Trong một thế giới được thúc đẩy bởi xu hướng và sự sáng tạo của nhà sản xuất, việc có một đúc kim loại tại nhà Nó đã trở nên thú vị đối với những người đam mê sản xuất và chế tạo hoặc bắt đầu kinh doanh tại nhà. Quá trình hấp dẫn này mang lại khả năng tạo hình và mang lại sự sống cho nhiều loại vật thể kim loại, từ những mảnh trang trí độc đáo đến các bộ phận chức năng của động cơ, kết cấu, v.v.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem mọi thứ bạn cần biết để có một xưởng đúc kim loại tại nhà, bên cạnh việc đề xuất một số phải có sản phẩm cho nó, và vì vậy bạn có thể đắm mình trong thế giới DIY thú vị với kim loại...
Sản phẩm khuyến cáo
Để bắt đầu nấu chảy kim loại tại nhà an toàn Để có thể tạo ra những thứ như một người chuyên nghiệp, bạn sẽ cần những sản phẩm sau:
nồi nấu kim loại cacbua than chì
Khuôn cho kim loại nóng chảy
Bột bentonite để tạo khuôn cát tùy chỉnh để đổ kim loại nóng chảy
Lò nấu chảy kim loại
Lò sưởi cảm ứng không cháy
đe thép
Rèn
Búa thợ rèn
Găng tay nhiệt
Kẹp đúc
Tấm chắn nhiệt phía trên
Không tìm thấy sản phẩm.
Quần áo chống cháy
Bình chữa cháy
Mặt nạ chống khí
Bộ sơ cứu
Dụng cụ rèn khác
Dụng cụ trang sức khác
Xưởng đúc kim loại là gì?
một kim loại đuc đề cập đến một quá trình công nghiệp hoặc thủ công trong đó kim loại được nấu chảy và đổ vào khuôn để tạo hình một mảnh cụ thể. Trong quá trình này, kim loại trực tiếp từ khoáng chất hoặc từ các mảnh kim loại được sản xuất trước đó phải chịu nhiệt độ cao để đạt đến điểm nóng chảy của kim loại hoặc hợp kim.
Một khi tan chảy, đổ vào khuôn đã được thiết kế sẵn để tạo ra một hình dạng và kích thước cụ thể. Sau khi kim loại nguội và đông đặc trong khuôn, người ta sẽ thu được một miếng kim loại có hình dạng mong muốn, để tạo ra một đồ trang sức bằng kim loại quý, cho các bộ phận cơ khí hoặc kết cấu có hình dạng tùy chỉnh hay để tạo thỏi và bán chúng.
Quá trình này rất cần thiết trong quá trình sản xuất và đã phát triển trong suốt lịch sử, sử dụng các phương pháp và công nghệ khác nhau. Nhưng hãy nghĩ xem, nếu hàng nghìn năm trước bạn có thể luyện kim loại bằng những phương pháp thô sơ và thô sơ thì với công nghệ hiện tại bạn có thể luyện kim loại tại nhà một cách nhanh chóng, an toàn và hiệu quả...
Bước
Quá trình tuyển diễn viên, dù trong công nghiệp hay tại nhà, đều được tạo thành từ một loạt các giai đoạn cơ bản, như:
- Đầu tiên, kim loại cần nấu chảy được lấy từ khoáng chất nguyên chất, từ các mảnh kim loại khác mà chúng ta muốn tái sử dụng hoặc tái chế, v.v.
- Kim loại này được đưa vào nồi nấu kim loại, trong đó nhiệt được truyền vào lò hoặc thông qua cảm ứng, do đó làm tan chảy kim loại khi nó đạt đến điểm nóng chảy.
- Kim loại được chuyển ở trạng thái lỏng sang một khuôn cụ thể.
- Quá trình làm cứng hoặc làm mát vật thể mới hình thành.
- Giai đoạn xem xét sản phẩm cuối cùng, hoàn thiện bề mặt tiếp theo (sơn, chạm khắc, đóng búa, hàn,...).
