المحتوى
في هذه المقالة: تحضير الفرن لمتابعة إجراءات السلامة
على الرغم من أن درجة حرارة انصهار النحاس منخفضة نسبيًا مقارنة بدرجة الفولاذ والمعادن الثمينة ، فإن ذوبان هذه السبائك يتطلب معدات مصممة خصيصًا لتسخين المعادن. يبدأ الهواة في مجال التعدين دائمًا تقريبًا في تدريبهم على ذوبان الألمنيوم عند درجة حرارة منخفضة تصل إلى 660 درجة مئوية ، ولكن العمل النحاسي غالبًا ما يكون الخطوة التالية. إذا اتبعت جميع الإرشادات الواردة في هذه المقالة وخاصةً إذا اتبعت إرشادات السلامة ، فيجب أن تكون قادرًا على إجراء أول نحاس أصفر.
مراحل
جزء 1 إعداد الفرن
-
ابحث في الإنترنت عن ما يهمك في علم المعادن. على الرغم من أن هذه المقالة ستوفر لك الكثير من المعلومات العملية حول صب النحاس ، ستحتاج إلى البحث في الويب والكتب لمعرفة أعمق للمعادن ولتوسيع إمكانياتك. حاول الاتصال بالأشخاص الذين يعملون في صناعة المعادن ، على سبيل المثال من خلال المنتديات ، للحصول على معلومات حول نوع المعدات التي تحتاج إلى شرائها وفقًا لميزانيتك ومشروعاتك.- يمكنك استرداد المعلومات القيمة من منتديات أو قنوات IRC مثل Wikiversity أو AlloyAvenue أو IforgeIron (باللغة الإنجليزية). سوف تكون قادرًا على طرح الأسئلة على المتخصصين في مجال المعادن الذين يقدمون لك نصيحة جيدة جدًا.
-
يعد الفرن لصهر المعدن. يتطلب صب النحاس الكثير من التحضير والمعدات الخاصة ، مثل الفرن الذي يسمح للنحاس الأصفر بالتسخين والإذابة بسرعة قبل أن ينقع. تحتاج إلى شراء فرن معدني يمكن أن يصل إلى درجات حرارة 1100 درجة مئوية ، مع جدار داخلي مغطى بمادة مقاومة للحرارة التي يمكن أن تصمد أمامهم. معظم السبائك النحاسية تذوب في درجات حرارة حوالي 900 درجة مئوية ، ولكن عليك أن تعطي لنفسك بعض الهامش مع فرن يتيح لك الوصول إلى درجات حرارة أعلى لأنك ستحصل على معدن سائل أكثر سهولة في صبه.- اختر فرنًا كبيرًا بما يكفي لتحمل البوتقة المملوءة بكمية النحاس التي تريد صهرها دفعة واحدة.
- فكر في مصدر الطاقة الذي ستستخدمه. يمكن استخدام الزيوت المستعملة الرخيصة للغاية في الصهر ، لكن الأفران التي تستخدمها كوقود غالية الثمن بشكل خاص. أفران البروبان أكثر نظافة ، ولكنها تحرق الكثير من الوقود لتشغيلها. أفران الوقود الصلب أرخص في الشراء ، لكن التغذية والصيانة تتطلبان تكاليف أكبر إذا تم استخدامها بشكل متكرر.
-
جمع ما يكفي من العناصر النحاسية لإذابة لهم. قد يكون لديك بالفعل بعض الأجسام النحاسية جاهزة للصب ، ولكن إذا كنت ترغب في العمل على كميات كبيرة من هذه السبائك المعدنية ، فاتصل بوكيل الخردة. افصل الأجزاء النحاسية عن المواد الأخرى للأشياء التي قمت باستعادتها وخاصة المواد غير المعدنية مثل الزجاج والبلاستيك والورق والأقمشة. -
الحصول على بوتقة. يحتوي البوتقة على المعدن الذي يذوب في ذوبان الفرن. بالنسبة للنحاس الأصفر ، من المستحسن اختيار بوتقة غرافيت وهي مادة قوية للغاية وموصلة جيدة للحرارة. يمكنك اختيار مادة أخرى طالما تتأكد من قدرتها على تحمل درجات الحرارة العالية التي يجب أن يولدها الفرن للذوبان.- قبل استخدام بوتقة جرافيت جديدة ، سخنيها إلى 93 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة واتركها لتبرد. هذا سوف يساعد على إزالة الرطوبة الزائدة التي يمكن أن تسبب الرش.
