Печь для закалки металла своими руками: индукционный муфельный прибор для плавки алюминия и золота

Содержание

индукционный муфельный прибор для плавки алюминия и золота

Муфельная печь – специализированная конструкция, позволяющая нагревать различные металлы до необходимой температуры.

Муфель обладает свойством сохранять металл от прямого контакта с топливом или газами. Печи со стационарной нагревательной камерой и сменными муфелями работают по схожему принципу.

Методы для закалки металла

Существует несколько способов обработки металлов с помощью данного устройства:

Термообработка: отжиг, закалка, отпуск, состаривание.
Работа с ценными материалами, переплавка металлов, когда использование открытого огня недопустимо.
Для получения ровного тона поверхности, особенно при обработке керамики(высокохудожественной) используется муфельная печь.
Сушка диэлектриков.
Кремация, сжигание до минеральных компонентов.

Как работает муфельная печь?

Для того, чтобы понять, как работает устройство для закалки металла, происходит процесс взаимодействия различных элементов, рассмотрим внимательно ее строение:

Корпус печи. Если осталась старая газовая плита, с встроенным духовым шкафом, то она прекрасно подойдет для основы устройства. Лучший размер для такого духового шкафа: 70см-50см-60см. Такие габариты удобны для работы с термообработкой.

Внимание! Если вы решились использовать как основную конструкцию бывшую газовую плиту, то произведите демонтаж пластиковых составляющих. Иначе произойдет расплавление всех материалов.

Внутренний слой. Непосредственный контакт с поверхностью топки. Коэффициент полезных действий зависит от этой части конструкции, поэтому использовать следует огнеупорный шамотный кирпич.

Фото 1. Огнеупорный шамотный кирпич — обязательный элемент для внутреннего слоя при изготовлении печи своими руками.

Внешний слой. Его цель – сокращение потерь передачи тепла. Широко используются перелит и базальтовая вата для достижения эффекта.

Совет! Не используйте асбест как внешний слой. Нагреваясь, этот материал выделяет канцерогены.

Нагрев рабочего пространства. Спирали, созданные из нихромовой или фехралевой проволоки, отвечают за процесс нагревания всей газовой плиты. Лучше использовать фехралевые, так как они более пластичны, но нихромовые – дешевле.

Устройство для плавки алюминия и меди

Легкоплавкие металлы отличаются хрупкостью. Важно соблюдать схемы работы с данным типом металлов.

Так, например, для плавления меди или алюминия, муфельная печь должна разогреться до 1083, а для плавления бронзы – 930 по Цельсию.

Эти материалы среди остальных легкоплавких имеют самые высокие показатели температуры плавления.

Значит, напрашивается вывод: для работы с легкоплавкими металлами необходима печь, разогревающаяся максимум до 1100 градусов.

Нюанс! Для крупного литья при работе с легкоплавкими металлами устанавливается горн. А плавить металл можно в емкости с «носиком» (тигель). Так легче всего предать ему в последующем форму.

Этапы работы с легкоплавкими материалами

Прокалка печи для заливки на температуре 600 градусов.
Погружение формы.
Нагревание температуры до 900 градусов.
Засекаем время пребывания формы в печи – 120 минут.
Вынимаем форму и остужаем до 500 градусов.
Легкоплавкий материал помещается в форму.

Плавка золота

Тугоплавкие металлы, например, золото, в работе отличаются высокой температурой плавления. Так, для успешного решения задачи, необходимо будет разогреть печь до 1300 градусов, при условии того, что мы работаем со сталью (по другим материалами надо смотреть коэффициент тугоплавкости).

Необходимо учитывать фактор материалов растопки. Так, протопить печь можно всеми бытовыми ненужными материалами, исключая токсичные, то есть выделяющие ядовитые вещества в процессе горения.

Вам также будет интересно:

Этапы работы с тугоплавкими материалами

Прокалка печи для заливки на температуре 900 градусов.
Погружение формы.
Нагревание температуры до 110 градусов.
Засекаем время пребывания формы в печи – 150 минут.
Вынимаем форму и остужаем до 800 градусов.
Тугоплавкий материал помещается в форму.

Индукционная муфельная печь своими руками

Муфельные печи – это конструкция, необходимая для творчества ювелиров, кузнецов, других мастеров, работающих с керамикой, с закалкой стали. Обычно индукционная муфельная печь для плавки дорогостоящая, но есть возможность сделать ее своими руками.

Необходимые материалы и инструменты

6 шамотных кирпичей, огнеупорных.
Силикон термостойкий.
Болты и гайки.
Сталь не менее 2 мм.
Трубка небольшого диаметра, стальная.
Дрель.
Металлические кусачки.
Сверла различного диаметра.
Сварочные принадлежности.

Изготовление конструкции

Монтаж основной части. На внутренних сторонах шамотных кирпичей выпиливаем поперечные отверстия. Они служат для установки нагревательной спирали. Такие пазы увеличивают объем печи, то есть внутреннего пространства, с которым работать эффективнее. Кирпичи складываем и закрепляем в форме призмы. Ликвидируем щели.
Изготовление стенок. Используемые материалы: кантал, фехраль, нихром. Устанавливать материалы можно совершенно любым способом, но лучше сложить их кругом. Так, не будет перепада температур, так негативно влияющих на процесс термической обработки.

Фото 2. Основная часть муфельной печи собирается из шамотных кирпичей, в которых выпиливаются отверстия.

Установление теплоизоляции. Эффективность зависит от степени удерживания температуры внутри конструкции. Сама теплоизоляция — это смесь, состоящая из 0,8 частей цемента и 0,2 частей перлита. Смесь между призмой и стенками должна настояться около 48 часов.
Изготовление дна. Создаем изогнутую заготовку для нижней части изделия, прикрепляем четыре маленьких кусочка стальной трубы – это ножки, на которые будет опираться печь. Внутрь изделия наливаем цементную смесь, после застывания прикладываем проволоку в виде сетки, для создания ровного и одномерного слоя. В конце наносим тальк.
Изготовление крышки. Одного размера с дном создаем заготовку, прикрепляем к нему ручки. Крышку заполняем раствором с цементом и перелитом.
Изготовление спирали. Нихромовую проволоку с сечением 0,1 см и прут из железа радиусом 3 мм. После снятия с прута проволоки получаем спираль. Витки не должны соприкасаться. Готовая спираль помещается в прорези, сделанные на первых этапах производства.

Фото 3. Спираль из нихромовой проволоки помещается в специальные прорези в огнеупорных кирпичах таким образом, чтобы витки не соприкасались.

Сборка и сушка печи. Собираем все элементы печи, устанавливаем их и просушиваем. Сушить изделие положено в хорошо продуваемом и вентилируемом месте. Применение нагревательных приборов в процессе сушки строго-настрого запрещено.

Внимание! В процессе создания необходимо с аптекарской точностью соблюдать все пропорции, указанные выше. Точно, скрупулезно, внимательно работать с каждым материалом, проверять его на наличие дефектов. Главная сложность — принципиальное выполнение инструкций.

Полезное видео

Видеосюжет, в котором представлен один из вариантов создания муфельной конструкции для закалки металла.

Муфельная печь – универсальный помощник

Муфельная печь – это устройство, которое упростит жизнь тем, кто работает с металлами. Это практически незаменимый инструмент. Сегодня современные муфельные устройства – это дорогая техника, со своими нюансами, сложностями и особенностями.

Легче сделать это своими руками, тем самым уберечь себя от заводского брака, понять технологию производства, получить новый опыт, необходимый для развития.

Печь для закалки металла: изготовление в домашних условиях

В современной промышленности редко используются детали, которые не прошли дополнительную термическую обработку, поскольку до неё у металла более низкая прочность. Чтобы провести термическую обработку, нужна печь для закалки металла. Если нет желания тратить деньги на промышленную модель, можно собрать самодельный аппарат для термической обработки.

Печь для закалки металла

Для чего нужно закаливание

Закалка представляет собой нагревание и последующее охлаждение металлической заготовки. После этих процессов перестраивается кристаллическая решётка материала. Увеличиваются его показатели прочности и твердости. Одновременно с этим снижается пластичность металла.

Когда термическая обработка закончена, готовое металлическое изделие становится твердым и хрупким, поскольку после нагревания в промышленных печах поверхностные слои металла обезуглероживаются. Детали не должны иметь малого припуска. Дополнительно защитить поверхность заготовок можно с помощью специальных газов, которые вводят в камеру печи при разогреве.

Чтобы провести термическую обработку металла, обязательно нужна печь для закалки. В зависимости от того, какой сплав или однородный материал используется и какие конечные характеристики нужно получить, используют разные методы нагрева и охлаждения:

Ступенчатая обработка. Деталь разогревается в термической печи для закалки металла, затем опускается в охлаждающую жидкость. Выдерживается в ней до тех пор, пока не остынет вся заготовка. Далее деталь перемещают в другую охлаждающую жидкость, температура которой выше чем у первой. Так металл будет охлаждаться медленнее, а с заготовки снимется закалочное напряжение.
Изотермическая обработка. Изначально заготовка разогревается до закалочной температуры в печи. Далее мастер перемещает её в охлаждающую жидкость, разогретую до 200–300 градусов. Заготовка должна определённое время остыть в охладителе.

При разогревании металла в печи должна присутствовать защитная атмосфера. Если её нет, заготовку требуется упаковать в специальную тару, а сверху засыпать чугунной стружкой. Дополнительно тара обмазывается глиной, чтобы не допустить попадания воздуха внутрь.

Как работает муфельная печь

В продаже можно встретить различные муфельные печи для обжига, которые отличаются по конструкции, размеру и типу работы. Для термообработки металла используют промышленные модели. Их можно разогревать до 1750 градусов. Мастера металлургии не рекомендуют разогревать печи до большей температуры. В противном случае нагревательный элемент быстро выйдет из строя.

Принцип работы муфельной печи заключается в том, что заготовку помещают в муфель. Он разогревается до закалочной температуры, которая поддерживается на одном уровне определённое количество времени (в зависимости от используемого материала).

Устройство и схема

Печи для закалки металла — это простая конструкция, которая состоит из нескольких основных элементов:

Металлический корпус. Изготавливается из жаростойкого металла. Оптимальная толщина листов — 2 мм.
Теплоизоляция. Чтобы сделать теплоизоляционный слой, можно использовать шамотный кирпич. Если применяется другой материал, он должен выдерживать температуру не менее 1200 градусов.
Наружная изоляция. Для этого используется слой огнеупорного кирпича, который выкладывается за металлическим корпусом.
Нагревательный элемент. Он может работать на газу или от электричества. Для мастерской можно использовать газовую горелку. В электрических моделях используются специальные спирали, изготавливаемые из фехраля или нихрома. Нихром подходит лучше. Оптимальная толщина проволоки — 1 мм.

Чтобы управлять печью, устанавливается специальная панель, на которой расположены регуляторы температуры и термометр.

Этапы изготовления

Можно сделать муфельную печь своими руками в домашних условиях. До изготовления следует прочитать общую информацию об оборудовании для закалки, рассчитать габариты самодельного оборудование, подобрать место для его установки.

Муфельная печь

Необходимые инструменты

Перед тем как приступать к работе требуется подобрать материалы и инструменты. Расходные материалы для сборки:

Листовой металл для создания корпуса.
Шамотный кирпич для теплоизоляции.
Скрепляющая смесь, чтобы сделать кирпичную кладку. Для этого подойдёт огнеупорная глина, термостойкий клей для печей.
Нагревательный элемент.
Провода для подключения, регуляторы температуры, термометр.

Необходимые инструменты:

шпатель, кельма.
сварочный аппарат и электроды.
болгарка для разрезания кирпича и металлических листов.
защитные очки и перчатки.
электродрель.

Дополнительно может потребоваться ручной инструмент (молоток, отвертки). Перед началом работ важно проверить работоспособность электроинструментов.

Изготовление конструкции муфеля

Нужно выбрать форму камеры для нагревания металла. Из огнеупорного материала изготовить прямоугольный или многоугольный каркас. Для подрезки используется болгарка. Если используется нихромовая проволока, для нее нужно вырезать на кирпичах канавки. Находиться они должны внутри конструкции. Вырезать канавки можно болгаркой. Кирпичи соединяются термостойким клеем.

Муфель можно целиком изготовить из огнеупорной глины. Инструкция:

Изготавливается опалубка цилиндрической формы.
Глина замачивается на трое суток. Далее её заливают в опалубку.
Требуется подождать пока состав застынет.

Перед тем как пускать глиняный корпус в дело его требуется закалить в печи.

Готовим и устанавливаем нагревательную спираль

Готовый нагревательный элемент можно купить в строительном магазине. Далее с помощью тисков её нужно намотать так, чтобы получилось большое количество витков. После создания спиральной проволоки её нужно немного растянуть, чтобы между витками появилось пространство. Установка:

Спираль располагается в подготовленных заранее канавках.
Закрепляют её с помощью скоб из нихрома или раствором для кладки шамотного кирпича.
Выходы проволоки наружу закрываются керамическими крышками.

Внутри печи нужно промазать все оставшиеся щели и отверстия огнеупорным составом. Самодельное оборудование заземляется.

Нагревательный элемент

Работы по установке в муфель газовой горелки

Лучше приобрести покупную газовую горелку, чтобы избежать возможных ошибок при самостоятельной сборке. Закрепляется она над муфелем. Для этого используются хомуты или другие крепёжные элементы. Важно, чтобы на горелке присутствовал регулятор подачи газа.

Финальные работы

Когда муфель собран и нагревательный элемент установлен, требуется сварить металлический корпус из листового металла. Далее он одевается поверх муфеля, а свободное пространство заполняется слоем теплоизолирующего материала.