Rõ ràng, khi kim loại được lấy trực tiếp từ quặng, một số chất bổ sung phải được thêm vào để tạo ratạp chất được loại bỏ bởi xỉ, mặc dù điều này là không cần thiết nếu bạn làm nó từ kim loại nguyên chất.
trống rỗng
Mặc dù đúc kim loại Nó có vẻ dễ dàng, bạn phải ghi nhớ một số điều. Và một khi bạn làm nóng vật liệu và đạt đến nhiệt độ tối ưu, kim loại đã sẵn sàng để đổ vào khuôn ở dạng lỏng. Nhưng dòng chảy qua hệ thống đúc và khoang đúc là một giai đoạn quan trọng trong quá trình đúc. Để bước này thành công, điều cần thiết là kim loại phải chảy chưa đông đặc qua tất cả các khu vực của khuôn trước khi đông cứng. Hãy nhớ rằng không phải tất cả các khuôn đều có hình dạng đơn giản.
Các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình làm trống bao gồm:
- Nhiệt độ rót: Nó đề cập đến nhiệt độ của kim loại nóng chảy tại thời điểm nó được đưa vào khuôn. Sự khác biệt quan trọng ở đây là giữa nhiệt độ rót và nhiệt độ bắt đầu đông đặc (điểm nóng chảy đối với kim loại nguyên chất hoặc nhiệt độ chất lỏng đối với hợp kim). Sự chênh lệch nhiệt độ này đôi khi được gọi là "quá nóng". Giá trị này phải càng nhỏ càng tốt để đảm bảo đổ đầy khuôn vì cả tốc độ oxy hóa và độ hòa tan của khí trong kim loại lỏng đều phụ thuộc vào nhiệt độ.
- tốc độ rót: đề cập đến tốc độ đổ kim loại nóng chảy vào khuôn. Nếu tốc độ quá chậm, có nguy cơ kim loại sẽ nguội trước khi lấp đầy hoàn toàn khoang. Nếu tốc độ rót quá cao, nó có thể tạo ra nhiễu loạn và trở thành một vấn đề nghiêm trọng, có thể gây ra sự xói mòn cát khuôn và giữ lại khí và xỉ trong kim loại nóng chảy.
- Sự nhiễu loạn trong dòng chảy: xảy ra khi kim loại lỏng tiếp xúc với thành khuôn và phụ thuộc vào tốc độ, độ nhớt của kim loại lỏng và hình dạng của hệ thống rót. Điều quan trọng là phải tránh dòng chảy rối vì nó thúc đẩy sự tương tác lớn hơn giữa kim loại và không khí, dẫn đến sự hình thành các oxit kim loại có thể bị giữ lại trong quá trình hóa rắn, làm giảm chất lượng của vật đúc. Ngoài ra, dòng chảy rối có thể gây ra sự ăn mòn khuôn quá mức do tác động của dòng kim loại nóng chảy.
Kết tinh
Para obtener una cấu trúc tinh thể trong kim loại, cần có một quá trình làm mát được kiểm soát sau khi đúc. Cấu trúc tinh thể trong kim loại được hình thành khi các nguyên tử hoặc ion được sắp xếp một cách có trật tự và lặp đi lặp lại trong mạng ba chiều, điều này mang lại cho vật liệu những đặc tính mới và rất thú vị.
Khi kim loại nóng chảy, trạng thái lỏng của kim loại khiến các nguyên tử của nó bị rối loạn, phá vỡ liên kết và chuyển động tự do. Mặt khác, nếu kim loại nguội đi, các nguyên tử này lại liên kết với nhau nhưng theo cách không có trật tự. Nhưng nếu quá trình làm mát được kiểm soát thì các nguyên tử có thể được tạo ra để có cấu trúc tinh thể mong muốn. Điều này đạt được thông qua một làm mát đồng đều và rất chậm.
