V svetu, ki ga vodita trend izdelovalca in ustvarjalnost, imeti a litje kovin doma Postalo je zanimivo za ljubitelje proizvodnje in obrti ali za ustanovitev domačega podjetja. Ta fascinanten postopek ponuja možnost oblikovanja in oživljanja širokega nabora kovinskih predmetov, od edinstvenih okrasnih kosov do funkcionalnih komponent motorjev, struktur itd.
V tem članku bomo videli vse, kar morate vedeti, da imate livarno kovin doma, poleg tega pa vam bomo priporočili nekaj mora imeti izdelke za to in tako se lahko potopite v razburljiv svet DIY s kovinami...
Priporočeni izdelki
Da bi lahko začel varno talite kovine doma Da bi lahko ustvarjali stvari kot profesionalec, boste potrebovali naslednje izdelke:
lonček iz grafitnega karbida
Kalup za staljeno kovino
Bentonit v prahu za izdelavo peščenih kalupov po meri za vlivanje staljene kovine
Peč za taljenje kovin
Brezplamenski indukcijski grelec
jekleno nakovalo
Kovanje
Kovaško kladivo
Termo rokavice
Livarske klešče
Zgornji toplotni ščit
Ognjevarna oblačila
Gasilni aparat
Protiplinska maska
Komplet za prvo pomoč
Ostala kovaška orodja
Druga orodja za nakit
Kaj je livarna kovin?
A kovinsko litje se nanaša na industrijski ali obrtniški postopek, pri katerem se kovina stopi in vlije v kalup za oblikovanje določenega kosa. Med tem postopkom je kovina, ki prihaja neposredno iz minerala ali iz predhodno izdelanih kovinskih kosov, izpostavljena visoki temperaturi, da doseže tališče kovine ali zlitine.
Ko se stopi, vlijemo v model ki je bil vnaprej zasnovan za ustvarjanje posebne oblike in velikosti. Ko se kovina ohladi in strdi v kalupu, dobimo kos kovine želene oblike, bodisi za ustvarjanje nakitnega predmeta s plemenitimi kovinami, za mehanske ali strukturne dele z oblikami po meri ali za izdelavo ingotov in njihovo prodajo.
Ta postopek je bistvenega pomena pri proizvodnji in se je razvijal skozi zgodovino, z uporabo različnih metod in tehnologij. Toda pomislite, če ste pred tisočletji lahko talili kovino z osnovnimi in primitivnimi praksami, lahko s sedanjo tehnologijo to storite doma hitro, varno in učinkovito ...
Koraki
Postopek litja, bodisi v industriji ali doma, je sestavljen iz serije temeljne stopnje, kot:
- Najprej dobimo kovino za taljenje, bodisi iz čistega minerala, iz drugih kosov te kovine, ki jih želimo ponovno uporabiti ali reciklirati itd.
- Ta kovina se vnese v lonček, v katerem se v pečicah ali z indukcijo dovaja toplota, s čimer se kovina tali, ko doseže tališče.
- Kovina se v tekočem stanju prenese v določen kalup.
- Postopek utrjevanja ali ohlajanja novo oblikovanega predmeta.
- Faza pregleda končnega izdelka, naknadne površinske obdelave (barvanje, rezbarjenje, zabijanje, varjenje,...).
Očitno je treba, ko je kovina pridobljena neposredno iz rude, dodati nekaj dodatnih snovi, da naredimo ižlindra odstrani nečistoče, čeprav to ni potrebno, če ga naredite iz že čiste kovine.
izpraznjeno
Čeprav ulivanje kovine Morda se zdi enostavno, v mislih morate imeti več stvari. In ko material segrejete in dosežete optimalno temperaturo, je kovina pripravljena za vlivanje v tekoči obliki v kalup. Toda ta tok skozi sistem za ulivanje in votlino je ključna stopnja v procesu ulivanja. Da bi bil ta korak uspešen, je bistveno, da kovina nestrjena teče skozi vsa področja kalupa, preden se strdi, ne pozabite, da niso vsi kalupi preprostih oblik.
