Изделия из меди активно используются не только в различных отраслях промышленности, но и в быту. В связи с этим вполне естественно, что у многих умельцев возникает вопрос о том, как расплавить медь и в домашних условиях изготавливать из нее различные изделия методом литья. Знание такой технологии, которая известна человечеству еще с древних времен, позволяет создавать различные предметы не только из меди, но и из ее сплавов – .

Характеристики меди

Медь является одним из первых металлов, которые человек научился добывать и перерабатывать. Изделия из меди и ее сплавов использовались еще в 3 веке до н.э., о чем свидетельствуют исторические данные и результаты археологических раскопок. Широкому распространению меди во многом способствовало то, что она достаточно легко поддается обработке различными механическими способами. Кроме того, ее можно легко расплавить.

Медь, поверхность которой отличается явно выраженной желтовато-красной окраской, в силу своей мягкости легко поддается обработке методом пластической деформации. Поверхность меди при ее взаимодействии с окружающим воздухом покрывается оксидной пленкой, которая и окрашивает ее в такой красивый цвет.

Большое значение имеют и такие характеристики меди, как электро- и теплопроводность, по которым она занимает второе место среди всех металлов, уступая только серебру. Благодаря таким свойствам изделия из нее активно используются в электротехнической промышленности, а также в тех случаях, когда необходимо обеспечить быстрый отвод тепла от нагретого предмета.

Еще одним важным параметром меди, напрямую влияющим на объем энерго- и трудозатрат, расходуемых при производстве изделий из нее, является температура плавления. Для чистой меди температура, при которой металл переходит из твердого состояния в жидкое, составляет 1083°. Если смешать медь с оловом и получить бронзу, то температура плавления такого сплава будет составлять уже 930–1140° в зависимости от содержания в нем основной легирующей добавки. Такой , как латунь, который получают путем добавления к основному металлу цинка, обладает еще меньшей температурой плавления, которая находится в интервале 900–1050°.

Если вы решили реализовать в домашних условиях такой технологический процесс, как , важно знать еще один параметр – температуру ее кипения. При 2560° медь начинает буквально кипеть, что хорошо заметно по видео данного процесса. Появлению пузырьков на поверхности жидкого металла и активному газообразованию в нем способствует углерод, выделяющийся из меди в результате ее окисления, происходящего при сильном нагреве.

Если довести мель до кипения, то отливки из нее будут отличаться невысоким качеством, их структура и поверхность будут характеризоваться большим количеством пор, которые снижают не только ее декоративные, но и механические характеристики.

Пошаговая инструкция по плавлению меди

Плавка меди, если подготовить все необходимое для реализации такого технологического процесса и подойти к его выполнению правильно, позволяет даже в домашних условиях изготавливать медные изделия как декоративного, так и чисто практического назначения.

Для того чтобы расплавить медь, вам потребуются следующие инструменты, оборудование и расходные материалы:

муфельная печь (желательно с регулировкой температуры нагрева);
тигель, в котором вы будете расплавлять медь (для плавки меди используют тигли, изготовленные из керамики или огнеупорной глины);
щипцы, при помощи которых горячий тигель будет извлекаться из печи;
крюк (его можно изготовить из обычной стальной проволоки);
бытовой пылесос;
древесный уголь;
форма, в которую будет выполняться литье;
газовая горелка и горн.

Расплавить медь как в производственных, так и в домашних условиях можно, следуя нижеприведенному алгоритму.

Шаг первый

Медь в измельченном состоянии помещают в тигель. Следует иметь в виду: чем меньше будут кусочки металла, тем быстрее он расплавится. Тигель после его наполнения медью помещают в печь, которую, используя регулятор температуры, необходимо прогреть до требуемого состояния. В дверцах серийных муфельных печей обязательно предусмотрено окошко, через которое можно наблюдать за процессом плавления.

Шаг второй

После того как вся медь в тигле расплавится, его необходимо извлечь из печи, используя для этого специальные щипцы. На поверхности обязательно присутствует окисная пленка, которую необходимо сдвинуть к одной из стенок тигля при помощи стального крюка. Расплавленный металл после освобождения его поверхности от окисной пленки следует максимально оперативно и аккуратно залить в предварительно подготовленную форму. Подробности и правила выполнения этой процедуры хорошо демонстрирует видео, которое несложно найти в интернете.

Шаг третий

В том случае, если в вашем распоряжении нет муфельной печи, то разогревать тигель с медью можно при помощи газовой горелки, расположив ее вертикально под дном емкости. При этом важно следить за тем, чтобы пламя газовой горелки было равномерно распределено по всей площади дна тигля.

Шаг четвертый

Если в домашних условиях необходимо расплавить легкоплавкие сплавы на основе меди (латунь и некоторые марки бронзы), то в качестве нагревательного устройства можно использовать обычную паяльную лампу, также расположив ее вертикально под дном тигля. При плавке, выполняемой данным и предыдущим способами, поверхность расплавленного металла будет активно взаимодействовать с кислородом, что приведет к интенсивному окислению. Чтобы уменьшить интенсивность окисления, расплавленную медь можно присыпать измельченным древесным углем.

Шаг пятый

Если в вашей домашней мастерской имеется горн, то его также можно использовать для того, чтобы расплавить медь, латунь или бронзу. В данном случае тигель с измельченным металлом помещается на слой раскаленного древесного угля. Чтобы процесс нагревания и плавления проходил более интенсивно, в зону горения угля можно обеспечить подачу воздуха, для чего подойдет обычный пылесос, работающий не на втягивание, а на выдувание. В том случае, если вы будете использовать пылесос, на его шланг необходимо изготовить металлический наконечник с отверстием для выдувания небольшого диаметра.