Trong quá trình làm mát, các nhóm nguyên tử có trật tự nhỏ được hình thành và dần dần chúng ngày càng nhiều hơn, tạo ra sự phát triển của tinh thể và lan truyền kim loại ra khắp cấu trúc. Tuy nhiên, mạng lưới tinh thể này có thể bị thay đổi sau một số công việc như cán mỏng, làm nguội, tôi luyện hoặc rèn, và một quá trình kết tinh lại. Về cơ bản, điều này bao gồm việc nung kim loại đến nhiệt độ mà tại đó các nguyên tử phá vỡ liên kết của chúng, sau đó làm nguội lại để thu được cấu trúc đồng nhất.
Có một số quy trình khác để tạo ra tinh thể trong kim loại, chẳng hạn như quy trình sử dụng bột luyện kim được nén chặt và trải qua quy trình thiêu kết với hệ thống gia nhiệt có kiểm soát để bột hợp nhất và tạo thành cấu trúc tinh thể dày đặc, nhưng điều này phức tạp hơn...
Tôi có thể nấu chảy những kim loại nào ở nhà?
Câu trả lời cho câu hỏi này là: tất cả. Tất cả kim loại đều có thể nấu chảy được, miễn là chúng nằm trong tầm tay của bạn và không nguy hiểm hoặc không bị cấm bán, chẳng hạn như kim loại phóng xạ. Một điều khác mà bạn nên cân nhắc để biết liệu bạn có thể nấu chảy kim loại hay không là nhiệt độ mà hệ thống cảm ứng hoặc lò nướng của bạn đạt được, vì tùy thuộc vào nhiệt độ nóng chảy của kim loại, bạn sẽ chỉ có thể nấu chảy một số kim loại. Ví dụ:
- Gallium (Ga) – 29,76 °C.
- Rubidi (Rb) – 39,31 °C
- Kali (K) – 63,5 °C
- Thiếc (Sn) – 231,93°C
- Chì (Pb) – 327,46 °C
- Kẽm (Zn) – 419,53 °C
- Nhôm (Al) – 660,32 °C
- Đồng (Cu) – 1.984 °C
- Sắt (Fe) – 1.535 °C
- Niken (Ni) – 1.455 °C
- Bạc (Ag) – 961,78 °C
- Vàng (Au) – 1.064 °C
- Bạch kim (Pt) – 1.768 °C
- Titan (Ti) – 1668 oC
Có quá nhiều kim loại nguyên chất, nhưng chúng ta cũng có hợp kim mà chúng ta có thể tan chảy, như:
- Acero không thể oxy hóa: trong khoảng từ 1,370°C đến 1,480°C.
- Đồng: trong khoảng từ 900°C đến 1,000°C, tùy thuộc vào thành phần.
- Thau: dao động trong khoảng từ 900°C đến 940°C, tùy thuộc vào tỷ lệ đồng và kẽm.
- Sắt niken (Invar): là khoảng 1,430°C.
- Đồng nhôm: Nó thường nằm trong khoảng 625-675 ° C.
Phải nói rằng cách làm nguội các kim loại này (từ từ hoặc chậm) có thể làm thay đổi cấu trúc bên trong của chúng, khiến chúng cứng hơn hoặc giòn hơn, thậm chí đạt được sự kết tinh cấu trúc nguyên tử của nó để thu được kim loại thông minh…
Kim loại màu và kim loại màu
Cần phân biệt rõ giữa kim loại màu và kim loại màu, vì chúng có những đặc tính khác nhau. Một mặt chúng ta có kim loại màu:
- Sắt: Chúng là những kim loại có chứa sắt, chẳng hạn như sắt mềm, thép, thép không gỉ, v.v., và do đó có tới hàng trăm hợp kim đã được biết đến. Luyện kim màu chiếm khoảng 90% sản lượng kim loại toàn cầu. Sắt được chú ý nhờ mật độ, độ bền khi kết hợp với carbon, tính sẵn có rộng rãi và dễ tinh luyện, cũng như tính dễ bị ăn mòn và tính chất từ của nó. Việc tạo ra các hợp kim sắt bằng cách kết hợp nhiều nguyên tố khác nhau, theo tỷ lệ cụ thể, cho phép một hoặc nhiều thuộc tính này bị suy giảm hoặc loại bỏ.