Vplivni dejavniki v procesu praznjenja vključujejo:
- Temperatura vlivanja: Nanaša se na temperaturo staljene kovine v času, ko je ta vnesena v kalup. Pri tem je ključna razlika med temperaturo vlivanja in temperaturo, pri kateri se začne strjevanje (tališče za čisto kovino ali temperatura tekočine za zlitino). To temperaturno razliko včasih imenujemo "pregrevanje". Ta mora biti čim manjša, da se zagotovi zadostna napolnjenost kalupa, saj sta tako stopnja oksidacije kot topnost plinov v tekoči kovini odvisni od temperature.
- hitrost izlivanja: nanaša se na hitrost, s katero se staljena kovina vlije v kalup. Če je hitrost prenizka, obstaja nevarnost, da se bo kovina ohladila, preden popolnoma zapolni votlino. Če je hitrost vlivanja prevelika, lahko povzroči turbulenco in postane resen problem, ki lahko povzroči erozijo kalupnega peska ter ujame pline in žlindro v staljeno kovino.
- Turbulenca v toku: pojavi se, ko tekoča kovina pride v stik s stenami kalupa in je odvisna od hitrosti, viskoznosti tekoče kovine in geometrije polnilnega sistema. Pomembno je, da se izognete turbulentnemu toku, saj spodbuja večjo interakcijo med kovino in zrakom, kar povzroči nastanek kovinskih oksidov, ki se lahko ujamejo med strjevanjem, kar poslabša kakovost ulitka. Poleg tega lahko turbulentni tok povzroči čezmerno erozijo kalupa zaradi vpliva toka staljene kovine.
Kristalizacija
Za pridobitev a kristalna struktura v kovinah, je po ulitku potreben nadzorovan postopek hlajenja. Kristalna struktura v kovinah nastane, ko so atomi ali ioni organizirani na urejen in ponavljajoč se način v tridimenzionalni mreži, kar daje materialu nove in zelo zanimive lastnosti.
Ko se kovina tali, tekoče stanje kovine povzroči neurejenost njenih atomov, prekine njihove vezi in se prosto gibljejo. Po drugi strani pa, če se kovina ohladi, se ti atomi spet povežejo, vendar na neurejen način. Toda če je hlajenje nadzorovano, lahko atomi sprejmejo želeno kristalno strukturo. To se doseže z a enakomerno in zelo počasno ohlajanje.
Med ohlajanjem se oblikujejo majhne urejene skupine atomov, ki jih postopoma postaja vse več, kar povzroča rast kristala in širjenje kovine po strukturi. Vendar se lahko ta kristalna mreža spremeni po določenem delu, kot je laminiranje, kaljenje, popuščanje ali kovanje, in postopek rekristalizacije. To je v bistvu sestavljeno iz segrevanja kovine na temperaturo, pri kateri atomi prekinejo svoje vezi, in nato ponovnega ohlajanja, da dobimo enotno strukturo.
Obstajajo nekateri drugi postopki za proizvodnjo kristalov v kovinah, na primer tisti, ki uporabljajo metalurški prah, ki je stisnjen in podvržen procesu sintranja z nadzorovanim segrevanjem, tako da se praški zlijejo in tvorijo gosto kristalno strukturo, vendar je to bolj zapleteno ...
Katere kovine lahko stopim doma?
Odgovor na to vprašanje je: vse. Vse kovine lahko talite, če so vam na dosegu roke in niso nevarne ali prepovedane za prodajo, kot so radioaktivne kovine. Druga stvar, ki jo morate upoštevati, če želite vedeti, ali lahko talite kovino ali ne, je temperatura, ki jo doseže vaš indukcijski sistem ali pečica, saj boste glede na temperaturo taljenja kovin lahko stopili le nekatere izmed njih. Na primer:
- Galij (Ga) – 29,76 °C.
