Газовая печь для закалки ножей своими руками

https://vk.com/don_kuznec
http://donforge.ru

Видео Краткий обзор самодельной муфельной печи для закалки ножей канала Станица

Показать

В этой статье расскажу о таком важном и интересном агрегате как муфельная печь.

Применение таких печей разнообразно, но принцип работы один – нагревание различных деталей и материалов до необходимой температуры и термической обработки. Известно ли, что ювелирные мастерские, студии керамики или гончарные мастерские используют в своем производстве именно муфельные печи.

Отмечу, что можно приобрести готовую печь, но её стоимость зачастую очень высока. Однако, сделать муфельную печь своими руками быстро и достаточно легко, если есть все материалы. Обо всем этом также вы найдете познавательную информацию в этой статье.

Муфельные печи — это оборудование для нагрева различных материалов — керамики, золото, серебра, платины, химических веществ. По своей особенности широкого спектра и применяются практически везде.

Электрическая муфельная печь применяется для термической обработки материалов на многих производствах в основном химических лабораториях и научных институтах. Муфель в ней используется в основном керамический.

В технически устаревших печах сфера применения муфельных печей ограничивается температурным максимумом – 1150 градусов. Это объясняется расположением нагревательных элементов за керамическим муфелем, что не позволяет применить данные агрегаты при температуре рабочего пространства свыше 1150 градусов.

Это происходит из-за необходимости увеличения температуры на нагревательных элементах, выше возможного уровня их использования.

Для снижения перехода температур между температурой внутри муфеля и нагревателя, муфель изготавливается из керамики.

Принцип работы отличается еще и большим расходом электроэнергии, поскольку массивный муфель разогревается не быстро. Этим объясняется использование некоторыми производителями муфелей из волокнистых материалов. В такой печи нагревательные элементы находятся внутри.

Принцип работы устройства – устранение прямого излучения нагревателей на материал, поддающийся термообработке.

Однако у волокнистого муфеля есть серьезный недостаток: волокно неустойчиво к газовыделению, что происходит особенно активно при обжиге керамики, обработке металлов. Выделение солей и выгорание масла разрушают волокно.

Муфельная печь с выносным блоком управления нагрева являются новой веткой в развитии электрических печей сопротивления.

Рабочая камера сделана из высокотемпературного и прочного термоизоляционного материала.

Нагреватели расположены в пазах электропечи, что облегчает их замену и препятствует их замыканию при соприкосновении с садкой.

Она может использоваться при стандартной температуре от 50 до 1250 градусов, но может быть изготовлена и до 1600 градусов.

Муфельные печи используются по своему прямому назначению для обжига, закалки металлов и стали при высоких температурах, разнообразных лабораторных исследованиях.

На сегодня существует большое разнообразие данного вида печей, но каждая из них может применяться для отдельных вариантов обработки и закаливания материала, а именно:

• получение и создания особенных ювелирных изделий из серебра и золота;
• применяя высокие температуры, для переплавки драгоценных металлов и изделий с наличием повреждений;
• создание более прочной структуры и обжига изделий на основе керамики;
• формирование необходимого изделия и выплавки на основе воска;
• закалка металлических изделий, производство форм для литья металлов.

Разновидности муфельных печей

Муфельные печи подразделяются по типу нагрева:

• Электрические муфельные печи — являются разновидностью камерных электрических печей сопротивления.
• Газовые муфельные печи.

По защитному режиму обработки:

• Воздушные: нагрев в воздушной среде (общее назначение).
• С защитной газовой атмосферой: нагрев в специальной газовой среде (водород, аргон, гелий, азот, восстановительные газы, азотирующие газы и др.).
• Вакуумные: нагрев в вакууме.

По конструкции:

• Вертикальной загрузки (горшковые).
• Колпаковые (с отделением от пода).
• Горизонтальной загрузки (простые).
• Трубчатые (поверка термопар).

Чтоб купить муфельную печь для начала нужно определиться для каких целей она будет использоваться, какого размера заготовки, либо химические образцы в ней будут нагреваться и до какой температуры.

Размер и температура нагрева рабочей камеры, очень важен т.к. от этих двух параметров во многом зависит цена.

В данное время на рынке существует много муфельных печей с самыми разными названиями:

• лабораторная муфельная печь;
• муфельная печь ювелирная;
• стоматологическая муфельная печь;
• промышленная муфельная печь;
• учебная муфельная печь.

Из всего многообразия, не всегда можно выбрать муфельную печь по заданным параметрам и за приемлемую цену.

По этому, постараемся разобраться, что объединяет все эти муфельные печи и в чём их отличия.

Лабораторная муфельная печь

Лабораторная муфельная печь — используют в лаборатории и проводят в ней, множество различных испытаний с материалами: термообработка (нагрев, закалка, обжиг) аналитических работ, лабораторные химические анализы с максимальной точностью нагрева и контроля заданной температуры, поэтому их покупают с программным управлением и температурой нагрева от 1100 градусов.

Ювелирная муфельная печь

Муфельная печь для ювелиров, используют для плавки драгоценных металлов, поэтому её можно отнести к категории, профессиональные плавильные ювелирные печи.

Чаще всего приобретают, ювелирные муфельные для плавки, серебра, золота и платины.

Чтоб выбрать подходящую плавильную ювелирную, для плавки таких металлов, нужно исходить из температуры плавления золота, серебра, платины и т.д.

При работе с драгоценными металлами в печи ювелирной, не нужно экономить на стоимости и купить ювелирную печь с 30-ю программами контроля температуры, PID (ПИД) автоматического управления.

В отличии от лабораторной муфельной, муфельную печь ювелирную, нужно выбирать немного по другим техническим параметрам.