- kim loại màu: đề cập đến quá trình nấu chảy bất kỳ kim loại nào không phải là sắt hoặc không chứa sắt. Ví dụ về các kim loại này là chì, đồng, niken, thiếc, kẽm và ngoài ra, các kim loại được coi là quý như vàng, bạc và bạch kim. Điều cần thiết là phải phân biệt các quy trình đúc này với kim loại màu, vì chúng yêu cầu các quy trình và nguồn lực khác nhau, chuyên biệt tùy thuộc vào kim loại được gia công. Chúng có xu hướng phản ứng mạnh hơn vật liệu kim loại màu. Trong suốt quá trình, cần có các bộ lọc đặc biệt để loại bỏ các khí phản ứng có thể làm hỏng kim loại, chẳng hạn như xỉ hoặc hydro, có thể cản trở quá trình tinh chế kim loại. Ngoài ra, máy sấy được sử dụng để giữ cho tinh quặng kim loại màu không bị ẩm và cát chuyên dụng được sử dụng để chuẩn bị khuôn. Về mặt kỹ thuật được sử dụng, nguyên lý đúc kim loại màu tương tự như kim loại màu, mặc dù một số kỹ thuật đổ đầy khuôn chuyên dụng được áp dụng, chẳng hạn như phun áp lực, đảm bảo thu được các bộ phận có kích thước lớn hơn nhiều, bề mặt chính xác và chất lượng tốt hơn. .
tái chế và giành chiến thắng
Đúc kim loại tại nhà là một hoạt động thú vị mà nếu thực hiện đúng cách và an toàn có thể mang lại cơ hội kiếm tiền, bằng cách bán đồ trang sức, tác phẩm điêu khắc bằng kim loại, v.v. hoặc bằng cách tái chế vô số đồ vật bằng kim loại và bán các thỏi thu được theo trọng lượng. Đây là một số ý tưởng:
- Đồ trang sức: Bạn có thể nấu chảy đồ trang sức mà bạn không cần hoặc không thích (hoặc những đồ vật khác mà bạn biết có chứa kim loại quý), dù là vàng hay bạc, để tạo ra một món đồ độc đáo và bán nó theo trọng lượng. Hãy nhớ rằng một gram vàng có một mức giá khá quan trọng…
- Điện: Nhiều bộ phận điện và điện tử chứa một lượng lớn đồng, chẳng hạn như dây cáp. Nếu bạn có hệ thống dây điện cũ, động cơ bị hỏng với cuộn dây bằng đồng, v.v., bạn có thể có được kim loại được săn đón này.
- Lon: Lon nhôm dùng làm đồ uống có thể được nấu chảy và nhôm thu được sẽ được bán, một cách để kiếm lợi nhuận từ những thứ bị vứt đi. Điều tương tự có thể xảy ra với hộp thiếc được sử dụng để bảo quản nhiều loại, mặc dù loại hợp kim này rẻ hơn nhôm.
- người khác: cho dù chúng là các mảnh dầm, biên dạng, thanh, mảnh vụn, mảnh từ bãi phế liệu, đồ vật cũ, v.v., tùy thuộc vào loại kim loại mà chúng cũng có thể được nấu chảy để tái chế và thu được các hình dạng khác hoặc để bán chúng theo trọng lượng tại một số điểm chuyên biệt.
Những ý tưởng khác để làm
Tất nhiên, nếu bạn muốn thoát khỏi việc chỉ tái chế và bán kim loại theo trọng lượng, bạn cũng có thể làm nhiều hơn nữa:
- Miếng: cung cấp dịch vụ đúc để tạo ra các bộ phận thay thế hoặc khôi phục các bộ phận kim loại cho những người phục hồi ô tô cổ, xe máy hoặc đồ nội thất bằng kim loại.