Правила эксплуатации

Важно знать сферы применения и принцип работы муфельной печи, чтобы не допускать ошибок во время эксплуатации. Нужно проверить все узлы соединений оборудования. Нельзя допускать утечек. Следует убедиться в том, что корпус печи не имеет повреждений. Работать с раскалённым металлами нужно в защитных перчатках, очках и респираторе. Заготовки вытаскиваются из камеры с помощью кузнечных щипцов.

Печь для закалки металла нужна, чтобы придать металлическим заготовкам высокие показатель прочности и твердости. Для этого не нужно покупать дорогое оборудования. Печь можно сделать самостоятельно и без серьёзных сложений.

Муфельная печь для плавки металла своими руками: инструкция по изготовлению

Муфельная печь для расплава или закалки металлических изделий – прибор, позволяющий домашнему мастеру выполнить определенную работу. Простой агрегат, способный работать на разных видах топлива, для самостоятельного изготовления достаточно обладать навыками выполнения слесарных и электросварочных работ.

Устройство и схема

Устройство муфельной печи для плавки металла состоит из:

в большинстве случаев стального корпуса. Для домашнего использования лучше выполнить его из жаростойкого металла или нержавейки. Но можно использовать конструкционную сталь. Толщина листа 1,5-2 мм;
слоя внутренней теплоизоляции. Для домашних печей используют шамотный кирпич или другой теплоизоляционный материал, выдерживающий температуры нагрева до 1000⁰ – 1200⁰;
стальной корпус можно обложить наружным слоем керамических плиток или огнеупорным кирпичом;
электрических или газовых нагревательных элементов. Газовые горелки лучше приобретать в специализированных магазинах. Электрическая печь может оснащаться самодельными спиралями из нихрома или фехраля. Толщина проволоки – 1 мм. Фехралевая проволока дешевле, но она уступает нихрому по уровню сопротивлению воздействия агрессивной среды и долговечности спирали;

системой автоматического или ручного управления работой техники. Установив тепловые датчики вы сможете легко управлять температурным режимом и временем поддержания заданной температуры.

к содержанию ↑

Материалы и элементы для работы

Муфельная печь для плавки алюминия своими руками или закаливания стальных деталей – для производства подготавливаем полный набор материалов. Нам потребуется:

шамотный кирпич;
теплоизоляция;
листовой металл или любой подручный материал. Если есть старый сейф с внутренним слоем песка, значит вам повезло. Такая печь прослужит долгий срок и позволит сэкономить на наружном слое теплоизоляции;
огнеупорная глина, песок или готовая смесь для кладки кирпича. Для заделывания щелей и пустот можно приобрести огнестойкий герметик или использовать раствор;
электрический кабель, керамические изоляторы, автомат для подключения в щитке.

к содержанию ↑

Необходимые инструменты

Инструмент должен быть исправным:

инструмент электрика;
инструмент каменщика, шпатель;

сварочный аппарат и средства защиты сварщика;
сварочные электроды для сваривания конструкционной стали;
болгарка с защитными очками;
зачистной и отрезные диски;
электродрель с набором сверел.

к содержанию ↑

Пошаговая инструкция по изготовлению

Муфельная печь для плавки металла своими руками – для такого прибора лучший вид топлива электричество. С его помощью можно разогреть металл до температуры плавления. Разберем подробно этапы проведения работ по самостоятельному изготовлению нагревательного агрегата.

к содержанию ↑

Изготовление конструкции муфеля

В зависимости от материала и конфигурации корпуса начинаем делать отсек для нагрева металла. Можно сделать печь и без стального каркаса, но тогда потребуется уложить печь в слой теплоизоляции. Используем материалы, способные выдерживать высокие температуры. Но лучше сделать коробку из листового металла или из старой бочки или даже холодильника. Этапы работ:

Начинаем готовить блоки для обкладки огнеупорной камеры. Для небольшой камеры понадобится 7 шамотных больших кирпичей. С их помощью можно соорудить прямоугольную или цилиндрическую камеры нагрева и закаливания металла. Если требуется соорудить круглый отсек, понадобится болгаркой вырезать трапециевидные заготовки и предварительно укладывать их в конструкцию, намечая каждую деталь.
Подрезав грани, устанавливаем детали на ровную поверхность и несильно стягиваем их проволокой. Проверяем плотность прилегания граней блоков и отсутствие больших зазоров. Если нужно подрезаем блоки и снова собираем всю конструкцию на проволоке.

Обеспечив плотность прилегания деталей, выкладываем их в ровный ряд и длиной линейкой размечаем пазы для укладки нагревательных элементов печи – спиралей из нихромовой проволоки. В зависимости от диаметра самодельной или покупной спирали размечаем ряды так, чтобы они не соприкасались между собой. Если это произойдет – это грозит коротким замыканием и сработкой автомата и это в лучшем случае. Минимальный зазор – 20-30 мм.
Канавки выбираем дрелью с шарошкой или сверлом или болгаркой. Борозды лучше сделать под небольшим уклоном вниз, чтобы спирали не могли выпасть. Работа кропотливая и требует внимательности, не торопимся.

После проверки точности пропилов и исправления, неточных мест стыковки пазов переходим к сборке муфельной конструкции. Закрепляем блоки с помощью термостойкого клея или раствора. Самодельную смесь готовим из равных частей шамотной глины и просеянного кварцевого песка.

Для изготовления муфеля, небольшого по габаритам, можно использовать простую глину. Для этого выполняем несколько дополнительных операций:

Из картона или тонкого пластика делаем опалубку для заливки жидкого раствора глины, либо можно использовать обрезанную бочку. Учитываем толщину стенок и размеры корпуса печи.
Замачиваем раствор на 2-3 дня, чтобы он растворился и разбух. Такая смесь становится пластичной.

После этого заливаем в опалубку раствор. Толщина стенок – 50-70 мм. Обязательно уплотняем и протыкаем его тонким стержнем для удаления пузырей воздуха и монолитности конструкции.
Оставляем деталь до полного засыхания глины. Делаем пазы для укладки спиралей или отверстия для установки газовых горелок и вывода проводов.
Готовый глиняный муфель обязательно закаляем в печи и только после этого устанавливаем в корпус.

Такая монолитная обожженная конструкция будет прочной и не уступит по характеристикам муфелю из шамотного кирпича.

к содержанию ↑

Готовим и устанавливаем нагревательную спираль

Спираль можно приобрести в магазине или намотать самостоятельно (толщина проволоки нужна – 1,2 мм.):

Понадобится запас проволоки из нихрома или другого сплава и простой пруток, подходящего сечения. Зажимаем конец прутка и проволоки в тисках и начинаем плотно наматывать спираль.
Витки можно укладывать вплотную, но без перехлестов. После намотки спираль немного растягиваем по длине, чтобы между витками был определенный зазор.

Готовые спиральки укладываем в подготовленные пазы в корпусе муфеля и фиксируем скобками из нихрома. Устанавливая скобки, следим, чтобы они не перемкнули виточки между собой. Для крепления еще используют раствор для кладки кирпича из глины и песка. Этот материал не проводит электрический ток.

Рассчитанные по мощности спирали обеспечат высокую температуру в печи. Для увеличения производительности и экономии электроэнергии советуем сделать несколько нагревательных контуров, которые можно включать отдельно. Так мы сможем поддерживать необходимую температуру в начале обжига металла и постепенно доводить ее до максимальной.
В местах выхода из корпуса закрываем проволоку керамическими предохранителями, а сразу после выхода подключаем медный электрический кабель большого сечения. Заводим кабель в электрический щиток и подключаем его к отдельному автомату. Печь должна быть надежно защищена от токов короткого замыкания, для защиты обязательно заземляем ее и подключаем к отдельному УЗО.

Важно! Для домашней печи лучше использовать нихром. Этот материал способен выдерживать высокую температуру и длительное нахождение в агрессивной среде. Минимальное сечение витков спирали – 1 мм.

Для нагрева деталей можно использовать газовые горелки.

к содержанию ↑

Работы по установке в муфель газовой горелки

Газовый нагревательный элемент лучше приобрести в магазине, хотя народные умельцы могут выполнить эту работу своими руками. Но советуем подумать о безопасности и отправиться в специализированный магазин.

Если вы обладаете опытом изготовления аналогов, такую конструкцию делаем по определенной схеме:

для изготовления корпуса горелки подготовим отрезок стальной, лучше медной трубки. Диаметр 8-10 мм. Длина заготовки – 150 мм;

возле одного конца сверлим сквозное отверстие для соединения с газовой трубой или шлангом;
на боковой стенке размечаем и сверлим несколько отверстий. Отверстие делаем только с одной стороны. Эти отверстия служат для поджигания факела;
на обоих концах горелки нарезаем резьбы;
посередине горелки сверлим не сквозное отверстие, оно будет служить для сброса газа;
торцевую сторону закрываем. Накручиваем заглушку. Ко 2 стороне подсоединяем шланг от газового баллона.

Горелка устанавливается с помощью хомутов. Не забываем установить на подводящем шланге клапана, защищающего от обратного удара.

к содержанию ↑

Финальные работы

Муфельная печь – горн своими руками почти готова. Остается собрать все детали в единую конструкцию. Полость между муфельным устройством и корпусом заполняем свободное пространство утеплителем.

Если нужна печь для плавления небольшого количества металлов, на верхней детали делаем небольшой вырез по габаритам тигля и ужесточаем края прутком или уголками. Теперь после включения печи в работу можно устанавливать тигель с медью или алюминием и расплавлять металл.

После окончания всех работ проверяем правильность сборки и включаем прибор в сеть переменного тока. Сначала печь будет сильно дымить, не пугайтесь – это выгорает смазка, краска или грязь. После первого включения дыма станет значительно меньше.

к содержанию ↑

Правила эксплуатации

Электрические или газовые печи для расплавления материалов или закаливания деталей – приборы повышенной опасности.

Перед началом работ обязательно проверяем надежность подключения к газовой сети или изоляцию проводов и состояние спиралей. В помещении необходимо обеспечить надежную систему вентиляции.

Печь устанавливаем на теплоизоляционную подставку. Лучше взять несколько шамотных кирпичей и склеить их жаростойким клеем.

Не рекомендуем работать в такой одежде, как на фото:

Только спецодежда сможет защитить вас от ожогов при работе с расплавленным металлом. Только спилковые перчатки соответствуют правилам охраны труда. Одежда из плотного материала. Все участки тела должны быть закрыты, обувь из плотной кожи или заменителя. Никаких тапочек или сланцев.

к содержанию ↑

Вывод

Самодельные или промышленные печи для закаливания металла или его плавления – все эти конструкции должны обеспечивать безопасность и комфортность в работе с нагревательными приборами. Сделать конструкцию самостоятельно несложно, справиться сможет даже новичок. Главное внимательно и ответственно выполнять все рекомендации и правила выполнения работ.

Самодельная печь для закалки — Термообработка

муфельную с мартеновской скрестить

Думал-но смысл, или там тоже нужна высокая точность режима,и если делать то не с спиралями сопротивления а чем нить более тугоплавким(кстати это открывает возможности применения материалов и спеков,,сопротивления,, которые в обычных условиях не работают,им именно подогрев нужен) шоб быстрее температуру догнать к максимальной какую газ позволит,либо классическую печь с электродами в ванну или индукционную,можно даже попробовать прекращение обогрева и ,,быстрой,, ваккумировкой с ресивером,и продолжение плавки електричеством(правда может и не получится-лететь теплоизол может от быстрой ваккумировки со временем).

Fenix,моя в електротехника только лампочку вкрутить,вы обьясните-только калить или ещё ковать,и что,в смысле какие стали,нержи,рапиды(быстрорезы\самокалы),аль просто Шаху с углеродом,если последние и в обьёме на 1(один) нож на садку то нет ничего проще этой электротехники,достаёте огнеупор и делаете подходяший объем под ваш длинномер,например шириной 10 см,высотой 5см(можно и меньше но вдруг ещё что-то калить соберётесь) и нужной глубины с небольшим запасом,так-как у дверки всегда чуть подстуживет подсосом,всё-потом обматываете спиралью и замазываете+теплоизол.Если рискнёте делать с открытой спиралью-это ИМХО эффективнее то не углерод при объёме по габаритам изделий можно вообще плиточную спираль и из розетки.Почему так распалился-печь на газе значительно хлопотней в регулировке-спрашивайте у кузнецов там лучше скажут.

Изменено 26 июня, 2010 пользователем сергей7

на огне, в масле или печи

Расскажем о трех способах закалки металла в домашних условиях, охлаждении и контроле качества. Как правильно провести закалку стали в масле и на открытом огне. Какое масло выбрать. Особенности закалки алюминия и меди.

Как можно закалить металл в домашних условиях, наверное, знает каждый мастер, работающий со слесарным или столярным инструментом. Считается, что для этого достаточно разогреть изделие докрасна, а затем охладить его в емкости с водой

Однако в домашней мастерской этим способом можно получить только твердый и хрупкий металл, который вполне подходит для стамесок и ножей, но непригоден для молотков, кернеров или зубил. Режимы термообработки зависят от марки стали и требуемых параметров изделия после закалки, а к ним относятся не только твердость, но и прочность, износостойкость, пластичность и вязкость.

В домашних мастерских, как правило, отсутствуют измерительные приборы, с помощью которых можно узнать температуру детали. Поэтому для того, чтобы закалить деталь, границы нагрева и отпуска приходится распознавать по цвету металла или его побежалости.

Кроме того, перед тем как закалить какое-либо изделие, мастер должен определить (хотя бы приблизительно) марку стали или сплава, из которого оно изготовлено.

Со временем накапливаются и знания, и навыки, но начинающему термисту даже для того, чтобы в домашних условиях успешно закалить сверло, резец или какой-нибудь крепеж, сначала придется пополнить свой теоретический багаж, пообщаться с опытными специалистами и сделать несколько пробных закалок.

