Зачем нужна бура при плавке
Перейти к содержимому

Зачем нужна бура при плавке

  • автор:

Плавка золота с применением буры

Бура (тетраборат натрия) — весьма распространенное вещество, широко используется в быту: входит в состав чистящих средств, в некоторые формулы отбеливания зубов и т.д. Бура не токсична, что подтверждено исследованиями Департамента сельского хозяйства США в 2006 году. Она не наносит особого вреда ни окружающей среде, ни здоровью человека, даже при потреблении внутрь. (Возможны некоторые негативные последствия при неправильной работе с этим веществом, например, раздражение глаз, которое, однако, безболезненно и быстро проходит).

На Филиппинах кустарные золотодобытчики широко используют буру при извлечении золота. Бура легкодоступна, стоит недорого. Старатели обнаружили, что с ее помощью удается извлекать золота больше, чем другими методами, например, амальгамацией. Золотодобытчики из филиппинской провинции Бенгет отладили каждый этап этого процесса.

После дробления руду пускают на дальнейшее измельчение. Его осуществляют в металлических барабанах с твердыми металлическими прутьями или шарами. Ртуть не добавляют. Затем измельченную руду промывают на шлюзе. Не только в разных странах, но даже в разных поселениях кустарных золотодобытчиков на Филиппинах используют различные виды этого промприбора. Устройство на рис. 1 считается здесь наиболее эффективным, хотя в других регионах мира, например, в Танзании, можно встретить еще более простые модификации шлюзов.

Материал в шлюзе двигается по дну, покрытому специальной тканью — современным эквивалентом руна. Лучше использовать войлок: он может «захватывать» тяжелые частицы (золото) из пульпы. Когда ткань заполняется тяжелым материалом, ее промывают в баке (рис. 2).

Далее материал из бака промывают на лотке. Для того чтобы чешуйчатое золото при промывке не сносилось с лотка, добавляют немного мыла (для снижения поверхностного натяжения воды). Промывать надо тщательно для получения высокого содержания золота в получившемся концентрате (рис. 3).

Затем концентрат с лотка помещают в небольшой пластиковый пакетик с бурой и небольшим количеством воды (рис. 4).

Пакетик кладут в глиняную чашку вместе с несколькими кусками древесного угля, которые затем поджигают. С помощью ручного или электрического вентилятора раздувают пламя, температура огня повышается. Спустя несколько минут расплавленное золото скапливается на дне чашки (рис. 5). Успех этого метода обеспечивает тот факт, что бура снижает точку плавления золота до уровня, доступного в условиях ограниченных возможностей мелкомасштабной золотодобычи.

Использование буры для извлечения золота дает три основных преимущества для мелкомасштабных добытчиков:

1. Не используется сильный токсин — ртуть.

2. Степень извлечения золота выше, чем при амальгамации

3. Данный метод дешевле амальгамации.

Остановить использование ртути мелкомасштабными золотодобытчиками—задача не только региональная, но и глобальная. Имеющихся доводов, касающихся опасности для здоровья и окружающей среды, недостаточно, чтобы убедить кустарных старателей сменить технологию амальгамации на плавку с бурой. Одна из главных причина этому — добытчик придает высочайшее значение экономическому выживанию своей семьи или общины в ущерб личному здоровью. Однако можно показать рабочим, что с помощью буры удается извлекать намного больше золота, чем используя ртуть, при этом не увеличивается трудоемкость или стоимость добычи.

Следует отметить, что метод плавки концентрата с бурой пригоден не для всех типов золотых руд (мелкозернистых, богатых серой и т.д.) Разумно предварительно проверить, подходит ли для данного типа руды эта технология.

Как организовать обучение: пример из Калинга (Северные Филиппины). Метод плавки с бурой малоизвестен среди кустарных старателей мира и даже в других сообществах золотодобытчиков на Филиппинах. Для распространения знаний об этой технологии в 2011 году в двух поселениях старателей-кустарей была реализована программа, которая включала следующее:

Обучение методу плавки с бурой вместо амальгамации.

Анализ текущих проблем, вызванных использованием ртути при золотодобыче, и уровня здравоохранения в выбранных поселениях.

Обучение проводилось в районе Калинга на острове Лусон. Инструктор, проводивший его, успешно применяет плавку с бурой не один десяток лет. Демонстрация всего процесса была организована следующим образом.

В течение нескольких дней случайным образом было отобрано 16 мешков золотой руды общим весом 50 кг. Далее из одного мешка извлекали золото амальгамацией (удалось извлечь 1,2 г), из другого — с помощью буры (извлечение увеличилось до 3,5 г). Процесс повторили несколько раз.

Всего с помощью амальгамации из 7 мешков извлекли 8,4 г золота. Метод с бурой позволил извлечь из оставшихся 7 мешков 23 г.

