Как правильно закалить металл в домашних условиях

Как правильно закалить металл в домашних условиях

Термическая обработка металла проводится на протяжении многих веков. Она позволяет существенно повысить эксплуатационные свойства материала, изменить некоторые свойства. Закалка — разновидность термической обработки. Еще до появления огнестрельного оружия клинки усиливались закаливанием используемого металла при их изготовлении. Сегодня в домашних условиях можно закалить болт, топор, зубило, клинок, проволоку и многие другие изделия. Стоит рассмотреть подробнее, как можно закалить металл в домашних условиях, и какие при этом могут возникнуть сложности.

Суть закалки металлических изделий

Для того чтобы правильно закалять железо и другие металлы, следует рассмотреть суть этого процесса.

К особенностям этой разновидности термообработки можно отнести следующее:

  • Закаливать — это значит, нагревать материал до температуры, которая может изменить структуру. У металлов структура представлена кристаллической решеткой.
  • Процесс предусматривает также охлаждение материала, для чего может использоваться масло или вода.

Целью подобной термической обработки является увеличение твердости структуры стали или другого сплава.

С закалкой также связан процесс, получивший название отпуск. Он проводится для того, чтобы снизить хрупкость структуры после термической обработки. Отпуск проводится при более низкой температуре, а на охлаждение уходит намного больше времени. Важность этого процесса велика, иначе в структуре могут образовываться серьезные дефекты.

Какие металлы можно закалить

Следует учитывать, что не все металлы подходят для подобной термической обработки. Очень часто проводится улучшение физико-механических качеств конструкционных сталей, к примеру, стали 45, а также некоторых легированных сплавов (65Г, У7Х).

Алюминий и многие другие цветные сплавы подвергаются термической обработке, при которой кристаллическая решетка остается неизменной. Это можно достичь путем нагрева до невысоких температур с последующим быстрым охлаждение в различной среде.

Особенности технологии

Можно выделить 3 основных этапа термической обработки стали:

  1. Отжиг. Для начала проводится нагрев структуры до температуры, которая выбирается в зависимости от типа закаливаемого материала (для У7 +780°С). После нагрева металл оставляют в печи для медленного охлаждения.
  2. Закалка. После выполнения отжига наступает этап закалки. В зависимости от типа металла температура нагрева может варьировать в пределах +800…+1000°С и выше. В домашних условиях можно достигнуть лишь показателя +800°С или чуть выше. Нагрев проводится до момента, пока металл не станет полностью красным, при этом графит и вся кристаллическая решетка перестраивается. Охлаждение может проходить в воде, но лучше использовать масло, что позволит снизить вероятность появления серьезных дефектов в структуре. При этом следует учитывать, что при нагреве масла может образовываться дым и другие продукты горения, которые вредны для человека.
  3. Отпуск. За счет отпуска можно существенно снизить хрупкость структуры, при этом изделие выдерживается в духовке на протяжении 1 часа или более при температуре не выше +320°С. Важно учитывать, что на этом этапе не должно происходить перестроение кристаллической решетки, т. к. сильный нагрев может привести к снижению твердости поверхностного слоя.

Закалка ножа в домашних условиях осуществима, этого потребуется обычная печь, место для проведения работы, а также емкость с маслом или водой для охлаждения металла.

Много внимания уделяется выбору способа охлаждения стали. Различают следующие методы:

  • Применение одной среды.
  • Охлаждение при использовании двух жидкостей.
  • Струйный метод снижения температуры поверхности металла.
  • Метод ступенчатого охлаждения, применяемый для снижения напряжений в структуре материала.

При проведении закалки в домашних условиях следует учитывать, что слишком быстрое охлаждение становится причиной повышенной хрупкости структуры. Важно обеспечивать равномерное охлаждение, что позволяет получить равномерную структуру.

При работе с раскаленной сталью следует соблюдать осторожность. Нельзя проводить подобные работы вблизи легковоспламеняющихся материалов.

Источник:
http://obrabotkametalla.info/splavy/kak-pravilno-zakalit-metall-v-domashnix-usloviyax

Разновидности художественной обработки металла

Современные технологии позволили в значительной мере автоматизировать все процессы по обработке металлических изделий и свели к минимуму ручной труд, однако, для мелкосерийного производства и изготовления уникальных продуктов все еще широко используются ручные способы, благодаря которым осуществляется художественная обработка металла. При этом не исключается замена многих трудоемких процессов на автоматизированные.

Те металлы, которые имеют высокую степень плавкости, легко можно видоизменять, применяя формы. Этот способ называется литьем, он один из древнейших, но и сегодня остается актуальным и часто применяемым. Еще до нашей эры люди освоили и широко использовали литье.

Перед началом работы нужно изготовить форму. Выбор материала может быть любым удобным, например, из воска, песка, если предполагается изготовление нескольких одинаковых деталей форму можно использовать много раз. В том случае, когда будущее металлическое изделие будет иметь сложную конструкцию, целесообразно сделать несколько форм для разных деталей, а затем соединить их друг с другом посредством пайки.

Литье можно классифицировать по металлу отлива:

Литье в песчаные формы — широко используемый е промышленности метод литья

  • чугунное;
  • медное;
  • золотое и серебряное.

По конструкциям и материалам форм:

  • временные формы – земля, песок;
  • оболочковые;
  • постоянные – восковые, гипсовые, металлические.

По способу литья:

  • центробежное;
  • под давлением;
  • классическое.

После подготовки форм нужно привести металл к жидкой форме – расплавить. Сделать это можно в специальной печи, в древности металл плавили в котлах на костре. Температура плавления у разных металлов отличается, поэтому если нет автоматизированной фиксации нагрева, необходимо следить за процессом и после того, как металл станет жидким, его заливают в форму.

Когда материал затвердеет можно вынимать изделие из формы, для достижения идеально ровных поверхностей заготовку зачищают и шлифуют.

