Maailmassa, jota ohjaavat valmistajatrendi ja luovuus, jolla on a metallin valu kotona Siitä on tullut mielenkiintoista valmistus- ja askarteluharrastajille tai kotiyrityksen perustamiselle. Tämä kiehtova prosessi tarjoaa mahdollisuuden muovata ja antaa elämän monenlaisille metalliesineille ainutlaatuisista koriste-osista moottoreiden, rakenteiden jne. toiminnallisiin osiin.
Tässä artikkelissa aiomme nähdä kaiken, mitä sinun tulee tietää metallivalimon pitämiseksi kotona, sen lisäksi, että suosittelemme joitain pitää olla tuotteita sitä varten, jotta voit uppoutua siihen jännittävä tee-se-itse-maailma metallien kanssa...
Tuotteen suositukset
Voit aloittaa sulattaa metallit turvallisesti kotona Jotta voit luoda asioita kuten ammattilainen, tarvitset seuraavat tuotteet:
grafiittikarbidiupokas
Muotti sulalle metallille
Bentoniittijauhetta mukautettujen hiekkamuottien luomiseen sulan metallin kaatamiseen
Metallin sulatusuuni
Liekitön induktiolämmitin
teräksinen alasin
taonta
Sepän vasara
Lämpökäsineet
Valimopihdit
Ylempi lämpösuoja
Tuotteita ei löytynyt.
Paloa hidastavat vaatteet
Palosammutin
Antikaasunaamari
Ensiapupakkaus
Muut sepän työkalut
Muut korutyökalut
Mikä on metallivalimo?
Una metallin valu Termi "teollinen tai käsiteollinen" prosessi, jossa metalli sulatetaan ja kaadetaan muottiin tietyn kappaleen muotoilemiseksi. Tämän prosessin aikana suoraan mineraalista tai aikaisemmin valmistetuista metallikappaleista tuleva metalli altistetaan korkealle lämpötilalle metallin tai lejeeringin sulamispisteen saavuttamiseksi.
Kun on sulanut, kaada muottiin joka on valmiiksi suunniteltu luomaan tietty muoto ja koko. Kun metalli jäähtyy ja jähmettyy muotissa, saadaan halutun muotoinen metallipala, joko luodaan jalometallista koruesine, muotoiltuja mekaanisia tai rakenteellisia osia tai luodaan harkot ja myydään ne.
Tämä prosessi on välttämätön valmistuksessa ja on kehittynyt kautta historian, käyttämällä erilaisia menetelmiä ja tekniikoita. Mutta ajattele, jos tuhansia vuosia sitten pystyit sulattamaan metallia alkeellisilla ja alkeellisilla menetelmillä, voit nykytekniikalla tehdä sen kotona nopeasti, turvallisesti ja tehokkaasti...
Vaiheet
Valuprosessi, joko teollisuudessa tai kotona, koostuu sarjasta perusvaiheet, kuten:
- Ensin sulatettava metalli saadaan joko puhtaasta mineraalista, muista tämän metallin osista, joita haluamme käyttää uudelleen tai kierrättää jne.
- Tämä metalli viedään upokkaaseen, jossa lämpöä johdetaan uuneissa tai induktiolla, jolloin metalli sulaa sen saavuttaessa sulamispisteen.
- Metalli siirretään nestemäisessä tilassaan tiettyyn muottiin.
- Vastamuodostetun esineen kovetus- tai jäähdytysprosessi.
- Lopputuotteen tarkistusvaihe, myöhemmät pintakäsittelyt (maalattu, veistämällä, vasaralla, hitsauksella,...).
On selvää, että kun metalli saadaan suoraan malmista, on lisättävä joitain ylimääräisiä aineita ikuona poistaa epäpuhtaudet, vaikka tämä ei ole välttämätöntä, jos teet sen jo puhtaasta metallista.
tyhjennetty
Vaikka metallin valu Se voi tuntua helpolta, sinun on pidettävä mielessä useita asioita. Ja kun lämmität materiaalin ja saavutat optimaalisen lämpötilan, metalli on valmis kaadettavaksi nestemäisessä muodossaan muottiin. Mutta tämä virtaus valujärjestelmän ja ontelon läpi on ratkaiseva vaihe valuprosessissa. Tämän vaiheen onnistumisen kannalta on olennaista, että metalli virtaa jähmettyneenä kaikkien muotin alueiden läpi ennen kovettumista. Muista, että kaikki muotit eivät ole yksinkertaisia muotoja.