Подбирая муфельную печь для выполнения литейных операций с медью и ее сплавами, следует обращать внимание на температурный режим, который может обеспечить такое устройство. В зависимости от типа расплавляемого металла такая печь должна обеспечивать следующие температуры нагревания:

медь – 1083°;
различные марки бронзы – 930–1140°;
латунь – 880–950°.

Возможно, что вы решите сделать печь для плавки самостоятельно, посмотрев видеоролик.

Предметы из меди широко используются как в промышленности, так и в хозяйстве. Вполне естественно, что у многих мастеров может появиться вопрос о том, как же наладить процесс выплавки и литья медных изделий в условиях дома или гаража. Технология выплавки меди известна очень давно и позволяет выплавлять изделия из сплавов - латуни и бронзы. О том, как выполняется плавка меди в домашних условиях, пошаговая инструкция расскажет подробно.

Прежде, чем приступать к плавлению, следует изучить свойства меди

Медь - пластичный металл красноватого цвета. Такой цвет обусловлен наличием оксидной пленки на ее поверхности из-за взаимодействия с воздухом. Хорошо обрабатывается методом ковки и легко плавится.

Также этот металл обладает такими свойствами, как электропроводность и теплопроводность, благодаря чему активно используется в электротехнике и некоторых других областях.
Еще одно важное свойство меди - относительно невысокая температура плавления, что оказывает влияние на количество энергозатрат. Чистый металл плавится при температуре 1083 °С, если же добавить в сплав олово, то получится бронза, имеющая температуру плавления уже от 930 °C. При добавлении цинка получится латунь, которая переходит в жидкое состояние при температуре от 900 °C.
При подборе лома для переработки следует учитывать, что самая чистая медь - электротехническая. При переработке сплавов из бронзы или латуни нужно знать, что старинные изделия из этих металлов могут содержать высокие концентрации мышьяка, это может не лучшим образом сказаться на вашем здоровье.

Пошаговая инструкция по выплавке меди

Если вы приняли решение организовать техпроцесс по плавлению металла в домашних условиях, в первую очередь, вам следует знать температуру кипения меди. Она составляет 2650°C. При этой температуре металл начинает кипеть и пузыриться. Изделие, отлитое при такой температуре, будет иметь высокое количество пор, что негативно скажется как на его механических, так и на декоративных свойствах.

Если правильно подготовить оборудование и организовать процесс плавки, то в домашних условиях можно получить качественные изделия как для технического, так и для бытового и декоративного применения.

Медная проволока

Для организации техпроцесса понадобятся следующее оборудование и расходные материалы:

форма, в которую будет заливаться металл;
газовая горелка;
горн;
уголь древесный;
крюк из железной проволоки;
пылесос со шлангом;
щипцы железные (для извлечения тигля из печи);
тигель для выплавки металла (обычно для таких целей используются керамические или глиняные тигли);
муфельная печь.

Последовательность действий

Выплавка может проводиться несколькими способами:

Выплавка с помощью муфельной печи. Металл измельчают на кусочки. Чем мельче используются кусочки, тем быстрее будет происходить плавка. Кусочки засыпаются в тигель, который после заполнения помещается в печь. Печь предварительно разогревается до нужной температуры. В печах, изготовленных серийным способом, предусмотрено окно, через которое ведется наблюдение за процессом выплавки. После расплавления металла тигель извлекается из муфельной печи с помощью стальных щипцов. На поверхности жидкой меди находится пленка из окиси. Ее необходимо сместить стальным крюком к краю тигля. После этих действий медь аккуратно, но быстро заливается в заранее приготовленную форму.
Выплавка с помощью газовой горелки. Если тигельной печи в вашем распоряжении не имеется, вместо нее вполне подойдет газовая горелка. Ее следует расположить под дном емкости с металлом, следя за тем, чтобы пламя охватывало всю поверхность днища тигля. При таком способе металл будет быстро окисляться из-за открытого доступа воздуха. Чтобы этого избежать, можно насыпать в емкость слой размельченного древесного угля.
Выплавка с помощью паяльной лампы. Этот способ больше подходит для работы с более легкоплавкими сплавами на медной основе. Процесс проходит так же, как и с газовой горелкой.
Выплавка с помощью горна или домашнего пылесоса. В этом случае емкость с металлом помещается на слой горящего древесного угля. Такую печь можно выложить из огнеупорного кирпича. Для создания подходящей температуры нужно организовать поддув воздуха. Это можно сделать двумя способами - используя горн или бытовой пылесос. При использовании пылесоса будет необходимо изготовить металлический переходник с соплом меньшего диаметра.

Муфельная печь и газовая горелка

Чистая медь не обладает достаточно хорошей текучестью для изготовления сложных изделий. Для подобных целей лучше пользоваться латунью, причем следует иметь в виду - чем светлее сплав, тем ниже температура его плавления.

Благодаря тому, что температура плавления меди достаточно невысокая, этот металл стал одним из первых, которые древние люди начали использовать для изготовления различных инструментов, посуды, украшений и оружия. Самородки меди или медную руду можно было расплавить на костре, что, собственно, и делали наши далекие предки.

Несмотря на активное применение человечеством с древних времен, медь не является самым распространенным природным металлом. В этом отношении она значительно уступает остальным элементам и занимает в их ряду только 23-е место.

Как плавили медь наши предки

Благодаря невысокой температуре , составляющей 1083 градуса Цельсия, наши далекие предки не только успешно получали из руды чистый металл, но и изготавливали различные сплавы на его основе. Чтобы получить такие сплавы, медь нагревали и доводили до жидкого расплавленного состояния. Затем в такой расплав просто добавляли олово или выполняли его восстановление на поверхности расплавленной меди, для чего использовалась оловосодержащая руда (касситерит). По такой технологии получали бронзу – сплав, обладающий высокой прочностью, который использовали для изготовления оружия.