Способы бытовой закалки металла

Чтобы закалить изделие из металла в домашних условиях, в первую очередь следует определиться со способом его разогрева до необходимой температуры, а также подобрать емкости для охлаждающих жидкостей.

Кроме того, необходимо выбрать домашнее помещение или место во дворе, где можно заниматься закалкой с соблюдением всех требований техники безопасности. Для нагревания можно использовать источники с открытым пламенем. Но таким способом удастся разогреть и закалить только небольшие по объему детали.

К тому же открытое пламя вызывает окисление и обезуглероживание, которые негативно влияют на поверхностный слой металла. Температуру нагрева домашние мастера, как правило, определяют по цвету нагретой заготовки.

На рисунке ниже приведена цветовая таблица, без которой невозможно правильно закалить изделие из углеродистой стали. Для легированных сталей температурный диапазон обычно сдвинут в сторону увеличения на 20÷50 °C.

Для того чтобы закалить изделие из стали с полным и равномерным прогревом, лучше всего воспользоваться такими источниками тепла, как кузнечные горны и закрытые печи. Это оборудование несложно изготовить самому в домашней мастерской, а эксплуатировать его можно как в помещении, так и на открытом воздухе.

Для наддува в кузнечном горне обычно используют промышленный фен, а в качестве топлива подойдет древесный уголь, который продается в любом супермаркете. Небольшую закрытую печь легко изготовить из пары десятков шамотных кирпичей. При этом в зависимости от метода закалки металла в ней можно не только закалить, но и провести отпуск с прогревом всего объема изделия.

Проще всего с емкостями для охлаждения и зажимным инструментом. Для закалочной жидкости подойдет любой негорючий сосуд достаточного размера, а удерживать и перемещать деталь можно щипцами или крючьями с ручками подходящей длины. На видео ниже показано, как в домашних условиях можно закалить топор с использованием самодельного горна и двух емкостей с разными охлаждающими средами.

Закалка на открытом огне

Самый простой способ закалить небольшую деталь в домашних условиях — это нагреть ее на открытом пламени до нужной температуры, руководствуясь при этом цветовыми таблицами.

В качестве источника нагрева в таких случаях можно использовать газовую горелку, паяльную лампу или даже конфорку домашней газовой плиты. Главный недостаток такой закалки — это сложность равномерного прогрева изделия по всему объему, т. к. пламя создает высокую температуру на узком, ограниченном участке.

Этот способ подойдет, когда необходимо закалить торец удлиненного изделия, например режущую часть сверла или лезвие стамески, или же небольшую деталь размером в несколько сантиметров.

Еще одна проблема, с которой может столкнуться домашний мастер, решивший закалить углеродистую сталь открытым пламенем, — это сильное окисление и выгорание углерода в поверхностном слое железа, которые приводят к деградации его структуры.

Распространенные среды для самостоятельного каления

Для закалки сталей в домашних условиях обычно используют следующие охлаждающие среды: воздух, воду и водные растворы, минеральное масло. В качестве водных растворов обычно используют 10-15%-й хлористого натрия (поваренной соли), а минеральное масло в домашних мастерских — это чаще всего обычная моторная отработка.

Чтобы закалить отдельные части изделия с разной твердостью, используют закалку с последовательным охлаждением в двух средах. Каждая из этих закалочных сред характеризуется своей скоростью охлаждения, от которой напрямую зависит структура обрабатываемого металла.

К примеру, воздух охлаждает сталь со скоростью 5÷10 °C в секунду, масло — 140÷150 °C, а вода (в зависимости от температуры) — 700÷1400 °C.

Чтобы правильно и без проблем закалить свое изделие, необходимо знать марку металла, из которого оно изготовлено, т. к. от этого зависит как температура нагрева, так и способ охлаждения. Народные умельцы для своих изделий в качестве исходных материалов чаще всего используют б/у изделия из быстрорежущих и инструментальных сталей, которые можно закалить в домашней мастерской.

Ниже в таблице приведены рекомендуемые температурные режимы и среды охлаждения для различных сталей.

Закалка металла в масле

Масло довольно плохо проводит тепло, что способствует более медленному формированию структурных элементов стали. Поэтому, если ее закалить в масляной среде, она наравне с твердостью приобретет прочность и упругость.

На производстве для закалки обычно используют индустриальное масло И-20 или современные закалочные масла типа «Термойл», «Термо» или «Волтекс». В домашних мастерских народные умельцы пользуются тем, что имеется в наличии. Чаще всего это новое или отработанное моторное масло.

Чтобы безопасно закалить деталь в таком масле в домашних условиях, нужно помнить, что у него по сравнению с промышленными закалочными жидкостями гораздо более низкая температура вспышки, и при погружении в него раскаленного металла оно на короткий срок загорается с выделением едкого дыма.

Поэтому закалочная емкость, применяемая в домашней мастерской, должна иметь минимальную открытую поверхность и использоваться только на открытом воздухе или в проветриваемом помещении. Помимо обычных ведер и жестяных банок, одна из самых распространенных конструкций такой емкости, которой пользуются домашние мастера — это удлиненный отрезок трубы подходящего диаметра с приваренным днищем.

Изготовление камеры для закаливания металла

Основным материалом для изготовления корпусов домашних печей для закалки стали являются твердые огнеупоры в виде блоков различных размеров и шамотная глина.

В такой печи достигается температура свыше 1200 °C, поэтому в ней можно закалить изделия не только из углеродистой или инструментальной, но и из высоколегированной стали. При изготовлении домашних печей из шамотной глины сначала делают картонный каркас по форме и размеру рабочей камеры, который затем покрывают слоем шамота.

Поверх его наматывают нагревательную спираль, а затем накладывают основной теплоизолирующий слой. При такой конструкции область нагрева изолирована от нагревательного элемента, что важно, когда необходимо закалить сталь, чувствительную к окислам и выгоранию углерода.

Самой же распространенной конструкцией домашних закалочных печей являются установки, тепловые корпуса которых выполнены из шамотного кирпича или аналогичных ему огнеупоров. Рабочая температура у таких материалов более 1400 °C, поэтому в подобных печах можно закалить практически любой вид стали и многие тугоплавкие сплавы.

Конструктивно такая домашняя печь похожа на обычную печь на дровах, только имеет гораздо меньшие размеры. Нагрев металла в ней осуществляется с помощью электрической спирали, уложенной в пазы по периметру внутреннего пространства.

Если необходимо качественно закалить сталь, ее необходимо нагреть до точно заданной температуры, поэтому большинство таких домашних самоделок оснащено терморегуляторами (их свободно можно приобрести на «Алиэкспресс»).

На видео ниже показано устройство такой домашней печи с торцевой загрузкой и терморегулятором, который позволяет закалить сталь с точным соблюдением температурных режимов. Ее тепловой корпус изготовлен из муллитокремнеземистых огнеупорных плит ШПТ-450.

Подробное описание конструкции и рекомендации по созданию печи с верхней загрузкой, в которой можно закалить изделия длиной до 54 см, можно посмотреть в следующем видео. Здесь тепловой корпус печи изготовлен из шамотного кирпича (типа ШБ) и также используется терморегулятор. Кроме верхней загрузки, особенностью этого устройства является спираль из кантала, который служит во много раз дольше традиционного нихрома и фехраля.

Как самостоятельно провести отпуск

Отпуск стали проводят для снижения ее хрупкости и повышения пластичности, что происходит во время ее нагрева до невысокой (по сравнению с закалкой) температуры с последующим медленным охлаждением.

Для большинства сталей (углеродистых и низколегированных), которые можно закалить в домашней мастерской, отпуск проводится при температурах в интервале от 150 до 250 °C (см. таблицу выше). В отличие от закалки такой нагрев не требует специального оборудования, поэтому многие домашние мастера используют для этих целей духовки бытовых плит с терморегуляторами.

Определить температуру нагрева при отпуске можно по цвету побежалости — разноцветной оксидной пленки, возникающей на поверхности стали при нагреве (см. рис. ниже). Если закалить сталь «на мартенсит», т. е. с быстрым охлаждением в воде, то получится очень твердая, но хрупкая структура. Поэтому отпуск является обязательной процедурой при термической обработке режущего инструмента.

ПОСМОТРЕТЬ Плавильная печь на AliExpress →

Проверка качества закалки

Для того чтобы определить, удалось ли закалить изделие из стали до нужной твердости, у домашнего мастера не так уж и много способов. Традиционный — это попробовать поцарапать металл надфилем (не алмазным), который обычно имеет твердость 55÷60 HRC.

Если на поверхности остаются бороздки, то это значит, что закалить сталь до нужного значения не получилось и ее твердость ниже этой величины. Если же надфиль скользит по поверхности закаленного металла, то его твердость в норме.

Еще один способ проверки качества домашней закалки — это царапание закаленной сталью поверхности бутылочного стекла (см. фото ниже). Кроме твердости, в домашних условиях при наличии определенных навыков можно проверить и структуру металла. Для этого необходимо закалить несколько образцов одинаковой стали в разных режимах, а затем на глаз сравнить структуру и размер зерна.

Особенности закалки алюминия

Необходимость закалить какое-либо изделие из алюминия в домашних условиях возникает достаточно редко, т. к. вся готовая продукция из литейных и деформируемых сплавов обычно проходят требуемую термообработку и в процессе эксплуатации практически не теряет своей твердости и жесткости.

Такая потребность у домашнего мастера может возникнуть после сварки между собой деталей из алюминиевых сплавов, т. к. в этом случае они очень часто теряют жесткость в области, прилегающей к сварному шву. Но в домашних условиях закалить алюминий очень сложно, т. к. для этого нужно точно знать тип сплава и выдерживать термические параметры с точностью как минимум ±5 °C.

Охлаждение тоже требует определенных навыков, т. к. при неточном соблюдении технологии изделие может повести. Если же все-таки хочется освоить этот вид термообработки для использования в домашних условиях, то в первую очередь необходимо обзавестись печью с точным терморегулятором, а также быть готовым к тому, что каждый раз придется закаливать поочередно несколько образцов для подбора нужных параметров термического процесса.

Особенности закалки меди

Технологии термообработки стали и меди имеют принципиальные отличия. Нагрев меди до красного каления (свыше 600 °C) и быстрое охлаждение в воде приводит к ее отпусканию (т. е. она становится мягкой).

Закалить медь в домашних условиях сложнее, чем отпустить, т. к. для этого ее нужно нагреть всего до 400 °C, при которых она не имеет свечения. После нагрева до указанной температуры медное изделие медленно остужается на воздухе, после чего оно приобретает твердость, как после нагартовки.

Если все-таки есть насущная потребность закалить какое-то количество медных деталей в условиях домашней мастерской, придется обзавестись пирометром для контроля температуры нагрева.

Мы описали два способа проверки качества закалки в домашних условиях. А какие знаете вы? Поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях к этой статье.

Печи PROJECT для термообработки металла

Загрузка: Горизонтальная
Температура: 1250°C (или 1350°C + 10 000 ₽)
Терморегулятор: Термодат 10М7 (Термодат 14Е5 +25 000 ₽)
Термопара: ТХА(Тип К) хромель-алюмель 1.2 мм (Платина-платинородий до 1350°C)
Нагревательные элементы: фехраль (Еврофехраль)

Рады представить нашу новую линейку камерных печей для термообработки металлов. Она разработана с учетом потребностей малых, частных организаций, работающих в сфере художественной и прикладной обработки металлов, изготовления спец-инструмента (ножи, клинки, переходники, съёмники и т.п.), ремонта автомобилей, сельского хозяйства.

Как правило, довольно сложно найти снятую с производства деталь от станка или прочей техники. Но выточив заготовку на токарном станке и обработав её термически в печи «Project», можно придать необходимые характеристики прочности заготовке.

Обратите внимание на таблицу размеров и характеристик камерных печей «Project» для термообработки металла. Во всех печах преобладает параметр глубины, так как в большинстве случаев будь то изделие художественной обработки металлов, заготовка или различные детали имеют продолговатую форму. Также неоспоримый плюс вытянутой формы — это максимально равномерный и быстрый выход на рабочую температуру. Теплоизоляция печи выполнена из того же материала (ШВПХ 550), как в наших классических печах, но имеет дополнительную пропитку камеры печи и поверхностей, которые могут быть повреждены при неаккуратной загрузке и выгрузке раскаленного металла. Пропитка создает мощное и эффективное покрытие, которое дает стойкость к повреждениям. При этом для того чтобы сточить поверхность муфеля потребуется как минимум УШМ (болгарка).

Как и все печи «Project», печи для термообработки металла имеют ручки для комфортной переноски, которые после установки необходимо открутить.

Изучая как, пользователи открывают и закрывают дверь раскаленной печи для загрузки и разгрузки, мы уделили особое внимание качеству футеровки двери. Во избежание трещин и сколов по всей поверхности двери закреплено специальное огнеупорное волокно, которое работает как демпфер (компенсирует излишние усилия пользователя), и служит уплотнителем дверного проема.

Печи «Project» для термообработки металла работают от сети 220V и 380V в зависимости от объема камеры. Самые малые печи можно легко разместить в гараже или мастерской, их энергопотребление сравнимо с обычным обогревателем.

Управление нагревом осуществляется простым в использовании терморегулятором ОВЕН ТРМ 500. Пользователю необходимо выставить необходимую температуру и нажать кнопку нагрева. При достижении необходимой температуры печь будет удерживать ее столько времени, сколько вам потребуется.

Блок управления печи выполнен в пластмассовом диэлектрическом корпусе и укомплектован двумя магнитными фиксаторами для комфортного размещения блока на регулируемой площадке или корпусе печи.

Если вам необходимо установить блок управления на удаленном расстоянии от печи к примеру, в другой комнате, вы можете заказать наш специальный удлинитель. Никаких скруток, наращиваний, пайки: необходимо соединить лишь один разъем.

