Закалка металла в домашних условиях: закаливаем сталь правильно

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

Муфельная печь для обжига керамики своими руками

Сам термин «муфельная печь» для большинства людей ни о чем не говорит. Нет, это не очередная разновидность отопительных приборов, позволяющих сэкономить на топливе. Это прибор, предназначенный для обжига керамических изделий, выплавки металлов, купелирования, создания монокристаллов и т.д. В медицине используются для обеззараживания инструментов.

Несмотря на компактные размеры, бытовой агрегат обойдется в 35-48 тысяч рублей, что довольно дорого для изготовления hand-made и керамики. Поэтому многие и занимаются поисками, как сделать муфельную печь своими руками. Предлагаем вооружиться рядом инструментов, вспомнить школьный курс физики по термодинамике и приступить к изготовлению.

Плавка металла и чугуна

Печь для плавки металла представляет собой корпус, изготовленный из шамотного кирпича. Связующим элементом является глина. Топка предназначена для горения угля. Снизу предусматривается отверстие, через которое ведется наддув в пекло. Внизу размещается чугунная решетка, которая называется колосником. На ней выкладывается кокс или уголь. Его можно снять со старой печи. Иногда огнеупорный кирпич, при формировании корпуса, укладывается на ребро. Готовая конструкция скрепляется снаружи металлическим поясом.

Плавка металла и чугуна
Плавка металла и чугуна
Плавка металла и чугуна

Плавка металла и чугуна
Плавка металла и чугуна
Плавка металла и чугуна

Печь для переплавки металлов должна иметь тигель. Это может быть эмалированный или чугунный казанок. Месторасположение тигля — рядом с горящим коксом. С целью улучшения поддува рядом устанавливают вентилятор. Оборудование применяется для выплавки стали, но можно использовать как печь для выплавки чугуна.

Плавка металла и чугуна
Плавка металла и чугуна
Плавка металла и чугуна

Плавка металла и чугуна
Плавка металла и чугуна
Плавка металла и чугуна

Конструкция

Основной конструктивной особенностью печей этого типа является наличие муфеля. Снаружи от него устанавливаются нагревательные элементы. Такая конструкция позволяет обеспечить равномерный прогрев заготовки, например, керамики, со всех сторон. Для отвода продуктов сгорания устанавливается вентиляция.

Дополнительно печь оснащается регулятором температуры. Простейшие терморегуляторы, только отображающие температурный режим в печи, устанавливаются редко. Они подходят только в том случае, если прибор используется для решения простейших задач. Для профессионального использования потребуется оборудование, способное поддерживать необходимую температуру. Так, если печь применяется для обжига керамики, на терморегуляторе устанавливается температура, которая будет автоматически поддерживаться в течение всего периода работы.

Нагреватель может быть открытым или закрытым. Открытые нагреватели ставятся на печи умеренной и средней температуры, так как при достижении значительных температурных параметров начинается выделение вредных веществ. Закрытый нагреватель помещается внутрь муфеля, поэтому они безопасны с точки зрения выделения токсичных газов, но при выходе его из строя придется полностью разбирать рабочую камеру. Еще один недостаток такой конструкции – продолжительный нагрев муфеля.

Подготовка к работе

Любая работа должна начинаться с определенного подготовительного этапа. Даже если утвержден план действий, необходимо приготовить инструменты и материалы, иначе в работе могут возникать длительные перерывы, которые негативно скажутся на работоспособности мастера и качестве построенной конструкции.

Перед тем, как начнется непосредственное строительство, придется сразу приготовить болгарку для резки листового металла и обработки шамотного кирпича. Круги для болгарки должны быть соответствующими. Перечень пополнит электросварка с расходными материалами и прочий слесарный инструмент повседневного использования.

Подготовка к работе

К материалу можно отнести нихромовую или фехралевую проволоку, базальтовую вату, кирпич шамотный и листовое железо толщиной не менее 2 мм. В зависимости от способа изготовления конструкции некоторые инструменты или материалы могут не пригодиться, а дополнительные будут приобретены в процессе.

Читайте также:  Вязальные пистолеты для скрепления арматурных прутьев

Кустарно изготовленная печь

Вертикальная муфельная печь

Заготовьте материал и инструменты, перечисленные в предыдущем варианте. Работа начинается с подгонки кирпичей под муфельную печь. Каждой детали придаем форму трапеции, воспользовавшись болгаркой. Количество элементов может быть разным.