- Rubidij (Rb) – 39,31 °C
- Kalij (K) – 63,5°C
- Kositer (Sn) – 231,93°C
- Svinec (Pb) – 327,46 °C
- Cink (Zn) – 419,53 °C
- Aluminij (Al) – 660,32 °C
- Baker (Cu) – 1.984 °C
- Železo (Fe) – 1.535 °C
- Nikelj (Ni) – 1.455 °C
- Srebro (Ag) – 961,78 °C
- Zlato (Au) – 1.064 °C
- Platina (Pt) – 1.768 °C
- Titan (Ti) – 1668 ºC
Toliko o čistih kovinah, ampak tudi imamo zlitine ki jih lahko stopimo, kot:
- Nerjaveče jeklo: med 1,370°C in 1,480°C.
- Bronasta: v območju od 900°C do 1,000°C, odvisno od sestave.
- medenina: giblje med 900°C in 940°C, odvisno od deleža bakra in cinka.
- Nikelj-železo (invar): je približno 1,430 °C.
- Aluminijev bron: Na splošno je v območju 625-675 °C.
Povedati je treba, da bi način, na katerega se te kovine ohlajajo (počasi ali počasi), lahko spremenil njihovo notranjo strukturo, zaradi česar bi bile trše ali bolj krhke in celo doseči kristalizacijo njegove atomske strukture za pridobivanje pametnih kovin ...
Železne in neželezne kovine
Treba je dobro razlikovati med železnimi in neželeznimi kovinami, saj imajo različne lastnosti. Na eni strani imamo železna kovina:
- železo: To so tiste kovine, ki vsebujejo železo, kot so mehko železo, jeklo, nerjavno jeklo itd., in s tem do več sto znanih zlitin. Črna metalurgija predstavlja približno 90 % svetovne proizvodnje kovin. Železo je znano po svoji gostoti, trdnosti v kombinaciji z ogljikom, široki dostopnosti in enostavnosti rafiniranja, pa tudi po dovzetnosti za korozijo in magnetnih lastnostih. Ustvarjanje železovih zlitin z vključevanjem različnih elementov v določenih razmerjih omogoča oslabitev ali odpravo enega ali več teh lastnosti.
- neželezni: nanaša se na postopek taljenja katere koli kovine, ki ni železo ali ne vsebuje železa. Primeri teh kovin so svinec, baker, nikelj, kositer, cink in poleg tega kovine, ki veljajo za dragocene, kot so zlato, srebro in platina. Bistveno je razlikovati te postopke litja od železnih kovin, saj zahtevajo različne postopke in vire, specializirane glede na kovino, ki se obdeluje. Ponavadi so bolj reaktivni kot železovi materiali. Med celotnim postopkom so potrebni posebni filtri za odstranjevanje reaktivnih plinov, ki bi lahko poškodovali kovino, kot sta žlindra ali vodik, ki bi lahko ovirala čiščenje kovine. Poleg tega se sušilniki uporabljajo za ohranjanje koncentratov barvnih železov brez vlage, pri pripravi kalupov pa se uporabljajo posebni peski. Glede na uporabljene tehnike je princip litja barvnih kovin podoben kot pri litju železnih kovin, čeprav se uporabljajo nekatere specializirane tehnike polnjenja kalupov, kot je tlačno brizganje, ki zagotavlja pridobivanje delov veliko večjih dimenzij, natančne in bolj kakovostne površine .
recikliraj in zmagaj
Litje kovin doma je vznemirljiva dejavnost, ki lahko zagotovi, če se izvaja pravilno in varno priložnosti za zaslužek, bodisi s prodajo svojega nakita, kovinskih skulptur itd., bodisi z recikliranjem množice kovinskih predmetov in prodajo nastalih ingotov po teži. Tukaj je nekaj idej:
- dragulji: Lahko stopite nakit, ki ga ne potrebujete ali vam je všeč (ali druge predmete, za katere veste, da vsebujejo plemenite kovine), bodisi zlato ali srebro, da ustvarite unikaten kos in ga prodate po teži. Ne pozabite, da ima gram zlata precej pomembno ceno ...
- Oskrba z električno energijo: Številni električni in elektronski elementi, na primer kabli, vsebujejo velike količine bakra. Če imate staro napeljavo, poškodovane motorje z bakrenimi navitji itd., lahko dobite to iskano kovino.