Ювелирная муфельная печь, должна быть с размером рабочей камеры, максимум 200×200×200 мм и температурой нагревая, не более 1200 градусов цельсия.

Так как, ювелир работает с небольшим количеством драгоценного металла и нет смысла переплачивать за большой объём рабочей камеры.

Стоматологическая муфельная печь

В стоматологии, муфельная печь, чаще всего используется для сушки, обжига, прогрева (ортопедическая стоматология).

Муфельные печи для керамики, чаще всего покупают для стоматологии с температурой нагрева от 1100 до 1200 градусов цельсия. С размером рабочей камеры от 100×100×100 мм до 200×200×200 мм.

Для такой специализации, подойдёт муфельная печь с небольшим объёмом рабочей камеры, от 100×100×100 мм до 200×200×200 мм но можно и больше.

Промышленная муфельная печь

Отличия промышленных муфельных печей от всех остальных это размер рабочей камеры, не меньше 200×200×200мм и температура нагрева рабочей камеры 1400 градусов до 1750 градусов (можно нагревать и выше но при нагреве до 1800 градусов быстро приходит в негодность нагревательный элемент).

В данном случае, цена муфельной складывается не от размера рабочей камеры, а от температуры нагрева.

На промышленных производствах, стараются использовать муфельные печи с максимальной температурой и комплектацией т.к. деятельность таких предприятий очень обширна и эти агрегаты выполняют очень много функций, практически эксплуатация таких печей идёт по всем параметрам.

Учебная муфельная печь

Если вам понадобилась учебная муфельная печь, предназначенная для отжига, закалки и обжига то вам подойдёт муфельная печь с максимальным нагревом рабочей камеры 1100 градусов и со стандартным размером рабочей камеры 100×100×100 такие печи обычно называют «мини муфельная печь» либо «маленькая муфельная печь».

Чтоб выбрать муфельную печь, нужно учитывать каких знаний вы хотите достичь при работе с муфельной печью.

Муфельные печи бывают самые разные от простых (на уровне пользования бытовой микроволновой печью) до сложных муфельных печей, управления которыми осуществляется через персональный компьютер или ноутбук.

Для чего необходима муфельная печь

Муфельная печь используется:

Для термообработки.

В термообработку муфельных печей входит (закалка, отжиг, отпуск, нормализация, обжиг).

Термическая обработка металлов и сплавов в ней производится с целью улучшения их служебных свойств.

Для отжига (гомогенизация и нормализация).

Целью является получение однородной зёренной микроструктуры и растворение включений. Последующее охлаждение является медленным, препятствующим образованию неравновесных структур типа мартенсита.

Дисперсионное твердение (старение).

После проведения отжига проводится нагрев на более низкую температуру с целью выделения частиц упрочняющей фазы. Иногда проводится ступенчатое старение при нескольких температурах с целью выделения нескольких видов упрочняющих частиц.

Для закалки материала.

Закалку в муфельной печи проводят с повышенной скоростью охлаждения с целью получения неравновесных структур типа мартенсита (повышение твёрдости). Критическая скорость охлаждения, необходимая для закалки зависит от материала.

Для отпуска материала.

Отпуск в муфельной печи необходим для снятия внутренних напряжений, внесённых при закалке. Материал становится более пластичным при некотором уменьшении прочность.

Для сжигания (озоление).

Метод применяется тогда, когда имеется специальное задание исследовать объекты биологического происхождения на наличие марганца, меди и некоторых других металлов.

Для высушивания.

Высушивание в муфельной печи — намеренное удаление влаги (обычно воды, иногда — жидкой фракции произвольного химического состава) из материала.

В муфельных печах чаще всего проводят обжиг.

При обжиге керамических изделий в муфельной печи, происходят сложнейшие физико-химические процессы, в результате которых керамическая масса – механическая смесь минеральных частиц – становится камнеподобным материалом – прочным, твердым, химически стойким, с присущими только ему эстетическими свойствами.

Обжиг керамических изделий — это важная и завершающая стадия технологического процесса керамических изделий, конечная и важная стадия любого керамического производства.

Так же обжиг применяют ювелиры для обжига ювелирных и художественных изделий из цветных металлов.

При обжиге сырца в муфельной печи образуется искусственный каменный материал, который в отличие от глины не размывается водой и обладает относительно высокой прочностью. Это объясняется физико-химическими процессами, происходящими в глине под влиянием повышенных температур.

При нагреве в муфельной печи сырых керамических изделий до 110 градусов удаляется свободная вода и керамическая масса становится непластичной. Суммарные затраты на обжиг достигают 35-40 % себестоимости товарной продукции.

Лабораторная муфельная печь предназначена для лабораторных анализов (купелирование).

Лабораторные анализы — окислительное плавление сплава свинца с золотом или серебром с целью выделения их в чистом виде.

Купелирование в муфельной печи основано на том, что свинец и другие неблагородные металлы при высокой температуре легко окисляются кислородом воздуха, тогда как золото и серебро не изменяются.

Муфельная печь своими руками

Муфельная печь является неотъемлемым оборудованием мастерских, занимающихся ювелирным искусством или изготовлением керамических изделий.

Этот прибор позволяет создать необходимые температурные режимы для нагревания и плавления металла, обжига керамики или соединение эмалей со стеклом.

Используется муфельная печь также при изготовлении изразцов, при закалке этих изделий и укрепления эмалевого слоя. Немало и других вариантов использования такого оборудования.

Приборы заводского изготовления имеют достаточно высокую стоимость.

Но ведь вполне возможно изготовить подобное оборудование с необходимыми для работы характеристиками и самостоятельно.

Муфельная печь своими руками довольно часто собирается мастерами, занимающимися одним из названных выше типов работ.