В итоге после объединения деталей должна получиться цилиндрическая форма. Предварительно собираем конструкцию и нумеруем детали. По необходимости подгоняем элементы. Щели между кирпичами нужно свести к минимуму.

На каждом кирпиче создаем ложбинки для спирали так, чтобы в готовой конструкции они совпадали (с расстоянием между ними в 2 см и больше). Для укладки нагревательного элемента по спирали на 1 кирпиче канавки делаем под уклоном. Для правильной разметки используйте уровень. Размер ячеек должен соответствовать диаметру нагревательного элемента.

Все кирпичи собираем в одно целое и закрепляем проволокой. Для вывода нагревательных элементов наружу в месте соединения двух деталей прокладываем 3 керамические плитки с пропилами под проволоку.

Готовим корпус под муфельную печь из листа металла. Придаем ему нужный размер с учетом места под изоляцию. Сворачиваем в трубу. Место стыковки завариваем. Во избежание коррозии металла обрабатываем готовый каркас огнеупорной краской. К трубе привариваем нижнюю часть. Дно и стены укрепляем уголками или трубой.

Внутри конструкции создаем прослойку из ваты. На дно выкладываем огнеупорный кирпич. Помещаем в корпус печи внутреннюю часть. Выводим керамические каналы через просверленные отверстия в каркасе. Образованный промежуток заполняем огнеупорным материалом (глиной, клеем).

Вертикальная муфельная печь

Изготовить крышку для печи нужно из металла. В ее центре крепим кирпич так, чтобы он плотно входил в пространство печки. Крышку оснащаем ручкой, щеколдой и навесом. Подключаем провода и устраняем зазоры на дверце теми же способами, что и в первом варианте.

Перед использованием изготовленную печь своими руками включают на максимум. Отсутствие испарений во включенном состоянии свидетельствует, что печь просохла.

Изучив весь технологический процесс, сделать муфельную печь для домашнего использования сможет даже неопытный строитель или электрик.

Самые популярные статьи блога за неделю

  • Особенности и эффективность обвязки отопительных котлов
  • Обогрев дома без газа и электричества
  • Как выполнить обвязку в доме твердотопливного котла?
  • Конструкции печей для русской бани
  • Сооружение водяного теплого пола в бане
  • Керамзит, пенопласт и другие материалы для утепления
  • Утепление дома из пеноблоков минватой и пенополистиролом
  • Как правильно обложить печь кирпичом?

Для чего необходима муфельная печь

Муфельная печь используется:

Для чего необходима муфельная печь
Для чего необходима муфельная печь
  1. 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.

  2. Для отжига (гомогенизация и нормализация).

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

  3. 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.

  4. 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.

  5. Для отпуска материала.

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

  6. Для сжигания (озоление).

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

  7. Для высушивания.

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

Для чего необходима муфельная печь
Для чего необходима муфельная печь

В муфельных печах чаще всего проводят обжиг.

Для чего необходима муфельная печь
Для чего необходима муфельная печь

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.

Для чего необходима муфельная печь
Для чего необходима муфельная печь

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

Для чего необходима муфельная печь
Для чего необходима муфельная печь

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

Для чего необходима муфельная печь
Для чего необходима муфельная печь

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.

Для чего необходима муфельная печь
Для чего необходима муфельная печь

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.

Для чего необходима муфельная печь
Для чего необходима муфельная печь

Лабораторная муфельная печь предназначена для лабораторных анализов (купелирование).

Для чего необходима муфельная печь

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

Читайте также:  Комплект мини-инструментов в «карманном» исполнении

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.

Как сделать муфельную печь своими руками — Металлы, оборудование, инструкции

Сам термин «муфельная печь» для большинства людей ни о чем не говорит. Нет, это не очередная разновидность отопительных приборов, позволяющих сэкономить на топливе. Это прибор, предназначенный для обжига керамических изделий, выплавки металлов, купелирования, создания монокристаллов и т.д. В медицине используются для обеззараживания инструментов.

Как сделать муфельную печь своими руками — Металлы, оборудование, инструкции

Несмотря на компактные размеры, бытовой агрегат обойдется в 35-48 тысяч рублей, что довольно дорого для изготовления hand-made и керамики. Поэтому многие и занимаются поисками, как сделать муфельную печь своими руками. Предлагаем вооружиться рядом инструментов, вспомнить школьный курс физики по термодинамике и приступить к изготовлению.