Нагревательные элементы печи изготовлены из ультрасовременного сплава нихрома. Благодаря этому печь не боится резких перепадов температур (даже при открытии камеры при максимальной температуре 1100°C). Срок службы нагревательных элементов не ограничен. Поэтому мы даем гарантию не только на печь и теплоизоляцию, но и на спирали.

Можно использовать печь 24 часа в сутки.

Муфельная печь для плавки металла своими руками: инструкция по изготовлению

Устройство и схема

Устройство муфельной печи для плавки металла состоит из:

в большинстве случаев стального корпуса. Для домашнего использования лучше выполнить его из жаростойкого металла или нержавейки. Но можно использовать конструкционную сталь. Толщина листа 1,5-2 мм;
слоя внутренней теплоизоляции. Для домашних печей используют шамотный кирпич или другой теплоизоляционный материал, выдерживающий температуры нагрева до 10000 – 12000;
стальной корпус можно обложить наружным слоем керамических плиток или огнеупорным кирпичом;
электрических или газовых нагревательных элементов. Газовые горелки лучше приобретать в специализированных магазинах. Электрическая печь может оснащаться самодельными спиралями из нихрома или фехраля. Толщина проволоки – 1 мм. Фехралевая проволока дешевле, но она уступает нихрому по уровню сопротивлению воздействия агрессивной среды и долговечности спирали;
системой автоматического или ручного управления работой техники. Установив тепловые датчики вы сможете легко управлять температурным режимом и временем поддержания заданной температуры.

Область применения муфельных печей

Сегодня муфельная печь – достаточно востребованное устройство. Она применяется в различных производственных сферах. Важной особенностью муфельной печи является возможность регулировать температуру, достигать высоких значений температуры, изолировать материал от воздействия внешних факторов. В печи производят не только термическую обработку материалов. Они пригодны для хранения образцов, если заданы определенные температурные условия.

Можно выделить основные области применения муфельных печей:

Закалка, отпуск, отжиг, нормализация металла, а также другие способы его термообработки.
Обжиг изделий из керамики.
Озоление органических образцов.
Кремация.
Купелирование руд для определения наличия в них благородных металлов.
Синтез и выращивание монокристаллов.
Проведение лабораторных исследований.
Плавление драгоценных металлов в ювелирном производстве.
Сушка.

Также муфельные печи нашли применение в стоматологии. Качественные металлокерамические конструкции, используемые в протезировании, получаются только в подобных печах, где каждое изделие равномерно прогревается до высоких температур.

Материалы и элементы для работы

шамотный кирпич;
теплоизоляция;
листовой металл или любой подручный материал. Если есть старый сейф с внутренним слоем песка, значит вам повезло. Такая печь прослужит долгий срок и позволит сэкономить на наружном слое теплоизоляции;
огнеупорная глина, песок или готовая смесь для кладки кирпича. Для заделывания щелей и пустот можно приобрести огнестойкий герметик или использовать раствор;
электрический кабель, керамические изоляторы, автомат для подключения в щитке.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Изготовление конструкции муфеля

Начинаем готовить блоки для обкладки огнеупорной камеры. Для небольшой камеры понадобится 7 шамотных больших кирпичей. С их помощью можно соорудить прямоугольную или цилиндрическую камеры нагрева и закаливания металла. Если требуется соорудить круглый отсек, понадобится болгаркой вырезать трапециевидные заготовки и предварительно укладывать их в конструкцию, намечая каждую деталь.
Подрезав грани, устанавливаем детали на ровную поверхность и несильно стягиваем их проволокой. Проверяем плотность прилегания граней блоков и отсутствие больших зазоров. Если нужно подрезаем блоки и снова собираем всю конструкцию на проволоке.
Обеспечив плотность прилегания деталей, выкладываем их в ровный ряд и длиной линейкой размечаем пазы для укладки нагревательных элементов печи – спиралей из нихромовой проволоки. В зависимости от диаметра самодельной или покупной спирали размечаем ряды так, чтобы они не соприкасались между собой. Если это произойдет – это грозит коротким замыканием и сработкой автомата и это в лучшем случае. Минимальный зазор – 20-30 мм.
Канавки выбираем дрелью с шарошкой или сверлом или болгаркой. Борозды лучше сделать под небольшим уклоном вниз, чтобы спирали не могли выпасть. Работа кропотливая и требует внимательности, не торопимся.
После проверки точности пропилов и исправления, неточных мест стыковки пазов переходим к сборке муфельной конструкции. Закрепляем блоки с помощью термостойкого клея или раствора. Самодельную смесь готовим из равных частей шамотной глины и просеянного кварцевого песка.

Из картона или тонкого пластика делаем опалубку для заливки жидкого раствора глины, либо можно использовать обрезанную бочку. Учитываем толщину стенок и размеры корпуса печи.
Замачиваем раствор на 2-3 дня, чтобы он растворился и разбух. Такая смесь становится пластичной.
После этого заливаем в опалубку раствор. Толщина стенок – 50-70 мм. Обязательно уплотняем и протыкаем его тонким стержнем для удаления пузырей воздуха и монолитности конструкции.
Оставляем деталь до полного засыхания глины. Делаем пазы для укладки спиралей или отверстия для установки газовых горелок и вывода проводов.
Готовый глиняный муфель обязательно закаляем в печи и только после этого устанавливаем в корпус.

Готовим и устанавливаем нагревательную спираль

Спираль можно приобрести в магазине или намотать самостоятельно (толщина проволоки нужна – 1,2 мм.):

Понадобится запас проволоки из нихрома или другого сплава и простой пруток, подходящего сечения. Зажимаем конец прутка и проволоки в тисках и начинаем плотно наматывать спираль.
Витки можно укладывать вплотную, но без перехлестов. После намотки спираль немного растягиваем по длине, чтобы между витками был определенный зазор.

Готовые спиральки укладываем в подготовленные пазы в корпусе муфеля и фиксируем скобками из нихрома. Устанавливая скобки, следим, чтобы они не перемкнули виточки между собой. Для крепления еще используют раствор для кладки кирпича из глины и песка. Этот материал не проводит электрический ток.
Рассчитанные по мощности спирали обеспечат высокую температуру в печи. Для увеличения производительности и экономии электроэнергии советуем сделать несколько нагревательных контуров, которые можно включать отдельно. Так мы сможем поддерживать необходимую температуру в начале обжига металла и постепенно доводить ее до максимальной.
В местах выхода из корпуса закрываем проволоку керамическими предохранителями, а сразу после выхода подключаем медный электрический кабель большого сечения. Заводим кабель в электрический щиток и подключаем его к отдельному автомату. Печь должна быть надежно защищена от токов короткого замыкания, для защиты обязательно заземляем ее и подключаем к отдельному УЗО.

Для нагрева деталей можно использовать газовые горелки.

Работы по установке в муфель газовой горелки

Если вы обладаете опытом изготовления аналогов, такую конструкцию делаем по определенной схеме:

для изготовления корпуса горелки подготовим отрезок стальной, лучше медной трубки. Диаметр 8-10 мм. Длина заготовки – 150 мм;
возле одного конца сверлим сквозное отверстие для соединения с газовой трубой или шлангом;
на боковой стенке размечаем и сверлим несколько отверстий. Отверстие делаем только с одной стороны. Эти отверстия служат для поджигания факела;
на обоих концах горелки нарезаем резьбы;
посередине горелки сверлим не сквозное отверстие, оно будет служить для сброса газа;
торцевую сторону закрываем. Накручиваем заглушку. Ко 2 стороне подсоединяем шланг от газового баллона.

Финальные работы

Из истории возникновения

История знает один очень интересный факт, связанный с появлением муфельных печей. Их родиной считается Франция, однако здесь не обошлось без российских умельцев. Известный каретный мастер Жанто, занимающийся изготовлением экипажей для знати и королевского двора, в конце 17 века изобрел рулевую трапецию. Слабым звеном в конструкции являлась ось поворотного шкворня, которая постоянно ломалась.

Однажды к мастеру обратился российский дворянин с заказом роскошного экипажа от имени Петра I. Этот экипаж должен был достаться в подарок одному азиатскому хану. Первым делом заказчик обратил внимание на прочность оси и, не получив удовлетворения, подсказал мастеру способ изготовления прочных материалов.

Задача мастера заключается в том, что поверхность оси необходимо цементировать. Заготовка по всей толщине обладает разными показателями прочности. Снаружи она покрывается твердой каленой коркой, а внутри остается достаточно вязкой. Подобное цементирование возможно произвести только в специальной печи, где достигается высокая температура.

Первая муфельная печь (muffla — муфта, глиняный ящик) изготавливалась из глины. В состав материала для цементирования добавлялись измельченные в порошок рога крупного скота. Поначалу такая печь имела определенную область применения, поэтому называлась системой сооружения осей.

Правила эксплуатации

Не рекомендуем работать в такой одежде, как на фото:

Только спецодежда сможет защитить вас от ожогов при работе с расплавленным металлом. Только спилковые перчатки соответствуют правилам охраны труда. Одежда из плотного материала. Все участки тела должны быть закрыты, обувь из плотной кожи или заменителя. Никаких тапочек или сланцев.

Как сделать печь для термообработки

Этот проект был в моем списке дел уже довольно давно. Около трех лет назад я купил детали, необходимые для работы, но никогда не выделял время, необходимое для этого. Я могу назвать самые разные причины, по которым я не собираюсь строить его раньше, но в первую очередь у меня не было реальной потребности в нем и каких-либо конкретных проектов, которые его использовали бы, до сих пор. Есть нож, который я хочу сделать, и наличие этой печи для термообработки обеспечит правильную закалку лезвия.

Моим первым шагом было расположить изолированные огнеупорные кирпичи так, чтобы они образовали камеру, достаточно большую для одного лезвия длиной не более 15 дюймов. Эти кирпичи имеют длину 9 дюймов, ширину 4-1 / 2 дюйма и толщину 2-1 / 2 дюйма и рассчитаны на температуру 2300 градусов по Фаренгейту:

Это оставляет камеру шириной 4 дюйма, высотой 4-1 / 2 дюйма и глубиной 15-1 / 2 дюйма, что вполне достаточно для любого отдельного лезвия, которое я бы сделал. Конечно, термическая обработка требует не только ножей — плоские лезвия, стамески или другие инструменты также могут получить большую пользу от точной закалки.

Я делаю внешний корпус духовки из листового металла 18-го калибра, извлеченного из дверей, в которых я прорезал окна, когда делал свою старую повседневную работу. Я вырезал части и скрепил их вместе, чтобы кирпичи плотно вошли внутрь, а затем просто скрепил части вместе с помощью сварочного аппарата:

Сделал ручку, чтобы духовку можно было легко перемещать. Обратите внимание, что он смещен вперед, чтобы компенсировать дополнительный вес двери:

Если говорить о двери, то она распашная на недорогих тройниковых петлях, которые я приварил.Я использовал кусок листового металла, чтобы приподнять дверь, чтобы немного отделить ее от корпуса, чтобы она не заедала:

Для использования в качестве ручки и защелки я приварил эту полосу:

Я добавил прямоугольные гайки сбоку, чтобы защелка могла вставляться. В основном это обеспечивает поддержку двери в закрытом состоянии, чтобы она не провисала:

Когда внешняя часть духовки закончена, я обратил свое внимание на проточку кирпичей, чтобы в них мог поместиться нагревательный элемент.Для этого я сделал такой простой инструмент:

Просто кусок листового металла нужной ширины, прикрученный к блоку, с другим блоком, который действует как направляющая кромки.

Эти кирпичи необычайно мягкие, и нарезать канавки было легко:

Единственной сложной частью была кривая, на которой возвращается единственный элемент:

Затем вытянутый элемент вставляли в паз, и я использовал скобы, сделанные из проволоки элемента, чтобы удерживать его на месте:

После того, как я установил кирпичи в духовку, я временно подключил шнур, чтобы проверить его:

Далее, элементы управления духовкой сосредоточены вокруг ПИД-регулятора для регулирования температуры, термопары для измерения температуры внутри духовки и реле для включения и выключения элемента.Эта схема показывает базовую схему:

Моя духовка работает от 120 В переменного тока и имеет элемент мощностью около 1500 Вт, поэтому я использовал автоматический выключатель на 15 А вместо комбинации предохранителя и переключателя.

Там, где выводы элементов проходят через боковую часть корпуса, я прикрепил разъемы и использовал кусок термостойкой перфорированной платы в качестве изолятора, чтобы разъемы не касались корпуса:

Соединение здесь должно быть механическим, как показано на рисунке, а провода, которые к нему подключаются, также должны быть термостойкими.

Задняя панель блока управления представляет собой кусок алюминия толщиной 1/8 дюйма, который также служит радиатором для твердотельного реле:

Я вырезал переднюю панель с выступами по краю, чтобы прикрепить ее к корпусу шурупами для листового металла. В видеороликах внизу этой страницы я показываю, как я вырезал квадратное отверстие для ПИД-регулятора и прямоугольное отверстие для автоматического выключателя / переключателя:

Электропроводка выполняется до сборки блока управления, так как легче все подключить и проверить на наличие ошибок.Обратите внимание на провод заземления (зеленый), который прикреплен к задней панели блока управления. Все открытые металлические поверхности подобного устройства необходимо подключить к заземляющему проводу:

Когда все было подключено, я провел тест, чтобы убедиться, что все работает правильно, прежде чем надеть крышку:

Я установил PID на 1000 градусов по Фаренгейту, и у меня не было проблем с его достижением и удержанием.

Затем я провел более практический тест.У меня есть старый напильник, из которого я хочу сделать нож, который нужно отжечь (размягчить), прежде чем я смогу это сделать:

Для отжига закаленного металла его нагревают до нужной температуры, а затем оставляют для медленного охлаждения:

Поскольку эта сталь для напильника близка по свойствам к стали W1, я использовал ее и нагрел до 1400 градусов, прежде чем отключить и оставить остывать на ночь:

На следующий день файл был размягчен до такой степени, что его можно было заполнить другим файлом.Теперь он готов к обработке и превращению в нож, который я хочу сделать.