- Pločevinke: Aluminijaste pločevinke, ki se uporabljajo za pijače, je mogoče stopiti in nastali aluminij nato prodati, kar je način za ustvarjanje dobička od nečesa, kar zavržete. Nekaj podobnega se lahko zgodi s pločevinkami, ki se uporabljajo za številne konzerve, čeprav je ta druga zlitina cenejša od aluminija.
- drugi: ne glede na to, ali gre za kose tramov, profilov, palic, odpadkov, kosov z odpada, starih predmetov itd., odvisno od vrste kovine, jih je mogoče tudi pretopiti, da jih recikliramo in pridobimo druge oblike ali jih prodamo po teži na neki točki specializirani.
Druge ideje za narediti
Seveda lahko tudi, če želite pobegniti od zgolj recikliranja in prodaje kovine po teži narediti veliko več:
- Kosi: ponuja livarske storitve za izdelavo nadomestnih delov ali obnovo kovinskih komponent za ljudi, ki obnavljajo starinske avtomobile, motorna kolesa ali kovinsko pohištvo.
- Umetniški in dekorativni odlitki: Ustvarite okrasne predmete za dom, kot so kljuke za vrata, gumbi za pohištvo ali kovinske svetilke po meri.
- Pokali in nagrade: Oskrbite lokalne športne dogodke, tekmovanja ali podelitve nagrad s kovinskimi pokali in nagradami po meri.
- Strukture: Stopite kovino, da ustvarite nenavadne ali težko prodajne strukture ali morda dele za popravila delov, ki se ne izdelujejo več.
- Nakit- Žlahtne in plemenite kovine lahko stopite, da ustvarite svoj osebni nakit in postanete modni oblikovalec.
Varnostni ukrepi za taljenje kovin
Litje kovin je dejavnost, ki vključuje precejšnja tveganja, zato je nujno upoštevati ustrezne varnostne ukrepe za zaščito vašega zdravja in dobrega počutja. Spodaj je nekaj ključnih varnostnih ukrepov, ki jih morate upoštevati pri ulivanju kovine:
- Osebna zaščitna oprema: Vedno nosite osebno zaščitno opremo, vključno z zaščitnimi očali, ustreznimi škornji, toplotno odpornimi rokavicami, ognjevarnimi predpasniki in v nekaterih primerih trdimi klobuki in zaščito za oči. Morda boste potrebovali tudi masko, saj lahko v nekaterih primerih nastanejo strupeni plini, ki jih ne smete vdihavati.
- Varno delovno območje: Vzpostavite dobro prezračevano, namensko delovno območje za litje kovin, po možnosti v delavnici ali garaži. Prepričajte se, da ni vnetljivih predmetov in da so pri roki ustrezni gasilni aparati. Tudi, če ima območje nizko vlažnost, je veliko bolje, saj lahko prisotnost vode v okolju povzroči nekaj težav v procesu.
- Ustrezno prezračevanje: Domače taljenje kovin lahko pri taljenju nekaterih predmetov sprošča strupene hlape in hlape. Uporabite ustrezen prezračevalni sistem, kot je odvod dima, ali delajte na prostem, da preprečite vdihavanje teh nevarnih kemikalij.
- Nadzor požara: Blizu svojega delovnega območja hranite gasilni aparat s suhimi kemikalijami, namenjen za požare tipa D (vnetljive kovine). Pri roki imejte tudi vedro peska ali požarno odejo. Nikoli ne uporabljajte vode za kovine, ki imajo zelo visoke temperature, saj lahko to povzroči večjo nesrečo.
- Oprema za varno litje: uporablja peči ali opremo za taljenje, posebej zasnovano za to nalogo. Redno pregledujte opremo, da se prepričate, da ne pušča plina ali da prihaja do električnih težav.
- Pravilno ravnanje s kovinami: S staljenimi kovinami ravnajte previdno in z uporabo ustreznih pincet ali orodij. Izogibajte se stiku, pljuskom itd. Med postopkom vedno držite hišne ljubljenčke in otroke proč, da preprečite nesreče.