- Đúc nghệ thuật và trang trí: Tạo các vật dụng trang trí trong nhà như tay nắm cửa, tay nắm đồ nội thất hoặc đèn kim loại tùy chỉnh.
- Cúp và giải thưởng: Cung cấp các giải thưởng và cúp kim loại tùy chỉnh cho các sự kiện thể thao, cuộc thi hoặc chương trình trao giải ở địa phương.
- Cấu trúc: Làm tan chảy kim loại để tạo ra các cấu trúc khác thường hoặc không dễ bán, hoặc có thể là các bộ phận để sửa chữa các bộ phận không còn được sản xuất.
- Đồ trang sức- Bạn có thể nấu chảy các kim loại quý và quý để tạo ra đồ trang sức cá nhân của riêng mình và trở thành nhà thiết kế thời trang.
Các biện pháp an toàn khi nấu chảy kim loại
Đúc kim loại là một hoạt động tiềm ẩn nhiều rủi ro, vì vậy cần phải tuân theo các biện pháp an toàn thích hợp để bảo vệ sức khỏe và tinh thần của bạn. Dưới đây là một số biện pháp an toàn quan trọng cần thực hiện khi đúc kim loại:
- Thiet bi bao ve ca nhan: Luôn đeo thiết bị bảo hộ cá nhân, bao gồm kính an toàn, ủng thích hợp, găng tay chịu nhiệt, tạp dề chống cháy và trong một số trường hợp, mũ cứng và kính bảo vệ mắt. Bạn cũng có thể cần khẩu trang vì trong một số trường hợp có thể tạo ra khí độc mà bạn không nên hít vào.
- Khu vực làm việc an toàn: Thiết lập một khu vực làm việc thông thoáng, dành riêng cho việc đúc kim loại, tốt nhất là trong xưởng hoặc gara. Đảm bảo không có vật dễ cháy và có sẵn bình chữa cháy phù hợp. Ngoài ra, nếu khu vực đó có độ ẩm thấp thì tốt hơn nhiều vì sự hiện diện của nước trong môi trường có thể gây ra một số vấn đề trong quá trình này.
- Bàn luận, thông báo thích hợp: Luyện kim tại nhà có thể thải ra khói và hơi độc khi nấu chảy một số vật phẩm. Sử dụng hệ thống thông gió thích hợp, chẳng hạn như máy hút khói hoặc làm việc ngoài trời để tránh hít phải những hóa chất nguy hiểm này.
- Điều khiển hỏa: Để bình chữa cháy hóa chất khô dành cho đám cháy Loại D (kim loại dễ cháy) gần khu vực làm việc của bạn. Ngoài ra, hãy chuẩn bị sẵn một xô cát hoặc chăn chữa cháy. Không bao giờ sử dụng nước cho kim loại ở nhiệt độ rất cao vì điều này có thể gây ra sự cố nghiêm trọng.
- Thiết bị đúc an toàn: sử dụng lò nung hoặc thiết bị luyện kim được thiết kế đặc biệt cho nhiệm vụ này. Kiểm tra thiết bị thường xuyên để đảm bảo không có rò rỉ gas hoặc sự cố về điện.
- Xử lý kim loại đúng cách: Xử lý kim loại nóng chảy một cách cẩn thận và sử dụng nhíp hoặc dụng cụ thích hợp. Tránh tiếp xúc, bắn tung tóe, v.v. và luôn giữ vật nuôi và trẻ em tránh xa trong quá trình thực hiện để tránh tai nạn.
- Sơ cứu: Bạn phải luôn có sẵn hộp sơ cứu gần khu vực làm việc và biết cách sử dụng nó. Bỏng là nguy cơ thường gặp nên bạn nên biết cách điều trị đúng cách. Và nếu bị bỏng nặng, hãy khẩn trương đến phòng cấp cứu.