Обработка разогретого металла с помощью молотка – это ковка, она также является старейшим методом. Под равномерными ударами молота металлическая заготовка постепенно приобретает необходимый вид, однако, разные по составу сплавы ведут себя при ковке неоднозначно – появляются трещины, разрывы.

Горячая ковка — деформация раскаленного металла молотком

Степень податливости металла такой обработке измеряется в величине ковкости. В зависимости от этого параметра различают холодную ковку и горячую.

Драгоценные и цветные металлы (золото, серебро, медь) являются достаточно мягкими, поэтому их можно обрабатывать холодной ковкой.

Таблица температуры плавления самых распространенных металлов

Железо и сплавы на его основе поддаются ковке только в разогретом состоянии. Нагрев происходит в специальной печи до температуры 1000 о С, затем металл можно деформировать, гнуть, в общем, придавать нужную форму.

На основе принципов ковки была выработана техника художественной обработки – просечка. Она заключается в придании листу металла ажурного вида.

Холодная ковка – изменение формы изделия посредством ударов молотка различной силы. В результате этого металл быстро утрачивает пластичность, уплотняется и появляется наклеп. Следующим этапом является отжиг, который используется для удаления образованного наклепа.

В современных условиях холодная ковка часто используется в ювелирной отрасли.

Выбивание рельефа на металлическом листе небольшой толщины или пластине называется чеканкой. Этот процесс осуществляется с помощью молотка и специального стержня. Вследствие ударов молотка по стержню он оставляет на пластине след или придает ей объемный вид. Молотки называются разгонными, а метал предварительно подвергается холодной прокатке, чтобы получилась нужная толщина.

Художественная чеканка изделий требует высокой точности из-за сложности форм, соответственно, нужен материал, хорошо поддающийся обработке

Это начальный этап, подготовительный, по его окончании приступают непосредственно к художественному декорированию. Это очень тонкая и кропотливая работа, для нее используют целый набор стержней различной формы и величины, они называются чеканы. Намного проще выполнять чеканку на нескольких небольших пластинах, которые потом можно соединить в единый объемный предмет способом пайки.

Часто художественная обработка металла чеканным способом может сочетать в себе процессы гравировки, литья и резьбы.

Техника чеканки бывает трех видов:

  • из листового металла;
  • по оброну или литью;
  • тиснением.

Традиционный способ чеканки – по тончайшему листу стержнями, а завершают обработку и дополняют художественную форму литым изделиям двумя другими способами. Современные техники литья позволяют добиться идеальных форм и рисунков изделия, однако, часто могут возникнуть различные дефекты:

Тиснение представляет собой процесс чеканки с использованием матричных досок, которые называют басменными, от них и другое названия технологии – басма. Процесс тиснения осуществляется следующим образом: подготавливается деревянная матрица, которая будет отображать рельеф будущего изделия.

Басменная доска

Тонкий золотой или серебряный лист накладывается на матрицу, сверху покрывается более толстым свинцовым листом. Удары, наносимые молотком, приходятся на свинцовую подушку, которая уплотняется и приобретает рельеф матрицы, повторяя все контуры, объемы и рисунки. Точно такую же форму принимает и металл, зажатый между свинцовой прокладкой и матрицей.

Когда процесс тиснения окончен, свинцовую подушку убирают и аккуратно снимается слой металла – басма, она имеет более мягкие черты рисунка, чем у матрицы, как бы сглаженные. Чем толще будет слой листа, тем более сглаженным получится изображение, поэтому не рекомендуется использовать для басмы металл более 0,3 мм.

Басму, как технологию чеканки, используют для оковки изделий, таких как иконостасы, рамы, переплеты книг, ларцов, для создания портретных изображений.

Металлопластика

На первый взгляд, этот метод художественной обработки металла напоминает чеканку, но все же имеет ряд отличительных признаков:

Металлопластику выполняют на очень тонких металлах до 0,5 мм

  • во-первых, используется более тонкие листы металла – фольга, толщиной не более 0,5 мм, а для чеканки используют в основном от 0,5 до 1,5 мм.
  • во-вторых, использование скульптурных инструментов – стеков, для чеканки используются молотки;
  • в-третьих, технология металлопластики напоминает лепку, плавные линии и движения, а чеканка более грубые деформации в результате силы удара.

Металлопластика была придумана еще в средневековье, в России изделия, выполненные по этой технологии, вошли в моду в начале XX века. Способ металлообработки стал настолько популярен, что его ввели в учебную программу для школьников. С помощью металлопластики изготавливались рамы, иконостасы, нательные крестики и прочие украшения.

Затем этот эскиз прикладывают к листу металла и специальным инструментом обводят, надавливая, таким образом, отпечатывается рельеф на фольге. Данная процедура повторяется с обеих сторон листа до тех пор, пока не получится нужная форма. Для удобства под низ заготовки подкладывается резина или другой мягкий, но упругий материал.

Гравировка

Одним из основных способов, применяемых для художественной обработки различных металлических изделий, является гравировка. Она предполагает нанесение рельефа или линейного рисунка на заготовку с помощью резца. Гравировка может быть двух видов:

  • плоскостная – двухмерная гравировка, предусматривающая обработку поверхности изделия;
  • обронная – создает трехмерное изображение рельефа, скульптуры.

Наиболее распространенная плоскостная гравировка, ее назначением является завершающая стадия декорирования различных изделий. Результатом такой обработки будет создание контурного рисунка, узоров, тоновой композиции, надписей, шрифтовых работ.

Обронная гравировка с выборкой металла

Совершенствуя гравировочную технологию, в XVII веке уже использовали машины, для которых прототипом стали токарные станки по обработке дерева.

Очень интересная техника гравирования для чернения, рисунок прорезается более глубоко, а затем его чернят специальным веществом, в итоге получается оригинальное изображение, которое эффектно выделяется на изделие.

