Плавка бронзы в домашних условиях пошаговая инструкция: Температура плавления бронзы и литье бронзы в домашних условиях

alexxlab | 07.06.2023 | 0 | Разное

форма для литья, литье в домашних условиях

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 – латуни и бронзы.

Плавка меди в самодельной печке

Литье меди

В промышленных условиях используются такие технологии, как

Литье меди

• Литье меди в формы
• Порошковая металлургия
• Гальваническое нанесение покрытия
• Горячий и холодный прокат
• Штамповка из листов
• Волочение проволоки
• Механическая обработка

Они требуют сложного и дорогого профессионального оборудования, высокой квалификации персонала и сопровождаются высокими энергозатратами.

Проволочное волочение меди

В домашних условиях небольшой мастерской применяются простые технологии, во многом повторяющие приемы работы мастеров медного века. Это медное литье и волочение проволоки, а также ковка и чеканка. Несмотря на простоту и древность технологических приемов, домашние мастера достигают высокого качества изделий. Достаточная точность литья обеспечивается тщательным изготовлением формы.

Принцип работы газовых печей

Газовые плавильные печи достаточно экономичны в силу сравнительно невысокой цены на данный вид топлива. В таких печах возможна очень точная регулировка температуры в тигле. Изоляционные материалы высокого качества позволяют существенно снизить тепловые потери. Газовые печи используются преимущественно для плавки цветных металлов.
Принцип работы таких печей основан на взаимодействии газа и воздуха, образующих горючую смесь. Печь на газу для плавки металлов отличается быстрым разогревом и долгим поддержанием оптимальной температуры внутри огнеупорной камеры. Позволяет использовать ее для процесса плавки широкого ряда материалов.

Характеристики меди

Медь — это металл с относительно низкой температурой плавления (1083С), плотностью 8 г/см3 и высокой пластичностью. Она встречается в природе в виде самородков. Благодаря этим качествам она стала первым металлом, освоенным человечеством. Археологи находят инструменты и оружие, в захоронениях, датируемых III тысячелетием до н.э. Скорее всего, человечество освоило медное литье еще раньше, в конце каменного века.

Основные свойства металлов подгруппы меди

Латинское название металла- Cuprum связывают с названием острова Кипр, известного античного центра производства бронзовых изделий. Сплавы на основе меди — бронза и латунь обладают высокой прочностью и меньше подвержены окислению. Бронза широко применялась как основной металл человечества вплоть до освоения массовых технологий производства стали.

Медь обладает отличной электро- и теплопроводностью. Это обуславливает ее широкое использование в электротехнике и теплотехнике.

Кроме того, медь обладает выраженными бактерицидными свойствами.

Температура плавления меди: как расплавить металл в домашних условиях — пошаговая инструкция

Медь – крайне популярный и распространенный металл, используемый при производстве электроники, передаче электроэнергии, а также изготовлении разнообразных сплавов.

Какова же температура плавления меди, как ее добывают и чем она интересна? Расскажем обо всем этом.

Как получают медь

Запасы этого металла на Земле сравнительно невелики (по сравнению с другими элементами). Причем встречается он как в виде самородков, так и в составе сложных соединений. Чаще всего это медный колчедан, халькопирит, борнит и халькозин. Находят их в осадочных породах, но чаще всего – в гидротермальных жилах.

Общее количество месторождений меди в мире довольно велико, однако действительно крупных, имеющих важное стратегическое значение, всего несколько.

Это интересно!

Содержание меди в руде очень невелико – 0,3–1%, в зависимости от конкретного месторождения.

На территории России это Удокан, расположенный в Забайкальском крае. Если рассматривать Европу, то крупнейшим месторождением является немецкий Мансфельд. В ближнем зарубежье такими запасами может похвастать Казахстан – они есть в городе Жезказган.
Серьезный медоносный пояс расположен в Центральной Африке. В США также имеется крупное месторождение – Моренси. Наконец, Чили может похвастать сразу двумя серьезными точками добычи – Кольяуси и Эскондида.

Добывается медная руда открытым методом. Лишь сравнительно малая часть месторождений, где сырье залегает на большой глубине, использует шахтный метод.

После добычи руда проходит сложнейшую обработку, позволяющую отделить чистый металл от шлака. Для этого применяются разные методы: электролиз, гидрометаллургия, а также пирометаллургия.

Каким образом наши предки плавили медь

Это древнейший металл, который освоили люди. Удивительная пластичность стала ее главным достоинством. Именно благодаря ему даже при наличии примитивных орудий труда можно обрабатывать металл, изготавливая из него предметы обихода и разнообразные орудия труда.