Какие процессы происходят при плавлении меди

Что характерно, температуры плавления меди и сплавов, полученных на ее основе, отличаются. При , имеющего меньшую температуру плавления, получают бронзу с температурой плавления 930–1140 градусов Цельсия. А сплав меди с цинком (латунь) плавится при 900–10500 Цельсия.

Во всех металлах в процессе плавления происходят одинаковые процессы. При получении достаточного количества теплоты при нагревании кристаллическая решетка металла начинает разрушаться. В тот момент, когда он переходит в расплавленное состояние, его температура не повышается, хотя процесс передачи ему теплоты при помощи нагрева не прекращается. Температура металла начинает вновь повышаться только тогда, когда он весь перейдет в расплавленное состояние.

При охлаждении происходит противоположный процесс: сначала температура резко снижается, затем на некоторое время останавливается на постоянной отметке. После того, как весь металл перейдет в твердую фазу, температура снова начинает снижаться до полного его остывания.

Как плавление, так и обратная кристаллизация меди, связаны с параметром удельной теплоты. Данный параметр характеризует удельное количество теплоты, которая требуется для того, чтобы перевести металл из твердого состояния в жидкое. При кристаллизации металла такой параметр характеризует количество теплоты, которое он отдает при остывании.

Более подробно узнать о плавлении меди помогает фазовая диаграмма, показывающая зависимость состояния металла от температуры. Такие диаграммы, которые можно составить для любых металлов, помогают изучать их свойства, определять температуры, при которых они кардинально меняют свои свойства и текущее состояние.

Кроме температуры плавления, у меди есть и температура кипения, при которой расплавленный металл начинает выделять пузырьки, наполненные газом. На самом деле никакого кипения меди не происходит, просто этот процесс внешне очень его напоминает. Довести до такого состояния ее можно, если нагреть до температуры 2560 градусов.

Как понятно из всего вышесказанного, именно невысокую температуру плавления меди можно назвать одной из основных причин того, что сегодня мы можем использовать этот металл, обладающий многими уникальными характеристиками.

Медь - достаточно пластичный материал, обладающий золотисто-розовым цветом или же чисто розовым, если отсутствует оксидная пленка. Он крайне популярен. Достаточно часто можно встретить изделия из меди, различные сувениры, многие элементы декора, красивые и необычные предметы. Также встречаются некоторые полезные в хозяйстве детали. Этот материал в почете у многих мастеров. Наиболее распространено использование чистой красной меди, бронзы и латуни (ее сплавов).

Но что делать, если вы не являетесь профессиональным мастером и в то же время решили сделать что-нибудь из этого метала? У вас возникает резонный вопрос: "Как расплавить медь в домашних условиях?"

Что понадобится для работы?

Перед тем как приступить к обработке меди и ее сплавов, необходимо обзавестись всеми необходимыми инструментами:

тигель;
щипцы;
муфельная печь;
древесный уголь;
горн;
бытовой пылесос;
крюк, сделанный из железной проволоки;
форма для изделия, которое планируется изготовить.

Позаботьтесь о том, чтобы перед тем, как расплавить медь в домашних условиях, все инструменты находились под рукой и были аккуратно разложены, а не свалены в кучу.

Как плавить медь самостоятельно?

Чтобы вся работа прошла успешно, без каких-либо проблем, просто следуйте алгоритму, указанному далее:

Все осколки меди складываются в тигель, который помещается в муфельную печь.
Необходимо установить нужную позицию для регулятора нагрева. Следить за состоянием содержимого можно через окошко в дверце печи.
Далее, для того чтобы расплавить медь, необходимо дождаться требуемой температуры, чтобы металл начал плавиться. Как только это произошло, нужно открыть печь и с помощью специальных щипцов захватить тигель.
При плавлении на поверхности металла появится окисная пленка. Ее нужно будет убрать в сторону при помощи крюка, сделанного из железной проволоки.
После этого можно приступать к изготовлению различных изделий из меди, просто выливая ее в заранее подготовленные формочки.

Важное замечание

Стоит отметить, что в Сети гуляет множество историй о том, как люди плавили этот металл не со специальным оборудованием, а на костре, в консервной банке. Как правило, такие авторы даже понятия не имеют о том, какая температура плавления меди на самом деле - 1083 градуса. Суть сказанного в том, что стоит быть готовым к достаточно большим финансовым тратам. Многие инструменты обходятся не слишком дешево. Плюс, перед тем как расплавить медь, стоит позаботиться о средствах безопасности.

Как расплавить латунь?

Данный материал является многокомпонентным сплавом меди. Сделанные из него детали достаточно часто используются при создании различных конструкций.

Что пригодится для плавления? Чтобы расплавить латунь, необходимо обзавестись всеми инструментами, указанными в следующем списке:

печь муфельная;
лампа паяльная;
газовая горелка;
тигель;
металлические щипцы;
древесный уголь;
железная проволока;
форма изделия, которое будет изготавливаться из данного металла.

Инструкция по плавке материала

Чтобы избежать различных травм, а также повреждений материалов, необходимо действовать строго по указанной инструкции. Еще один важный момент - обеспечение в рабочем помещении вентиляции. Второе, что нужно сделать, - измельчить сам материал, что позволит ему плавиться быстрее. Как только это сделано, можно приступать к работе:

сложить весь материал в тигель, поместить в печь;
используя элемент, регулирующий температуру, установить нужный градус плавления (от 880 до 950 градусов); включить печь;
пока металл плавится, следите за ним через окошко в двери печи;
как только необходимое состояние латуни будет достигнуто, можно открыть дверцу;
при помощи крюка из железной проволоки удалить с поверхности окисную пленку;
используя щипцы и соблюдая все меры предосторожности, ухватитесь ими за тигель;
осторожно вытащите его из печи и приступите к разливанию содержимого по подготовленным заранее формам.