Обронная гравировка представляет собой создание объемного рельефа или скульптуры из металлического листа. Оно бывает выпуклое, рисунок получится возвышенным над фоном и углубленное, когда рисунок врезается внутрь заготовки и располагается ниже фона.

Читайте также  Сварка инвертором для начинающих

Одним из подвидов гравировки является травление. Его техника проста: металлическое изделие необходимо покрыть воском или смолой, затем по этому покрытию процарапывается рисунок, надпись или прочий декор. Далее, изделие помещается в раствор кислоты или щелочь, под действием которой процарапанные изображения протравливаются, а поверхность тускнеет.

Химическое травление нержавеющая сталь,природный цвет металла

Эта техника нашла широкое применение в XVI веке и наиболее часто использовалась для надписей на кубках. В современных условиях многие мастера стали ее активно использовать из-за оригинальности и необычности, когда необходимо сделать вещь в винтажном стиле, искусственно состарить ее.

Декоративная обработка металла

Для того чтобы придать металлу, отличную от оригинального цвета и тона, окраску используют различные способы:

Схема обработки для чернения металла

  • чернение;
  • матирование;
  • оксидирование.

Чернение, наиболее часто используют для художественного декора серебряных, медных и золотых изделий. Для начала наносят гравюру, затем заполняют канавки чернью – сплавом свинца, серы или олова. Готовое изделие подвергают отжигу, излишки черни убираются, а поверхность вокруг рисунка полируется, чтобы создать контраст.

Матирование или создание фактуры поверхности металлических изделий – это создание отличного от полировки эффекта. Фактура поверхности изделия может быть мелкоштриховой, мелкоямочной или матовой. Эти эффекты достигаются с помощью использования различных техник:

  • шлифовка;
  • травление;
  • обработка молотой пемзой;
  • кварцевание.

Часто поверхность изделия после литья покрыта коркой, ее также можно зачистить и получить матовый эффект.

Оксидирование используют для серебра, его обрабатывают химическими веществами, иногда применяя электролитические способы. Технология проста: серебряное изделие погружают в раствор, чаще используют двухромовокислый калий, это электролит, подключают ток и под таким воздействием серебро меняет цвет.

Способы украшения изделий из металла

Украшение изделий из драгоценных металлов также в некоторой степени сродни обработке, наиболее распространены филигрань и эмалирование.

В зависимости от замысла ажурный узор может напаиваться на металл, может приобрести рельефную форму

Филигрань достаточно древняя техника. Сам термин состоит из двух латинских коней – «филюм» – означает нить, а «гранум» – переводится как зерно. Филигрань – совокупность переплетенных между собой тонких нитей, украшенных горошинами. Эта техника впервые была использована еще в древнем Египте во втором тысячелетии до нашей эры.

С тех времен и по сегодняшний день филигрань является исключительно ручной работой. Различают множество техник, они названы в честь городов или местности, где получили широкое распространение. Но обобщенно их можно классифицировать следующим образом:

Развитие филигранного искусства, приостановленное монголо-татарским нашествием, вновь приходит к расцвету в XV-XVI вв

  • напайная;
  • ажурная;
  • объемная.

Напайная филигрань – простейший способ украшения металлических изделий. Она представляет собой проволочный узор, с декоративными элементами, который припаивается к листу металла, он будет выступать как фон. Может использоваться и просечная (выпильная) филигрань, когда после спайки основание удаляют, выпиливая его.

Может быть эмалированная филигрань, когда после спайки узора с основанием пространство заливается эмалью. Ажурная техника представляет собой спайку элементов проволоки между собой, без использования фона, таким образом, изделие становится похожим на кружево.

Объемная филигрань представлена в таких изделиях, как вазы, кубки коробки, ларцы и прочее. Чтобы получить такой предмет сначала подготавливают элементы, которые затем соединяются между собой спайкой или крепятся к основанию.

Разнообразие цветовой гаммы и возможность рисовать на эмали делают эту технику востребованной и популярной вот уже многие века. Изделия с добавлением эмали встречаются наиболее часто в ювелирном искусстве, а также в предметах домашнего интерьера.

Источник:
http://promtu.ru/obrabotka-metallov/hudozhestvennoe-obrabatyivanie-metalla

Как сделать травление металла в домашних условиях: различные способы, особенности

Перед тем как приступить к металлообработке, следует убрать с поверхности любые загрязнения, дефекты, следы ржавчины. В статье мы расскажем об электрохимическом травлении по металлу в домашних условиях с помощью электричества и хлорного железа.

Для чего требуется процедура протравки металлической поверхности, где ее используют

Применяют способ обработки как в промышленности, так и в частных целях. Основная задача – увеличение адгезии материала, то есть сцепления с другим веществом. Часто используется перед нанесением лакокрасочных поверхностей, например, в автомобилестроении.

Дома можно использовать метод для бытовых целей. Таким образом можно, к примеру, из старого стального ведра сделать фактически новое. Но перед тем как разобраться с технологией, осветим разновидности, которые имеет способ, и где он применяется.

Травление металла: что это такое

Это способ для удаления части поверхностного слоя (с точностью до микронов) металлического изделия с помощью управляемой химической реакции, часто под воздействием тока. С заготовкой вступают в реакцию вещества разной кислотности, соли. Самый распространенный вариант металлообработки в домашних условиях – погружение образца в заранее подготовленную емкость с реагентами.

Применение в промышленности

  • Очищение от оксидной пленки.
  • Перед покраской или обработкой специальными защитными составами.
  • Перед операцией оцинковки.
  • Для выявления коррозии у нержавейки.
  • Нанесение рисунка на мелкие детали микросхем, который способствует проведению электрического заряда.

Это неполный перечень задач, которые позволяет решить процедура.

Виды травления

Представим распространенные способы. Большинство из них можно реализовать в домашних условиях. Но необходимо придерживаться правил безопасности – дело будем иметь с химикатами.