Vaikuttavat tekijät tyhjennysprosessiin kuuluvat:
- Kaatolämpötila: Se viittaa sulan metallin lämpötilaan, kun se syötetään muottiin. Ratkaiseva ero on tässä kaatolämpötilan ja lämpötilan välillä, jossa jähmettyminen alkaa (puhtaan metallin sulamispiste tai lejeeringin nesteen lämpötila). Tätä lämpötilaeroa kutsutaan joskus "ylikuumenemiseksi". Tämän tulee olla mahdollisimman pieni muotin riittävän täytön varmistamiseksi, koska sekä hapettumisnopeus että kaasujen liukoisuus nestemäiseen metalliin riippuvat lämpötilasta.
- kaatonopeus: viittaa nopeuteen, jolla sula metalli kaadetaan muottiin. Jos nopeus on liian hidas, on olemassa vaara, että metalli jäähtyy ennen kuin onkalo täyttyy kokonaan. Jos kaatonopeus on liian suuri, se voi aiheuttaa turbulenssia ja muodostua vakavaksi ongelmaksi, joka voi aiheuttaa muottihiekan eroosion ja sulkea sulaan metalliin kaasuja ja kuonaa.
- Turbulenssi virtauksessa: tapahtuu, kun nestemäinen metalli joutuu kosketuksiin muotin seinämien kanssa ja riippuu nestemäisen metallin nopeudesta, viskositeetista ja täyttöjärjestelmän geometriasta. On tärkeää välttää pyörteistä virtausta, koska se edistää metallin ja ilman välistä suurempaa vuorovaikutusta, jolloin muodostuu metallioksideja, jotka voivat jäädä loukkuun jähmettymisen aikana, mikä heikentää valun laatua. Lisäksi turbulenttinen virtaus voi aiheuttaa liiallista homeeroosiota sulan metallin virtauksen vaikutuksesta.
Kiteytys
Saat a metallien kristallirakenne, hallittua jäähdytysprosessia tarvitaan valun jälkeen. Metallien kiderakenne muodostuu, kun atomit tai ionit järjestäytyvät järjestyksessä ja toistuvasti kolmiulotteiseksi verkostoksi, mikä antaa materiaalille sen uudet ja erittäin mielenkiintoiset ominaisuudet.
Kun metalli sulaa, metallin nestemäinen tila aiheuttaa sen atomien epäjärjestystä, katkaisee niiden sidokset ja liikkuu vapaasti. Toisaalta, jos metalli jäähtyy, nämä atomit sitoutuvat uudelleen, mutta epäjärjestyneellä tavalla. Mutta jos jäähdytystä ohjataan, atomit voidaan saada omaksumaan haluttu kiderakenne. Tämä saavutetaan a tasainen ja erittäin hidas jäähdytys.
Jäähtymisen aikana muodostuu pieniä järjestettyjä atomiryhmiä, jotka pikkuhiljaa lisääntyvät ja saavat aikaan kiteen kasvua ja levittävät metallia koko rakenteeseen. Tätä kiteistä verkkoa voidaan kuitenkin muuttaa joidenkin töiden, kuten laminoinnin, karkaisun, karkaisun tai takomisen jälkeen, ja uudelleenkiteytysprosessi. Tämä koostuu pohjimmiltaan metallin kuumentamisesta lämpötilaan, jossa atomit rikkovat sidoksensa, ja sitten sen jäähdyttämisestä uudelleen yhtenäisen rakenteen saamiseksi.
On olemassa joitain muita prosesseja metallien kiteiden valmistamiseksi, kuten ne, joissa käytetään metallurgista jauhetta, joka tiivistetään ja altistetaan sintrausprosessille kontrolloidulla kuumennuksella, jotta jauheet sulautuvat yhteen ja muodostavat tiheän kiderakenteen, mutta tämä on monimutkaisempaa...
Mitä metalleja voin sulattaa kotona?
Vastaus tähän kysymykseen on: kaikki. Kaikki metallit voidaan sulattaa, kunhan ne ovat ulottuvillasi, eivätkä ne ole vaarallisia tai kiellettyjä myyntiin, kuten radioaktiiviset metallit. Toinen asia, jota sinun tulee harkita saadaksesi tietää, voitko sulattaa metallia, on induktiojärjestelmäsi tai uunisi saavuttama lämpötila, koska metallien sulamislämpötilasta riippuen pystyt sulattamaan vain osan niistä. Esimerkiksi:
- Gallium (Ga) – 29,76 °C.