А для того чтобы прибор функционировал эффективно, необходимо не только правильно подобрать материал и изготовить саму высокотемпературную камеру, но и правильно просчитать рабочие параметры электротехнической части, приобрести требуемые комплектующие и произвести грамотный монтаж.

Смонтированный собственноручно аппарат данного плана открывает широкие возможности в плане изготовления высококачественных предметов из цветного металла (ювелирных изделий), воска и других материалов требующих расплава, работе с литейными формами.

Для того, чтобы сделать муфельную печь, надо представлять принцип ее работы. Топливом можно использовать газ, уголь, электричество и даже дрова.

При этом самостоятельно лучше сделать электрический агрегат. Он состоит из нагревательной камеры и теплоизоляции, сберегающей тепло. Аккумулятором этого тепла является огнеупорный кирпич.

Термообработку осуществляют в рабочей камере — муфеле, именно поэтому печь получила такое название.

В домашних условиях для муфеля используют любую огнеупорную форму, например, фарфоровую, из керамических плит. Также ее можно сделать из шамотной глины или кирпича.

Следует учитывать, что температура плавления формы должна быть выше температуры плавления используемого для термообработки материала.

В домашних условиях самодельная муфельная печь применяется для плавки небольшого количества металла или для закаливания инструмента. Именно поэтому достаточно сделать ее небольших размеров.

К неоспоримым плюсам оборудования стоит отнести:

• Функционирование от домашней электросети;
• Низкая себестоимость изделия;
• Простота в применении и компактность;
• Быстрый нагрев до необходимой температуры;
• Возможность ремонта;
• Долговечность;
• Доступ к поочередному использованию нескольких спиралей, что повышает время их эксплуатации.

Недостатки самодельной конструкции:

Каждое устройство не лишено определенных недостатков, а самодельное устройство их еще и преумножает. В условиях поставленной цели можно пожертвовать одними требованиями ради выполнения других. Однако перечень негативных последствий обязан знать каждый.

• Самодельная конструкция лишена всяческих гарантий, в том числе, гарантий безопасности.
• Испарение металла со спирали нагревателя может привести к тому, что он в виде примесей будет содержаться в составе обрабатываемого драгоценного металла.
• Самодельная теплоизоляция не обеспечит полную концентрацию тепла в топке, поэтому корпус самодельной печи очень горячий и требует осторожного с ним обращения. Кстати, в этом заключается недостаток и некоторых фабричных моделей.
• Отсутствие должной системы контроля и регулировки температуры может стать причиной того, что печь не сможет служить для выполнения определенной задачи, связанной с термической обработкой.

При проектировании качественной и практичной муфельной печи важно учитывать ряд аспектов и критериев, которые позволят впоследствии использовать ее в личных целях, для различного рода производственных решений.

И если вы решите создать качественную печь, то потребуется особая система подачи тепла, размещаемая внутри керамики.

При этом необходимо приобрести шамотовый кирпич, способный выдерживать высокие температуры.

Выполнить данное изделие можно и своими руками, соблюдая ряд технических требований и особенностей.

Создание практичной муфельной печи будет требовать не только наличие соответствующего материала, но и необходимость изучить детально конструкцию данного вида изделия.

Чтобы можно было своими руками создать качественную печь, стоит понимать, на какие виды она делится с учетом потребляемого топлива и энергии, а именно:

• газовые;
• электрические.

Данное разделение позволяет использовать различные источники энергии, которые и позволяют разогревать пространство внутри созданной конструкции.

При этом большей популярностью пользуется печь с установленными элементами для электрического прогрева. Это позволяет контролировать температуру внутри конструкции при необходимости обработки определённого сырья.

Как уже отмечалось ранее, в домашних условиях может быть изготовлена муфельная печь своими руками, работающая на электричестве или на газу.

Но монтаж газового оборудования своими руками прямо запрещен действующим законодательством, поэтому оптимальный вариант – сделать электрическую муфельную печь.

• вертикальная, она же горшковая;
• колпаковая;
• горизонтальная, самая простая.

Основные части конструкции печи

Планируя, как сделать муфельную печь, первым делом нужно поискать подходящий корпус. Это может быть металлический корпус от старой стиральной машинки, небольшого холодильника, газовой плиты и т.п.

Размер корпуса варьируется в районе полуметра по ширине и длине и около метра или чуть ниже по высоте.

При отсутствии подручных материалов, корпус необходимых размеров можно сварить из листов нержавеющей стали.

Ещё важно укрепить дно печи, поскольку конструкция получится тяжёлой. Для этого можно использовать уголок или трубу небольшого диаметра. По углам можно сделать ножки.

Также следует укрепить верх корпуса, переднюю часть, где дверца, и то боковое ребро, на которое планируете приварить петли для двери.

Теплоизоляционный слой.

Эта часть конструкции крайне важна. От ее качества зависит КПД печи и теплопотери, которые она понесет.

Внутренний слой термоизоляции – это огнеупорный (шамотный) кирпич, способный выдержать температуру до одной тысячи градусов.

Внешний слой, сокращающий потери тепла в окружающее пространство, прокладывают из перлита или базальтовой ваты.

Асбест использовать небезопасно, при его нагревании происходит выделение в атмосферу канцерогенных веществ.

Элементы, непосредственно нагревающие рабочее пространство.

Нагревательными элементами внутри муфельной печи служат спирали, скрученные из нихромовой или фехралевой проволоки. Толщина 1 мм. Нихромовая (никель-хромовая) проволока очень пластична и устойчива к коррозии.

Фехралевая (алюминий, хром, железо) проволока несколько дешевле из-за отсутствия в составе алюминия и также обладает необходимыми свойствами для ее применения в муфельной печи.