Электролитическое

Второе название – гальваническая обработка. Проще всего применять эту технологию на мелких деталях, когда необходимо срочно очистить поверхность. Суть процедуры следующая: наводится солевой или кислотный электролитический раствор, в него помещается заготовка. Затем подается разряд. В зависимости от того, как он заряжен, различают травление:

  • Катодное. В среде с добавлением химических элементов на катоде образуется водород в виде газа – с его выделением проходит реакция. Он насыщает жидкость и вступает в реакцию со сплавами, убирая окалину. Следует учесть, что при этом страдает прочность поверхности, она становится более хрупкой, поэтому тонкие стальные листы так лучше не обрабатывать. Подходящие материалы – сталь с высоким уровнем углерода, образцы после термообработки.
  • Анодное. Применяется чаще. На аноде происходит отрыв оксидной пленки с выделением кислорода. Все «лишние» частицы расплавляются в растворе. Верхний слой приобретает небольшую шероховатость. Есть вероятность потери чрезмерно большого количества металла, важно не передержать изделие в емкости под напряжением.

Химическое

Если предыдущий вариант отлично подходил для стали, особенно для углеродистой, то эта процедура имеет те же цели, но совсем другую публику. К обработке можно приступить, если в руках находится:

Подойдут: H2SO4, HCl, HNO3. Длительность погружения в ванночку зависит от концентрированности состава и степени загрязнения заготовки. Интервал достаточно большой – для косметической чистки тонкостенного изделия может понадобиться всего 1 минута, а для толстой чугунной детали – до 2 часов.

Технология проста. Есть металл. На нем образовалась оксидная пленка, которую нужно убрать. Кислоты через поры проникают под окисление и взаимодействуют со стальной поверхностью. В ходе химической реакции с железом выделяется водород. Он отталкивает загрязнение. Но также может повредиться металлическая поверхность. Избежать этого можно, если предварительно обработать деталь специальными ингибиторами ржавчины.

Плазменное

Процедура также происходит в среде химикатов. Но возбуждает химическую реакцию поток плазмы, сгенерированный на основе инертных газов (с содержанием фтора). Они, вступая во взаимодействие с коррозией (или с кремнием), не трогают само железо. Это очень точный метод, но он требует специального оборудования. Степень точности – до 10 наномикрон.

Посмотрим видео на эту тему:

Гальваническое

Это очень быстрый способ, поэтому он получил популярность, особенно у тех, кто проводит его дома. Скорость – не единственное преимущество. Другие достоинства:

  • достаточно четкие границы, контуры;
  • не требуются кислоты, поэтому для человека это более экологичный метод.

Сперва определимся с составом жидкости для погружения, она зависит от материала заготовки:

Источник:
http://www.rocta.ru/info/kak-sdelat-travlenie-metalla-v-domashnih-usloviyah-razlichnye-sposoby-osobennosti/

Закалка металла в домашних условиях: закаливаем сталь правильно

Если знать, как закалить металл правильно, то даже в домашних условиях можно повысить твердость изделий из него в два-три раза. Причины, по которым возникает необходимость в этом, могут быть самыми разными. Такая технологическая операция, в частности, требуется в том случае, если металлу надо придать твердость, достаточную для того, чтобы он мог резать стекло.

Закалка металла в домашних условиях

Чаще всего закалить надо режущий инструмент, причем выполняется термическая обработка не только в том случае, если надо увеличить его твердость, но также и тогда, когда данную характеристику требуется уменьшить. Когда твердость инструмента слишком мала, его режущая часть будет заминаться в процессе эксплуатации, если же она высока, то металл будет крошиться под воздействием механических нагрузок.

Немногие знают, что существует простой способ, позволяющий проверить, насколько хорошо закален инструмент из стали, не только в производственных или домашних условиях, но и в магазине, при покупке. Для того чтобы выполнить такую проверку, вам потребуется обычный напильник. Им проводят по режущей части приобретаемого инструмента. Если тот закалили плохо, то напильник будет как будто прилипать к его рабочей части, а в противоположном случае – легко отходить от тестируемого инструмента, при этом рука, в которой находится напильник, не будет чувствовать на поверхности изделия никаких неровностей.

Зависимость твердости стали от режима термобоработки

Если все же так вышло, что в вашем распоряжении оказался инструмент, качество закалки которого вас не устраивает, переживать по этому поводу не стоит. Решается такая проблема достаточно легко: закалить металл можно даже в домашних условиях, не используя для этого сложного оборудования и специальных приспособлений. Однако следует знать, что закалке не поддаются малоуглеродистые стали. В то же время твердость углеродистых и инструментальных стальных сплавов достаточно просто повысить даже в домашних условиях.

Технологические нюансы закалки

Закалка, которая является одним из типов термической обработки металлов, выполняется в два этапа. Сначала металл нагревают до высокой температуры, а затем охлаждают. Различные металлы и даже стали, относящиеся к разным категориям, отличаются друг от друга своей структурой, поэтому режимы выполнения термической обработки у них не совпадают.

Режимы термообработки некоторых цветных сплавов

Термическая обработка металла (закалка, отпуск и др.) может потребоваться для:

  • его упрочнения и повышения твердости;
  • улучшения его пластичности, что необходимо при обработке методом пластической деформации.

Закаливают сталь многие специализированные компании, но стоимость этих услуг достаточно высока и зависит от веса детали, которую требуется подвергнуть термической обработке. Именно поэтому целесообразно заняться этим самостоятельно, тем более что сделать это можно даже в домашних условиях.

Если вы решили закалить металл своими силами, очень важно правильно осуществлять такую процедуру, как нагрев. Этот процесс не должен сопровождаться появлением на поверхности изделия черных или синих пятен. О том, что нагрев происходит правильно, свидетельствует ярко-красный цвет металла. Хорошо демонстрирует данный процесс видео, которое поможет вам получить представление о том, до какой степени нагревать металл, подвергаемый термической обработке.