- Rubidium (Rb) – 39,31 °C
- Kalium (K) – 63,5 °C
- Tina (Sn) – 231,93 °C
- Lyijy (Pb) – 327,46 °C
- Sinkki (Zn) – 419,53 °C
- Alumiini (Al) – 660,32 °C
- Kupari (Cu) – 1.984 XNUMX °C
- Rauta (Fe) – 1.535 °C
- Nikkeli (Ni) – 1.455 °C
- Hopea (Ag) – 961,78 °C
- Kulta (Au) – 1.064 XNUMX °C
- Platina (Pt) – 1.768 XNUMX °C
- Titaani (Ti) – 1668 ºC
Niin paljon puhtaista metalleista, mutta meillä on myös seokset jonka voimme sulattaa, kuten:
- Ruostumaton teräs: välillä 1,370 1,480 °C - XNUMX XNUMX °C.
- Pronssi: alueella 900 - 1,000 XNUMX °C koostumuksesta riippuen.
- Messinki: vaihtelee välillä 900°C ja 940°C kuparin ja sinkin suhteesta riippuen.
- Nikkeli-rauta (Invar): on noin 1,430 XNUMX °C.
- Alumiinipronssi: Se on yleensä välillä 625-675 °C.
On sanottava, että tapa, jolla näitä metalleja jäähdytetään (hitaasti tai hitaasti), saattaa muuttaa niiden sisäistä rakennetta tehden niistä kovempia tai hauraampia ja jopa saavuttaa kiteytys sen atomirakenteesta älykkäiden metallien saamiseksi…
Rautametallit ja ei-rautametallit
On välttämätöntä erottaa hyvin rautapitoiset ja ei-rautametallit, koska niillä on erilaiset ominaisuudet. Toisaalta meillä on rautametalli:
- Rauta: Ne ovat rautaa sisältäviä metalleja, kuten pehmeä rauta, teräs, ruostumaton teräs jne. ja siten jopa satoja tunnettuja metalliseoksia. Rautametallurgian osuus maailman metallituotannosta on noin 90 prosenttia. Rauta tunnetaan tiheydestä, lujuudestaan yhdistettynä hiileen, laajasta saatavuudestaan ja jalostuksen helppoudesta sekä korroosioherkkyydestään ja magneettisista ominaisuuksistaan. Rautaseosten luominen sisällyttämällä eri elementtejä tietyissä suhteissa mahdollistaa yhden tai useamman näistä ominaisuuksista vaimentamisen tai poistamisen.
- ei-rautametalliset: viittaa minkä tahansa metallin sulatusprosessiin, joka ei ole rautaa tai ei sisällä rautaa. Esimerkkejä näistä metalleista ovat lyijy, kupari, nikkeli, tina, sinkki ja lisäksi jalometallit, kuten kulta, hopea ja platina. On tärkeää erottaa nämä valuprosessit rautametaleista, koska ne vaativat erilaisia menetelmiä ja resursseja, jotka ovat erikoistuneet työstettävän metallin mukaan. Ne ovat yleensä reaktiivisempia kuin rautapitoiset materiaalit. Prosessin aikana tarvitaan erityisiä suodattimia metallia vahingoittavien reaktiivisten kaasujen, kuten kuonan tai vedyn, poistamiseksi, jotka voivat estää metallin puhdistamisen. Lisäksi käytetään kuivaimia pitämään ei-rautapitoiset rikasteet puhtaina kosteudesta ja muottien valmistuksessa käytetään erikoishiekkaa. Käytettyjen tekniikoiden osalta ei-rautametallien valuperiaate on samanlainen kuin rautametallien, vaikka käytetäänkin joitakin erikoistuneita muotin täyttötekniikoita, kuten paineruiskutusta, joka takaa paljon suurempien osien saamisen. Tarkat ja laadukkaammat pinnat .
kierrättää ja tienata
Metallin valu kotona on jännittävää toimintaa, joka voi tarjota, jos se tehdään oikein ja turvallisesti mahdollisuuksia ansaita rahaa, joko myymällä korujasi, metalliveistoksiasi jne. tai kierrättämällä lukuisia metalliesineitä ja myymällä syntyneet harkot painon mukaan. Tässä muutamia ideoita:
- Jalokivet: Voit sulattaa korut, joita et tarvitse tai pidä (tai muista esineistä, joiden tiedät sisältävän jalometalleja), olipa kyseessä kulta tai hopea, luoda ainutlaatuisen korun ja myydä sen painon mukaan. Muista, että grammalla kultaa on melko tärkeä hinta…
- sähkö: Monet sähkö- ja elektroniikkaelementit, kuten kaapelit, sisältävät suuria määriä kuparia. Jos sinulla on vanhoja johtoja, vaurioituneita moottoreita kuparikäämiteineen jne., voit hankkia tämän halutun metallin.