Оборудование для плавки и литья меди

Для литья меди в домашних условиях не требуется особо сложного или дорого оборудования. Приобрести его или изготовить самостоятельно вполне по плечу домашнему мастеру.

Потребуется

• Тигли — цилиндрические открытые сосуды.

Примеры графитовых тигелей

• Стальные щипцы для снятия и постановки тигля в печь.
• Муфельная печь или газовая горелка.
• Стальной крюк для снятия корки из окислов с поверхности расплава.
• Форма для литья.

Прежде всего, нужно расплавить медь. Чем лучше будет измельчено исходное сырье, тем быстрее произойдет расплав. Плавление будет происходить в тигле из керамики или огнеупорной глины. Муфельная печь должна быть оборудована термометром и застекленным оконцем для визуального контроля. Электронная система регулировки и поддержания температуры сделает медное литье проще и обеспечит лучшее качество отливки.

Формы для медного литья делается на основе модели. В зависимости от выбранной технологии формы бывают одноразовые (из специально отформованной в опалубке смеси) и многоразовые — стальные кокили. В последнее время получили распространение формы из высокотемпературного силикона.

В домашних условиях чаще применяют одноразовые формы. Модель изготовляют из воска или специальных сортов пластилина. Модель полностью повторяет пространственную конфигурацию будущего изделия. При заливке в форму горячего расплава воск плавится и вытесняется металлом, занимающим его место и повторяющим все детали рельефа формы. Такая форма называется выплавляемой.

Выжигаемая форма для литья меди

Существуют также выжигаемые формы. В них применяется модель, сделанная из горючего материала, например папье-маше. Модель в этом случае сгорает при заливке высокотемпературного расплава, продукты сгорания в виде газов выходят через заливное отверстие.

Последовательность действий

Выплавка может проводиться несколькими способами:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.

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.

Применение медного литья

Медное литье применяется для изготовления широкого спектра изделий. В ювелирном деле легендарный металл чаще используют в составе сплавов. В небольших количествах ее добавляют в золотые изделия для повышения их прочности и стойкости к истиранию. Бронза, представляющая собой сплав меди с оловом, используется для создания авторских подвесок, цепочек, колец и сережек.

Ювелирные украшения из меди

Литье из меди применяется также для изготовления рыболовных блесен уникальной формы. Еще одна сфера применения — создание авторских масштабных моделей техники — кораблей, автомобилей, танков, самолетов и пр. Здесь кроме бронзы используется латунь — сплав с цинком.

Латунь и бронза применяются также для отливки элементов декора помещений, накладок и авторских дверных ручек. Здесь, кроме конструкционных достоинств — прочности, долговечности и внешнего вида, применяются и бактерицидные свойства меди и ее сплавов.

Плавление с помощью самодельных приспособлений

У некоторых автолюбителей в гаражах имеются самодельные горны, с помощью которых можно плавить металлы. Если горн найти не удалось, его можно сделать своими руками.

• На земле устанавливают опоры, например, силикатные кирпичи, на них кладут стальную сетку с мелкими ячейками.
• На сетку насыпают слой древесного угля и поджигают его. Чтобы получить высокую температуру, нужно увеличить приток воздуха. Проще всего это сделать с помощью пылесоса, работающего «на выдув», направив струю воздуха в место горения угля.
• Остается поставить на горящие угли тигель и дождаться, когда медь расплавится. Расплав контактирует с атмосферным кислородом, поэтому активно образуется оксидная пленка, которую постоянно следует убирать. Можно присыпать поверхность расплава мелкими углями или пеплом от них. Образуется шлак, который потом легко отделяется.

Медные сплавы бронзу и латунь можно расплавить с помощью газовой горелки автогенной сварки или паяльной лампой с насадкой для поворота пламени. Пламя должно нагревать тигель равномерно снизу.

Источник

Расход газа газовых плавильных печей

Расход газа во время работы плавильных печей зависит от газовой горелки. На газовых термических печах устанавливаются горелки низкого и среднего давления. Правильно выбранная газовая горелка должна обеспечивать:

• подвод в зону горения требуемого количества газа и воздуха;
• хорошее перемешивание шихты;
• полное сжигание газа при минимальном коэффициенте избытка воздуха;
• хороший теплообмен внутри плавильного узла, исключающий локальные перегревы;
• устойчивую работу в необходимом диапазоне изменения теплопроизводительности.

Расход газа при плавки 1 тонны шихты меди или алюминия составляет от 60 до 100 м3/час.