В качестве источника тепла для нагрева до требуемой температуры металлического изделия, которое требуется закалить, можно использовать:

  • специальную печь, работающую на электричестве;
  • паяльную лампу;
  • открытый костер, который можно развести во дворе своего дома или на даче.

Закалка ножа на открытых углях

Читайте также  Почему припой не прилипает к паяльнику или жало не лудится, и как устранить проблему

Выбор источника тепла зависит от того, до какой температуры надо нагреть металл, подвергаемый термической обработке.

Выбор метода охлаждения зависит не только от материала, но также от того, каких результатов нужно добиться. Если, например, закалить надо не все изделие, а только его отдельный участок, то охлаждение также осуществляется точечно, для чего может использоваться струя холодной воды.

Быстрое охлаждение, для которого используется охладитель одного типа, оптимально подходит для того, чтобы закаливать стали, относящиеся к категории углеродистых или легированных. Для выполнения такого охлаждения нужна одна емкость, в качестве которой может использоваться ведро, бочка или даже обычная ванна (все зависит от габаритов обрабатываемого предмета).

Охлаждение заготовки ножа в масле

В том случае, если закалить надо стали других категорий или если кроме закалки требуется выполнить отпуск, применяется двухступенчатая схема охлаждения. При такой схеме нагретое до требуемой температуры изделие сначала охлаждают водой, а затем помещают в минеральное или синтетическое масло, в котором и происходит дальнейшее охлаждение. Ни в коем случае нельзя использовать сразу масляную охлаждающую среду, так как масло может воспламениться.

Для того чтобы правильно подобрать режимы закалки различных марок сталей, следует ориентироваться на специальные таблицы.

Режимы термообработки быстрорежущих сталей

Режимы термической обработки легированных инструментальных сталей

Режимы термической обработки углеродистых инструментальных сталей

Как закалить сталь на открытом огне

Как уже говорилось выше, закалить сталь можно и в домашних условиях, используя для нагрева открытый костер. Начинать такой процесс, естественно, следует с разведения костра, в котором должно образоваться много раскаленных углей. Вам также потребуются две емкости. В одну из них надо налить минеральное или синтетическое масло, а в другую – обычную холодную воду.

Для того чтобы извлекать раскаленное железо из костра, вам понадобятся кузнечные клещи, которые можно заменить любым другим инструментом подобного назначения. После того как все подготовительные работы выполнены, а в костре образовалось достаточное количество раскаленных углей, на них можно уложить предметы, которые требуется закалить.

По цвету образовавшихся углей можно судить о температуре их нагрева. Так, более раскаленными являются угли, поверхность которых имеет ярко-белый цвет. Важно следить и за цветом пламени костра, который свидетельствует о температурном режиме в его внутренней части. Лучше всего, если пламя костра будет окрашено в малиновый, а не белый цвет. В последнем случае, свидетельствующем о слишком высокой температуре пламени, есть риск не только перегреть, но даже сжечь металл, который надо закалить.

Цвета каления стали

За цветом нагреваемого металла также необходимо внимательно следить. В частности, нельзя допустить, чтобы на режущих кромках обрабатываемого инструмента появлялись черные пятна. Посинение металла свидетельствует о том, что он сильно размягчился и стал слишком пластичным. Доводить до такого состояния его нельзя.

После того как изделие прокалится до требуемой степени, можно приступать к следующему этапу – охлаждению. В первую очередь, его опускают в емкость с маслом, причем делают это часто (с периодичностью в 3 секунды) и как можно более резко. Постепенно промежутки между этими погружениями увеличивают. Как только раскаленная сталь утратит яркость своего цвета, можно приступать к ее охлаждению в воде.

Цвета побежалости стали

Есть определенные тонкости при охлаждении закаливаемых сверл. Так, их нельзя опускать в емкость с охлаждающей жидкостью плашмя. Если поступить таким образом, то нижняя часть сверла или любого другого металлического предмета, имеющего вытянутую форму, резко охладится первой, что приведет к ее сжатию. Именно поэтому погружать такие изделия в охлаждающую жидкость необходимо со стороны более широкого конца.

Для термической обработки особых сортов стали и плавки цветных металлов возможностей открытого костра не хватит, так как он не сможет обеспечить нагрев металла до температуры 700–9000. Для таких целей необходимо использовать специальные печи, которые могут быть муфельными или электрическими. Если изготовить в домашних условиях электрическую печь достаточно сложно и затратно, то с нагревательным оборудованием муфельного типа это вполне осуществимо.

Самостоятельное изготовление камеры для закаливания металла

Муфельная печь, которую вполне возможно сделать самостоятельно в домашних условиях, позволяет закалить различные марки стали. Основным компонентом, который потребуется для изготовления этого нагревательного устройства, является огнеупорная глина. Слой такой глины, которой будет покрыта внутренняя часть печи, должен составлять не более 1 см.

Схема камеры для закалки металла: 1 — нихромовая проволока; 2 — внутренняя часть камеры; 3 — наружная часть камеры; 4 — задняя стенка с выводами спирали

Для того чтобы придать будущей печи требуемую конфигурацию и желаемые габариты, лучше всего изготовить форму из картона, пропитанного парафином, на которую и будет наноситься огнеупорная глина. Глина, замешанная с водой до густой однородной массы, наносится на изнаночную сторону картонной формы, от которой она сама отстанет после полного высыхания. Металлические изделия, нагреваемые в таком устройстве, помещаются в него через специальную дверцу, которая тоже изготавливается из огнеупорной глины.

Камеру и дверцу устройства после просушки на открытом воздухе дополнительно просушивают при температуре 100°. После этого их подвергают обжигу в печи, температуру в камере которой постепенно доводят до 900°. Когда они остынут после обжига, их необходимо аккуратно соединить друг с другом, используя слесарные инструменты и наждачную шкурку.