- كل واحدة من البوتقات الخاصة بك ينبغي أن تستخدم فقط لنوع واحد من السبائك. إذا كنت تنوي أيضًا صهر الألمنيوم أو الحديد أو المعادن الأخرى ، فستحتاج إلى بوتقة لكل مادة.
-
جمع مواد متنوعة للغاية. ستحتاج كماشة ، وكاشطة وقضيب الصب للتعامل مع المعدن. يتم استخدام المشابك الفولاذية لفهم البوتقة وإمساكها لوضعها في الفرن أو إزالته منه. يتم استخدام الكاشطة المشقوقة لإزالة الخبث الذي يرتفع إلى سطح المعدن السائل جاهز للصب. أخيرًا ، يسمح قضيب الصب بتكثيف البوتقة بإحكام عند إمالة صب المعدن المنصهر.- إذا كنت قادرًا بالفعل على الذوبان ، فيمكنك صنع هذه الأدوات بنفسك.
- يمكنك شراء البيروميتر لقياس درجات الحرارة العالية ، مما يتيح لك معرفة بالضبط متى يكون المعدن المنصهر جاهزاً لإزالته من الفرن وسكبه.
-
ضع الفرن في مكان جيد التهوية. في أحسن الأحوال ، اختر غرفة مفتوحة إلى حد كبير من الخارج بحيث يتم إخلاء الأبخرة السامة ، والتي يتم إنتاجها حتماً أثناء تشغيل الفرن. يعد المرآب ذو الباب المفتوح الواسع خيارًا جيدًا للغاية.- حتى عند صهر المعادن الأخرى ، يجب عليك التأكد من أن المساحة المحيطة بالفرن جيدة التهوية. تتطلب أفران المسبك الكثير من الهواء لتشغيلها ويمكنها إنتاج ثاني أكسيد الكربون والغازات السامة الأخرى اعتمادًا على الوقود المستخدم.
-
ضع صندوقًا من الرمل الجاف بالقرب من الفرن. يمكن أن تعيش الرطوبة حتى في المواد التي تبدو جافة تمامًا. عندما يتلامس الماء مع المعدن المنصهر ، فإنه يتحول على الفور إلى غاز (بخار الماء) ليشغل في جزء من الثانية حجمًا أكبر ويتم إسقاط المعدن السائل عند درجة حرارة عدة مئات من درجات الحرارة في الهواء. بوضع صندوق من الرمل الجاف أمام فم الفرن مباشرةً ، يمكنك تجنب هذا النوع من الضرر. بمجرد إخراج المعدن المنصهر من الفرن ، ضع البوتقة على الصندوق وسكب المعدن السائل في القوالب على الرمال. وبالتالي ، يمكنك تجنب إسقاط المعدن المنصهر على الأرض أو أي مواد أخرى قد تحتوي على آثار للرطوبة. -
استخدام القوالب. القدر الأكثر أمانًا لاستلام المعدن المنصهر هو القالب الذي ، كما يشير اسمه ، يجعل من الممكن الحصول على سبائك ذات كتل معدنية على شكل مواز. يعد صب المعدن المنصهر في قالب ذو شكل أكثر تعقيدًا عملية أكثر تعقيدًا. إذا كنت تريد صب أجزاء أو فن من الآلات ، فتعرف على تقنيات صب الرمل أو إبطال الراتنج واحصل على مساعدة من المحترفين لأن معدل النجاح منخفض جدًا للمبتدئين الذين يحاولون تحقيقه هذه العمليات.