Следующие подсказки смогут несколько упростить процесс работы, если вдруг у вас под рукой не оказалось чего-то из необходимых инструментов:

В том случае, если муфельная печь отсутствует, можно использовать доменную, если таковая имеется. Стоит отметить, что ее также можно взять в аренду. Но перед тем как расплавить медь, убедитесь, что устройство способно нагреваться до 1083 градусов. А также удостоверьтесь, что оно выдержит работу при данной температуре.
Если все же пришлось использовать доменную печь, узнайте подробнее о том, как правильно работать с перепадами температур. В противном случае металл может начать кипеть.
Форма для изготовления изделия из меди должна иметь более высокую температуру плавления, чем сам металл.

Также вместо печей для обработки латуни можно использовать другие подручные инструменты. Для нагрева можно применять горелку или паяльную лампу. Чтобы обрабатывать ею металл, необходимо расположить устройство в устойчивой позиции пламенем вверх. Над ним разместить подставку из железной проволоки. Поверх всего установить тигель со сложенной в него латунью. Далее необходимо включить нагревательный инструмент, установив такую мощность огня, чтобы он мог полностью охватывать дно сосуда. Из-за того что плавление будет происходить на открытом воздухе, латунь станет окисляться. Чтобы уменьшить этот эффект, засыпьте поверхность сосуда плотным слоем древесного угля.

Инструкция по плавке меди может понадобиться для желающих, например, создать необычное медное изделие. Для этой цели часто используют три вида этого металла, таких, как красная медь без примесей или один из медных сплавов в виде латуни и бронзы. Чистая медь без дополнительных примесей является очень плавким металлом с плотностью 25-29 кгс/мм².

Необходимая температура для достижения плавления меди составляет 1083 градусов Цельсия.

Как расплавить медь

Медь хорошо проводит тепло. Благодаря этой теплопроводности, в процессе нагревания формируются структуры крупных кристаллов. Плавка меди требует использования тигля преимущественно из керамики или глины. Процесс плавления происходит в муфельной печи. Температура плавления для меди и ее сплавов составляет от 1000 до 3000 градусов Цельсия.
Для плавки меди необходимо иметь: муфельную печь, тигель, форму, горн, древесный уголь, стальной крюк, щипцы для тигля и простой пылесос.

Итак, в тигель кладут куски меди и регулируют уровень нагрева. В процессе плавки можно наблюдать образование пленки окиси на кусках металла. Как только температура достигнет 1083 градусов Цельсия, дверцу открывают и захватывают тигель щипцами. Окисная пленка снимается с помощью стального крюка. Расплавленный металл разливается в формы. Муфельная печь отлично подходит для плавки не только красной меди, но и для других медных сплавов. При отсутствии такой печи, медь можно плавить с помощью автогена с направленным вверх пламенем от дна тигля. Поступающий кислород будет обеспечивать хорошую плавку металла.

Как расплавить медь

Для избегания окиси используют специальный древесный уголь в виде порошка. Паяльная лампа используется для плавки латуни и других типов бронзы с охватыванием пламени автогена всего тигля. Горн используется в случае отсутствия паяльной лампы или автогена. Тогда тигель устанавливается на выложенный древесный уголь. Для поддержания постоянно высокой температуры, необходимой для плавки металла, следует регулярно вдувать струю воздуха в горящую зону. Для такой процедуры используют пылесос, переключенный на программу выдувания. Следует помнить, что на конце шланга должен быть установлен специальный наконечник из металла. Для того чтобы поток воздуха поступал более тонкой струей, необходимо заузить отверстие наконечника.

Живете в частном доме и хотите смастерить полезную деталь из меди? Или же просто самому сделать какую-то нужную вещицу? Тогда Вам нужна расплавленная медь, но как добиться ее жидкого состояния? Именно об этом, как расплавить медь в домашних условиях и пойдет речь в этой статье.

Необходимые принадлежности

тигель
муфельная печка
щипцы для тигля
формочка
пылесос
стальной крюк из проволоки
уголь древесный

Плавка меди. Технология плавления

1.Первым делом следует положить цельный кусок (или кусочки) метала в тигель. Засуньте его с содержимым в муфельную печь и отрегулируйте температуру (+1083 градуса по Цельсию). Теперь остается только ждать за процессом плавления. Периодически смотрите в окошко печи за этим делом. Плавясь, поверхность металла покрывается пленкой окиси.

Для справки: тигель — это емкость, в которую Вы положите куски металла и поставите в печь для плавления. В ней останется расплавленная жидкость.

2.После достижения нужного результата высуньте тигель с помощью щипцов. Обязательно уберите полученную окисную пленку, это можно сделать стальным крюком. Потом следует вылить расплавленную жидкость в форму, которую Вы должны уже иметь.

3.Есть и такой способ. Если у Вас металл легкоплавкий, например желтая медь, тогда можно использовать обычную паяльную лампу. При этом пламя лампы должно полностью обхватывать тигель.

4.При наличии горна, можно использовать и его. В таком случае тигель положите на приличный слой древесного угля. Периодически поддувайте область горения, давая ему «питаться» кислородом. Попробуйте использовать пылесос.