Глиняный нагреватель с замурованной нихромовой спиралью

На поверхность полностью сформированной камеры наматывают нихромовую проволоку, диаметр которой должен составлять 0,75 мм. Первый и последний слой такой намотки необходимо скрутить между собой. Наматывая проволоку на камеру, следует оставлять между ее витками определенное расстояние, которое тоже надо заполнить огнеупорной глиной, чтобы исключить возможность короткого замыкания. После того как слой глины, нанесенный для обеспечения изоляции между витками нихромовой проволоки, засохнет, на поверхность камеры наносится еще один слой глины, толщина которого должна составлять примерно 12 см.

Готовая камера после полного высыхания помещается в корпус из металла, а зазоры между ними засыпаются асбестовой крошкой. Для того чтобы обеспечить доступ к внутренней камере, на металлический корпус печи навешиваются дверцы, отделанные изнутри керамической плиткой. Все имеющиеся зазоры между конструктивными элементами заделываются при помощи огнеупорной глины и асбестовой крошки.

Готовая самодельная камера

Концы нихромовой обмотки камеры, к которым необходимо подвести электрическое питание, выводятся с задней стороны ее металлического каркаса. Чтобы контролировать процессы, происходящие во внутренней части муфельной печи, а также замерять температуру в ней при помощи термопары, в ее передней части необходимо выполнить два отверстия, диаметры которых должны составлять 1 и 2 см соответственно. С лицевой части каркаса такие отверстия будут закрываться специальными стальными шторками. Самодельная конструкция, изготовление которой описано выше, позволяет в домашних условиях закаливать слесарные и режущие инструменты, рабочие элементы штампового оборудования и др.

Самостоятельное изготовление такой печи (как и закалочного оборудования другого типа) позволяет не только получить в свое распоряжение устройство, полностью соответствующее вашим потребностям, но и хорошо сэкономить, так как серийные модели стоит достаточно дорого.

Источник:
http://met-all.org/obrabotka/termo/kak-zakalit-metall-v-domashnih-usloviyah-video.html

Как правильно в домашних условиях закалять металл?

Необходимость в закалке стали может появиться в любой момент. На рынке продаётся большое количество разных инструментов, которые могли не закалять при изготовлении или,наоборот, переусердствовали с температурой при термической обработке. К примеру, можно вспомнить всем известные свёрла для дрели. Если сталь не закалена до нормы, она будет гнуться. В случае когда сталь закалена слишком сильно, сверло, скорее всего, начнёт крошиться.

Подобное описание подходит к любым стальным материалам. Проверить в магазине металл, естественно, не получиться. В таком случае остаётся только один вариант, речь идёт о закалке стали в домашних условиях.

Проверка металла на качество в домашних условиях

Первым делом после покупки металлического предмета нужно проверить его качество. Сделать это можно при помощи простого паяльника. Конец паяльника проводится по металлу, чтобы выяснить дефекты при разработке инструмента. Если паяльник прилипает к поверхности, значит, сталь, не закалена, и при частом использовании инструмент деформируется. Если, наоборот, конец паяльника проходит плавно по стали и почти отскакивает от неё, значит, металл закалён слишком сильно. В таком случае нужно сделать термальную обработку стального инструмента для повышения его прочности.

Методика закалки

В интернете можно найти большое количество методик и видео закаливания металлических предметов, но большинство из них предусматривает наличие специального оборудования, но есть способы, которые помогают повысить качество стали подручными средствами.

Вначале нужно определить, что собой представляет закалка стали. Основной процесс подразделяется на две части, а точнее, говоря, разогрев металла до высокой температуры и последующее охлаждение. Процесс выглядит только на первый взгляд простым, а ведь приходиться учитывать структуру и характеристики металла. Если без анализа стали начать её разогрев, материал, скорее всего, деформируется. Особенно часто деформация происходит с малоуглеродной сталью, поэтому если структура металла неизвестна, лучше не применять термическую обработку.

Закалка стали оправдана только в некоторых случаях.

  1. Необходимость в повышении прочности инструмента. К примеру, это может быть обычная кухонная утварь, стамеска или зубило.
  2. Повышение пластичности металла также требует термической обработки для дальнейшего упрощения работы при горячей ковке.

Заказать услугу по закалке стали можно и у специалистов, тем более что стоимость приемлемая. За 1 кг металла большой конструкции кузнецы обычно берут не больше 100–150 рублей. Если закаливать мелкие детали, то расценки составляют около 6–20 рублей. Это не будет гарантировать качества инструментов, поэтому многие и стараются применять термическую обработку в домашних условиях, чтобы самостоятельно следить за процессом.

Первым делом при разогревании стали нужно запомнить некоторые правила. Сталь можно и испортить, если поднимать температуру металла выше нормы. В таком случае инструмент может приобрести чёрный или синий оттенок, который в итоге нельзя будет даже сточить наждачной бумагой. Для того чтобы подобного дефекта не было, металл должен иметь в своей структуре достаточное количество углерода, а также нельзя переусердствовать с повышением температуры. Обычно сталь считается разогретой, если появляется красный оттенок.

Для термической обработки стальных инструментов может подойти резак, паяльная лампа, электрическая или газовая плита. В некоторых случаях разогрев металла можно производить и на костре. Фактически разницы нет в том, где лучше разогревать металлическое изделие. Просто на открытом воздухе, при разогреве с помощью костра, может не хватить энергии тепла для достижения необходимой температуры. Поэтому важно заранее уточнить температуру плавления и закалки материала.

Необходимо определиться и с охладителем при термической обработке. Для этого подойдёт любая ёмкость с водой, главное, чтобы инструмент поместился полностью. Если проводится закалка стали расходных материалов, то тут можно использовать и простую обрезанную бутылку. В случае проведения термической обработки топора, лома и других подобных инструментов, нужно выбирать ёмкость с большим объёмом. В некоторых случаях может подойти даже ванна, тем более что риска её деформации нет.

