У світі, який керується тенденціями та креативністю виробника, маючи a лиття металу в домашніх умовах Це стало цікаво для ентузіастів виробництва та рукоділля або для відкриття домашнього бізнесу. Цей захоплюючий процес дає можливість формувати та давати життя широкому спектру металевих предметів, від унікальних декоративних елементів до функціональних компонентів двигунів, конструкцій тощо.
У цій статті ми побачимо все, що вам потрібно знати, щоб мати ливарний цех вдома, а також порадимо деякі повинні бути продукти для цього, і ви можете зануритися в захоплюючий світ DIY з металами...
Рекомендована продукція
Щоб мати можливість розпочати безпечно плавити метали вдома Щоб мати можливість створювати речі як професіонали, вам знадобляться такі продукти:
тигель з карбіду графіту
Форма для розплавленого металу
Бентонітовий порошок для створення індивідуальних піщаних форм для заливання розплавленого металу
Піч для плавлення металу
Безполум'яний індукційний нагрівач
сталева ковадло
Кування
Ковальський молоток
Терморукавички
Ливарні кліщі
Верхній теплозахисний екран
Вогнезахисний одяг
Вогнегасник
Протигаз маска
Аптечка
Інші ковальські інструменти
Інші ювелірні інструменти
Що таке ливарний цех металу?
Una металеве лиття відноситься до промислового або кустарного процесу, під час якого метал розплавляють і заливають у форму для формування певної частини. Під час цього процесу метал, отриманий безпосередньо з мінералу або з попередньо виготовлених металевих частин, піддається високій температурі, щоб досягти точки плавлення металу або сплаву.
Розтанувши, вилити у форму який був попередньо розроблений для створення певної форми та розміру. Після того, як метал охолоне і затвердіє в прес-формі, виходить шматок металу бажаної форми, чи то для створення ювелірного виробу з дорогоцінних металів, для механічних чи конструкційних частин із спеціальною формою, чи для створення злитків і їх продажу.
Цей процес є важливим у виробництві та розвивався протягом історії, використовуючи різні методи та технології. Але подумайте, якщо тисячі років тому ви могли виплавляти метал за допомогою елементарних і примітивних методів, то за допомогою сучасних технологій ви можете робити це вдома швидко, безпечно та ефективно...
Етапи
Процес лиття, як у промисловості, так і вдома, складається з серії фундаментальні етапи, як:
- По-перше, метал, який потрібно розплавити, отримують або з чистого мінералу, або з інших частин цього металу, які ми хочемо повторно використати або переробити, тощо.
- Цей метал вводять у тигель, який нагрівається в печах або за допомогою індукції, таким чином розплавляючи метал, коли він досягає точки плавлення.
- Метал передається в рідкому стані в спеціальну форму.
- Процес затвердіння або охолодження новоутвореного об'єкта.
- Етап огляду кінцевого виробу, подальша обробка поверхні (фарбування, різьблення, довбання, зварювання,...).
Очевидно, коли метал отримують безпосередньо з руди, для створення i потрібно додати деякі додаткові речовинидомішки видаляються шлаком, хоча це не обов'язково, якщо ви робите його з уже чистого металу.
спорожнений
Хоча лиття металу Це може здатися легким, ви повинні мати на увазі кілька речей. І як тільки ви нагрієте матеріал і досягнете оптимальної температури, метал готовий до заливання в рідкій формі у форму. Але цей потік через ливарну систему та порожнину є вирішальним етапом у процесі лиття. Щоб цей крок був успішним, важливо, щоб метал протікав незатверділим через усі ділянки форми перед затвердінням, майте на увазі, що не всі форми мають просту форму.
Впливні фактори в процес спорожнення включають:
- Температура заливки: Це стосується температури розплавленого металу під час його введення у форму. Вирішальна різниця тут між температурою заливки та температурою, при якій починається затвердіння (точка плавлення для чистого металу або температура рідини для сплаву). Цю різницю температур іноді називають «перегрівом». Це повинно бути якомога менше, щоб забезпечити належне заповнення форми, оскільки як швидкість окислення, так і розчинність газів у рідкому металі залежать від температури.
- швидкість заливки: означає швидкість, з якою розплавлений метал заливається у форму. Якщо швидкість надто повільна, існує ризик того, що метал охолоне до того, як повністю заповнить порожнину. Якщо швидкість заливки є надмірною, це може створити турбулентність і стати серйозною проблемою, яка може спричинити ерозію формового піску та затримати гази та шлак у розплавленому металі.