Советы: Если Вы не имеете возможность применить муфельную печь, тогда возьмите и используйте автоген.Лучше всего для этой цели взять тигли из глины или керамики.

Температурная марка:

Медь – 1083 градуса Цельсия;

Бронза – 930-1140 градуса Цельсия;

Латунь – 880 – 950 градуса Цельсия.

Сделать, что либо, для дома всегда приятно. Даже если медь нужна в рабочих целях, зная как расплавить медь в домашних условиях, Вы всегда сможете делать то, что нужно. Металл всегда использовался людьми, поэтому полученные знания пригодятся.

6593 Оценить 5

Как расплавить медь и ее сплавы в домашних условиях

Литьё металлов в домашних условиях

Изготовить небольшую деталь сравнительно простой формы из легкоплавких цветных металлов и сплавов (олово, медь, алюминий, цинк, свинец, латунь) в домашних условиях под силу любому мастеру-любителю. Рассмотрим технологию изготовления литейной формы. Литейную форму создают в формовочном ящике, изготавливаемом из неструганых досок (для лучшего контакта с формовочной землей) и называемом опокой. Размеры опоки должны быть примерно в 1,5 раза больше размеров детали.

Опока состоит из двух частей: нижней (ящик с дном) и верхней (рамка с двумя-тремя поперечинами в середине). Для прочного соединения обеих частей опоки на ящике устанавливают фиксаторы, а на рамке делают углубления. Формовочная земля состоит из 75 % чистого мелкого песка, 20 % глины и 5 % каменноугольной пыли. Все компоненты должны быть тщательно перемешаны до получения однородной массы.

Опока Моделью для изготовления формы может служить как сама деталь, так и специальная модель, выполненная из дерева или иного материала.

Если моделью для формовки служит уже сработанная в отдельных местах деталь (например, защелка замка автомобильной двери), то сработанные места наращивают шпатлевкой (желательно эпоксидной) до размеров новой детали. После полного затвердевания наращенные места обрабатывают напильником и зачищают шкуркой. При формовке в нижнюю часть опоки насыпают формовочную землю и слегка ее утрамбовывают. Модель припудривают порошкообразным графитом или тальком и вжимают ее в землю наполовину. Размещают модель таким образом, чтобы выступы и другие ее части легко вынимались из формы и не разрушали ее. Землю в ящике снова посыпают графитом или тальком, на нижнюю часть опоки устанавливают верхнюю, совмещая фиксаторы с отверстиями. В неответственной части будущей детали ставят коническую пробку широкой частью кверху для формирования литника, через который расплавленный металл будут заливать в форму.

После этого в опоку с избытком насыпают формовочную землю и хорошо ее утрамбовывают. Затем очень аккуратно вынимают пробку под литник, острым предметом снимают верхнюю часть формы и вынимают модель из нижней. На обеих частях формы должны быть углубления, которые точно отображают форму детали. Иногда приходится подправлять модель тонким гибким ножом, удаляя излишки формовочной земли или, наоборот, добавляя ее в том месте формы, где она прилипла к модели и вынулась вместе с ней. Если деталь длинная, то в одном ее конце устраивают литник, а в другом формируют отверстие, аналогичное литниковому, но служащее для удаления воздуха из формы по мере заполнения ее расплавленным металлом. После подсыхания обеих половин формы, их соединяют и хорошо сжимают, чтобы не осталось щели между верхней и нижней частями. В результате получилась форма, готовая к заливке металлом.

Формовка металла Плавят металл в стальной или чугунной емкости, имеющей носик, через который расплавленный металл заливают в литниковое отверстие формы. В качестве печи используют небольшой горн или муфельную печь. При плавлении цинка в посуду поверх металла целесообразно насыпать слой древесного угля, чтобы воспрепятствовать выгоранию металла. После расплавления металл 4-5 мин выдерживают в печи для максимального прогрева. Эта операция способствует качественному заполнению формы в тонких местах. Расплавленный металл заливать в форму необходимо непрерывной, но тонкой струёй, чтобы не происходило размывания формы. После полного остывания металла форму разнимают и вынимают готовую деталь. Изделия, получаемые описанным методом, как правило, имеют шероховатую поверхность и нуждаются в дополнительной чистовой обработке. Рассмотрим теперь технологию литья более сложную, чем предыдущая, но позволяющую получать изделия высокого качества и точности. Эта технология дает возможность отливать в домашних условиях технические изделия сложной формы, скульптуры, барельефы и прочее. Модель будущего изделия изготавливают из воска, парафина или иного легкоплавкого материала, затем ее заформовывают в неразъемной жаростойкой массе. При незначительном нагревании или даже кипячении в воде восковую модель выплавляют из формы через отверстие (будущий литник), а в полученную форму заливают расплавленный металл. При тщательном формовании данный способ позволяет повторить в изделии мельчайшие элементы модели. ИЗГОТОВЛЕНИЕ МОДЕЛИ Материал, применяемый для создания модели, должен иметь температуру плавления в пределах 50-90 град. и плотность, меньшую, чем плотность воды, чтобы при выплавлении модели он беспрепятственно всплывал на поверхность. Этим требованиям лучше всего соответствует воск пчелиный, сплав одинаковых частей стеарина и парафина, зубопротезные воски: “Воск для базисов”, “Воск моделировочный”, “Воск для бюгельных работ”. Если необходимо иметь точную форму, например ключ сложной конфигурации, то сначала с помощью оригинала изготавливают гипсовую форму, а уже в ней отливают восковую модель. Процесс создания восковой модели мало чем отличается от изготовления отливки. Разница лишь в том, что для заливки гипса не нужна опока, ее с успехом заменит картонная коробка подходящих размеров. Последовательность изготовления небольшой восковой модели следующая. Гипс разводят до консистенции жидкой сметаны, выливают его в коробку и, пока он не схватился, в него вдавливают модель-оригинал на половину ее высоты.