Следующее испытание заключалось в том, чтобы увидеть, достигнет ли духовка максимальной температуры, которую я хочу, а это 1900 градусов по Фаренгейту для термообработки нержавеющей стали:

Это заняло некоторое время, но добралось до цели.

Запуск его при такой высокой температуре действительно нагрелся корпус и блок управления, поэтому я подумал, что несколько вентиляционных отверстий было бы разумно, чтобы позволить циркулировать прохладному воздуху:

Я просверлил отверстия и в дне.

Также при сильном нагреве я заметил, что дверь слегка приоткрывается, поэтому я добавил эти винтовые зажимы, чтобы держать ее плотно закрытой:

Духовка будет более эффективной, если она будет удерживать как можно больше тепла.

Готовая печь:

Я не планирую его красить, так как это чисто утилитарная сборка и, кроме того, мне нравится его индустриальный вид.

Я сделал подробную серию видео:

17 Самодельных духовок для термообработки, которые можно легко сделать своими руками

Изображение: Lucky Belly

Вы думаете сделать нож своими руками дома? Что ж, если вы новичок в этом, вот вам небольшой совет — только термическая обработка определит, выдержит ли ваш нож физическое насилие, с которым он столкнется.

Помимо изготовления ножей, термическая обработка важна для различных процессов металлообработки. Но вот отличные новости для вас; Вы можете сделать свою собственную печь для термообработки в домашних условиях. В этом сообщении в блоге мы собрали для вашего удобства в Интернете несколько замечательных проектов печей для термообработки, сделанных своими руками.

1. Термообработка своими руками (видео сборки)

Канал AVmake на YouTube предлагает потрясающий выбор блестящих поделок, большинство из которых включают работы по металлу.В этом конкретном обучающем видео Ютубер демонстрирует, как он сделал печь для термообработки своими руками.

Список деталей, размеры и другие характеристики можно найти в поле описания. Если вы не любите чрезмерно болтать и блефовать в обучающем видео, это простое видео, вероятно, вам больше всего подойдет.

2. Бытовая печь для термообработки

Мы понимаем, насколько сложно вам следовать руководству DIY без надлежащего конкретного плана проекта.Для вашего спасения мы добавили в этот список план проекта этой самодельной печи для термообработки.

Более того, практически на каждом шагу можно найти четкие и наглядные картинки. Для получения более подробной информации об элементах вы можете посетить сайт, указанный в конце плана проекта.

Проверить подробности плана

3. Духовка для термообработки своими руками

Эта печь для термообработки, сделанная своими руками, способна нагреваться до 1000º (1800º), но потребляет только 1.7 кВт. Насколько это хорошо? Вы можете найти все необходимые компоненты в поле описания вместе со ссылкой на партнерский магазин Youtuber, где вы можете найти продукты Amazon.

Формулы, необходимые для расчета потребляемой мощности, также есть в описании видео на тот случай, если вы хотите произвести расчеты самостоятельно.

4. Печь для термообработки пр.

Этот парень спроектировал и построил печь для термообработки своими руками, так как ему было трудно поддерживать температуру 1000 ° C, и все же он не хотел тратить 1000 долларов на электрическую печь для термообработки.

Обязательно прочтите раздел «Рекомендации по проектированию и закупкам», где он упомянул несколько очень важных советов по преодолению недостатков использования электрической духовки.

Вам не составит труда выполнить это руководство, поскольку сообщение очень подробное и охватывает всю информацию, которую вам нужно знать.

Проверить подробности плана

5. Как сделать большую печь для термообработки — Часть 1

Если вы хотите построить печь для термообработки, достаточно большую, чтобы обрабатывать несколько лезвий одновременно, а также ее можно использовать в качестве литейного цеха или печи для плавления металлов, это руководство для вас.

Это видео является частью первой серии больших печей для термообработки, состоящих из двух частей. Мы были удивлены огромным количеством обнадеживающих комментариев к видео, но мы пришли к выводу, что этот ютубер из TAOW заслужил всю высокую оценку, как только мы посмотрели видео.

6. Изготовление печи для термообработки

Эта печь для термообработки, сделанная своими руками, имеет камеру шириной 4 дюйма, высотой 4-1 / 2 дюйма и глубиной 15-1 / 2 дюйма; таким образом, он может обрабатывать одно лезвие за раз.

Если вы тот, кто быстрее понимает вещи при просмотре, а не при чтении, в конце сообщения в блоге есть видеоурок. Более того, в I Build it есть много таких проектов и планов DIY по деревообработке и металлообработке.

Проверить подробности плана

7. Духовка для термообработки своими руками — видео сборки

Hans — это блестящие уроки по созданию ножей своими руками.Однако в этом конкретном видео этот ютубер решил сделать печь для термообработки, чтобы получить лучший эффект термообработки. Мощность, диаметры проводов и многое другое можно найти в описании видео.

Кроме того, мы бы порекомендовали вам один раз просмотреть раздел комментариев, так как там много информации о проекте и несколько невероятно полезных конструктивных комментариев.

8. Электрическая печь для термообработки, корпус

Вы можете использовать этот проект печи для термообработки для одновременной обработки нескольких лезвий.Самое лучшее в этом письменном руководстве — это то, что все материалы и их цены указаны четко.

Блогер закончил проект за 1300 канадских долларов. Однако, поскольку это руководство является кратким и коротким, мы не рекомендуем его вам, если вы абсолютный новичок в подобных делах.

Проверить подробности плана

9. Как сделать печь для термообработки — начало

John Heisz — I Build It Канал на YouTube содержит поразительную коллекцию поделок по деревообработке, каждая из которых уникальна и блестяще.В этом видео этот ютубер объясняет дизайн и строит корпус для духовки.

В Части 2 он делает дверцу для духовки и протыкает кирпичи для установки нагревательного элемента. Наконец, в Части 3 он завершает проект, добавляя блок управления и устанавливая ФИД в печь.

10. Простая конструкция печи для термообработки — не требуется электроинструмент.

Вот вам совершенно другая печь для термообработки. Никаких электроинструментов не требуется, и эта поделка относительно проста.В начале урока вы можете найти полезную информацию о термообработке в этом блоге.

Хотя вы не можете контролировать и контролировать температуру с помощью этой печи для термообработки, сделанной своими руками, вы всегда можете оценить температуру Кюри с помощью магнитов и соответственно термически обработать лезвия.

Проверить подробности плана

11. HABU \\ Печь для термообработки своими руками

Мы рекомендуем это видео только в том случае, если вы хорошо разбираетесь в подобных делах и нуждаетесь только в вдохновляющем видео, чтобы знать, с чего начать.В этом видео вы не найдете ни планов проектов, ни описаний, ни пошаговых инструкций.

Вы будете по-настоящему удивлены, увидев ряд блестящих и креативных идей DIY в области металлообработки, которые предложил канал Hassan Abu-Izmero .

12. Изготовление высокотемпературной электрической печи для термообработки стали !!

С огромным количеством благодарных комментариев в разделе комментариев, это невероятное руководство по термообработке печи своими руками.Все использованные материалы вместе со ссылками на Amazon указаны в поле описания.

Количества, а также цены на расходные материалы и калькулятор Kanthal для определения необходимого тока, длины провода, количества катушек и т. Д. Можно найти на двух отдельных листах Excel в описании.

13. Самодельная электрическая печь для термообработки / обжиговая печь / печь. Часть 1: резка кирпичей, расположение пазов для элементов.

Если вы новичок, вы должны следовать этому руководству по использованию электрической печи для термообработки, сделанной своими руками.Этот ютубер не торопится с просмотром видео, и вы получите четкие идеи по проекту. В этом первом видео они подготовили углубления на кирпичах, чтобы они соответствовали элементам.

Если вы решили следовать этому руководству, вот видеоролики из частей 2, 3, 4, 5, 6 и 7 из серии печей для термообработки своими руками.

14. ПЕЧЬ для термообработки DIY BUGDET для изготовления ножей

Эта печь для термообработки, сделанная своими руками, требует около 3 кВт мощности и может нагреваться до 1100 ° C или выше.Все компоненты вместе с их размерами / характеристиками упоминаются в описании видео.

Если вы поклонник изготовления ножей, похоже, мы нашли ваш следующий любимый канал на YouTube — Barbershop Customs.

15. Печь для термообработки своими руками

Вместо учебного пособия по термообработке своими руками это скорее интерактивный форум, на котором человек поделился всеми деталями, включая расходные материалы, размеры, пошаговые инструкции и соответствующие фотографии.

Окончательная стоимость сборки составила около 800-850 долларов. На первый взгляд руководство может показаться довольно запутанным. Однако, прочитав все темы пользователя Catoctin, вы сможете разобраться во всей процедуре DIY.

Проверить подробности плана

16. Сделай сам | ПЕЧЬ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ / ПЕЧЬ ДЛЯ ЛИТЬЯ МЕТАЛЛА И ГЛИНЫ

Несмотря на то, что ютубер создал эту печь для термообработки для изготовления гончарных изделий, она также отлично подходит для работы с металлом.Вы даже можете найти ссылку на калькулятор мощности в описании вместе со всеми продуктами, используемыми в этом руководстве, и соответствующими ссылками на Amazon.

Кроме того, вы можете найти DIY для мини-электрической печи и даже гончарного круга на канале TN Creatin. Насколько это творчески?

17. Как термически обработать нож (самый простой из возможных методов)

Мы оставили напоследок самый простой способ изготовления печи для термообработки своими руками. Не обычная печь для термообработки, но она сделает всю работу, когда у вас нет другого выхода.Вдобавок ко всему, не все умеют делать «сделай сам» на продвинутом уровне.

Ютубер строит маленькую кирпичную коробку на костре на своем заднем дворе в качестве импровизированной кузницы. Если вам интересно узнать, как он идеально выковал свой нож в этой самодельной кузнице, быстро посмотрите это обучающее видео.

Сводка

Мы всегда мотивировали вас реализовать любую идею DIY, которая вам нравится, и сразу же начать работать над ней. Однако, поскольку этот проект «сделай сам» включает в себя тепло и электричество, мы рекомендуем вам быть предельно осторожными и при необходимости обратиться за помощью.

Аналогичным образом, если вы новичок и ищете альтернативную идею термообработки, мы предоставили вам отличное руководство по термообработке, которое не предполагает самостоятельного изготовления печи для термообработки. Теперь создайте предмет, который вы всегда хотели, выковайте его в своей термообработке в духовке, сделанной своими руками, и покажите себя!

Некоторые мысли о термообработке своими руками

Во-первых, узнайте свою сталь. Если вы купили имеющуюся в продаже инструментальную сталь, вы должны точно знать, что это такое. Но если вы используете что-то найденное, извлеченное из мусора или иначе неизвестное происхождение, у вас могут возникнуть проблемы с его укреплением.Сталь, используемая в каждом конкретном клинке, определить непросто. Металлургическая лаборатория взимает приличную сумму за проверку сплава, и я не знаю о домашнем испытательном комплекте («Смотри, дорогая, он посинел!»). И есть некоторый риск при закалке, скажем, закаленной в масле стали в воде. . В худшем случае он может сломаться или, по крайней мере, покоробиться, как сумасшедший. Старожилы «зажгли» стали, чтобы рассказать, что в них было. Искры, генерируемые шлифовальной машиной, будут гореть с различными визуальными характеристиками в зависимости от легирующих элементов.(Как различные красители в фейерверках.) Таким образом, вы можете шлифовать угол, наблюдать за искрами, затем шлифовать известную сталь и пытаться сравнить маленькие искры по форме, яркости, сложности и т. Д. И попытаться сопоставить.

В основном речь идет о стали, упрочняющейся в масле или в воде. К воздушно-упрочняющим относятся Cr-V и тому подобное, которые мы, Галуты, не используем слишком часто и которые вообще не использовались в старых инструментах. Безопаснее закалить неизвестную, возможно, закаленную в воде сталь в масле, чем наоборот.Водоотверждаемая сталь может не затвердеть в масле, и в этом случае вы можете попробовать еще раз в воде. Я не хочу мутить воду всем этим, но, эй, если бы это было легко, все бы этим занимались.

Первый шаг — довести металл до его критической температуры, которая со старым добрым O-1 (отвердитель в масле) составляет 1450 ° — 1500 ° F. Есть хороший пирометр? Без проблем. Во время преобразования кристалла из феррита в аустенит сталь перестает быть магнитной при этой температуре. Это явление получило название «Точка Кюри» в честь первооткрывателя Пьера.Таким образом, можно просто нагреть металл до тех пор, пока магнит не перестанет притягиваться к нему, а затем закалить в масле. Мне нравится использовать арахисовое масло, потому что температура воспламенения очень высока, что сводит к минимуму риск возгорания ( риск все еще существует; будьте готовы: используйте длинные щипцы для выполнения работы, чтобы рука не мешала, наденьте перчатки и держите под рукой огнетушитель ), и когда дымится, он приятно пахнет. Как довести лезвие до точки Кюри, вероятно, самая большая проблема для мастера. Когда металл светится красным, углерод ведет себя так, как будто он находится в жидкости, и поэтому может перемещаться по нему, как ему заблагорассудится.Это необходимо для того, чтобы произошло затвердевание, но около поверхности металла эти неверные маленькие атомы углерода сразу же сбегут с любыми доступными кислородными шлюхами, с которыми они сталкиваются (кислород так соблазнительны), и тогда они потеряны навсегда. Мы это ненавидим. Мы пытаемся предотвратить это, нагревая металл в инертной (бескислородной атмосфере) и / или ограничивая время нагревания красным (на воздухе) до минимума. Факел делает и то, и другое очень трудным. Очень сложно равномерно нагреть что-то такое большое, как лезвие типа Норриса, с помощью небольшого пятна тепла, генерируемого факелом.Кузнечный огонь лучше из-за его однородности, и ему можно немного не хватать воздуха, чтобы уменьшить кислород в непосредственной близости. Небольшая испытательная печь лабораторного типа работает неплохо. (Также используется для испытаний керамической глазури.) Добавьте брикет древесного угля, чтобы удалить часть кислорода.