Терморегулятор электронный для муфельной печи

Аналоговый терморегулятор уже практически не используется. Он представляет собой поворотную ручку с нанесенной риской, которую устанавливают напротив требуемого значения температуры. Точность задания температуры на таких печах невелика, поскольку на установку температуры влияет масса субъективных факторов.

Цифровые терморегуляторы получили самое широкое распространение, которые, в свою очередь, подразделяются на несколько видов в зависимости от функционала.

Упрощенный терморегулятор обеспечивает отображение на дисплее заданную либо текущую температуру в камере. Некоторые производители дополнительно снабжают такие терморегуляторы таймером.

Наличие такого терморегулятора можно встретить во многих печах российского производства (без возможности задания программ).

Цифровой электронный терморегулятор имеет два дисплея, на которых одновременно отображается как заданная, так и текущая температура внутри печи. Имеется возможность задать скорость нагрева и время выдержки (с помощью встроенного микропроцессора).

Цифровой электронный регулятор температуры и таймер; позволяет вводить до 30 сегментов программирования. Одновременное отображение установленной и фактической температуры (4 цифры). В современных муфельных печах используется цифровой электронный терморегулятор.

То есть, говоря по-другому, управление нагревом рабочей камеры происходит с помощью микропроцессора.

Регулятору температуры в муфельной печи может выполнять следующие функции

Благодаря цифровому микропроцессорному регулятору температуры, муфельная печь может выполнять следующие функции:- позволяет выставить любое требуемое значение с высокой точностью;- проводит термическую обработку с высокой точностью;- проста в программировании;- имеет высококонтрастную цифровую светодиодную индикацию, удобную кнопочную клавиатуру;- удобна в эксплуатации, не требует специальных навыков.

– можно задать цикл работы печи, время и температуру нагрева, период выдержки, время охлаждения.

Терморегулятор электронный для муфельной печи

Цифровой электронный регулятор температуры в муфельной печи с хорошей функциональностью позволяет исключить необходимость постоянного нахождения человека-оператора возле нагревательного оборудования — весь цикл термообработки выполняется в автоматическом режиме.

Для муфельных печей

Показаны все товары. Всего товаров: 5

Читайте также:  13 лучших мотокультиваторов и мотоблоков

#8862; Показывать товары плиткой #8863; Показывать товары списком (с описанием)

Измеритель температуры электронный Т-1000

207 #x433;#x440;#x43D;. – 248 #x433;#x440;#x43D;.

Встраиваемый электронный измеритель температуры T-1000 предназначен для индикации температуры рабочего спая термопары хромель-алюмель (ТХА, type K). Диапазон измеряемых температур #8212; от 0 до 1000 °C, разрешающая способность #8212; 1 °С. Питание 12 V AC/DC.

  • Терморегулятор ТЕРМОТЕСТ-04/2 предназначен для применения в технологических процессах, где требуется поддержание температуры в определенном диапазоне. Предел измерения и регулирования от 0 до +1000 °C, подключаемая нагрузка #8212; до 3500 Вт (16 Ампер).

  • 1 032 #x433;#x440;#x43D;.

    Контроллер температуры Профиль-М предназначен для поддержания температуры в заданных пределах заданное количество времени и способен выполнять задачи повышенной сложности с участием функций времени, с формированием заданий многократного изменения температуры на протяжении производственного процесса. Датчик #8212; ТХА, ТХК; температура от 0 до 1300 °C.

  • 1 282 #x433;#x440;#x43D;.

    Двухканальный контроллер температуры Профиль-М-2К предназначен для поддержания температуры в заданных пределах заданное количество времени и способен выполнять задачи повышенной сложности с участием функций времени, с формированием заданий многократного изменения температуры на протяжении производственного процесса. Датчик #8212; ТХА, ТХК; температура от 0 до 1300 °C.

  • Схема и чертеж

    Конструирование нагревательного прибора самостоятельно довольно трудоемкий процесс, но сделать правильно функционирующий агрегат вполне возможно. Принципиальная схема промышленной муфельной печи представлена на рисунке 2.

    Рисунок 1. Схема муфельной печи для обжига керамики

    Особенностью муфельной печи является расположение нагревательных элементов внутри камеры (муфеля).

    Перед началом работы желательно набросать чертеж устройства, чтобы понимать укладку слоев и схемы соединения нагревательных элементов. Чертеж устройства может выглядеть так:

    Рисунок 2. Примерный чертеж муфельной печи для обжига керамики.

    Главное, чтобы человеку было понятно строение будущего прибора до мелочей. Далее подбирают необходимые материалы, комплектующие и инструменты.

    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.