Процесс создание муфельной печи своими руками

Основная часть печи, рабочая камера, или муфель, выполнена из огнеупорной глины (шамота), применяемой для обмазки котлов. Размер внутренней части печи 210х105х75 мм, а толщина стенок 10 мм.

Муфель может быть сделан из разных материалов:

Керамический.

Температурный переход между камерой и нагревательным элементом снижен. Это очень важно для керамики, так как остывает она медленнее чем другие материалы, поэтому если не уделить должного внимания муфелю, печь будет непригодна для эксплуатации.

Муфель из керамического волокна.

Преимущества волокна: печь быстро нагревается. Недостатки – хрупкий материал и при высокотемпературных режимах возможно выделение вредных веществ.

1. Вылепливают муфель по заранее изготовленной форме, выполненной из картона, пропитанной внутри парафином или стеарином, чтобы форма не прилипала.
2. Глина наноситься изнутри. Толщина глиняного слоя до 10 мм. Если лепить снаружи, может образоваться трещина: ведь глина при сушке дает довольно большую усадку. Когда глина подсохнет, она сама легко отстает от стенок формы. Из той же глины следует вылепить и керамический элемент дверцы.
3. После сушки на воздухе обе глиняные детали помещают в обычную школьную муфельную печь (которая имеется в любой средней школе). Затем досушивают в течении двух часов при температуре около 100 градусов.
4. Далее их обжигают, постепенно повышая температуру до 900°С. Затем печь выключают и дают ей медленно охладиться вместе с деталями.
5. Обожженный муфель и элемент дверцы подгоняют друг к другу, аккуратно опиливая напильником и зачищая шлифовальной шкуркой.
6. Затем сверху на муфель наматывают 18 м нихромовой проволоки толщиной 0,75 мм, совместно с проводом ПЭВ 0,8–0,9, для того чтобы выдержать интервал между витками.
7. Чтобы обмотка не раскручивалась, первый и последний витки укорачивают и закручивают. Затем снимают провод ПЭВ. А чтобы не произошло замыкания, зазоры между витками тщательно промазывают глиной.
8. Когда она подсохнет, делается вторая обмазка толщиной 10–12 мм глиной в смеси с асбестовой крошкой.
9. Готовый высушенный нагревательный элемент печи помещают в металлический корпус, изготовленный из стального листа миллиметровой толщины. Размер корпуса 270х200х180 мм.
10. Сушить готовую муфельную печь своими руками нужно постепенно в хорошо вентилируемом месте.
11. Время высыхания конструкции от 5 дней до нескольких недель.
12. В случае интенсивной принудительной сушки глина, используемая при изготовлении печи, растрескается, и такое устройство будет нельзя использовать.
13. Для проверки качества сушки муфельная печь включается на минимум и если отсутствует испарение влаги, то устройство полностью высохло.

Важно помнить, что обязательно соблюдать все правила техники безопасности при изготовлении и использовании такого высокотемпературного устройства.

Изготовление электрической муфельной печи

Рассмотрим строительство небольшой муфельной печи. Прибор будет подключаться к сети с напряжением 220 В.

Материалы для изготовления устройства доступны в строительных магазинах и отделах электротоваров.

Для создания муфельной печи понадобятся:

• листовая сталь толщиной 2-3 мм (2 кв. м);
• стальной прокат с сечением «уголок» (3 м);
• теплоизолирующий материал (базальтовая вата);
• шамотный кирпич, 12 штук;
• мертель (5-7 кг);
• термопара хромель-алюмель;
• керамическая трубка для термопары;
• спираль нихромовая;
• трубки стекловолоконные для изоляции выводов спирали и термопары.

При выборе материалов руководствуются их качеством: жаропрочностью, способностью выдержать быстрый нагрев и остывание. Чтобы муфель служил долго, не стоит брать кирпич, бывший в употреблении несколько лет.

Для приготовления пасты из мертеля понадобится десятилитровое ведро и мешалка.

При замешивании раствора пользуются респиратором.

Для монтажа потребуются следующие строительные инструменты и аппаратура:

• сварочный аппарат;
• дрель электрическая;
• болгарка;
• набор сверл победитовых и по металлу;
• инструменты печника: молоток-кирочка, мастерок, маленький шпатель, мерная лента;
• инструменты электрика: пассатижи, кусачки, круглогубцы, металлическая линейка, отвертка обычная и крестовая.

Рабочий процесс включает следующие шаги:

1. Размечают и разрезают стальной лист. Вырезают детали кожуха и детали дверцы.
2. Сваривают кожух и дверцу.
3. Приваривают к корпусу шарниры для дверцы и крепления замка.
4. Из мертеля делают раствор (по инструкции на пакете).
5. Из кирпичей складывают макет печи, определяя, где будет проложена спираль.
6. В кирпичах дрелью делают канавки для укладки спирали. Для работы используют победитовое сверло.
7. Уголковый профиль нарезают болгаркой и сваривают из него каркас для кирпичей.
8. В каркасе кладут муфель из кирпичей (на раствор из мертеля).
9. Кладку просушивают 3-4 дня.
10. В стенках муфеля в канавки укладывают нихромовую спираль. Просверлив отверстие в кирпичах, выводят контакты наружу.
11. На термопару надевают керамическую трубочку и стекловолоконную защиту.
12. В муфеле победитовым сверлом делают отверстие для термопары и вставляют ее внутрь камеры.
13. Места вывода контактов обмазывают раствором мертеля.
14. Муфель просушивают 1-2 дня.
15. На заднюю стенку кожуха укладывают слой минеральной ваты.
16. В кожух устанавливают муфель. Его ставят на металлическую решетку-подставку, чтобы тяжелая печка не спрессовывала слой ваты под ней.
17. Сверлом по металлу в кожухе сверлят отверстия, выводят контакты спирали и термопары наружу.
18. Зазор между муфелем и кожухом плотно набивают базальтовой ватой.
19. Слой базальтовой ваты укладывают в дверцу и крепят нихромовой проволокой.
20. Дверцу устанавливают на кожух, ставят замок.
21. Выпиливают кусок шамотного кирпича по размеру дверцы. При обжиге он ставится в муфель перед дверцей.