- Турбулентність в потоці: виникає, коли рідкий метал вступає в контакт зі стінками форми і залежить від швидкості, в'язкості рідкого металу та геометрії системи заповнення. Важливо уникати турбулентного потоку, оскільки він сприяє більшій взаємодії між металом і повітрям, що призводить до утворення оксидів металу, які можуть потрапити в пастку під час затвердіння, що погіршує якість виливка. Крім того, турбулентний потік може спричинити надмірну ерозію форми через вплив потоку розплавленого металу.
Кристалізація
Щоб отримати кристалічна структура металівпісля лиття потрібен контрольований процес охолодження. Кристалічна структура в металах формується, коли атоми або іони організовуються впорядкованим і повторюваним чином у тривимірну мережу, що надає матеріалу його нових і дуже цікавих властивостей.
Коли метал плавиться, рідкий стан металу викликає невпорядкованість його атомів, розрив їх зв’язків і вільний рух. З іншого боку, якщо метал охолоджується, ці атоми знову зв’язуються, але невпорядковано. Але якщо охолодження контролюється, атоми можуть прийняти бажану кристалічну структуру. Це досягається за допомогою a рівномірне і дуже повільне охолодження.
Під час охолодження утворюються невеликі впорядковані групи атомів, і поступово їх стає все більше і більше, викликаючи зростання кристала і поширюючи метал по всій структурі. Однак ця кристалічна мережа може бути змінена після певної роботи, такої як ламінування, загартування, гарт або кування, і процес рекристалізації. Це в основному складається з нагрівання металу до температури, при якій атоми розривають свої зв’язки, а потім знову його охолодження для отримання однорідної структури.
Існують деякі інші процеси для отримання кристалів у металах, наприклад ті, у яких використовується металургійний порошок, який ущільнюється та піддається процесу спікання з контрольованим нагріванням, щоб порошки зливалися й утворювали щільну кристалічну структуру, але це складніше...
Які метали можна розплавити вдома?
Відповідь на це запитання: все. Усі метали можна розплавити, якщо вони знаходяться в межах вашої досяжності, не є небезпечними чи забороненими для продажу, як, наприклад, радіоактивні метали. Інша річ, яку вам слід враховувати, щоб знати, чи можете ви розплавити метал, — це температура, яку досягає ваша індукційна система чи духовка, оскільки залежно від температури плавлення металів ви зможете розплавити лише деякі з них. Наприклад:
- Галій (Ga) – 29,76 °C.
- Рубідій (Rb) – 39,31 °C
- Калій (K) – 63,5 °C
- Олово (Sn) – 231,93°C
- Свинець (Pb) – 327,46 °C
- Цинк (Zn) – 419,53 °C
- Алюміній (Al) – 660,32 °C
- Мідь (Cu) – 1.984 °C
- Залізо (Fe) – 1.535 °C
- Нікель (Ni) – 1.455 °C
- Срібло (Ag) – 961,78 °C
- Золото (Au) – 1.064 °C
- Платина (Pt) – 1.768 °C
- Титан (Ti) – 1668 ºC
Стільки про чисті метали, але ми також маємо сплави які ми можемо розплавити, наприклад:
- Нержавіюча сталь: між 1,370°C і 1,480°C.
- Бронза: в діапазоні від 900°C до 1,000°C, залежно від складу.
- Латунь: коливається від 900°C до 940°C, залежно від частки міді та цинку.
- Нікель-залізо (інвар): становить приблизно 1,430°C.
- Алюмінієва бронза: Зазвичай вона знаходиться в діапазоні 625-675°C.
Треба сказати, що спосіб, у який ці метали охолоджуються (повільно або повільно), може змінити їх внутрішню структуру, зробивши їх більш твердими або крихкими, і навіть досягти кристалізації його атомної структури для отримання розумних металів...
Чорні та кольорові метали
Необхідно добре розрізняти чорні і кольорові метали, оскільки вони мають різні характеристики. З одного боку ми маємо чорний метал:
- Чорні: Це ті метали, які містять залізо, наприклад, м’який чавун, сталь, нержавіюча сталь тощо, а отже, сотні відомих сплавів. На чорну металургію припадає приблизно 90% світового виробництва металу. Залізо відоме своєю щільністю, міцністю в поєднанні з вуглецем, широкою доступністю та легкістю очищення, а також сприйнятливістю до корозії та магнітними властивостями. Створення сплавів заліза шляхом включення різних елементів у певних пропорціях дозволяє послабити або усунути одну або більше цих властивостей.