الجزء 2 اتبع إجراءات السلامة
-
ارتداء القفازات الواقية من الحرارة ومئزر والأحذية. لا تقلل من احتمال وقوع حادث عند القيام بالأعمال المعدنية في "الفناء الخلفي". ومع ذلك ، فإن خطر وقوع حادث ليس كبيراً ، إذا لاحظت تدابير السلامة الأساسية واستخدمت معدات الحماية المناسبة. في جميع العمليات المعدنية ، ستكون القفازات والأحذية الجلدية ومئزر يتحمل درجات الحرارة العالية كافية لحمايتك من معظم الحوادث البسيطة. كل هذه المواد يمكن العثور عليها بسهولة في المتاجر المتخصصة في أقسام "معدات سلامة اللحام". -
ارتداء الملابس القطنية أو الصوفية. تحت معدات الحماية الخاصة بك ، وارتداء ملابس ذات أكمام طويلة وتغطية كامل الساقين. هذا سوف يحمي بشرتك من أي بقع من المعدن المنصهر. تميل النيران الصغيرة إلى الاحتراق بسرعة كبيرة على القطن والصوف. تفضل هذه المواد الطبيعية على الجزر الاصطناعية التي يمكن أن تحترق لفترة طويلة وتذوب على بشرتك. -
حماية وجهك وعينيك. بمجرد أن تحتاج إلى التعامل مع المعدن المنصهر ، وارتداء خوذة سلامة كبيرة (عمودي) قناع يحمي وجهك وعينيك من جميع أنواع البقع السائلة. استخدم واقيًا زجاجيًا مدخنًا أو نظارات أمان زجاجية داكنة عند التعامل مع المعدن عند 1300 درجة مئوية أو أعلى لحماية عينيك من التعرض المفرط للضوء فوق البنفسجي. -
ارتداء جهاز التنفس الصناعي. النحاس هو سبيكة من النحاس والزنك ، مع بعض الإضافات المعدنية في بعض الأحيان. يذوب الزنك (السوائل) عند درجة حرارة منخفضة نسبيا حوالي 900 درجة مئوية ، أقل بكثير من درجة حرارة انصهار المعادن الأخرى في سبائك النحاس. لهذا السبب ، بينما تستمر في تسخين النحاس ، يبدأ الزنك في الاحتراق ، مما ينبعث منه دخان أبيض سامة ، إذا كنت تدخن ، فإنه يسبب أعراضًا مماثلة لأعراض الأنفلونزا. المعادن السامة الأخرى ، مثل الرصاص ، قد تكون موجودة في النحاس. يمكن أن تتسبب في تدهور صحتك على المدى الطويل ، إذا عرضت نفسك عليها دون أي حماية متكررة. يمكنك حماية نفسك من هذه المخاطر عن طريق استخدام قناع مرشح الجسيمات المعلق المصنف على أنه P100.- الأطفال أكثر عرضة من البالغين لهذه السموم. تأكد من عدم قربها من الفرن أبدًا عند التعامل مع المعادن المنصهرة.
-
تنظيف سطح العمل من جميع الحطام. يجب إزالة جميع المواد القابلة للاشتعال أو الرطبة حول الفرن لأنها قد تؤدي إلى نشوب حريق أو رش المعادن. تأكد من أن منطقة عملك خالية دائمًا من أي أدوات لا تحتاجها حقًا وأن المسار بين فم الفرن والقوالب واضح دائمًا. -
دائما مصدر المياه على مسافة قريبة من منطقة العمل. لا ينبغي أن يكون مصدر المياه قريبًا جدًا من الفرن ، ولكن يجب أن يكون قريبًا بما يكفي لاستخدامه في حالة الطوارئ ، لإطفاء مواد اللهب ، على سبيل المثال.