Подключать такой прибор лучше к усиленной розетке, типа той, в которую включается электроплита. Другой вариант — провести толстый провод от электрощита. Также для уверенности неплохо поставить автоматический выключатель (так называемый, автомат).

И, конечно, не забывайте, что с такой электрической печью нужно проявлять максимальную осторожность.

Любая ошибка может привести к самым неприятным последствиям.

Если вы плохо разбираетесь в электрике, перед работой обязательно проконсультируйтесь со специалистом. Никогда не прикасайтесь к спиралям во включенном состоянии.

Не забывайте про заземление и защитные перчатки для работы с предметами, нагретыми до столь высокой температуры.

Муфельная печь для керамики

Любители гончарного ремесла знают, что для изготовления предметов из керамики обязательно требуется их обжиг.

Для такой процедуры используются специальные печи. Они предназначены исключительно для обжига глиняных изделий.

Внутри таких агрегатов создается очень высокая температура (намного больше 1000 градусов).

Печь для обжига керамики бывает различной конструкции, отличается своими возможностями, техническими параметрами и т.д.

Специальные печи для обжига производятся промышленно, среди них есть и профессиональное оборудование. Стоит оно очень недешево.

Однако покупать такие печи необязательно. Их можно сделать и собственными руками.

Классификаций печей для обжига существует несколько.

Одним из наиболее важных критериев является рабочая температура.

• Наивысшая категория — это оборудование, где нагрев производится до показателей 1400-2000 градусов.
• Следующая группа — это печи, работающие при температуре 900-1400 градусов.
• При умеренных показателях работают печи третьей категории (400-900 градусов).
• И последняя группа характеризуется низкотемпературным режимом (до 500 градусов).

Выгоднее всего в работе те печи, где можно регулировать температурный режим.

Исходя из используемых источников энергии, печи для обжига подразделяются на:

• электрические;
• газовые;
• твердотопливные.

Промышленные образцы бывают только первого и второго типа.

Что касается оборудования, работающего на дровах, то это могут быть только самодельные печи.

Использование твердого топлива не может обеспечить нагрев до высоких температур.

Еще одним важным показателем работы печи является ее мощность.

Для небольших агрегатов (объемом камеры до 50 л) следует руководствоваться правилом: 100 Вт на каждый литр. Если же печь большая (100-500 л), соотношение будет другим: 50-70 Вт на литр.

По конфигурации печи разделяются на три вида:

• Колпаковые.
• Трубчатые с вертикальной загрузкой.
• Камерные с горизонтальной загрузкой.

К преимуществам трубчатых печей можно отнести равномерное распределение жара в них.

Два других вида больше подходят для серийного производства и обжига крупных изделий.

Для недостаточно опытных мастеров подойдут печи, где предусмотрено смотровое окошко, позволяющее следить визуально за процессом обжига.

Современные печи для обжига оснащаются огнеупорными элементами, изготовленными из современных материалов, которые отличаются небольшой массой и низкой теплопроводностью. Тяжелые печи с использованием шамота уже ушли в прошлое.

Температура обжига керамики зависит от состава сырья и назначения готовой продукции.

Чтобы получить изделия красного цвета, достаточно маломощной печи, нагревающейся до 500 градусов.

Если требуется темно красная или вишневая керамика, ее нужно обжигать при температуре 600-900 градусов.

Оттенки от оранжевого до белого можно получить при температуре 900-1400 градусов.

В промышленных печках температуру можно регулировать, что позволяет изготавливать различную продукцию.

По источнику энергии может быть твердотопливный, электрический или газовый обжиг керамики.

Купить можно только приборы на газе и электричестве, твердотопливные делают самостоятельно.

Обжиг керамических изделий в домашних условиях можно осуществить и совершенно простыми способами: в дровяной печке или на костре, на газовой или электрической плите.

Перед размещением в печку или на костер изделие помещается в емкость с песком. Если используется плита, поделка из глины помещается в чугунную сковородку и накрывается несгораемой емкостью. Эти способы не годятся для производства большого количества продукции.

Печь может быть муфельная или камерная или муфельная в зависимости от того, как расположены нагревательные элементы.

Нагревательные элементы всегда располагаются внутри в камерной электрической печке.

Муфельная печь для обжига керамики может быть с любым источником энергии, ведь муфелем называется емкость, тепло в которую передается через стенки, продукты горения во внутрь не попадают.

Чугунная сковорода, накрытая кастрюлей – самая примитивная муфельная камера.

Для изготовления устройства для обжига керамики своими руками требуется лишь глиняный горшок для цветов и электрическая плитка.

На плитку кладется половина шамотного кирпича (чтобы спираль не соприкасалась с керамикой), на него ставится изделие и закрывается горшком.

Для регулировки мощности используется тиристорный регулятор.

Даже при дневном освещении можно будет заметить, что в скором времени после включения бока горшка засветятся темно-красным светом.

С этого момента начинается обратный отсчет обжига, от пяти до двенадцати часов, в зависимости от того, что обжигается.

Если наблюдается перекал, мощность немного убавляется.

Печь из фаянсового бочонка

Можно сделать и более крупную печь из фаянсового бочонка.

1. Этап первый. Сначала на дне бочонка алмазным сверлом проделывается небольшое отверстие для выпуска расширившегося воздуха.
2. Этап второй. Далее необходимо сделать под. Для этого на небольшом листе стали собирается «фундамент» из шамотного кирпича и соединяется металлическими уголками. Затем в верхней части бочонка проделываются канавки для спирали (не более трех-четырех) – в них и будет уложен нагревательный элемент необходимой мощности.