- Đào tạo và kinh nghiệm: Trước khi bạn bắt đầu đúc kim loại, hãy tìm kiếm sự đào tạo và tích lũy kinh nghiệm. Tìm hiểu về các loại kim loại và điểm nóng chảy của chúng, cũng như các kỹ thuật đúc an toàn, những gì bạn có thể và không thể làm, v.v. Làm quen với các hóa chất liên quan đến quá trình đúc kim loại và các rủi ro liên quan. Hãy chắc chắn rằng bạn biết các biện pháp an toàn cụ thể cho từng loại kim loại.
Hãy nhớ rằng đúc kim loại là một hoạt động đòi hỏi kiến thức và kinh nghiệm, vì vậy điều quan trọng là phải học hỏi từ những nguồn đáng tin cậy và luôn cảnh giác về sự an toàn.
Tôi có thể tạo ra hợp kim không?
Câu trả lời cho câu hỏi khác này là có.. Bạn có thể tạo hợp kim của riêng mình, miễn là chúng nằm giữa các kim loại có thể tạo hợp kim với nhau, vì có một số hợp kim không thể trộn lẫn được. Vì vậy, bạn nên biết những khả năng có thể xảy ra trước khi tiến hành trộn kim loại mà không có vần điệu hay lý do.
Hầu như tất cả các kim loại đều có thể được hợp kim hóa, nghĩa là kết hợp với các kim loại hoặc nguyên tố khác để tạo ra hợp kim có các đặc tính cụ thể và mới. Các kim loại thuận lợi nhất của hợp kim là:
- Sắt (Fe): Nó là kim loại cơ bản cho nhiều hợp kim, chẳng hạn như thép, là hợp kim của sắt và cacbon. Thép được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và xây dựng nhờ độ bền và độ bền cao.
- Nhôm (Al): Nhôm được hợp kim với các kim loại khác như đồng, silicon, kẽm và magiê để tạo ra hợp kim nhẹ và có khả năng chống ăn mòn. Ví dụ như hợp kim nhôm được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ và ô tô.
- Đồng (Cu): Nó được sử dụng trong nhiều loại hợp kim, bao gồm đồng (đồng và thiếc) và đồng thau (đồng và kẽm). Những hợp kim này được biết đến với độ bền, tính dẫn điện và đặc tính thẩm mỹ.
- Niken (Ni): Nó được kết hợp với các kim loại khác như sắt hoặc crom để tạo ra các hợp kim chống ăn mòn như thép không gỉ và Monel.
- Titan (Ti): Nó được sử dụng trong các hợp kim trong ngành hàng không vũ trụ và y tế do độ bền cao và mật độ thấp. Hợp kim phổ biến nhất là Ti-6Al-4V (Titanium-6% Nhôm-4% Vanadi).
- Chì (Pb): Nó được sử dụng trong các hợp kim, chẳng hạn như chì-thiếc, cho các ứng dụng hàn và đối trọng do mật độ cao của nó.
- Kẽm (Zn): Nó được kết hợp với các kim loại khác để tạo ra các hợp kim như đồng thau và zamak. Đồng thau được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nhạc cụ và đồ trang trí, trong khi zamak được sử dụng trong đúc.
- Tín (Sn): Nó được sử dụng trong hàn hợp kim và sản xuất các đồ vật như dụng cụ nhà bếp và bao bì.
- Bạc (Ag): Nó được kết hợp với các kim loại khác, chẳng hạn như đồng, để tạo ra các hợp kim như bạc sterling được sử dụng trong chế tạo đồ trang sức.
- Vàng (Âu): Nó được kết hợp với các kim loại khác để tạo ra các hợp kim dùng trong sản xuất đồ trang sức như vàng 18K (Au-75%, Cu-25%), v.v.
Đây chỉ là một vài ví dụ và còn có nhiều hợp kim khác được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp khác nhau, từ hàng không vũ trụ đến xây dựng và điện tử. Hợp kim cho phép điều chỉnh các tính chất của kim loại để đáp ứng nhu cầu cụ thể trong nhiều ngành công nghiệp.