Обновление: на сайте www.rosemill.com есть покрытия, предотвращающие окисление и потерю углерода, которые обещают сделать домашнюю термообработку более успешной.

Когда он достигнет критической температуры, снимите его с огня и быстро окуните в достаточное количество масла комнатной температуры.Слегка взболтайте, пока он не остынет до температуры ниже 150 ° F. Теперь он должен быть очень твердым и слишком хрупким для использования. (Если вы попытаетесь подпилить его, напильник должен соскользнуть по лезвию.)

Два способа доведения до приемлемой твердости / прочности: по цвету или по температуре. Если у вас на кухне очень аккуратная духовка, просто нагрейте ее до 325 ° F, и все готово. Точная фритюрница сделает то же самое, но используйте хороший термометр, чтобы дважды проверить духовку или термостат фритюрницы. Без точного контроля температуры вам придется использовать цвета оксидов на поверхности, чтобы знать, когда будет достаточно.Во-первых, очистите какую-то часть лезвия (возможно, плоскую поверхность позади фаски), пока она снова не станет блестящим металлом. При нагревании это пятно меняет цвет (вы видели радугу цветов на любой перегретой стали), начиная с очень слабого желтого (называемого светлой соломой). Поскольку нам нравятся наши лезвия Good-n-Hard ™, остановитесь на этом (снимите с огня, закалите, если необходимо, чтобы остановить дальнейшее увеличение). Любой цвет за пределами самой слабой соломинки — это слишком. (Лезвие по-прежнему будет работать, оно просто не будет удерживать нужную кромку.) Будьте осторожны с закаливанием. Вы всегда можете повторно закалить слишком твердое лезвие, но если вы зайдете слишком далеко и слишком сильно смягчите его, вам придется заново закалить его. Так что, если лезвие кажется слишком твердым, просто бросьте его обратно в духовку и поднимите немного выше. Однако метод духовки / фритюрницы является предпочтительным, поскольку вы можете оставить деталь при температуре отпуска на время, достаточное для того, чтобы произошло истинное темперирование. Метод факела, использующий цвета поверхности, может оставить некоторую трансформацию невыполненной.

Готово.Если лезвие выглядит ужасно, вы можете обработать его пескоструйным аппаратом или хорошо отшлифовать, но все равно оно должно работать хорошо. Перед хонингованием обязательно немного отшлифуйте фаску. На этот тонкий срез, вероятно, ушло больше, чем его справедливая доля злоупотреблений выгоранием углерода, и вам нужно добраться до хороших вещей. (может потребоваться до 0,025 дюйма, чтобы пройти через очищенный слой.) То же самое для спины. Хорошая работа со спиной, по крайней мере, если не более важна, чем работа над фаской. Небольшой лишний локоть Смазка удалит обезуглероженный слой и доберется до хорошего металла.Не забывайте: спинка — это передний край. Думаю об этом. Если задняя часть не была заточена достаточно глубоко, лезвие никогда не будет работать хорошо.

Удачи!

— Рон

Информационный центр изготовителя ножей своими руками: проект печи для термообработки

Печь для термообработки пр.

Сделав свой третий нож и обнаружив, что мне трудно поддерживать стабильную и точную температуру в 1000 ° C, я решил, что электрическая печь для термообработки — это то, что нужно.У меня нет намерения (в настоящее время) тратить 1000 долларов на готовое устройство для своего «хобби», поэтому я решил спроектировать и построить его сам. Спасибо, МакГайвер!

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Я предлагаю эту информацию только в развлекательных целях. Я не несу ответственности за любое использование или неправильное использование этой информации. Этот проект имеет дело с опасными напряжениями, температурами и веществами, которые вы должны понимать и работать с ними на свой страх и риск. Если вы не знакомы с электричеством, проконсультируйтесь с квалифицированным электриком.

Соображения по проекту и закупки

Изучив спецификации от Crucible Industries LLC., Я нахожу детали термообработки для нержавеющих сталей, таких как 154CM, CPM154, CPM S30 и S35VN, и им требуется почти 1100 ° C (2000 ° F) в течение длительного периода времени, чтобы преобразовать аустенит в мартенсит в стали. CPM154 требует 1065 ° C (1950 ° F) на срок до 1 часа, а затем закаливается. Это эффективно нагревает сталь до желтого цвета, и небольшая газовая кузница не делает этого без дополнительных усилий.

Одним из побочных эффектов использования электрической духовки является то, что кислород присутствует в достаточном количестве, чтобы вызвать образование накипи на поверхности стали, которую необходимо счистить, что вызывает необходимость в дополнительной работе. Чтобы предотвратить воздействие кислорода, можно использовать газовую подушку, например азот, для удаления кислорода из печи или простой пакет из фольги из нержавеющей стали. Фольга действует как герметичное уплотнение, которое удерживает кислород от поверхности стали, пока она находится при температурах науглероживания.

Итог, чуть ниже 1100 ° C в течение получаса с оберткой из фольги SS.

Изоляция

Я случайно наткнулся на рекламу на Kijij «кирпичей для гончарных печей». У продавца было несколько коробок изоляционных огнеупорных кирпичей K23 от Babcock & Wilcox. Я ловко взял коробку из 25 штук и несколько пустяков. Обожаю, когда это происходит!

Эти кирпичи мягкие, легкие, их очень легко резать, придавать им форму, сверлить, царапать или как угодно с ними работать. Пыль представляет опасность, поэтому при резке, шлифовании или сверлении всегда надевайте защитные очки, перчатки и респиратор.Держите под рукой пылесос.

ВНИМАНИЕ! Не поддавайтесь соблазну использовать более твердые огнеупорные кирпичи, поскольку они будут поглощать тепло от ваших нагревательных элементов, и вы будете разочарованы результатами.

Люди все время спрашивают, где купить изоляционный огнеупорный кирпич. Тип, очень похожий на используемый, можно найти здесь, на eBay. Изоляционный огнеупорный кирпич

Размер

Я хотел построить печь у входной двери с довольно небольшим объемом. Я не хотел строить / топить огромную гончарную печь, чтобы сделать несколько ножей.Основываясь на кирпичах, я решил, что внутреннего размера 13 дюймов (длина) x 9 дюймов (ширина) x 6,5 дюйма (высота) будет достаточно для почти любого ножа, который я буду подвергать термообработке. Эта форма подходит для лезвия длиной 15 дюймов. место в духовке по диагонали. Я хотел иметь возможность дотянуться до нее в перчатке и щипцами, поэтому 6,5 дюйма казались достаточно высокими. Общий объем составляет чуть менее 0,44 кубических футов, поэтому он небольшой и относительно легко нагревается с помощью энергии, которую я буду использовать.

Электрооборудование

Общая схема состоит из электрического нагревательного элемента 120 В переменного тока, 20 А.Мое целевое полное сопротивление составляет 6,6 Ом, и, следовательно, ток, потребляемый самим нагревателем, составляет около 18 А при 120 В переменного тока. Это составляет около 2160 Вт, что идеально для небольшого пространства, такого как то, что я собираюсь использовать. Мой обзор готовых к продаже печей для термообработки из диапазона Evenheat обычно составляет от 3500 до 7200 ватт на кубический фут.

Модель	Вт / Cu. Ft.
КО 18	6051
KH 414	7228
KH 418	5421
Ремесленник 688	6480
KF 18	4608
КФ 13.5	4608
KF 27	3840

Среднее значение	5462

Моя конструкция должна иметь мощность около 5000 Вт на кубический фут, что должно обеспечивать производительность, аналогичную моделям Evenheat с аналогичными характеристиками и мощностью.

Здесь, в Канаде, цепи на 20 А довольно распространены, особенно на кухнях, и теперь в новостройках принято устанавливать по две на каждую кухню.Не то чтобы я хотел поставить печь на кухне, но такая возможность существует. В моем гараже есть несколько специальных розеток на 20 А. Я мог бы спроектировать для 240 В переменного тока, но это означало бы двухполюсный выключатель, дополнительную проводку и новую вилку там, где я собираюсь использовать духовку. Ваш пробег может отличаться, поэтому, если вы решите использовать версию на 240 В, вам нужно будет рассчитать и отрегулировать защиту от сверхтока, сечения проводов, нагревательных элементов и вилки в соответствии с ними.

В качестве нагревательной проволоки я выбрал Kanthal A1, который выдерживает температуру 1400 ° C.Купил готовые ТЭНы 3кВт 220В (eBay). Они имеют длину 31,5 дюйма и диаметр 0,25 дюйма и работают на сопротивление 30 Ом каждый. Расположу их параллельно, по три по 20 Ом. Формула для параллельных резисторов: Rt = 1/1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 … таким образом, мы получаем расчетное сопротивление 6,33 Ом, а мои элементы и мультиметр показывают 6,6 Ом. 120 Вольт, разделенное на 6,6 Ом = 18,1 Ампера. 18,1 А умножить на 120 В = 2181 Вт. Совершенно верно! Самое замечательное в Kanthal заключается в том, что сопротивление очень мало изменяется в диапазоне температур провода.При 1100 ° C он увеличивается всего на 4%, что в моей схеме составляет 6,8 Ом. Для контроля температуры купил небольшой ПИД-регулятор температуры. и твердотельное реле (SSR), которое может выдерживать ток 25 ампер и 380 В переменного тока. Это Mypin TA4-SSR. Поставляемый с ним зонд на 400 ° C не может использоваться в этом приложении, поэтому я купил термопару типа K 1250 ° C на eBay. ПРИМЕЧАНИЕ. На некоторых фотографиях показан мой первоначальный выбор регулятора температуры CXTG-3000, который сломал кровать после 1/2 часа использования.

ВНИМАНИЕ! Ваш ПИД-регулятор должен подходить для управления твердотельным реле (SSR).Номер детали Mypin будет иметь вид TA4-Sxx. Буква S означает, что он должен был управлять SSR. Если в этом месте была буква R, значит, она должна была управлять реле.

Если вы не знакомы с ПИД-регулятором, это означает пропорциональную интегральную производную, что по сути означает «много газа, когда вы набираете скорость, и меньше газа, когда вы набираете желаемую скорость». В этом случае нагрев остается постоянным, пока печь нагревается, а затем уменьшается по мере приближения внутренней температуры печи к заданной температуре.Одно из преимуществ ПИД-регулятора заключается в том, что по мере приближения к целевой температуре он не «перескакивает» и не повышает температуру слишком высоко; что может быть в случае обычного открытого / закрытого отопительного контура, который медленно реагирует.

Рекомендуемый провод для подключения к нагревательным элементам — это тип SEW / SF2 или аналогичный высокотемпературный провод с силиконовой изоляцией. Вы найдете такую проволоку в тостерах и духовках. Все, что я смог найти в своей кучке металлолома, было 12 AWG, так что я пошел с этим. Силовая проводка на 20 А будет иметь диаметр 12 AWG, а остальная часть контрольной проводки будет иметь диаметр от 18 до 20 AWG или все, что я могу собрать из кучи металлолома.Все остальные электрические компоненты предохранители, провода, обжимные соединители, гайки, болты и т. д., как правило, легко найти в промышленно развитый мир, он же eBay, Home Depot, Lowes и т. д., и так далее, что я задокументирую, когда я соберу все это воедино. По сути все, что я Требуемый может быть получен с eBay. Это ведомость материалов. HT2100 Ведомость материалов и схема.

Строительство

Я начал с того, что разместил огнеупорные кирпичи различными способами, чтобы создать подходящие внутренние размеры для обогрева небольших деталей.Как только у меня есть расположение, я спланировал, где будут размещены нагревательные элементы изнутри.

С помощью карандаша, прикрепленного к различным деревянным брускам, я мог нарисовать параллельные линии канавок для нагревательных элементов. Компас может помочь с поворотами.

Это будет внутренняя часть потолочных блоков с подачей электроэнергии с правой стороны.
Я прошила карандашные линии перманентным маркером.
Я замазал части вместе высокотемпературным каминным раствором.Положите хорошую бусинку и размажьте ее. Обе стороны сопряжения проходят эту обработку.
Как только стены склеены, я начинаю трассировку. То же самое касается спины и крыши.

Волшебство заключается в этом сверле 7/32 дюйма и этой части старой ручки станины. Я просверлил отверстие 1/4 дюйма прямо через ручку станины и вставил сверло 7/32 дюйма в патрон так, чтобы примерно 1 / 4 дюйма торчит.

С помощью линейки я прошел сверло по линиям, чтобы выкопать канавку. Периодически применяйте магазинный пылесос, чтобы посмотреть, как идут дела.

В итоге процесс обработки канавок отработан довольно хорошо. На правой боковой стене я просверлил место для соединений, проходящих через огнеупорный кирпич.

Примечание: мы не можем подключить медный провод внутри печи, так как он расплавится (точка плавления 1085 ° C).

Теперь цементируем кирпичи высокотемпературным раствором.

Это вид спереди. Теперь о электрических соединениях.

Электрические соединения отопления

Три нагревательных элемента в этой конструкции расположены параллельно, а это значит, что мне нужно шесть выводов, идущих изнутри наружу.Затем они будут соединены между собой тремя сторонами N (нейтральными) и тремя сторонами L (линиями).

Элемент Электромонтаж

У трех элементов есть отверстия, через которые они поступают с правой стороны духовки, а блок управления также будет с правой стороны. Я пропущу Kanthal через огнеупорный кирпич и подключу его к проводу SEW снаружи духовки. Эти соединения будут закрыты, и SEW будет подаваться в блок управления через устройство для снятия натяжения.