Оригинал предварительно покрывают тонким слоем вазелина. Одновременно в гипс по краям коробки вдавливают на половину длины две спички, которые будут исполнять функции фиксаторов. После затвердевания гипса его поверхность, а также выступающие части спичек-фиксаторов покрывают равномерным тонким слоем вазелина и свежим раствором гипса заливают верхнюю часть коробки. Перед заливанием верхней части модели на ее край ставят металлическую вставку из толстой проволоки или гвоздя для образования литникового отверстия. После затвердевания гипса верхнюю часть отсоединяют от нижней с помощью тонкого ножа, вынимают оригинал и литниковую вставку, придают конусность верхней части литникового отверстия (для удобства при заливке воска), соединяют обе половины формы, ориентируясь на спички-фиксаторы, плотно сжимают. В результате имеем готовую форму для получения восковой модели. Расплавленную восковую массу заливают через литниковое отверстие в форму, и после охлаждения аккуратно вынимают. Если изделие неправильной формы и имеет большое количество выступов, то наряду с литниковым отверстием формируют одно или несколько тонких отверстий для выхода воздуха, вытесняемого расплавленным воском. С готовой модели аккуратно удаляют остатки литника и воздуховыводящих каналов, а также заусенцы.

Последовательность изготовления восковой модели ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОРМЫ Готовую восковую модель формуют в огнестойкую форму, однако, перед этим к модели присоединяют литник, изготовленный из воска. Формовочная масса, которой заливают восковую модель, при литье изделия из алюминия и легкоплавких бронз (температура плавления 860-880 град.) состоит из следующих компонентов (в массовых частях):

1-й состав

Гипс……………………1

Тальк………………….2

Мел……………………2

2-й состав

Песок (мелкий) …1

Гипс…………………….1

3-й состав

Песок (мелкий)…… 2

Гипс……………….1

Кремнезем………3

Медицинская промышленность выпускает составы “Силаур ЗБ” и “Силаур 9”, в которые входят высококачественные гипс и кремнезем. Эти препараты можно с успехом применять в качестве формовочной смеси. Формовочную массу разводят водой до сметаноподобного состояния, после чего ею полностью заливают восковую модель. Для этого на дно емкости наливают небольшое количество массы, аккуратно устанавливают на нее восковую модель и постепенно заливают массу вокруг модели, контролируя отсутствие пузырьков воздуха. Полное затвердевание формы произойдет через 40-60 мин. Если изделие планируют отливать из металла или сплава, температура плавления которого превышает 880 град., восковую модель предварительно обрабатывают слоем огнестойкой обмазки (толщина слоя примерно 1 мм), а уже затем заливают формовочной массой. В качестве огнестойкой обмазки целесообразно применять средства “Силамин” и “Формалит”, выпускаемые медицинской промышленностью. В состав “Сила-мина” входят магнезитовый порошок, кварцевый песок, этилсиликат и в качестве затвердителя - раствор жидкого стекла. “Формалит” состоит из пылевидного кварца и этилсиликата. В случае отсутствия указанных средств восковую модель можно обработать смесью талька и водного раствора жидкого стекла (1 часть жидкого стекла и 3 части воды). Покрытую смесью восковую модель присыпают чистым кварцевым песком, затем опять покрывают смесью и присыпают песком. В общей сложности операцию повторяют 4-5 раз. Если отливаемое изделие достаточно велико и, следовательно, велик объем заливаемого в форму расплавленного металла, то необходимо нанести 6-7 слоев самодельной огнеупорной обмазки. После того как обмазка высохнет, модель погружают на 2 мин в водный раствор (18-20 %) аммиака (нашатыря) для закрепления. Теперь настал черед выплавки восковой модели из формы, образованной застывшей формовочной смесью.

Самостоятельное плавление меди

Чаще всего форму просто кипятят в воде. Литниковое отверстие должно находиться в верхней части формы, погруженной в воду, чтобы расплавленный воск мог свободно выходить наружу и всплывать на поверхность воды.

Если отливаемая деталь имеет сложную поверхность, то в процессе кипячения необходимо многократно переворачивать форму для полного ее освобождения от воска. После удаления восковой массы внутри формы образуется полость, точно соответствующая модели. Перед заливкой металла форму необходимо прокалить в муфельной печи или горне. Сначала печь разогревают до 550-600 град., потом в нее кладут форму и поднимают температуру до 900 град.. При этой температуре прокаливание длится 2-4 ч (в зависимости от массы формы). После прокаливания форму охлаждают до комнатной температуры, если в нее заливают алюминиевые сплавы или чугун. Если же заливают латунь или бронзу, то форму охлаждают лишь до 500 град.. Нержавеющую сталь заливают в форму, имеющую температуру 850 град..

ЗАЛИВКА МЕТАЛЛА

В сравнительно большие формы расплавленный металл затекает под действием собственного веса, вытесняя находящийся там воздух.

Но если отливка имеет маленькие размеры, то хорошего качества изделия добиться невозможно, так как воздух не позволяет жидкому металлу заполнить все полости формы. Преодолеть эту трудность можно, поместив форму в ручную центрифугу. Центробежная сила помогает вытеснить воздух и дает возможность металлу полностью заполнить все пустоты формы. Однако производить эту операцию необходимо быстро, пока металл находится в расплавленном состоянии. Готовую отливку вынимают из формы, разрушая отливку. Затем механическим путем удаляют литник и каналы для отвода воздуха (если они есть). При необходимости готовое изделие подвергают косметической обработке.