Газовые муфельные печи

Муфельная печь для плавки металла может быть электрической или газовой. Обработка металла происходит в муфеле — специальном пространстве, препятствующем соприкосновению металла с топливом. Газовые муфельные печи различаются по уровню температуры в рабочем пространстве. Муфели могут быть керамическими, волокнистыми и из керамического волокна. Печи с муфелем используются для термообработки и плавки цветных металлов, они имеют ограничения по температуре плавления, и подходят как для бытового, так и для промышленного использования.

Газовая муфельная печь характеризуется особенностями внутренней конструкции и содержит внутри сверхпрочную камеру из муфеля, который дополнительно защищает металл во время переплавки от попадания сторонних примесей.

График плавления

График плавления металла состоит из пяти ступеней:

• Первая ступень – при t = 20–100°C материал сохраняет твердое состояние. Следующее нагревание способствует удалению оксидной пленки, и медь изменяет свой цвет.
• Вторая ступень – при t = 1082°C металл переходит в жидкое состояние, его цвет становится белым. В этот период разрушается кристаллическая решетка материала.
• Третья ступень – при t = 2595°C цветмет начинает кипеть, выделяя углерод.
• Четвертая ступень – нагревание прекращается, металл остывает, а пиковая температура постепенно снижается.
• Пятая ступень – материал возвращается в твердое состояние, и металл остывает окончательно.

Выбирая лом для вторичной переработки, необходимо учесть, что чистая медь применяется в электротехнических приборах. Бронзовые или латунные сплавы, из которых сделаны многие старинные вещи, зачастую содержат в себе ядовитые вещества. Поэтому работая с ними, следует соблюдать меры предосторожности.

Газовые печи для плавки черных металлов

Плавка черных металлов может осуществляться в разных печах. Идеальными считаются индукционные сталеплавильные печи, но они потребляют большое количество электроэнергии. Поэтому некоторые литейные производства используют газовые печи. Черные металлы в таких печах плавятся дольше и имеют не самый лучший химический состав, но экономия составляет в 2-3 раза.

Литейный завод пошаговая инструкция

Литейный завод — предприятие по производству литья как черных, так и цветных металлов. Литейные заводы специализируются на литье металлических шрифтов, которые в основном используются в полиграфии. Сегодня технология уступила место электронной литейной, которая представляет собой литейный завод, разрабатывающий цифровые шрифты с помощью электронных инструментов.

Пошаговые инструкции по литейному производству

Весь литейный процесс можно резюмировать в виде девяти этапов, описанных ниже:

Литье

Литье – подготовка литейной формы для удержания расплавленного металла. Сначала вокруг модели, удерживаемой опорной рамой, размещается формовочная масса. Шаблон удаляется, чтобы сформировать полость формы, после чего стержни устанавливаются в полость, отделка и, наконец, закрытие формы.

Заливка формы

После того, как формы для оригинальной скульптуры готовы, следует процесс, называемый «заливкой», для изготовления восковых репродукций. Растирание включает заливку и выливание расплавленного воска плавными движениями с образованием слоя воска толщиной ¼ дюйма в форме. После охлаждения воск удаляют, а форму проверяют на наличие дефектов.

Восковая чеканка и литье

Восковая чеканка включает в себя очистку восковой копии и добавление последних штрихов к дефектам, возникшим во время литья. Изготовление литников включает в себя закрепление стержня, то есть вставку медных штифтов в ключевые положения восковой копии. Затем через деталь вставляется стальной стержень и прикрепляется к основанию, после чего вокруг детали строится сеть литников, литников и стояков. Сеть ворот и литников действуют как каналы для расплавленной бронзы, а стояки функционируют как вентиляционные отверстия для горячего воздуха.

Паковочная масса

Процесс формовки включает помещение литника в колбу из толя и проволоки с последующим герметизацией дна колбы гипсом. Паковочный материал, приготовленный с использованием правильной комбинации 70% кремнеземного порошка и 30% керамики и воды, смешивают, а затем добавляют в колбу, обеспечивая полное погружение восковой детали. Как только материал начинает схватываться, в верхней части формы через еловую систему вырезается разливочный стакан.

Выжигание форм

Хорошо отвердевшие формы переносятся на специально изготовленную платформу печи после удаления войлочного покрытия опоки. Газодувки вставляются через порты печи, а сверху размещается вентиляционное отверстие большого объема. Прогорание начинается с зажигания газовых нагнетателей и регулируется управляемым компьютером термостатом. Необходимое время прогорания определяется размерами наибольшей колбы в печи.