Процесс установки элементов довольно прост.Оберните примерно 3 дюйма свинца на каждом конце элемента, пропустите провод через отверстие и закрепите элемент на месте U-образными скобами, которые я сделал из сварочной проволоки из углеродистой стали. Мой Kanthal намотан довольно равномерно, и я сделал размер канавки подходят, поэтому не требуется слишком много скоб. Скажем, 1 скоба на каждые 4–6 дюймов. Может потребоваться больше, если ваш нагревательный провод не прилегает слишком плотно. Используйте тонкие плоскогубцы и вставьте скобы под углом примерно 45 градусов. для закрепления нагревательных элементов.

Скрученные концы длиной около 3 дюймов. Они будут проходить через отверстия, поэтому электрическое соединение может быть выполнено вне духовки.
Из огнеупорного кирпича должно выступать около 5/8 дюйма загнутой назад проволоки. Тиски удерживают конец снаружи духовки, пока я продвигаю нагревательный провод в паз на внутренней стороне.

Вот как я подключаюсь к элементам снаружи духовки. Это латунные гайки для проволоки от Marettes, сверхмощные винтовые зажимы. Если вы не можете их найти, крепежные винты, гайки и плоские шайбы подойдут для соединения элементов с питающей проводкой.

Проверка сопротивления потолочного элемента. Хорошо!

Механическая сборка

После того, как нагревательные контуры подключены, нам нужно собрать все кирпичные панели вместе и механически закрепить их, чтобы все было плотно прилегало. Также необходимы петля и рама, на которой будет держаться дверь. В голову пришла идея сделать угловую раму из плоского стержня, готового стержня, нескольких металлических уголков и немного сварки. Я отрезала угол 1-1 / 2 дюйма до 18 дюймов (длина духовки без дверцы).
Две поперечины 11 1/4 дюйма из плоского стержня 1/8 дюйма x 1 1/4 дюйма.
Зажмите и сварите. Перед сваркой проверьте угольником.
Я нашла эти ножки на гаражной распродаже. Они из ИКЕА. Необычный штрих за 1 доллар.
Я просверлил 12 отверстий в раме на 3/16 дюйма и утопил их так, чтобы они были готовы прикрепить ножки с помощью крепежных винтов и гаек с плоской головкой. Сначала мы сделаем все и покрасим, прежде чем прикручивать ножки. Дверная рама. Разметка под 45 °.
Прорезы дверной коробки. Три из них требуются на 14, 25 1/2 и 39 1/2 дюйма
Сломайте его на себя и прихватите стыки.Дома у меня нет тормоза, поэтому я использовал станочные тиски и молоток. Проверьте квадрат и продолжайте сварку.

Рама духовки

Каркас печи, вероятно, слишком сложен, но я планировал использовать лом, который у меня был в моем магазине. Я хотел иметь возможность отрегулировать дверь на петле, чтобы она точно соответствовала. Простой способ сделать это — надеть трубку на вертикальный кусок готового стержня, который зажимает панель крыши.

Слева спереди в уголке просверливается отверстие под готовую штангу и приваривается к нижней раме.

К задним сторонам приварены дополнительные уголки. Передняя правая часть представляет собой цельный кусок плоского стержня 1/8 дюйма, изогнутый под углом 90 °. При затягивании слева он действует как зажим.

Быстрый снимок краски в качестве грунтовки и прикрепил ножки.
Установка панелей IFB. У меня был алюминиевый лом 0,02, который я вырезал ножницами и протер губкой, чтобы придать им матовый вид. Уголки представляют собой угловые опоры системы подвесного потолка, которые я покрасил в тон раме.Разные готовые детали. Кронштейны выключателей и дверная петля. Прижимы в виде готовой штанги 5/16 «с разными гайками и шайбами.
Дверь установлена. Я использовал наждачную бумагу с зернистостью 80 на блоке, чтобы совпали поверхности, чтобы закрыть и сделать хорошее уплотнение. Теперь добавляем защелку с правой стороны.
Неодимовый магнит для плотно закрытой двери. (Примечание: я изменил это в 2015 году. См. Обновления внизу этой страницы.)

Панель управления

Система управления заключена в подходящую коробку, в моем случае я сделал что-то из материала, который был у меня под рукой в магазине.

Слева показан общий план.

Какой-то 1/8 дюйма алюминия будет достаточно жестким, чтобы установить элементы управления и действовать как теплоотвод для SSR.

Я разметил переднюю и заднюю части и просверлил отверстия.

Для ПИД-регулятора нужен квадрат, поэтому я просверлил угловые отверстия, чтобы полотно лобзика можно было запустить. Прижавшись к скамейке, я грубо вырезал квадрат.
Подается в квадрат, открывая линию.
Тестовая пригодность. 45 мм примерно то же самое. Примечание: мне пришлось заменить этот регулятор температуры, так как он умер примерно через час.Размер отверстия должен быть одинаковым для любого устройства 1/16 DIN, 45 мм x 45 мм.

Насколько это возможно, я предварительно подключил переключатели и другие компоненты, чтобы упростить электромонтаж в корпусе. Задняя панель. Для этого потребуются отверстия для следующего: силовой кабель, предохранитель 1 (основное питание) и F2 (управляющее питание), термопара, дверной выключатель и выход в цепь нагрева. Расположение передней панели: по часовой стрелке от ПИД-регулятора: 1: печь включена, 2: дверь открыта, 3 — элементы выключены, 5: выключатель элементов, 6: главный выключатель питания, 7: главный индикатор включения питания.
На нижней стороне духовки установлен переключатель мгновенного действия NO / NC. Он отключит элементы, когда дверь откроется. НЗ-контакт подключен к светодиодному индикатору открытия двери на передней панели. Болт 1/4 дюйма позволяет регулировать привод.

Термопара крепится к куску Glastic и приклеивается снизу с помощью высокотемпературного раствора. Зонд проходит вверх в центр печи. элементы и где сталь будет нагреваться.

Я сделаю подставку из огнеупорного кирпича для лопастей, в центре которой будет отверстие для термопары.

Электропроводка отопительного контура подключается с помощью 12 AWG типа SEW (SF2), a Провод 200 ° C с силиконовой / стекловолоконной изоляцией. По периметру изоляционный доска под названием Glastic, которая представляет собой композит из стекловолокна. Оглядываясь назад и просмотрев некоторые другие конструкции, я мог бы вывести соединения элементов сзади.

Другой несколько кусочков Glastic сделают защитную крышку для электрического соединения.Glastic рассчитан на температуру до 210 ° C (410 ° F). Я надеюсь экстерьер никогда не приблизится к этой температуре. Только тестирование будет определить это.
Это вид проводки перед подключением контроллера и печи. Светодиоды подключены к 120 В переменного тока.

С левой стороны находится главный выключатель питания, а также светодиоды и Выключатель элемента. На правой стороне (задней части корпуса) находится SSR, силовые предохранители и разгрузочные устройства ввода / вывода. Обратите внимание, что при установке твердотельного реле рекомендуется нанести термопасту.Это помогает рассеивать тепло.

———————————————— ————————————————

НЕ ПОДКЛЮЧАЙТЕ СВЕТОДИОД НАПРЯМУЮ НА 120 Вольт!

я подключил светодиоды на 120 В переменного тока с одним последовательным резистором на 68 кОм 1/2 Вт и диод 1N4007. Это загорится светодиод и защитит его от перегрузка по току и чрезмерное обратное напряжение.

————————————————- ———————————————

ПИД-регулятор подключен и система проверена.Примечание. Я прикрепил корпус корпуса к зеленому проводу заземления с помощью шпильки на задней панели. К металлическому каркасу идет провод, чтобы скрепить и его. Последняя проверка отопительного контура. 6,6 Ом. Должно быть хорошо! Розетка на 20А с подключенным блоком.

Да будет тепло! Вначале температура быстро поднимается, затем падает примерно до 0,5. градус в секунду около 500 ° C. Я построю график температуры с течением времени и посмотрю, смогу ли я улучшить производительность.

Это ССР при стрельбе.На панели управления есть светодиод, который показывает, когда он включен. SSR — это, по сути, симисторы с оптически связанными затворами. Сторона постоянного тока может быть от 3 до 32 вольт. Подача напряжения на управляющую сторону включает симистор и пропускает переменный ток.

Краткое видео, показывающее, как ПИД-регулятор подает импульс в контур отопления. Когда внутренняя температура, измеренная термопарой (PV или значение процесса), приближается к SV (заданному значению) 100,0 ° C, контроллер уменьшает нагрев, чтобы замедлить приближение и избежать превышения заданного значения.

Я начну несколько тестов и вскоре сообщу о своих выводах.

Схема

У меня было так много запросов на простую версию на 240 В, я сделал эту схему. Обратите внимание, что в версии на 240 В используются некоторые, но НЕ ВСЕ детали, перечисленные в спецификации HT2100.

График производительности

НАБЛЮДЕНИЯ:
Огненные кирпичи расширяются / смещаются, оставляя зазор на двери около 650 ° C, что снижает общую эффективность.Их придется переставить. Внешний вид становится теплым на ощупь через 60 минут (700 ° C).

В целом, я думаю, что могу улучшить кривую нагрева, увеличив изоляцию в определенных областях, например. щели в дверном уплотнении, немного уменьшив внутренний объем, добавив еще немного IFB на пол. Поскольку в моем гараже холодно (ниже нуля), я ожидал некоторого влияния температуры окружающей среды. Цель — 1050 ° C (1922 ° F), но, к сожалению, у меня не хватило времени, чтобы доказать это, но похоже, что это линейное повышение.Близко, но не сигара! Потом.

Если посмотреть на экономику владения собственной печью HT, я считаю, что это большой плюс! Моя услуга термообработки стоит 17,50 долларов за лезвие от 8 до 12 дюймов, плюс я должен отправить его туда и подождать. Экспресс-конверт стоит 10,92 доллара, поэтому отправка одного 9-дюймового лезвия стоит 28,42 канадских доллара. Судя по моему последнему счету за электроэнергию, эта печь обойдется мне в 0,28 доллара в час. Таким образом, работа HT2100 в течение 4 часов обойдется всего в 1,12 доллара. Я рад этому, даже если я удвою это значение за время, затраченное на темперирующую печь.Кроме того, я не думаю, что смогу запустить это в течение 4 часов, если бы у меня не было хотя бы 2 или 3 лезвия. Так что экономия вокруг.

После прогрева я выключил духовку. Почти ровно через два часа я снова включил питание. Там все еще было 386 ° C! Поговорим об удивительной теплоизоляции из огнеупорного кирпича!

Успех!

Мне удалось добиться подходящей температуры выдержки почти для всех ножевых сталей, которые мне нужны.Мне пришлось установить целевую температуру «SV» выше, чем я хотел. Из-за этого я думаю, что духовка приближалась к максимальному пределу температуры. Работает для меня!

Удобная таблица преобразования температуры

ОБНОВЛЕНИЯ:
Январь 2015

Я заменил магнит на более надежную систему закрытия. Это болт приваривается к отрезку трубы.Внутренняя часть духовки имеет резьбу. В дерево — это всего лишь ручка для закручивания двери.

Спецификация (проект) уже здесь! HT2100 Ведомость материалов и схема.

Май 2015 г.
Я заменил термопару. Я занимался внутренней настройкой элементов, и кончик зонда сломался. К счастью, у меня под рукой была замена, так как я готовился провести проверку работоспособности с двумя датчиками / контроллерами.

Новые элементы
Когда я сделал первую замену элемента, я добавил некоторую опору к потолку.Это не совсем то, что разваливается, но я могу представить, что последовательные изменения элементов оставят груду обломков. Я использовал стальной стержень 1/8 дюйма и разрезал его на части, ширина которых немного меньше ширины кирпичей. Я заточил кончик стержня до стамески. Затем я «просверлил» его сквозь кирпичи на потолке. Это создало внутреннюю поверхность. проволочный каркас, который лучше держит кирпичи.Я также подкрасил раствор в нескольких местах

июнь 2016
Добавлена схема упрощенной печи на 240 вольт, 3000 ватт.

Новые данные о прогоне нагрева

апрель 2017

Чтобы помочь в дизайне вашей духовки, я сделал таблицу. Поставляется без каких-либо гарантий, но это бесплатно!

ОБНОВЛЕНИЕ: сентябрь 2019 г. Катушки, которые я вставил почти 4-1 / 2 года назад, там висят. Недавно я сделал еще одну кривую производительности, и она очень похожа на кривую 2016 года. Сделал две партии по три ножа, и они вышли идеально.

Как всегда, ваши комментарии и предложения помогают улучшить ситуацию.

Дан

Закалка и отпуск ножевой стали — Sandvik Materials Technology

Закалка — это способ сделать сталь ножа более твердой. Если сначала нагреть ножевую сталь до 1050–1090 ° C (1922–1994 ° F), а затем быстро охладить (закалить)), ножевая сталь станет намного тверже, но при этом станет более хрупкой.

Для уменьшения хрупкости материал закаливают, обычно нагревая его до 175–350 ° C (347–662 ° F) в течение 2 часов, что приводит к твердости 53–63 HRC и хорошему балансу между сохранением резкости, шлифуемость и вязкость.

Закалка должна проводиться в течение разумного периода времени после затвердевания, предпочтительно в течение часа или около того. Жизненно важно, чтобы лезвие остыло до комнатной температуры перед началом отпуска. В противном случае превращение в мартенсит будет прервано, и результаты упрочнения могут ухудшиться.

Более высокая температура отпуска дает несколько более мягкий материал с более высокой вязкостью, тогда как более низкая температура отпуска дает более твердый и несколько более хрупкий материал, как показано на рисунке ниже.