- Tölkit: Juomiin käytetyt alumiinitölkit voidaan sulattaa ja tuloksena oleva alumiini myydä, mikä on tapa saada voittoa jostakin, joka heitetään pois. Jotain vastaavaa voi tapahtua moniin säilöntään käytettyjen tölkkien kanssa, vaikka tämä toinen seos on halvempaa kuin alumiini.
- Muu: ovatko ne palkin kappaleita, profiileja, tankoja, romua, romutelakan kappaleita, vanhoja esineitä jne., metallityypistä riippuen, ne voidaan myös sulattaa kierrättääkseen ja saada muita muotoja tai myydä niitä painon mukaan jossain vaiheessa erikoistunut.
Muita ideoita tehdä
Tietysti, jos haluat päästä eroon pelkästä metallin kierrätyksestä ja painomyynnistä, voit myös tehdä paljon enemmän:
- Kappaleet: tarjoaa valimopalveluita varaosien luomiseen tai metalliosien entisöintiin henkilöille, jotka kunnostavat antiikkiautoja, moottoripyöriä tai metallihuonekaluja.
- Taiteellinen ja koristeellinen valu: Luo koristeellisia kodin esineitä, kuten ovenkahvoja, huonekalujen nuppeja tai mukautettuja metallilamppuja.
- Palkinnot ja palkinnot: Tarjoa paikallisiin urheilutapahtumiin, kilpailuihin tai palkintoshow'ihin mukautettuja metallipalkintoja ja palkintoja.
- Rakenteet: Sulata metalli luodaksesi epätavallisia tai vaikeasti myytäviä rakenteita tai mahdollisesti osia korjattavaksi sellaisiin osiin, joita ei enää valmisteta.
- korut- Voit sulattaa jalo- ja arvometalleja luodaksesi omia persoonallisia koruja ja ryhtyä muotisuunnittelijaksi.
Turvatoimenpiteet metallin sulatuksessa
Metallivalu on toimintaa, johon liittyy merkittäviä riskejä, joten on tärkeää noudattaa asianmukaisia turvatoimenpiteitä terveyden ja hyvinvoinnin suojelemiseksi. Alla on joitain tärkeitä turvallisuustoimenpiteitä metallia valuttaessa:
- Henkilökohtaiset suojavarusteet: Käytä aina henkilökohtaisia suojavarusteita, mukaan lukien suojalaseja, asianmukaisia saappaita, lämmönkestäviä käsineitä, palonkestäviä esiliinoja ja joissakin tapauksissa suojakypärää ja silmäsuojaimia. Saatat tarvita myös naamion, koska joissakin tapauksissa saattaa muodostua myrkyllisiä kaasuja, joita ei pidä hengittää.
- Turvallinen työalue: Varaa metallivalua varten hyvin tuuletettu työskentelyalue mieluiten työpajaan tai autotalliin. Varmista, että siinä ei ole syttyviä esineitä ja että sopivat sammuttimet ovat käsillä. Myös, jos alueella on alhainen kosteus, paljon parempi, koska veden läsnäolo ympäristössä voi aiheuttaa ongelmia prosessissa.
- Riittävä ilmanvaihto: Kotitalousmetallin sulatus voi vapauttaa myrkyllisiä höyryjä sulattaessa tiettyjä esineitä. Käytä sopivaa ilmanvaihtojärjestelmää, kuten savunpoistoa, tai työskentele ulkona välttääksesi näiden vaarallisten kemikaalien hengittäminen.
- Palontorjunta: Säilytä työalueesi lähellä D-tyypin (palava metalli) tulipalojen varalta tarkoitettu kuivakemiallinen sammutin. Varaa myös ämpäri hiekkaa tai sammutuspeite. Älä koskaan käytä vettä erittäin korkeissa lämpötiloissa oleville metalleille, koska se voi aiheuttaa vakavan vaaratilanteen.
- Turvalliset valulaitteet: käyttää erityisesti tähän tehtävään suunniteltuja uuneja tai sulatuslaitteita. Tarkasta laite säännöllisesti varmistaaksesi, ettei niissä ole kaasuvuotoja tai sähköongelmia.
- Metallien oikea käsittely: Käsittele sulaa metallia varovasti ja asianmukaisilla pinseteillä tai työkaluilla. Vältä kosketusta, roiskeita jne. ja pidä lemmikit ja lapset aina loitolla prosessin aikana onnettomuuksien välttämiseksi.