Охладитель подбирается не только с учётом размера стального предмета, но и способа термической обработки. Иной раз нужно закалить только определённый участок, и в этом случае можно использовать только струйное охлаждение. Точнее говоря, на материал каплями выливают простую воду в участок, который требует закалки. Особенно часто такой метод используется при термической обработке сверла для дрели или на гвоздях для повышения качества наконечника. Методику закалки можно разделить и на несколько уровней.

Читайте также  Сварка профильной трубы: какими электродами варить 2мм, как сваривать инвертором, как правильно, электросваркой, как под 90 градусов

Выделяют следующие уровни охлаждения:

Для одинарного охлаждения чаще всего используется простая ёмкость с водой. Если используется охлаждение в две стадии, то в процессе применяется два разных средства. Это, свою очередь, повышает не только качество, но и появляется отпуск стального материала. В первую очередь сталь опускают в простую воду, а потом переставляют для дальнейшего охлаждения в машинное или минеральное масло. Процесс достаточно опасный, ведь нужно охладить изделие в воде, чтобы не произошло воспламенение масла.

Закалка стали на открытом огне

Как закалять металл в домашних условиях на открытом огне? Вопрос достаточно распространённый, и есть масса методик. Проводить термическую обработку на открытом костре, может быть, и не так эффективно, но при этом понижается опасность возникновения пожара, особенно при использовании масла во время охлаждения стального материала.

Первым делом нужно подготовить инструменты. Необходимо взять стальной материал, который будет проходить термическую обработку, кузнечные клещи или аналоговый инструмент и две тары. В одну ёмкость следует налить воду, а в другую тару добавляется машинное или дизельное масло.

После этого следует развести огонь, при этом использовать большое количество угля. В отличие от большинства методик разогрева металла, тут материал нужно положить прямо на угли и желательно, чтобы они были белого цвета, ведь именно они выдают наибольшую температуру. Огонь, который будет обволакивать сталь, обязан быть малинового цвета. Если появляется огонь белого цвета, то можно считать, что стальной материал начал гореть. Спасти его в таком случае невозможно, поэтому до такой стадии плавления лучше закалку не доводить.

Нельзя также допускать, чтобы на металлическом изделии появлялись чёрные или синие пятна. Синий цвет свидетельствует о том, что сталь слишком размягчилась и начала деформироваться, поэтому время от времени стоит проверять оттенок материала. Полная деформация металла происходит, когда предмет приобретает белый цвет.

После того как стальной материал разогрелся, нужно вытащить его из огня и опустить в масляную жидкость. Металл следует обмакивать несколько раз с промежутком в три секунды, постепенно увеличивая это время. Главное, всё выполнять без спешки, но и медлить нельзя, ведь обмакивать сталь можно только в том случае, если материал имеет соответствующий оттенок нагрева. После этого металлическое изделие помещается в простую воду, но тут стоит быть предельно внимательным, так как оставшиеся капли от масла могут просто вспыхнуть. Если процедура проведена с учётом всех рекомендаций, металлическое изделие можно просто оставить в воде до полного остывания.

Важно также запомнить, что в отличие от обычных инструментов, вытянутые предметы, например, сверла или гвозди, нельзя опускать в воду боком, так как нижняя часть из-за высокой температуры и резкого соприкосновения с водой может просто сплющиться. Такие вытянутые предметы опускаются воду вертикально, причём концом, который имеет больший диаметр.

Закалка стали в домашних условиях на плите или костре подходит только в тех случаях, когда используется простой тип материала. При закалке цветного металла требуется слишком высокая температура, которая равняется 600–900 градусам. Добиться такого результата можно при помощи доменных печей, но не в домашних условиях.

Заключение

Использование термической обработки металла может повысить качество инструментов или расходного материала. При проведении закалки стали в домашних условиях важно помнить основные рекомендации, чтобы не деформировать материал.

Источник:
http://stanok.guru/metalloobrabotka/termoobrabotka-metalla/kak-pravilno-v-domashnih-usloviyah-zakalyat-metall.html

Правила воронения металла в домашних условиях

Для придания презентабельного вида и защиты от ржавчины применяют воронение металла. В домашних условиях эту процедуру выполнить довольно просто, если известны основные способы как это сделать.

Особенности работы

Использование воронения дома – это выгодная процедура, позволяющая сэкономить семейный бюджет. На металл при этом наносится специальный состав, позволяющий выполнить чернение и образующий защитную пленку.

Вначале сталь зачищается и обезжиривается, затем происходит обработка поверхности выбранным способом.

  • Вся работа выполняется в перчатках;
  • Раствор для воронения содержит различного рода химию, поэтому следует его хранить в оригинальных упаковках, остерегаться пролива вещества;
  • Рядом должны находиться средства от ожогов, чтобы в случае необходимости оказать первую помощь;
  • Проводится работа в хорошо проветриваемом помещении;
  • Лучше не использовать металлическую посуду при работе.

Также понадобится наждачная бумага. Ее используют для зачистки поверхностей. Обезжиривают металл обычно ацетоном, перхлорэтиленом, бензином Б-70 и другими органическими растворителями. Поверхность его к этим веществам инертна (невосприимчива).

Способы обработки металла

Чернение металла происходит следующими способами: щелочной, кислотный и термический. Такие работы можно проводить на топоре, оружие и других металлических изделиях.

Щелочное воронение

Самый популярный способ чернения стали – это химическое оксидирование со щелочным составом. Полученный результат довольно качественный и стойкий, когда строго придерживаются технологии. Метод основывается на способности металла к окислению. Работа выполняется при 135-150 градусах, следует быть при этом быть готовым к характерному запаху.

Чернение щелочным способом лучше проводить вне квартиры. Делать это можно во дворе или гараже, в помещении с хорошей вентиляцией.