Бронзовая заливка

После прожига печь демонтируют, а горячие колбы закапывают в песочнице, чтобы они оставались горячими до тех пор, пока расплавленная бронза не будет готова для заливки. Бронзовые слитки, помещенные в тигли, нагреваются в бронзовой печи. При достижении постоянной температуры 2100 градусов тигли снимают и устанавливают в хвостовики тиглей. После удаления примесей и повторного подтверждения температуры тигли готовы к заливке бронзы в колбы.

Разбивание формы, очистка и сварка

После остывания формы удаляются из песочницы, а затем разбиваются. Остатки паковочной массы удаляются с помощью моек высокого давления и пескоструйных аппаратов. Затем ели разрезают и, наконец, детали сваривают на месте с помощью аргонового сварочного аппарата.

Чеканка по металлу

Несовершенства и детали, утерянные в процессе литья, на этом этапе загоняются обратно в деталь. После пескоструйной обработки изделие готовится к патинированию.

Патина и отделка

Внешний вид скульптуры зависит от патины, которую обычно готовят путем смешивания различных кислот и химикатов. При нагревании химических веществ и после желаемой патины скульптура запечатывается воском или лаком, чтобы избежать обесцвечивания. Изделие установлено на подходящей поверхности и готово к показу.

Литейные цеха стали неотъемлемой частью нашей жизни. Литейные заводы вносят большой вклад в автомобильную, электрическую, нефтяную и обрабатывающую промышленность. Литейный цех может производить отливки в песчаные формы, отливки под давлением или постоянные формы. Литейный цех позволяет потребителю получить гладкий, текстурированный, прочный и неагрессивный продукт.

Как перерабатывается металл? Ваше руководство по переработке металлов

«Сокращение, повторное использование, переработка». В детстве мы часто слышим эту фразу. Но что это на самом деле означает, особенно когда речь идет о процессе переработки металла?

При переработке металлов эти 3 вещи работают вместе, чтобы защитить окружающую среду. Когда вы перерабатываете свой металлолом, вы создаете способ повторного использования металла и уменьшаете потребность в добыче и производстве большего количества.

Итак, что именно происходит с ломом, когда он попадает на переработку? Хороший вопрос. В этой статье вы узнаете пошаговый процесс переработки металла — от начала до конца.

Для начала нам нужно обсудить, что вы должны сделать перед тем, как сдать металлолом на завод по переработке металла.

Ваша часть: подготовка

Если у вас дома или на работе скопилось много металлолома, не выбрасывайте его в мусорное ведро. Вместо этого отправьте его на доверенное предприятие по переработке металла.

Но перед отправкой мы рекомендуем разделить ваши металлы. Во-первых, разделите их на черные и цветные металлы. Чтобы помочь, вы можете использовать магнит и помахать им над своими записями. Черные металлы будут прилипать к магниту, потому что в них есть железо.

Затем разделите ваши металлы по типам. Например, вы захотите разделить медь, алюминий, сталь и т. д. по разным контейнерам. Любая сортировка, которую вы сделаете, поможет повысить ценность и принесет вам большую прибыль, а также поможет объекту.

Если ваша компания разрабатывает план утилизации металлолома, мы рекомендуем провести аудит металлолома, чтобы помочь вам максимизировать прибыль.

Это подводит нас к фактическому процессу переработки металла.

Как перерабатывается металл?

Во-первых, процесс, через который проходит металл, представляет собой круг. Он начинается с того, что потребитель использует продукт, сделанный из металла, и заканчивается тем, что другой потребитель использует новый продукт, сделанный из того же металла.

Между ними вступают в действие предприятия по переработке. Мы перерабатываем металл, чтобы производители могли использовать его повторно.

Продолжайте читать, чтобы узнать о наших 7 шагах к переработке металла.

1. Сбор

Первый этап процесса сбора начинается с вас. Будь то в вашем офисе или дома, металлолом окружает вас повсюду.

Выделите контейнеры в вашем гараже или на объекте специально для сбора металлолома. Убедитесь, что используемые вами контейнеры могут безопасно удерживать металл.

Если на вашем предприятии много металлолома, некоторые предприятия по переработке могут помочь вам организовать его транспортировку.

2. Сортировка

Как только предприятие заберет у вас металлолом, начнется процесс сортировки. Хотя коллекция могла быть предварительно отсортирована дарителем, это делается для обеспечения качества.

Во-первых, металлы отделяются от других материалов. С проводов снимается пластик, а с предметов удаляются металлические детали. Затем с помощью магнитов происходит разделение черных и цветных металлов.

Сортировка по типу и чистоте

После этого металлы сортируются по типу. Это делается по цвету и весу металлов. Например, медь желтовато-красная, а алюминий серебристый.