- Ensiapu: Sinulla tulee aina olla ensiapulaukku lähellä työaluettasi ja osata käyttää sitä. Palovammat ovat yleinen riski, joten sinun tulee tietää, miten niitä hoidetaan oikein. Ja jos ne ovat vakavia palovammoja, mene kiireellisesti ensiapuun.
- Koulutus ja kokemus: Ennen kuin aloitat metallin valun, hanki koulutus ja hanki kokemusta. Opi metallityypeistä ja niiden sulamispisteistä sekä turvallisista valutekniikoista, mitä saa ja ei saa tehdä jne. Tutustu metallivaluon liittyviin kemikaaleihin ja niihin liittyviin riskeihin. Varmista, että tiedät kunkin metallityypin erityiset turvatoimenpiteet.
Muista, että metallivalu on tietoa ja kokemusta vaativaa toimintaa, joten on tärkeää ottaa oppia luotettavista lähteistä ja olla aina valppaana turvallisuuden suhteen.
Voinko luoda metalliseoksia?
Vastaus tähän toiseen kysymykseen on kyllä.. Voit luoda omia seoksia, kunhan ne ovat keskenään seostettavien metallien välissä, koska on joitain, joita ei voida sekoittaa. Siksi sinun tulisi tietää, mitkä mahdollisuudet ovat, ennen kuin jatkat metallien sekoittamista ilman riimiä tai syytä.
Käytännössä lähes kaikki metallit voidaan seostaa, toisin sanoen yhdistää muihin metalleihin tai alkuaineisiin, jolloin luodaan seoksia, joilla on erityisiä ja uusia ominaisuuksia. The edullisimmat metallit metalliseoksille ovat:
- Rauta (Fe): Se on perusmetalli monille seoksille, kuten teräkselle, joka on raudan ja hiilen seos. Terästä käytetään laajalti teollisuudessa ja rakentamisessa sen lujuuden ja kestävyyden vuoksi.
- Alumiini (Al): Alumiini seostetaan muiden metallien, kuten kuparin, piin, sinkin ja magnesiumin kanssa, jotta saadaan aikaan kevyitä ja korroosiota kestäviä seoksia. Esimerkkejä ovat ilmailu- ja autoteollisuudessa käytettävät alumiiniseokset.
- Kupari (Cu): Sitä käytetään useissa seoksissa, mukaan lukien pronssi (kupari ja tina) ja messinki (kupari ja sinkki). Nämä seokset tunnetaan lujuudestaan, sähkönjohtavuudestaan ja esteettisistä ominaisuuksistaan.
- Nikkeli (Ni): Se yhdistetään muiden metallien, kuten raudan tai kromin, kanssa korroosionkestävien metalliseosten, kuten ruostumattoman teräksen ja Monelin, luomiseksi.
- Titaani (Ti): Sitä käytetään seoksissa ilmailu- ja lääketeollisuudessa sen suuren lujuuden ja alhaisen tiheyden vuoksi. Yleisin seos on Ti-6Al-4V (titaani-6 % alumiinia-4 % vanadiinia).
- Lyijy (Pb): Sitä käytetään seoksissa, kuten lyijy-tina, juotos- ja vastapainosovelluksissa sen suuren tiheyden vuoksi.
- Sinkki (Zn): Se yhdistetään muiden metallien kanssa metalliseoksien, kuten messingin ja zamakin, luomiseksi. Messinkiä käytetään laajalti musiikki-instrumenttien ja koristeiden valmistuksessa, kun taas zamakia käytetään valukappaleissa.
- Tina (Sn): Sitä käytetään hitsausseoksissa ja esineiden, kuten keittiövälineiden ja pakkausten, valmistuksessa.
- Hopea (Ag): Se yhdistetään muiden metallien, kuten kuparin, kanssa, jolloin syntyy seoksia, kuten korujen valmistuksessa käytettävää sterlinghopeaa.
- Kulta (Au): Se yhdistetään muiden metallien kanssa korujen valmistuksessa käytettävien metalliseosten, kuten 18K kultaa (Au-75%, Cu-25%) jne.
Nämä ovat vain muutamia esimerkkejä, ja monia muita seoksia käytetään erilaisissa teollisissa sovelluksissa ilmailuteollisuudesta rakentamiseen ja elektroniikkaan. Seokset mahdollistavat metallien ominaisuuksien säätämisen vastaamaan eri teollisuudenalojen erityistarpeita.