (Ag) – 961,78°C
- Ouro (Au) – 1.064 °C
- Platina (Pt) – 1.768 °C
- Titânio (Ti) – 1668 ºC
Isto é o que acontece com os metais puros, mas também temos ligas que podemos derreter, como:
- Aço inoxidável: entre 1,370°C e 1,480°C.
- Bronze: na faixa de 900°C a 1,000°C, dependendo da composição.
- Latão: varia entre 900°C e 940°C, dependendo da proporção de cobre e zinco.
- Níquel-ferro (Invar): é de aproximadamente 1,430°C.
- Bronze de alumínio: Geralmente está na faixa de 625-675°C.
É preciso dizer que a forma como esses metais são resfriados (lenta ou lentamente) pode modificar sua estrutura interna, tornando-os mais duros ou mais frágeis, e até mesmo alcançar a cristalização de sua estrutura atômica para obter metais inteligentes…
Metais ferrosos e não ferrosos
É necessário distinguir bem entre metais ferrosos e não ferrosos, pois possuem características diferentes. Por um lado temos o metal ferroso:
- Ferroso: São aqueles metais que contêm ferro, como ferro macio, aço, aço inoxidável, etc. e, portanto, até centenas de ligas conhecidas. A metalurgia ferrosa é responsável por aproximadamente 90% da produção global de metais. O ferro é conhecido pela sua densidade, pela sua resistência quando combinado com o carbono, pela sua ampla disponibilidade e facilidade de refinação, bem como pela sua susceptibilidade à corrosão e pelas suas propriedades magnéticas. A criação de ligas de ferro através da incorporação de vários elementos, em proporções específicas, permite atenuar ou eliminar um ou mais destes atributos.
- não ferroso: refere-se ao processo de fusão de qualquer metal que não seja ferro ou que não contenha ferro. Exemplos desses metais são o chumbo, o cobre, o níquel, o estanho, o zinco e, além disso, metais considerados preciosos como o ouro, a prata e a platina. É fundamental distinguir estes processos de fundição dos metais ferrosos, pois requerem procedimentos e recursos diversos, especializados dependendo do metal a ser trabalhado. Eles tendem a ser mais reativos que os materiais ferrosos. Ao longo do processo, são necessários filtros especiais para remover gases reativos que podem danificar o metal, como escória ou hidrogênio, que podem obstruir a purificação do metal. Além disso, são utilizados secadores para manter os concentrados não ferrosos livres de umidade e areias especializadas são utilizadas na preparação dos moldes. Em termos de técnicas utilizadas, o princípio de fundição de metais não ferrosos é semelhante ao dos metais ferrosos, embora sejam aplicadas algumas técnicas especializadas de enchimento de moldes, como a injeção sob pressão, que garante a obtenção de peças com dimensões muito maiores, superfícies precisas e de melhor qualidade. .
Recicle e ganhe
Fundir metal em casa é uma atividade emocionante que, se feita de maneira adequada e segura, pode proporcionar oportunidades de ganhar dinheiro, seja vendendo suas joias, esculturas de metal, etc., ou reciclando uma infinidade de objetos de metal e vendendo os lingotes resultantes por peso. Aqui estão algumas ideias:
- Jóias: Você pode derreter joias que não precisa ou gosta (ou outros objetos que você sabe que contêm metais preciosos), sejam ouro ou prata, para criar uma peça única e vendê-la por peso. Tenha em mente que um grama de ouro tem um preço bastante importante…
- Eletricidade: Muitos elementos elétricos e eletrônicos contêm grandes quantidades de cobre, como cabos. Se você tiver fiação antiga, motores danificados com enrolamentos de cobre, etc., poderá obter este metal tão procurado.
- latas: Latas de alumínio usadas para bebidas podem ser derretidas e o alumínio resultante vendido, uma forma de lucrar com algo que é jogado fora. Algo semelhante pode acontecer com as latas que servem para muitas conservas, embora esta outra liga seja mais barata que o alumínio.
- outros: sejam pedaços de vigas, perfis, varetas, sucatas, pedaços de ferro-velho, objetos antigos, etc., dependendo do tipo de metal que sejam, também podem ser derretidos para reciclá-los e obter outros formatos ou para vendê-los em peso em algum momento especializado.
Outras ideias para fazer
Claro, se você quiser fugir da mera reciclagem e venda de metal por peso, você também pode faça muito mais:
- Peças: oferece serviços de fundição para criar peças de reposição ou restaurar componentes metálicos para pessoas que restauram carros antigos, motocicletas ou móveis metálicos.
- Fundição artística e decorativa: Crie itens decorativos para casa, como maçanetas, maçanetas de móveis ou luminárias de metal personalizadas.
- Troféus e prêmios: Forneça a eventos esportivos locais, competições ou premiações troféus e prêmios de metal personalizados.
- Estruturas: Derreta metal para criar estruturas incomuns ou de difícil venda, ou talvez peças para reparos de peças que não são mais fabricadas.
- jóias- Você pode derreter metais nobres e preciosos para criar suas próprias joias personalizadas e se tornar um designer de moda.