Итак, начнем. Первым делом нужно обезжирить и хорошо очистить поверхность металлического предмета. Помните, что воронение в домашних условиях невозможно без приготовления хорошего щелочного состава.

Сделать это можно следующим образом:

  1. В фарфоровую посудину нужно налить 100 мл обычной воды.
  2. Добавить 100 гр соды технической и 30 гр азотнокислого натрия.
  3. Тщательно помешать и нагреть полученный состав до 135-150 градусов.

Раствор готов, теперь нужно в него на полчаса опустить изделие, которые планируется воронить. Затем металл моется дистиллированной водой, сушится и смазывается равномерно машинным маслом.

В результате щелочного воронения в домашних условиях должен появиться яркий черный цвет с синим оттенком. Чтобы получить более толстую оксидную пленку, следует увеличить процент щелочи в растворе.

На видео: щелочное воронение своими руками.

Кислотное воронение

Перед воронением следует хорошо зачистить изделие наждачной бумагой. Потом можно его обезжирить, окунув на 10-20 минут в керосин или трифосфат натрия. После этого деталь сушится, а в это время можно приготовить раствор для чернения.

Готовится он следующим образом:

  1. В 1 л воды добавляется по 2 гр виннокаменной и дубильной кислоты.
  2. Ингредиенты тщательно смешиваются.
  3. Раствор нагревается до 140-150 градусов.

В разогретый состав следует опустить деталь на 14-17 минут, затем ополоснуть ее обычной или кипящей водой (для лучшего очищения от раствора).

Последний этап – это погружение изделия на 60 минут в машинное масло. Затем его нужно протереть, высушить и можно пользоваться.

Термическое воронение

Данный вариант появился раньше всех, поэтому он проще других в исполнении, но не менее действенный. Основан метод на нагревании металлических изделий до возникновения реакции кислорода с самим металлом. Сила нагрева варьируется в зависимости от нужного результата.

В таблице представлен получаемый цвет при разных температурных режимах.

Для реализации термической обработки понадобится машинное масло (500 мл), ванночка для машинного масла, плоскогубцы, газовый фен и сухие салфетки. Термическую обработку следует делать на кирпичной или другой негорючей поверхности.

  1. Фен нужно включить на максимальную температуру и держать над ним изделие.
  2. Разогретую деталь полностью погружают в масло, держать при этом ее можно плоскогубцами.
  3. Достать и промокнуть изделие салфеткой.
  4. Повторить еще 3 раза всю процедуру с самого начала.

Данный способ не придаст металлу черный цвет. Чернение данным методом необходимо для предотвращения ржавчины, декоративное воронение редко делается этим способом.

Оксидирование лимонной кислотой

Чернение лимонной кислотой защит от коррозии, пленочки окислов и ржавчины. Это старый способ, подходящий для стали с высоким количеством углерода. Если таким образом оксидировать нож, то в местах, где будет происходить его заточка, все покрытие сойдет. Оно не слишком стойкое, подойдет для предметов, которыми пользуются редко.

Для этого понадобится:

  • пачка лимонной кислоты;
  • горячая вода (90-95 градусов);
  • машинное масло.

В емкость из нержавеющей стали или стекла необходимо высыпать весь пакетик с лимонной кислотой (20 гр), заливать горячей водой (около 200 гр) и тщательно размешать. Окунаем изделие в приготовленный состав и оставляем на 50 минут. Через некоторое время можно наблюдать начало реакции. Вокруг детали станут активно образовываться пузыри. Они могут препятствовать доступу воздуха к изделию, поэтому можно периодически (раз в 10-15 мин) двигать ножом, чтобы они исчезли с поверхности.

По истечении 50 минут можно достать деталь, она станет по окончанию процесса черного цвета. Ее нужно сполоснуть, смазать маслом и протереть.

Синение стали

Горячее воронение чаще всего помогает достичь синего цвета. Происходит это при нагреве в течение более длительного время. Вначале поверхность приобретает белый, желтый, фиолетовый оттенки, и в итоге получается красивый синий цвет.

Воронение стали в домашних условиях этим способом предполагает наличие горна, в идеале — с автоматическим поддувом. В ящик из металла следует положить березовый уголь, оставляя место для металла, который нужно обработать.

Эту конструкцию помещают в горн, предварительно разогретый. Металл смазывают уксусом, протирают и кладут в ящик, когда уголь начинает тлеть. При возникновении синеватого цвета деталь нужно вытащить наружу, немного остудить и вернуть на место. Такие манипуляции следует проделать 3-4 раза до получения правильного оттенка.

Этот способ получения синего цвета осуществляется без термической обработки. Потребуется 3 гр гексацианоферрата («красная соль» в народе) и полуторахлорное железо. Химические компоненты по технике безопасности нужно добавлять в воду, но не наоборот.

Эти вещества отлично растворяются и представляют собой сильные окислители. Добавляем их по отдельности в 0,5 л воды, мешаем и смешиваем в одну субстанцию. В получившийся раствор окунаем сталь до момента, пока она не приобретет нужный цвет.

Благородный серый и черный цвета

Красивый серый цвет можно получить с помощью азотной меди (вид соли) и денатурата (вид спирта). При этом образуется довольная мощная пленка хорошо устойчивая к ржавчине. Соль (70 гр) следует расплавить на огне, добавить в нее денатурат (20 гр) и смазать этой смесью металл, нагревая его до получения правильного оттенка.

Зачернить нержу можно при помощи разных масел (льняное, животное) или воска. Им смазывают предмет и раскаляют на огне. В итоге она становится благородного черного цвета и появляется устойчивая защитная пленка.

Как правильно проводить воронение (2 видео)


Источник:
http://gidpokraske.ru/spetsialnye-materialy/obrabotka-metallicheskih-predmetov/voronenie-metalla-v-domashnih-usloviyah.html