- Prva pomoč: V bližini svojega delovnega mesta vedno imejte pri roki komplet prve pomoči in ga morate znati uporabljati. Opekline so pogosto tveganje, zato morate vedeti, kako jih pravilno zdraviti. In če so resne opekline, pojdite nujno na urgenco.
- Usposabljanje in izkušnje: Preden začnete ulivati kovino, se učite in pridobite izkušnje. Spoznajte vrste kovin in njihova tališča, pa tudi varne tehnike litja, kaj smete in česa ne smete početi itd. Seznanite se s kemikalijami, vključenimi v ulivanje kovin, in s tem povezanimi tveganji. Prepričajte se, da poznate posebne varnostne ukrepe za vsako vrsto kovine.
Ne pozabite, da je litje kovin dejavnost, ki zahteva znanje in izkušnje, zato je pomembno, da se učite iz zanesljivih virov in ste vedno pozorni na varnost.
Ali lahko ustvarjam zlitine?
Odgovor na to drugo vprašanje je pritrdilen.. Ustvarite lahko lastne zlitine, če so med kovinami, ki jih je mogoče med seboj legirati, saj jih ni mogoče mešati. Zato bi morali vedeti, kakšne so možnosti, preden nadaljujete z mešanjem kovin brez rime ali razloga.
Skoraj vse kovine je mogoče legirati, to je kombinirati z drugimi kovinami ali elementi, da ustvarimo zlitine s posebnimi in novimi lastnostmi. The najbolj ugodne kovine k zlitinam so:
- Železo (Fe): Je osnovna kovina za številne zlitine, kot je jeklo, ki je zlitina železa in ogljika. Jeklo se zaradi svoje trdnosti in vzdržljivosti pogosto uporablja v industriji in gradbeništvu.
- Aluminij (Al): Aluminij je legiran z drugimi kovinami, kot so baker, silicij, cink in magnezij, da nastanejo zlitine, ki so lahke in odporne proti koroziji. Primeri so aluminijeve zlitine, ki se uporabljajo v vesoljski in avtomobilski industriji.
- Baker (Cu): Uporablja se v različnih zlitinah, vključno z bronom (baker in kositer) in medenino (baker in cink). Te zlitine so znane po svoji trdnosti, električni prevodnosti in estetskih lastnostih.
- Nikelj (Ni): Kombinira se z drugimi kovinami, kot sta železo ali krom, da ustvari zlitine, odporne proti koroziji, kot sta nerjavno jeklo in monel.
- Titan (Ti): Zaradi visoke trdnosti in nizke gostote se uporablja v zlitinah v vesoljski in medicinski industriji. Najpogostejša zlitina je Ti-6Al-4V (titan-6% aluminij-4% vanadij).
- Svinec (Pb): Zaradi svoje visoke gostote se uporablja v zlitinah, kot je svinec-kositer, za spajkanje in izravnavanje.
- Cink (Zn): Kombinira se z drugimi kovinami za ustvarjanje zlitin, kot sta medenina in zamak. Medenina se pogosto uporablja pri izdelavi glasbil in dekoracij, zamak pa pri ulitkih.
- Kositer (Sn): Uporablja se pri varjenju zlitin in pri izdelavi predmetov, kot so kuhinjski pripomočki in embalaža.
- Srebro (Ag): Kombinira se z drugimi kovinami, kot je baker, da ustvari zlitine, kot je srebro šterling, ki se uporablja pri izdelavi nakita.
- Zlato (Au): Kombinira se z drugimi kovinami za ustvarjanje zlitin, ki se uporabljajo pri izdelavi nakita, kot je 18K zlato (Au-75%, Cu-25%) itd.
To je le nekaj primerov, obstaja pa še veliko drugih zlitin, ki se uporabljajo v različnih industrijskih aplikacijah, od letalstva do gradbeništva in elektronike. Zlitine omogočajo prilagoditev lastnosti kovin, da ustrezajo posebnim potrebam v številnih panogah.