Medidas de segurança para derreter metal
A fundição de metais é uma atividade que envolve riscos significativos, pelo que é essencial seguir medidas de segurança adequadas para proteger a sua saúde e bem-estar. Abaixo estão algumas medidas de segurança importantes a serem tomadas ao fundir metal:
- Equipamento de proteção pessoal: Use sempre equipamento de proteção individual, incluindo óculos de segurança, botas adequadas, luvas resistentes ao calor, aventais resistentes ao fogo e, em alguns casos, capacetes e proteção para os olhos. Você também pode precisar de uma máscara, pois em alguns casos podem ser produzidos gases tóxicos que você não deve inalar.
- Área de trabalho segura: Estabeleça uma área de trabalho dedicada e bem ventilada para fundição de metal, de preferência em uma oficina ou garagem. Certifique-se de que esteja livre de objetos inflamáveis e que haja extintores de incêndio adequados. Além disso, se o local tiver baixa umidade, muito melhor, pois a presença de água no ambiente pode causar alguns problemas no processo.
- Ventilação adequada: A fundição de metais domésticos pode liberar gases e vapores tóxicos ao derreter certos itens. Use um sistema de ventilação adequado, como um extrator de fumaça, ou trabalhe ao ar livre para evitar a inalação desses produtos químicos perigosos.
- Controle de incêndio: Mantenha um extintor de pó químico seco classificado para incêndios do Tipo D (metal combustível) próximo à sua área de trabalho. Tenha também um balde de areia ou um cobertor anti-fogo à mão. Nunca use água para metais que estejam em temperaturas muito altas, pois isso pode causar um incidente grave.
- Equipamento de fundição seguro: utiliza fornos ou equipamentos de fundição especificamente projetados para esta tarefa. Inspecione o equipamento regularmente para garantir que não haja vazamentos de gás ou problemas elétricos.
- Manuseio adequado de metais: Manuseie metais fundidos com cuidado e usando pinças ou ferramentas apropriadas. Evite contato, respingos, etc., e mantenha sempre animais de estimação e crianças afastados durante o processo para evitar acidentes.
- Primeiros socorros: Você deve sempre ter um kit de primeiros socorros próximo à sua área de trabalho e saber como usá-lo. As queimaduras são um risco comum, por isso você deve saber como tratá-las adequadamente. E se forem queimaduras graves, vá com urgência ao pronto-socorro.
- Formação e experiência: Antes de começar a fundir metal, busque treinamento e ganhe experiência. Aprenda sobre os tipos de metais e seus pontos de fusão, bem como técnicas de fundição seguras, o que você pode ou não fazer, etc. Familiarize-se com os produtos químicos envolvidos na fundição de metal e os riscos associados. Certifique-se de conhecer as medidas de segurança específicas para cada tipo de metal.
Lembre-se que a fundição de metais é uma atividade que exige conhecimento e experiência, por isso é importante aprender com fontes confiáveis e estar sempre atento à segurança.
Posso criar ligas?
A resposta a esta outra pergunta é sim.. Você pode criar suas próprias ligas, desde que sejam entre metais que possam ser ligados entre si, pois existem alguns que não podem ser misturados. Portanto, você deve saber quais são as possibilidades antes de proceder à mistura de metais sem rima ou razão.
Praticamente quase todos os metais podem ser ligados, isto é, combinados com outros metais ou elementos para criar ligas com propriedades novas e específicas. O metais mais favoráveis para as ligas são:
- Ferro (Fe): É um metal base para muitas ligas, como o aço, que é uma liga de ferro e carbono. O aço é amplamente utilizado na indústria e na construção devido à sua resistência e durabilidade.
- Alumínio (Al): O alumínio é ligado a outros metais, como cobre, silício, zinco e magnésio, para criar ligas leves e resistentes à corrosão. Exemplos são as ligas de alumínio usadas nas indústrias aeroespacial e automobilística.
- Cobre (Cu): É usado em diversas ligas, incluindo bronze (cobre e estanho) e latão (cobre e zinco). Estas ligas são conhecidas pela sua resistência, condutividade elétrica e características estéticas.
- Níquel (Ni): É combinado com outros metais, como ferro ou cromo, para criar ligas resistentes à corrosão, como aço inoxidável e Monel.
- Titânio (Ti): É utilizado em ligas nas indústrias aeroespacial e médica devido à sua alta resistência e baixa densidade. A liga mais comum é Ti-6Al-4V (Titânio-6% Alumínio-4% Vanádio).
- Chumbo (Pb): É utilizado em ligas, como chumbo-estanho, para aplicações de soldagem e contrapeso devido à sua alta densidade.
- Zinco (Zn): É combinado com outros metais para criar ligas como latão e zamak. O latão é amplamente utilizado na fabricação de instrumentos musicais e decorações, enquanto o zamak é utilizado em peças fundidas.
- Estanho (Sn): É utilizado na soldagem de ligas e na fabricação de objetos como utensílios de cozinha e embalagens.
- Prata (Ag): É combinado com outros metais, como o cobre, para criar ligas como a prata esterlina usada na fabricação de joias.
- Ouro (Au): É combinado com outros metais para criar ligas utilizadas na fabricação de joias, como ouro 18K (Au-75%, Cu-25%), etc.
Estes são apenas alguns exemplos, e existem muitas outras ligas utilizadas em diversas aplicações industriais, desde aeroespacial até construção e eletrônica. As ligas permitem que as propriedades dos metais sejam ajustadas para atender necessidades específicas em uma ampla gama de indústrias.