جزء 3 ذوبان النحاس
-
تسخين القالب وكاشطة. سخن القالب إلى درجة حرارة أعلى من 100 درجة مئوية لإزالة أي رطوبة قد تسبب تناثر المعدن المنصهر. سخن حثالة لنفس السبب. بمجرد الانتهاء من ذلك ، ضع القالب على الرمل الجاف. -
ضع البوتقة في الفرن. في فرن الوقود الصلب ، يجب غالبًا تضمين القالب في الفحم (أو أي وقود صلب آخر). تأكد من اتباع التعليمات التي تصاحب نموذج الفرن الخاص بك. -
بدوره على الفرن. اتبع التعليمات الموجودة في دليل الفرن أو اتبع نصيحة خبير المعادن إذا كنت قد صممت فرنك بنفسك. بشكل عام ، عليك فقط إضافة وقود صلب أو فتح دواسة الوقود ثم كسر المباراة لبدء الحريق. -
ضعي قطع النحاس في البوتقة. بعد 10 إلى 20 دقيقة من التسخين المسبق ، أضف القطع المعدنية بوضعها بلطف لتجنب إتلاف البوتقة. بإضافة المعدن في الفرن الذي وصل بالفعل إلى درجة حرارة عالية نسبيًا ، فإنك تزيد من فرصك في الحصول على النحاس المصهور (الزنك والنحاس المختلط) ، لأن الزنك أقل وقتًا للحرق. -
السماح للفرن للحرارة حتى يذوب النحاس تماما. وقت التدفئة يمكن أن تختلف اختلافا كبيرا من الفرن إلى الفرن. إذا كان لديك البيروميتر ، ضع في اعتبارك أن معظم سبائك النحاس تصبح سائلة تمامًا حوالي 930 درجة مئوية. قد يختلف هذا العدد من بضع عشرات من الدرجات اعتمادًا على جرعة المعادن في سبائك النحاس. إذا لم يكن لديك البيرومتر ، فانتظر حتى يتوهج النحاس بشكل كثيف بلون برتقالي أصفر أو يصبح عديم اللون تقريبًا في وضح النهار قبل المتابعة إلى الخطوة التالية.- تذكر أنه يجب تجنب استنشاق أي دخان ينبعث من الفرن وأنه يجب عليك دائمًا ارتداء معدات الوقاية الخاصة بك.
- بجعل السبائك إلى درجة حرارة أعلى قليلاً من نقطة الانصهار ، فإنك تجعل صب المعدن السائل أسهل ، لكنك تزيد أيضًا من خطر التأكسد. من خلال الممارسة ، سوف تتعلم الحكم بدقة عند الوصول إلى درجة الحرارة المثالية.
-
رائحة الشوائب على سطح المعدن المنصهر. للقيام بذلك ، استخدم الكاشطة لإزالة الطبقة العليا من النحاس المشوه والأكسدة وإسقاطها على الرمال الجافة. من خلال مراقبة هذه الرواسب جافة ، سوف تكون قادرًا على الحكم إذا ما تم ذوبان السبيكة بشكلٍ كافٍ أم لا ، خاصةً ، لا تغمر الكريم في النحاس لتحريكه لإجراء هذا التقييم ، لأنه يمكنك إضافة فقاعات هواء في المعدن المنصهر وأخيراً سبيكة مليئة بالعيوب ، بعد التبريد.- لاحظ أن المعادن الأخرى ، مثل الألومنيوم ، تولد فقاعات غازية أثناء مرحلة الانصهار ويجب تحريكها أثناء كونها لا تزال سائلة لإزالة هذه الفقاعات.
-
صب النحاس ذاب في القوالب. باستخدام الكماشة ، أمسك البوتقة ، ارفعها برفق وأخرجها من الفرن قبل وضعها في دائرة قضيب الصب. استخدم ذراع التنظيف والكماشة لصب المعدن المنصهر ببطء في القوالب. من المحتمل أن تغرق قليلاً من المعدن بجوار القوالب ولهذا السبب عليك القيام بهذه العملية على الرمال الجافة. بمجرد أن تكون البوتقة فارغة ، يمكنك ملئها مرة أخرى بقطع من النحاس أو يمكنك إيقاف الفرن وانتظر أن يبرد كل شيء.- قد يستغرق الفرن عدة ساعات ليبرد تمامًا ، ولكن يجب أن يتم تشغيل سبائك النحاس الخاصة بك يدويًا قبل ذلك.