- кольорові метали: відноситься до процесу плавлення будь-якого металу, який не є залізом або не містить заліза. Прикладами цих металів є свинець, мідь, нікель, олово, цинк і, крім того, метали, які вважаються дорогоцінними, такі як золото, срібло та платина. Важливо відрізняти ці процеси лиття від чорних металів, оскільки вони вимагають різних процедур і ресурсів, спеціалізованих залежно від металу, що обробляється. Вони, як правило, більш реактивні, ніж чорні матеріали. Протягом усього процесу потрібні спеціальні фільтри для видалення реактивних газів, які можуть пошкодити метал, наприклад шлаку або водню, які можуть перешкоджати очищенню металу. Крім того, використовуються сушарки для утримання концентратів кольорових металів від вологи, а для підготовки форм використовуються спеціальні піски. З точки зору використовуваних технологій, принцип лиття кольорових металів подібний до принципу лиття чорних металів, хоча застосовуються деякі спеціалізовані методи заповнення форм, такі як інжекція під тиском, що гарантує отримання деталей набагато більших розмірів. точні та якісніші поверхні .
Переробляйте та заробляйте
Лиття металу в домашніх умовах - це захоплююче заняття, яке при правильному і безпечному виконанні може забезпечити можливості заробити гроші, продаючи свої коштовності, металеві скульптури тощо, або переробляючи безліч металевих предметів і продаючи отримані злитки на вагу. Ось кілька ідей:
- Коштовності: Ви можете переплавити ювелірні вироби, які вам не потрібні або не подобаються (або інші предмети, які, як вам відомо, містять дорогоцінні метали), золото чи срібло, щоб створити унікальний виріб і продати його на вагу. Майте на увазі, що грам золота має досить важливу ціну...
- Електрика: багато електричних та електронних елементів, як-от кабелі, містять велику кількість міді. Якщо у вас є стара проводка, пошкоджені двигуни з мідними обмотками тощо, ви можете отримати цей затребуваний метал.
- Банки: Алюмінієві банки, які використовуються для напоїв, можна розплавити, а отриманий алюміній потім продати. Це спосіб отримати прибуток від того, що викидається. Щось подібне може статися з жерстяними банками, які використовуються для багатьох консервів, хоча цей інший сплав дешевший за алюміній.
- інші: будь то шматки бруса, профілі, стрижні, металобрухт, шматки зі сміттєзвалища, старі предмети тощо, залежно від типу металу, їх також можна розплавити, щоб переробити та отримати інші форми або продати вони за вагою в певний момент спеціалізувалися.
Інші ідеї
Звичайно, якщо ви хочете відійти від простої переробки та продажу металу на вагу, ви також можете зробити набагато більше:
- Штук: пропонує ливарні послуги зі створення запасних частин або відновлення металевих компонентів для людей, які реставрують антикварні автомобілі, мотоцикли чи металеві меблі.
- Художнє та декоративне лиття: Створюйте декоративні предмети для дому, такі як дверні ручки, меблеві ручки або нестандартні металеві лампи.
- Трофеї та призи: Забезпечте місцеві спортивні заходи, змагання чи шоу нагород металевими трофеями та нагородами на замовлення.
- Структури: Розплавляйте метал, щоб створювати незвичайні або непрості конструкції, або, можливо, деталі для ремонту деталей, які більше не виробляються.
- Ювелірні вироби- Ви можете розплавити благородні та дорогоцінні метали, щоб створити власні персоналізовані прикраси та стати модельєром.
Заходи безпеки при плавленні металу
Лиття металу – це діяльність, яка пов’язана зі значними ризиками, тому важливо дотримуватися відповідних заходів безпеки, щоб захистити своє здоров’я та благополуччя. Нижче наведено деякі основні заходи безпеки, яких слід дотримуватися під час лиття металу:
- Засоби індивідуального захисту: Завжди надягайте засоби індивідуального захисту, включаючи захисні окуляри, відповідні черевики, термостійкі рукавички, вогнестійкі фартухи та, в деяких випадках, каски та засоби захисту очей. Вам також може знадобитися маска, оскільки в деяких випадках можуть утворюватися токсичні гази, які не слід вдихати.
- Безпечна робоча зона: Встановіть добре провітрюване спеціальне робоче місце для лиття металу, бажано в майстерні або гаражі. Переконайтеся, що в ньому немає легкозаймистих предметів і що під рукою є відповідні вогнегасники. Крім того, набагато краще, якщо в приміщенні низька вологість, оскільки наявність води в навколишньому середовищі може спричинити певні проблеми в процесі.
- Адекватна вентиляція: Виплавка металу в домашніх умовах може виділяти токсичні пари та випаровування під час плавлення певних предметів. Щоб уникнути вдихання цих небезпечних хімікатів, використовуйте відповідну систему вентиляції, наприклад димосос, або працюйте на відкритому повітрі.