Расплавленная медь

Cтраница 1

Расплавленная медь с присутствием в ней закиси мало жидкотекуча, что затрудняет образование плотного шва без пор.

Расплавленная медь хорошо растворяет водород, который при кристаллизации шва (с большой скоростью охлаждения вследствие высокой теплопроводности) выделяется и образует пористость.

Расплавленная медь интенсивно растворяет газы, особенно кислород. При кристаллизации металла шва эвтектика располагается по границам зерен, а поскольку она является интерметаллоидом, то металлическая связь между зернами меди нарушается — сварное соединение становится хрупким. Поэтому сваривать медь следует присадочным материалом или электродами, обеспечивающими хорошее раскисление металла сварного шва.

Расплавленная медь активно поглощает водород. Медь может содержать в виде примесей свинец, сурьму, мышьяк, висмут. Эти примеси затрудняют сварку.

Как расплавить медь в домашних условиях

Расплавленная медь при 1100 — 1300 и серебро при 980 в вакууме, алюминий при 700 в атмосфере аргона не смачивают К. Сплав из 80 % TiC, 5 % WC или ТаС н 15 % Со при 900 — 1000 в течение более 150 час.

Расплавленная медь проникает в поры между зернами рэлита, в результате чего на рабочем торце стального кольца / (рис. 56, г) образуется прочно сцементированный и связанный со стальной основой твердосплавный слой 2, состоящий из твердых зерен рэлита и медной связки.

Расплавленная медь хорошо растворяет газы, выделяя их при затвердевании, что может служить причиной пористости литого металла. В нагретую медь легко диффундирует водород, служащий причиной так называемой водородной болезни меди.

Расплавленная медь интенсивно растворяет газы, особенно кислород. Это приводит к тому, что получить медь, свободную от кислорода и водорода, практически очень трудно.

Расплавленную медь также предрхравяют от насыщения серой, примеси которой ухудшают ее механические свойства.

Предварительно расплавленную медь слизают в графитовый тигель, на дне которого находится фосфор.

Расплавленной медью механически поглощаются восстановительные газы, как водород, двуокись серы и окись углерода, к-рые остаются включенными в форме пузырей и значительно ослабляют прочность соединения.

В расплавленной меди водород имеет высокую растворимость, которая резко понижается при кристаллизации. Выделение водорода при затвердевании сварочной ванны может привести к образованию газовой пористости. Последние не растворяются в меди и скапливаются под высоким давлением в микропустотах, что приводит к так называемой водородной хрупкости. Водородная хрупкость может привести к образованию трещин в твердом металле в процессе охлаждения.

В расплавленной меди водород имеет высокую растворимость, которая резко снижается при кристаллизации. Выделение водорода при затвердевании сварочной ванны может привести к образованию газовой пористости. Водород, оставшийся в растворенном состоянии в твердом металле, вступает в реакцию с оксидом меди, в результате чего выделяются водяные пары. Последние не растворяются в меди и скапливаются под высоким давлением в микропустотах, что приводит к так называемой водородной хрупкости. Водородная хрупкость может привести к образованию трещин в твердом металле в процессе охлаждения.

Страницы: 1 2 3 4

Литье

Оборудование мастерской и материалы для литья

При выборе места для литейной мастерской следует руководствоваться теми же соображениями, что и при строительстве кузницы. Помещение должно быть светлым, сухим, иметь хорошую вентиляцию и быть пожаробезопасным. Для литейных работ можно использовать кузницу.

Литейную мастерскую оборудуют рабочим столом, на котором производят формовку, нагревательной печью (горном), емкостью для хранения формовочной смеси, стеллажами и шкафами для хранения инструментов и приспособлений. Над печью и местом заливки форм размещают вытяжные зонты.

Для литья редко применяются металлы в чистом виде, так как их химические и физические свойства не всегда соответствуют требованиям, предъявляемым к изделию, и технологии литья. Поэтому чаще всего используют сплавы. Сплавом называется соединение нескольких металлов и химических элементов, которые Придают ему определенные свойства. Основными литейными свойствами сплавов являются жидкотекучесть, усадка и ликвация.

Жидкотекучестью называют способность расплавленного металла заполнять форму, возрастающую с повышением температуры сплава, а также зависящую от его химического состава.

Усадка — это уменьшение объема и линейных размеров изделия в форме после охлаждения металла.

Ликвацией называют неоднородность химического и физического состава сплава в разных частях отливки, зависящую от формы и размеров отливки.

Наиболее часто в домашней мастерской применяют сплавы на основе меди — бронзу и латунь, алюминиевые сплавы, а также тяжелые металлы — свинец, олово, цинк.

Бронза — сплав меди с оловом или другими элементами — свинцом, фосфором, никелем (в зависимости от назначения). При наличии в бронзе 16-25 % олова она приобретает желто-белый цвет, при значительных присадках олова (свыше 25 %) — светло-серый. Белая бронза, похожая на серебро, содержит 33 % олова. Наибольшую твердость имеет бронза, содержащая 27 % олова, однако при этом увеличивается ее хрупкость. При присадке 4-6 % олова она становится пластичной и ее можно ковать.

Температура плавления меди 1083 °С, но при содержании в ней 8 % олова она снижается и составляет 980 °С, 25 % — 800 °С.

Латунь — сплав меди с цинком (до 45 %). Хорошо обрабатывается на режущих станках, паяется мягкими и твердыми припоями, легко и прочно воспринимает гальванические покрытия. Температура плавления 980°-1000 °С. Большинство латуней отливается плохо, однако добавка алюминия улучшает их литейные свойства.