Этап третий. Остается лишь сделать внешнюю оболочку из оцинкованной стали. Она делается съемной, поскольку будет надеваться лишь после накрытия изделия муфелем (бочонком). Пространство между муфелем и внешней оболочкой засыпается асбестом.

Процедура обжига ничем не отличается от предыдущего варианта, но регулировка температуры осуществляется при помощи термопары. Стенки бочонка толстые, пока они засветятся (даже без внешней оболочки), керамическое изделие будет уже пережженным.

Муфельная печь для закалки металла


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

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.

Возможные проблемы при создании печи

При изготовлении устройства сложности возникают с подбором материала и монтажом системы контроля за температурой.

Неправильно выбранные материалы приводят к быстрому разрушению муфеля.

Так, некоторые мастера из экономии используют кирпич низкого качества, глиняно-песчаный раствор вместо шамотного. Это приводит к появлению трещин в муфеле и потере тепла.

Потрескавшийся муфель на время заделывают раствором шамотной глины. Камеру нужно вынуть и заменить на новую.

Если печь подключают к сети без терморегулятора, температура в муфеле не контролируется. Это приводит к порче изделий, которые требуют обжига при заданной температуре.

Для решения проблемы следует приобрести терморегулятор и электрическое оборудование, собрать блок управления и подключить его к нагревательным элементам муфеля.

Для удобства сборки его лучше изготовить со съемными передней и задней крышками, которые крепятся на винтах. К передней крышке крепится на петле дверца, которая должна откидываться горизонтально. На дверце при помощи двух болтов через асбестовые прокладки устанавливается керамический элемент, а зазоры заделываются глиной.

Концы нихромовой проволоки выводятся к задней крышке корпуса. На оба вывода должны быть нанизаны керамические изолирующие «бусы». Проволока присоединяется к штырьковому разъему. Такие разъемы, а также изолирующие «бусы» можно взять от старых электроприборов. К разъему будет присоединен стандартный шнур с вилкой для включения в электрическую сеть.

Все свободное пространство между нагревательными элементами и корпусом следует плотно забить асбестовой крошкой. Кроме того, в конструкции печи должна быть предусмотрена клемма заземления.

Для удобства работы в нагревательной камере нужно сделать два небольших отверстия: одно на задней стенке диаметром 10 мм – для установки термопары, другое на дверце диаметром 18–20 м – для наблюдения за внутренним пространством печи во время работы. Оба отверстия должны быть снабжены закрывающими металлическими шторками.

На дно рабочей камеры следует положить пластину-подкладку из тонкой нержавеющей стали 0,5–0,8 мм.

Печь рассчитана на 220 В переменного тока. Разогревается до максимальной температуры 950 градусов в течение часа. Вес печи около 10 кг.

Как выбрать подходящую печь

Производители муфельных печей постоянно совершенствуют свою продукцию, так как высокая конкуренция на рынке стимулирует к постоянному удовлетворению клиентских запросов.

Чтобы не терять своих покупателей и завоевывать новые рынки сбыта необходимо идти в ногу со временем. При этом и ценовая политика должна быть адекватной, иначе уровень продаж будет невысоким не зависимо от качества продукции.

При их изготовлении используются только современные экологически чистые материалы. Печи обладают двухэтапным циклом работы, когда на первом этапе происходит нагрев, а на втором — стабилизация полученной температуры. Блок управления позволяет запоминать выставленные настройки при отключении электроэнергии.

Очень часто пользователи приобретают термопару для муфельной печи. Это устройство служит для измерения точной температуры. В основном оно необходимо, когда сама печь лишена встроенного термометра и не показывает текущее значение температуры.

Для безопасной работы персонала пригодится вытяжной шкаф. Это специальный элемент технической мебели, внутрь которого помещают рабочее устройство. Он необходим, чтобы человек случайно не обжегся об устройство, которое сильно нагревается во время работы.

Внутренняя температура муфельной печи может составлять от 400 до 2500 градусов по Цельсию, так что даже касание внешней поверхности может быть весьма неприятным.

Из остального дополнительного оборудования большим спросом пользуются муфели из разных материалов. Они применяются в зависимости от условий работы с тем или иным материалом.

Муфельная печь является нагревательным прибором, состоящим из огнеупорной камеры. Предмет помещается в муфель и видоизменяется под воздействием высоких температур. Сделать муфельную печь своими руками можно при помощи старой духовки или стиральной машины.

Муфельные печи используются в самых разных целях:

• для переплавки металлов;
• обжига керамических изделий;
• для выравнивания деформированных поверхностей различных материалов;
• выпаривания влаги из вещества;
• быстрой и эффективной сушки различных изделий.

В зависимости от типа печи, можно нагреть объект до температуры от 100 до 2000 градусов. Муфельные печи чаще всего работают от газа или электричества. Но можно сконструировать устройство, которое будет функционировать от процесса горения дров или горючих веществ.

Муфель изготавливают из жаропрочных материалов, которые не пропускают продукты горения к помещенному в них веществу. В муфеле может происходить обработка не только в воздушной среде. Существуют муфельные печи с нагревом материала в вакууме. Вместо воздуха также могут использоваться такие газы, как водород, аргон, гелий или азот.

Герметичность камеры создает равномерное воздействие тепла на объект. Нагревается муфель достаточно долго, а также это требует больших энергозатрат.

Корпус муфельной печи можно создать самому или же воспользоваться заготовками. В качестве заготовки можно использовать старую духовку, электрическую печь или прямого нагрева, холодильник, стиральную машину. Также обязательно стоит учесть, что необходимо удалить все детали из пластика, так как они не приспособлены к высоким температурам.