- Контроль пожежі: Тримайте сухий хімічний вогнегасник, призначений для пожеж типу D (займистий метал), поблизу робочої зони. Також майте під рукою відро з піском або протипожежну ковдру. Ніколи не використовуйте воду для металів, які мають дуже високу температуру, оскільки це може спричинити серйозну аварію.
- Обладнання для безпечного лиття: використовує печі або плавильне обладнання, спеціально розроблене для цього завдання. Регулярно перевіряйте обладнання, щоб переконатися у відсутності витоків газу чи проблем з електрикою.
- Правильне поводження з металами: Обережно поводьтеся з розплавленими металами, використовуючи відповідні пінцети або інструменти. Уникайте контакту, бризок тощо та завжди тримайте домашніх тварин і дітей подалі під час процесу, щоб уникнути нещасних випадків.
- Перша допомога: Ви повинні завжди мати під рукою аптечку поблизу робочого місця та знати, як нею користуватися. Опіки – поширена небезпека, тому ви повинні знати, як їх правильно лікувати. І якщо це серйозні опіки, терміново вирушайте до травмпункту.
- Навчання та досвід: Перш ніж почати лити метал, пройдіть навчання та наберіться досвіду. Дізнайтеся про типи металів і їх температури плавлення, а також про безпечні методи лиття, що можна, а що не можна робити тощо. Ознайомтеся з хімічними речовинами, використовуваними для лиття металу, і пов’язаними з ними ризиками. Переконайтеся, що ви знаєте конкретні заходи безпеки для кожного типу металу.
Пам’ятайте, що лиття металу – це діяльність, яка вимагає знань і досвіду, тому важливо отримувати інформацію з надійних джерел і завжди бути пильним щодо безпеки.
Чи можна створювати сплави?
Відповідь на це інше питання - так.. Ви можете створювати власні сплави, якщо вони знаходяться між металами, які можна сплавляти один з одним, оскільки є деякі, які не можна змішувати. Тому ви повинні знати, які є можливості, перш ніж продовжувати змішувати метали без рими чи причини.
Практично майже всі метали можна легувати, тобто поєднувати з іншими металами або елементами для створення сплавів зі специфічними та новими властивостями. The найвигідніші метали до сплавів відносяться:
- Залізо (Fe): Це основний метал для багатьох сплавів, таких як сталь, яка є сплавом заліза та вуглецю. Сталь широко використовується в промисловості та будівництві завдяки своїй міцності та довговічності.
- Алюміній (Al): Алюміній сплавляють з іншими металами, такими як мідь, кремній, цинк і магній, щоб створити сплави, які є легкими та стійкими до корозії. Прикладом є алюмінієві сплави, що використовуються в аерокосмічній та автомобільній промисловості.
- Мідь (Cu): Він використовується в різних сплавах, включаючи бронзу (мідь і олово) і латунь (мідь і цинк). Ці сплави відомі своєю міцністю, електропровідністю та естетичними характеристиками.
- Нікель (Ni): Він поєднується з іншими металами, такими як залізо або хром, для створення корозійностійких сплавів, таких як нержавіюча сталь і монель.
- Титан (Ti): Його використовують у сплавах в аерокосмічній та медичній промисловості завдяки високій міцності та низькій щільності. Найбільш поширений сплав Ti-6Al-4V (Титан-6% Алюміній-4% Ванадій).
- Свинець (Pb): Його використовують у сплавах, таких як свинець-олово, для паяння та врівноваження через його високу щільність.
- Цинк (Zn): Він поєднується з іншими металами для створення сплавів, таких як латунь і замак. Латунь широко використовується для виготовлення музичних інструментів і декорацій, а замак — для литва.
- Олово (Sn): Він використовується для зварювання сплавів і у виробництві таких предметів, як кухонне начиння та упаковка.
- Срібло (Ag): Він поєднується з іншими металами, такими як мідь, для створення сплавів, таких як стерлінгове срібло, яке використовується у виготовленні ювелірних виробів.
- Золото (Au): Він поєднується з іншими металами для створення сплавів, які використовуються у виробництві ювелірних виробів, наприклад 18-каратного золота (Au-75%, Cu-25%) тощо.
Це лише кілька прикладів, і є багато інших сплавів, які використовуються в різних промислових застосуваннях, від аерокосмічної промисловості до будівництва та електроніки. Сплави дозволяють регулювати властивості металів відповідно до конкретних потреб у різноманітних галузях промисловості.