Алюминиевые сплавы. Алюминий в чистом виде, как и все металлы, в основном не применяется для литья. Для этих целей наибольшее распространение получил силумин — сплав алюминия с кремнием, имеющий хорошие литейные свойства.

Для выплавки металла в домашней мастерской применяют электрические печи, коксовый горн, при изготовлении отливок небольшой массы — газовые и бензиновые горелки.

В лабораторной муфельной печи, дающей температуру до 1000 °С, плавят алюминий (температура плавления 660 °С) и его сплавы.

Плавка меди в домашних условиях

Для этого изготовляют металлический тигель, который свободно помещается в муфельную печь. На одном из торцов тигеля приваривают две втулки для захвата и перемещения его (рис. 76). Расплавленный алюминиевый сплав интенсивно разъедает обычную сталь, поэтому тигель желательно выполнять из жаропрочной, нержавеющей стали или чугуна.

Рис. 76. Тигель для плавки металла в муфельной печи: 1 — металлический тигель; 2 — втулки; 3 — захват

Муфельную печь можно изготовить самому. Для этого понадобится огнеупорная шамотная глина, 24 м нихромовой проволоки диаметром 1,2 мм и металлический кожух.

Из глины делают стакан с внутренним диаметром 150 мм и толщиной стенок 20, высотой до 250 мм. Стакан желательно обжечь при температуре 950-1000 °С, в крайнем случае — в процессе использования печи. Затем на обожженный или хорошо высушенный стакан наматывают нихромовую проволоку. Чтобы не произошло замыкания, между витками прокладывают асбестовый шнур. Можно на влажный стакан намотать обычный шнур, который после сушки удаляют, а в образовавшееся углубление укладывают нихромовую проволоку. Затем поверху стакан обматывают асбестовым шнуром и промазывают жидким стеклом. После высыхания стакан с обмоткой помещают в металлический кожух, предварительно насыпав на его дно слой теплоизоляционного материала, и выводят через керамические изоляторы наружу концы проводов. Далее выполняют теплоизоляцию с боков и стакан закрывают крышкой. В качестве теплоизоляционного материала применяют перлит (вспененный кварц), асбестовую вату, шамотную крошку (рис. 77)/ Тигель вытачивают на токарном станке. Диаметр его должен быть меньше диаметра муфеля с учетом зазора на расширение при нагревании.

Рис. 77. Муфельная печь для плавки металла: 1 — крышка (металл, шамотная глина); 2 — металлический кожух муфельной печи; 3 — теплоизоляционная засыпка; 4 — обмотка (нихром, асбестовый шнур), 5 — керамический муфель; 6 — металлический тигель

Конструкцию муфельной печи можно усовершенствовать, сделав ее поворотной, тогда отпадает необходимость при каждой заливке вынимать тигель, что часто приводит к разрушению муфеля (рис. 78). В данном случае необходимо предусмотреть жесткую фиксацию металлического тигеля с корпусом печи, так как в противном случае он будет свободно перемещаться в муфеле, что также приведет к его разрушению.

Рис. 78. Конструкция поворотной муфельной печи и фиксация металлического тигля в муфеле: а — общий вид; б — фиксация тигля в муфеле; 1 — муфельная, печь; 2 — станина; 3 — поворотный рычаг; 4 — корпус печи, к которому на болтах крепится верхняя часть тигля; 5 — керамический муфель с отверстиями в донной части; 6 — металлический тигель с хвостовиком, который входит в отверстие муфеля

Для плавки металлов с высокой температурой плавления в условиях домашней мастерской можно изготовить шахтный горн (рис. 79). Коэффициент полезного действия его невысокий, однако он обладает рядом преимуществ, а именно: универсальностью, простотой изготовления, минимальной поверхностью соприкасания металла с печными газами, что способствует улучшению его качества. Шахтный горн также можно использовать для плавки алюминиевых сплавов. В плане шахта его имеет квадратное сечение. Углы ее являются мертвыми зонами, поскольку они заполнены топливом, теплоотдача которого не используется. Наружные стены шахты выкладывают из обычного кирпича, а внутренние футеруют огнеупорным. В нижней части шахты размещена чугунная колосниковая решетка, отделяющая ее от зольной камеры. Колосниковую решетку можно использовать стандартную. Низ горна под колосниковой решеткой (зольник) устраивают так, чтобы обеспечить удобное удаление золы, а также подачу воздуха, необходимого для горения кокса (антрацита, древесного угля).

Рис. 79. Шахтный горн для плавки металла: 1 — крышка с отверстием для выхода топочных газов; 2 — стенки горна (огнеупорный кирпич); 3 — тигель; 4 — колосниковая решетка; 5 — дверка зольной камеры; 6 — зольная камера; 7 — регулятор подачи воздуха; 8 — кокс

Тигель устанавливают на огнеупорную подставку, расположенную на колосниковой решетке, вокруг него засыпают топливо. Воздух, необходимый для горения топлива, подается под колосники с помощью вентилятора. Продукты горения удаляются из верхней части шахты через боковое окно в дымовую трубу или вытяжной зонт. Сверху шахту закрывают крышкой. Размер шахтного горна может быть произвольный.

Плавку производят в чугунных или графитовых тиглях. Графитовые тигли выдерживают меньше плавок, чем чугунные, однако они не загрязняют сплав железом. Тигли изготовляют из смеси следующего состава, частей по объему:

1. Графит (тигельный) 4,7 Шамотная глина 3,6 Кварцевый песок 0,9 Каолин 0,2 2. Огнеупорная глина 5,0 Шамот 2,5 Каолин 1,3 Графит (тигельный) 1,2

Для плавки небольших порций металла используют бензиновые или газовые горелки.

Все камни