Корпус можно создать своими руками. Для этого подойдет листовой металл. Следует выбирать материал, толщина которого более двух миллиметров. Из него следует сделать прямоугольную коробку при помощи сварочного аппарата.

Для создания корпуса подойдет листовой металл

Если вы хотите сконструировать цилиндрическую муфельную печь, стоит изогнуть металл в радиус и заварить шов.

Чтобы защитить металл от коррозии, желательно покрыть печь специальной огнеупорной краской. Улучшит свойства печи специальный термоизоляционный слой. Он служит для уменьшения теплопотерь, тем самым увеличивая жар в камере. Для термоизоляционного слоя можно использовать базальтовую вату, а также перлит.

Изготовление муфеля

Чтобы самостоятельно сконструировать муфельную печь, в первую очередь стоит сделать огнеупорную камеру. Не каждый материал подойдет для этих целей.
Специальную камеру можно изготовить из шамотного кирпича. Он отлично подойдет как для прямоугольной, так и для цилиндрической печи. Правда, в форме цилиндра выложить кирпичи довольно сложно. Для этого необходимо вырезать при помощи болгарки одинаковые трапеции. Для небольшой печи понадобится около 7 кирпичей.

После стоит соединить их вместе при помощи проволоки, а также проверить, чтобы они плотно состыковывались. Неровности можно также подкорректировать при помощи болгарки. Далее следует выложить кирпичи в ряд и сделать несколько канавок для проволоки, которая в будущем будет нагревательным элементом. Важно сделать канавки таким образом, чтобы проволока нигде не соприкасалась. Для этого стоит на одном из кирпичей разместить углубления под наклоном. Канавки должны быть шириной в 7-8 миллиметров, расстояние между ними – не менее 2 сантиметров.

Соединяются кирпичи при помощи термостойкого клея. Также можно использовать смесь из глины, порошка шамотного кирпича и кварцевого песка.

Для изготовления муфеля подойдет и обычная глина, так как самодельная печь не будет работать с экстремальными температурами. Глина нуждается в предварительной обработке. Из картона или листа фанеры сконструируйте небольшой прямоугольник, который по размерам будет совпадать с задуманной муфельной камерой. Обязательно подсчитайте по размерам, будет ли данная камера свободно помещаться в корпус печи.

Макет камеры стоит покрыть снаружи глиной толщиной в несколько сантиметров. Глина должна высохнуть в течение 5 дней. После обязательным действием является обжиг глиняной конструкции. Лучше всего обжигать материал в угольной печи, так как необходима температура не менее 700 градусов. Если все условия будут соблюдены, получится достаточно прочная и огнестойкая камера.

Как сделать нагревательный элемент?

В качестве нагревательного элемента используется проволока. Можно использовать нихром или фехраль. Проволока из нихрома выдерживает до 1100 градусов. Но нихром может сгореть от малейшего контакта с воздухом. Фехраль может выдерживать температуру до 1300 градусов, при этом от воздуха проволока не портится.
Минимальный размер проволоки, которую нужно использовать – 1 миллиметр. В зависимости от типа муфельной камеры, различны способы прикрепления нагревательного элемента.

Закрепляется нагревательный элемент на кожухе при помощи глины, расстояние между каждым витком должно быть около 2 миллиметров. Скрепляющий слой также следует сушить в течение нескольких дней и обжечь в угольной печи.

В шамотный муфель необходимо установить нагревательную спираль. Ее можно сделать самостоятельно из нихромной или фехральной проволоки. Для этого необходимо равномерно намотать проволоку на цилиндрический объект. Подойдет карандаш, тонкий пруток из металла или сварочный электрод. Диаметр спирали должен получиться в 6 мм.

Обязательно нужно следить за тем, чтобы витки не соприкасались друг с другом, иначе произойдет короткое замыкание. Спираль необходимо провести в специальных углублениях, проделанных в шамотном кирпиче. Обязательно нужно закрепить витки. Это можно сделать при помощи проволоки или изготовить замазку. Для замазки можно использовать глину. В корпусе сверлятся отверстия, через которые необходимо вывести концы проволоки. Для подключения спирали к сети нужно использовать кабель.

Самодельная муфельная печь может работать не только от электричества, но и под воздействием газовой горелки. Такой нагревательный элемент можно приобрести или же сделать самому.

Для создания газовой горелки необходима металлическая труба длиной в 10-15 сантиметров. Диаметр трубы не должен превышать несколько сантиметров. Сначала следует сделать возле края сквозное отверстие для подвода газовой трубки. Также перпендикулярно ему необходимо сделать несколько односторонних отверстий. Они необходимы для поджигания устройства.

Газовая трубка изготавливается из меди, ее диаметр не превышает 0,8 сантиметра. На обоих концах трубки необходима резьба. Посередине устройства нужно сделать небольшое несквозное отверстие для выхода газа. Одно отверстие необходимо закрыть при помощи заглушки, к другому подвести газовый баллон. При совмещении элементов устройства обязательно следует установить клапан между шлангом и горелкой, так как он будет защищать конструкцию от возгорания.

Особенности сборки муфельной печи

Муфельную печь необходимо правильно собрать, чтобы она долго прослужила. Стоит воспользоваться несколькими основными рекомендациями:

1. Обязательно стоит укрепить наружную часть конструкции при помощи металлических вставок, так как муфельная камера является достаточно тяжелой.
2. Камера должна плотно прилегать к утеплителю основного корпуса.
3. Если вы изготавливали корпус самостоятельно, необходимо сделать дверцу из двойного листа металла, а также обязательно расположить на ней слой утеплителя.
4. При использовании в качестве основы старого духового шкафа, можно пренебречь слоем утеплителя, так как он уже предусмотрен конструкцией духовки.
5. Для безопасной работы муфельной печи необходимо подключать нагревательный элемент к автомату на 20-25 А.