Наконец, металлы разделяют по чистоте. Это означает, является ли металл чистым или нечистым. Автоматизированная операция включает в себя магниты и датчики, такие как инфракрасное сканирование и рентгеновское излучение.

3.

Переработка

Это подводит нас к следующему шагу — переработке металлолома. Во время этого процесса металлы сначала уплотняются и сжимаются вместе, чтобы занимать меньше места. Затем они разрезаются на более мелкие части с помощью гидравлического оборудования .

Гидравлическое оборудование способно создавать давление, достаточное для резки больших кусков металла. Это связано с тем, что в нем используется жидкость, которая течет через двигатели и по всей машине, чтобы создать в ней давление.

Затем он измельчается на еще более мелкие кусочки, пропуская его через молотковые мельницы . Измельчение металла облегчает процесс плавления, потому что, когда куски меньше, это создает большее отношение поверхности к объему.

4. Плавка

В большой печи металл теперь плавится. Печь устанавливается для каждого конкретного металла, потому что для каждого требуется разный уровень тепла. Это связано с тем, что разные металлы имеют разные свойства.

Размер металла и печи влияют на то, сколько времени потребуется для плавки. Это может быть от минут до часов. Хотя этот процесс требует использования энергии, ее гораздо меньше, чем необходимо для добычи новых металлов.

5. Очистка

Для обеспечения качества металл очищается от любых загрязнений.

Одним из методов очистки является электролиз . В этом процессе через металл пропускают электрический ток, и чистый металл осаждается на катоде, а нечистые растворяются.

Нечистый металл является анодом, а чистый металл — катодом. Растворимая соль металла является электролитом. Эти примеси собираются под анодом, также известным как 9.0069 анодный раствор .

С другой стороны, другие металлы нужно просто провести под сильным магнитом, который может разделить металлы.

6. Затвердевание

Это последний процесс, который проходит металл перед отправкой. Сначала к расплавленному металлу добавляют химические вещества для придания желаемых свойств.

Затем расплавленные металлы проходят через конвейерную ленту, которая доставляет их в охлаждающую камеру для затвердевания .

Некоторые металлы плавятся в листы, а другие — в прессованные блоки в процессе, называемом прессование . Это сделано для того, чтобы облегчить производителям выпуск новой продукции.

7. Транспортировка

Теперь, когда металлы очищены и отверждены, пришло время отправить металл на производство. Твердые металлы упаковываются и транспортируются на грузовиках.

Затем производители могут изготавливать совершенно новые продукты из этих металлов. Затем продукты продаются потребителям, а затем процесс начинается заново.

Почему необходимо больше вторичной переработки металлов

Практически любой металл может быть переработан. Тем не менее, текущий уровень вторичной переработки металла в 30% слишком низок.

И предприятия, и люди могут извлечь выгоду из переработки своего металлолома.

Финансовые выгоды

Существует явный финансовый стимул для переработки металла. Утилизаторы, которые собирают металлолом и доставляют его в фирму по переработке, могут зарабатывать деньги на найденных металлах. То же самое верно и для предприятий, которые собирают свой лом и доставляют его фирме по переработке, такой как GLE Scrap Metal.

Кроме того, переработка снижает затраты в производственном процессе. Использование переработанных металлов обходится гораздо дешевле, чем производство новых продуктов с использованием первичного сырья.

Помимо экономии денег, переработка металла также позволяет производственным предприятиям снизить общие производственные затраты . Затем это передает эти сбережения потребителям.

Еще один отличный способ принести пользу экономике – создать потребность в новых рабочих местах .

Экологические преимущества

Конечно, переработка металлов оказывает значительное воздействие на окружающую среду. Вторичная переработка металлов позволяет нам сохранять природные ресурсы.

Кроме того, использует гораздо меньше энергии для обработки, чем добыча первичной руды для получения новых металлов. Кроме того, он выделяет на 90 069 меньше углекислого газа и других вредных газов, чем 90 070. Переработка металлолома дает существенную экономию энергии.

Еще одна причина не утилизировать металлы ненадлежащим образом: вы не хотите, чтобы металлолом попадал на свалки. Эти металлы содержат токсичные химические вещества, такие как ртуть, которые могут представлять опасность для почвы и воды вблизи полигона.

Это повышает вероятность того, что этот небрежно выброшенный лом потенциально может создать серьезные проблемы со здоровьем для людей и диких животных в этом районе.

Перерабатывайте металлолом с помощью GLE Scrap

Мы все должны внести свой вклад в увеличение объемов переработки металлолома, поскольку это хорошо для нашей окружающей среды и помогает нашей экономике.