Кемпинговый нож или нож для выживания, например, можно закалить при температуре 350 ° C (662 ° F), чтобы он мог выдерживать грубое обращение, не ломаясь. С другой стороны, если предполагается, что нож будет иметь острую кромку, его можно вместо этого закалить при 175 ° C (347 ° F) для максимальной твердости.

Температуры отпуска ниже 175 ° C (347 ° F) следует использовать только в исключительных случаях, когда предъявляются крайние требования к высокой твердости, поскольку очень низкие температуры отпуска приводят к очень хрупкому материалу.Точно так же следует избегать отпуска при температурах выше 350 ° C (662 ° F), поскольку это может привести к хрупкости и снижению коррозионной стойкости. Обратите внимание, что если закаленное лезвие подвергается воздействию температур выше температуры отпуска (например, во время шлифования), свойства ножа будут ухудшены.

Правильно выполненная закалка приведет к хорошему балансу между твердостью, ударной вязкостью и коррозионной стойкостью готового лезвия ножа.
Дополнительные сведения о закалке

Сделай сам для отжига и повторной закалки стали для изготовления ножей

Помогите нам продвигать наши домашние проекты.Нажмите выше, чтобы поделиться страницами или изображениями в социальных сетях.

Закалка выполняется после повторной закалки лезвия. Этот процесс делает лезвие менее хрупким. Это делается путем запекания лезвия при температуре около 375 градусов в течение 2-3 часов, а затем дайте ему остыть в духовке.

Re Закалите сталь, нагревая в кузнице, до тех пор, пока она не станет вишнево-красной и немагнитной. Затем быстро охладите его в масле.

Пожалуйста, посетите страницу «Изготовление листовых пружинных ножей» для получения подробной информации о том, как резать и формировать отожженную пружинную сталь.

После того, как нож отрезан и сформирован, и большая часть полировки выполнена, материал можно подвергнуть термообработке для повторного затвердевания. В этом процессе снова используется кузница или горелки для нагрева материала до немагнитного состояния. На этот раз материал быстро охладится в масле. Учтите, что термообработка сделает материал твердым, но также сделает его хрупким. Для ножа мы хотим, чтобы материал был достаточно твердым, чтобы удерживать лезвие, но чтобы лезвие не сломалось.

Последний процесс называется темперированием.Закалка сделает лезвие менее хрупким. Используйте и нагрейте лезвие примерно до 350 градусов в течение трех часов. Затем дайте ему медленно остыть в духовке. Если все сделано правильно, лезвие должно быть достаточно твердым, чтобы удерживать острый край, и достаточно прочным, чтобы выдерживать длительное использование на открытом воздухе.

Вверху: слева кусок стержня с резьбой из мягкой стали. Эту мягкую сталь легко резать, шлифовать или даже гнуть, но она никогда не будет достаточно твердой, чтобы удерживать лезвие. В середине — кусок высокоуглеродистой пружинной стали.Этот материал достаточно твердый, чтобы удерживать лезвие, и достаточно прочный, чтобы прослужить всю жизнь. Единственная проблема в том, что он настолько сложен, что с ним очень трудно работать. Справа — файл. Эта инструментальная сталь даже тверже, чем пружинная, но при этом хрупкая. У него было бы отличное лезвие, но он легко сломался бы при любой боковой нагрузке.

Для изготовления ножей мы хотим отжечь или размягчить пружинную сталь, чтобы с ней было легко работать. Затем мы можем повторно закалить ее, что приведет к тому, что сталь станет твердой, но хрупкой, как инструментальная сталь.Последний шаг — закалить сталь, чтобы она снова стала пружинной и стала достаточно твердой, чтобы удерживать кромку, но не хрупкой.

Процесс изготовления ножа довольно прост. Первый шаг — отжиг пружины или высокоуглеродистой стали. С помощью кузницы доведите металл до вишнево-красного и немагнитного состояния, а затем дайте ему постепенно остыть. Этот процесс смягчает материал и значительно упрощает резку, формовку и шлифовку до желаемого дизайна.

Легкий отжиг и упрочнение высокоуглеродистой стали своими руками для изготовления ножей

Закалка стали этими простыми методами

Иногда полезно знать, как закалить сталь.Хотя токарно по дереву можно сделать с помощью очень небольшого количества инструментов, я никогда не устаю пробовать что-то новое. Иногда я покупаю инструменты, но часто делаю их сам. Еще до того, как стали доступны коммерческие инструменты, токари знали, как закаливать сталь и отпускать ее. Они сами делали инструменты из высокоуглеродистой стали или покупали их у местного кузнеца. Лучший способ закалить и отпустить сталь — это сделать это правильно современными методами. Для этого требуется подходящая сталь для работы с тщательным контролем температуры и времени, а также скорости нагрева и охлаждения.Но приемлемые результаты обычно можно получить, используя более грубые методы, описанные здесь.

Инструментальная сталь

Токарный инструмент сейчас редко изготавливают из углеродистой стали, но он все еще используется для многих других целей. Даже для токарных инструментов он по-прежнему работает так же хорошо, как когда старые токари зарабатывали им на жизнь. У владельцев стали можно купить высокоуглеродистую сталь различных марок, некоторые из которых подходят для закалки в воде, а другие — в масле.

Лом углеродистой стали найти легко.Если вы хотите закалить сталь для изготовления инструментов, пружины, напильники, пильные полотна, гвозди, ломы, стамески, стамески для деревообработки, старые отвертки, рубанки и многое другое — это сталь, подходящая для переделки. Я использовал зубцы старой садовой вилки и кольца из старых гонок мячей. Имейте в виду, что если вы подвергнете инструмент значительным нагрузкам, сталь, которая имеет или может образовывать трещины, не подходит. Например, углубления между зубьями пилки — это слабые места, где могут начаться трещины.

Если вы используете лом, старая сталь часто является лучшим выбором, поскольку некоторые современные стальные сплавы могут плохо подойти к этим основным процедурам термообработки. Один из способов узнать, что у вас есть, — это коснуться стали шлифовальной машиной. Множество ярких вспыхивающих искр, похожих на детский фейерверк, означают, что это, вероятно, высокоуглеродистая сталь. Для сравнения попробуйте использовать немного мягкой стали, например, обычный гвоздь. Также будет много искр, но будет меньше разрывов. Использование металла до того, как он стал ломом, является ключом к разгадке: если он подвергался большим нагрузкам, металл, вероятно, является высокоуглеродистой сталью.Но существует континуум содержания углерода — обязательно закалите деталь перед тем, как делать инструмент.

Низкоуглеродистая низкоуглеродистая сталь

Обычная низкоуглеродистая низкоуглеродистая сталь не подходит для большинства режущих инструментов. Такую сталь нельзя закалить, и она не удержит острый край. Для закалки стали металл должен иметь достаточно высокое содержание углерода. Металл тверже дерева, а лезвие из низкоуглеродистой стали может прослужить достаточно долго для одноразовой работы. Но если край тонкий, он просто поддается давлению.Вы можете закаливать низкоуглеродистую сталь. Это дает очень тонкий слой с более высоким содержанием углерода на его поверхности. Затем вы можете использовать его для некоторых легких режущих инструментов, если вы не стачиваете затвердевшую кожу при заточке. Для цементирования перед нагревом покрыть металл специальным составом. Вы можете использовать низкоуглеродистую сталь в качестве держателя для вставных или напаянных фрез.

Необходимое оборудование

Чтобы сталь закалилась, ее сначала нужно нагреть. Вы можете использовать магнит, чтобы убедиться, что он достаточно горячий для закалки — когда магнит перестанет притягивать его, сталь готова.Проще говоря, просто нагрейте его докрасна, что также является температурой, необходимой для горячей ковки. Чем крупнее кусок, тем больше тепла вам понадобится. Если изделие имеет небольшие размеры, закалить сталь можно с помощью горелки на газовой плите. Вы можете использовать древесный уголь с вентилятором для подачи воздуха. Вы можете многое сделать с достаточно мощной паяльной лампой. Более крупные куски стали могут рассеивать тепло с той же скоростью, с которой они применяются, но никогда не станут достаточно горячими. Если вы используете паяльную лампу, вы можете сложить несколько сухих кирпичей, чтобы сделать ограждение для сохранения тепла.

Простую кузницу, сжигающую твердое топливо или пропан, несложно импровизировать. На YouTube есть видео о том, как сделать простую, но очень эффективную кузницу на пропане. Я сделал кузницу, которая жгла антрацит и без особых проблем обработала 7/8 дюймовую планку. Совсем недавно я сделал пропановую кузницу, используя всего два изоляционных огнеупорных кирпича и паяльную лампу, и смог согнуть стальную полосу шириной около 2 дюймов и толщиной 3/8 дюйма.

Горячая штамповка

Если два куска стали раскалить добела, их можно сварить молотком.Еще более горячий металл будет гореть и портиться. Но таких температур труднее достичь с помощью описанного оборудования.

Если вы хотите произвести горячую ковку, вам понадобится что-нибудь, например, наковальня, молоток, тиски и тяжелые плоскогубцы. Также вам могут понадобиться ножовка, угловая шлифовальная машина, напильник, верстак и сверлильный станок. Для работы с толстой сталью вам потребуются более тяжелые инструменты и кузница. Если она достаточно горячая, ее на удивление легко согнуть с помощью тисков или гаечных ключей или придать ей форму на наковальне.Таким же образом можно выковать обычную низкоуглеродистую сталь.

Отжиг

Некоторый лом углеродистой стали слишком твердый для распиловки или опиливания. Вам придется отжечь его, чтобы он стал более мягким и работоспособным. Для этого в первую очередь нужно нагреть металл до докрасна. Пока он горячий, его можно подделать. Не пытайтесь обрабатывать металл, если он потерял красный цвет, иначе он может треснуть. Ударять нужно, пока горячее железо. После любой ковки снова нагрейте сталь докрасна, а затем отожгите ее, медленно охладив.Чем медленнее он остывает, тем лучше — традиционно металл оставляли охлаждаться в раскаленном золе. Если вы используете пропановую кузницу, вы можете просто оставить металл остывать в кузнице, чтобы остаточное тепло замедлило охлаждение. Вы хотите, чтобы весь кусок равномерно размягчился, поэтому постарайтесь равномерно нагреть и остудить его.

После охлаждения отожженная сталь должна быть достаточно мягкой, чтобы ее можно было напилить. Убедитесь, что все детали мягкие, а затем выполните необходимые дальнейшие операции. Придайте инструменту форму, включая грубую шлифовку кромки.

Закалка стали

Для закалки стали снова нагрейте закалываемую деталь до ярко-красного цвета, если возможно, «вымочите» ее на некоторое время, а затем закалите. Сталь твердеет благодаря быстрому переходу от горячего докрасна к холодному. Вы можете использовать различные закалочные жидкости, но обычно достаточно ведра с водой. Погрузите раскаленный металл прямо внутрь и покрутите его, чтобы охладить как можно быстрее. Если сталь деформируется или треснет при закалке, попробуйте использовать масло вместо воды или другую сталь.При использовании масла необходимо соблюдать меры пожарной безопасности. Используйте металлический контейнер, а не пластиковое ведро. Раскаленная сталь нагревает и воспламеняет масло, поэтому приготовьте металлический кожух, чтобы погасить пламя.

Не всегда нужно закалять все части инструмента в одинаковой степени. Если он должен выдерживать нагрузку во время использования, вы можете оставить его мягким для повышения прочности и прочности, закаленным только режущий наконечник.

После закалки сталь должна быть твердой как стекло, и напильник просто соскользнет с нее, не разрезая.Не пытайтесь слишком сильно с напильником, твердый металл скоро сделает его тупым.

Закалка

Только что закаленный инструмент будет хрупким. Если бы вы использовали его в этом состоянии, лезвие могло бы сломаться или расколоться. В большинстве случаев вам необходимо нагреть его еще раз, чтобы закалить перед использованием. Закалка убирает ломкость. Это делает металл прочнее, но мягче. Чем выше температура, достигаемая во время отпуска, тем мягче и менее хрупко становится сталь. У каждого инструмента есть свой оптимальный компромисс между твердостью и вязкостью.

Перед отпуском очистить металл с помощью абразивных материалов. Для этого этапа вам нужна яркая и блестящая сталь. Нагрейте инструмент очень осторожно над чистым пламенем, а не в нем. Внимательно наблюдайте за яркой металлической поверхностью, пока она нагревается. Пусть тепло начнется от края и потечет к нему, стремясь к равномерной температуре по всей поверхности. Край и любые другие тонкие детали будут нагреваться слишком быстро, если подвергнуть их прямому воздействию тепла.

Наблюдайте за изменением цвета

По мере того, как становится жарче, вы увидите, как яркая сталь меняет цвет.Он изменится от серебристого к бледно-желтому, через коричневый к синему, а затем к серому. Вы должны уловить момент, когда желаемый цвет достигнет края. Обычно бледно-желто-коричневый цвет на краю режущего инструмента подходит для резки дерева, но для разных инструментов могут потребоваться другие цвета. Синий цвет сделает сталь жесткой и прочной, но недостаточно твердой, чтобы оставаться режущей кромкой. (Пружины закалены до синего цвета, а некоторые стальные детали, такие как винты, вороненые для декоративных целей.)

Не допускайте перегрева

Если вы позволите металлу слишком сильно нагреться, вам придется повторить стадию закалки. Вы можете повторить отжиг, закалку и отпуск без вреда для металла. Но слишком долгое нахождение при высокой температуре может привести к выгоранию углерода из поверхностных слоев. Когда цвет станет подходящим, снова погасите инструмент. После этого он готов к окончательной очистке и заточке перед использованием.

Иногда требуется более точный отпуск, например, если требуется более крупный кусок с равномерным отпуском.

Апрель 2024
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
1	2	3	4	5	6	7
8	9	10	11	12	13	14
15	16	17	18	19	20	21
22	23	24	25	26	27	28
29	30