Муфельная печь, сделанная своими руками, по температуре нагрева значительно уступает промышленным аппаратам. В ней нельзя переплавить металл, а также сложно работать со стеклом. Но агрегата, сделанного самостоятельно, будет вполне достаточно, чтобы совершить обжиг керамического изделия в домашних условиях. Главное не пренебрегать установкой защитных элементов от перепадов напряжения или утечки газа.

Рано или поздно возникает проблема закалки заготовки, изготовленной из отожженной мягкой стали. Большинство «гаражных» мастеров, имеющих небогатый набор станков, устройств и приспособлений, не имеют возможностей сделать эту достаточно сложную операцию самостоятельно, в кустарных условиях, так как для закалки требуется либо кузнечный горн либо электрическая муфельная печь. До недавнего времени, проживая в другом городе, я закаливал заготовки с использованием имеющейся в мастерской, в которой работал мой хороший знакомый, муфельной печи. Теперь, когда у меня не стало такой возможности, я решил сделать простейший горн для закалки лезвий ножей в гараже . Чтобы не «изобретать велосипед » конструкцию простейшего небольшого горна нашел на просторах Интернета. Решил сделать подобный, немного его усовершенствовав.

Сделанный своими руками «гаражный» горн для закалки небольших стальных заготовок состоит из шамотного кирпича, с выполненными особым образом отверстиями, проволочного держателя газовой горелки, и непосредственно самой горелки. Сам горн, для предотвращения разрушения основного кирпича от перепадов температуры при нагреве и остывании, обкладывается с трех сторон аналогичными кирпичами.

Сделанное мною приспособление еще не было в работе. Но, учитывая, что горн имеет небольшую по объему камеру для нагрева, а температура пламени горелки около 2000 градусов С, как мне кажется, заготовку без труда можно нагреть до необходимой, в зависимости от марки стали, температуры 800 – 1100 градусов.

Проверю работу горна на практике в ближайшее время, после завершения обработки заготовки.

Материалы и инструменты:

— кирпич огнеупорный шамотный;
— проволока;
— газовая горелка;
— перфоратор с набором буров;
— пассатижи.

Описание изготовления:

Шаг 1: Формирование основного отверстия.

Размечаем по максимальной ширине имеющейся и возможных будущих заготовок ножа в обоих торцах кирпича места для сверления сквозных отверстий. Просверливаем перфоратором с торца кирпича два параллельных сквозных отверстия диаметром 25 мм. В моем случае длина бура не позволила просверлить кирпич насквозь за один проход, поэтому пришлось делать отверстия с двух сторон навстречу друг другу. Сверлить кирпич желательно на небольших оборотах, так как он может расколоться.

Перфоратором с буром для штрабления убираем образовавшуюся между сквозными отверстиями перегородку и получаем таким образом овальную по поперечному сечению, во всю длину кирпича камеру, куда будет помещаться заготовка для нагрева до необходимой температуры.

Шаг 2: Создание отверстий для горелки и держателей заготовки.

На фронтальной части кирпича размечаем по имеющейся заготовке примерное место входа пламени горелки в камеру для нагрева. При этом учитываем, что оно должно располагаться ниже нижней части камеры, таким образом, чтобы пламя входило в камеру снизу, примерно в районе середины заготовки, что будет способствовать более быстрому и равномерному ее прогреву. При помощи перфоратора делаем отверстие диаметром, чуть большим диаметра горелки (около 55 мм). Отверстие должно быть не сквозным и доходить до задней стенки камеры.

Размечаем по заготовке ножа места для отверстий держателей, так чтобы выставленная на них на ребро заготовка ножа находилась на расстоянии 5 – 7 мм от нижней части камеры и со всех сторон равномерно охватывалась пламенем горелки. Просверливаем отверстия сверлом 5 мм перпендикулярно плоскости фронтальной части кирпича таким образом чтобы сверло вошло на 15 — 20 мм в заднюю стенку камеры.

Шаг 3: Изготовление держателя для горелки.

Из мягкой стальной проволоки изготавливаем простейшее, показанное на фотографии, устройство для фиксации газовой горелки в требуемом положении. Ножки держателя подводим под кирпич.

Шаг 4: Сборка горна.

Устанавливаем кирпич, с устроенной в нем камерой нагрева, на держатель горелки. Вставляем гвозди, используемые в качестве держателей для заготовки. Гвозди должны быть тоньше диаметра отверстий и входить в них свободно, чтобы при расширении от нагрева, они не раскололи кирпич. Устанавливаем на них заготовку ножа на ребро, так чтобы она не касалась стенок камеры. Обкладываем основной кирпич с камерой нагрева с тыльной стороны и сверху двумя шамотными кирпичами. Вставляем горелку в держатель. Горн готов для нагрева заготовки ножа до необходимой температуры закалки.

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.

Свернуть

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 1000 0 — 1200 0 ;
• 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.

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.

←Предыдущая статья

Следующая статья →

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

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

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

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

Технологические нюансы закалки

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Технологическая схема, по которой закаливают металл, может предусматривать мгновенное, постепенное или многоступенчатое охлаждение.

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

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

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

Как закалить сталь на открытом огне

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

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

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

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

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

При охлаждении водой металла, на поверхности которого остались капельки раскаленного масла, следует соблюдать осторожность, так как они могут вспыхнуть. После каждого погружения воду необходимо взбалтывать, чтобы она постоянно оставалась прохладной. Получить более наглядное представление о правилах выполнения такой операции поможет обучающее видео.

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

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

Самостоятельное изготовление камеры для закаливания металла

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

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

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

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

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

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

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