В результате добытчики из Калинга поняли, что у них есть возможность за меньшие деньги с помощью буры извлекать почти в 3 раза больше золота, чем с помощью ртути. И сегодня данная технология в этих поселениях — обычное дело.

Этот метод извлечения золота еще не распространился из Северного Лусона в другие части Филиппин. Однако был разработан и начат 3-летний образовательный проект, финансируемый правительством Дании. В проекте вместо ориентировки на здоровье и безопасность для окружающей среды при использовании буры особый акцент делается на экономические плюсы этой технологии для мелкомасштабных добытчиков. Сравнивая степень извлечения золота при использовании ртути и буры, старатели выяснили, что они могут получить больше золота с помощью второго метода. Более того, его применение не потребует ни большего количества времени, ни новых вложений. Цель образовательного проекта — убедить 1500 кустарных золотодобытчиков по всему Лусону принять данный метод. Затем эту деятельность следует развернуть в других частях Филиппин и по всему миру. Стоит отметить, что для более точных методических и практических рекомендаций в области применения и ограничения метода плавки с бурой, конечно же, требуются дальнейшие научные исследования.

Есть надежда, что чем больше золотодобытчиков узнает о данном методе, тем шире он будет распространяться. Еще один способ эффективно пропагандировать эти знания — это видео: в 2011 году студией «Heinemann Media» был снят фильм на английском и тагальском (официальный язык Республики Филиппины) языках, в котором описывается применение технологии использования буры.

По материалам: The Borax Method of Gold Extraction for Small-Scale Miners/Blacksmith Institute Journal of Health & Pollution (авторы: Peter W.U. Appel, Leoncio Na-Oy)

Плавка металла

Поступающие для плавки частицы одного или нескольких металлов загружаются в специальные плавильные печи, под влиянием высокой температуры доводятся до жидкой однород­ной массы, которая отливается в формы для получения слитков.

Материал, поступающий в плавку, называется шихтовым, или шихтой. Шихта может быть в виде чистых металлов, брако­ванных слитков и изделий, лома, обрезков, стружки и опилок и других отходов ювелирного производства.

Шихтовый материал в зависимости от степени и характера загрязнения подвергается различной обработке.

Возвратные отходы от переработки драгоценных металлов своего производства (литники, высечка, стружка, обрезки и др.), не вызывающие сомнения в отношении содержания основных и легирующих компонентов, поступают в плавку без предваритель­ной подготовки.

Отходы драгоценных металлов (опилки, мелкие обрезки, стружка), загрязненные в процессе работы, проходят очиститель­ную обработку и только после этого поступают в плавку.

Шихтовые материалы, загрязненные вредными примесями (металлами, не отвечающими составу сплава; материалами, отрицательно влияющими на свойства сплава, и т.д.), подверга­ют предварительной плавке, а затем отправляют на аффинаж­ные заводы или на заводы вторичных драгоценных металлов.

Очистка шихты. Отходы драгоценных металлов, возвращаю­щиеся от рабочих (опилки, стружка, мелкие обрезки и т.д.), не могут быть не загрязнены. Очистительной обработкой этих отходов занимаются сами рабочие. Собранные опилки прокали­вают в муфельной печи для удаления всех сгорающих примесей (дерева, воска, щетины от щеток, бумажной и другой пыли). Остывшую шихту разрыхляют и тщательно промагничивают для извлечения стальных примесей (опилок, обломков лобзиковых пилок и сверл, окалины). Очищенные таким образом отходы драгоценных металлов можно считать подготовленными к плавке для определения слитка на пригодность к дальнейшему исполь­зованию.

Сплавляют для различных целей — соединения частей одного металла в один слиток, приготовления сплавов и припоев (легко­плавких, легкотекучих сплавов), освежения сплава и т. д.

Плавку драгоценных металлов производят в индукционных печах с графитовым тиглем.

Шихтовый материал загружается в тигель — огне­упорный сосуд плавильной печи, в котором расплавляют металл. Последовательность загрузки зависит от величины и состояния шихты (крупные куски, слитки или мелкие обрезки, стружка и т.д.), состава и температурных характеристик компонентов, входящих в сплав.

Порядок загрузки и плавки шихты. При плавке однородного металла шихту можно загружать в тигель одновременно, если плавильная печь обеспечивает быстрый нагрев шихты. В против­ном случае, сначала загружают крупные куски или брикеты, а по мере их расплавления добавляют мелкие обрезки и другие от­ходы. Расплав из золота нагревают до 1200…1250°С, серебра — до 1100…1150оС.

Для приготовления двойных золотосеребряных сплавов за­грузку шихты начинают с серебра. Его загружают на дно тигля, а сверху засыпают золото и расплавку ведут одновременно, если куски шихты приблизительно одного размера. Если же величина шихтовых материалов различна, то загружают сначала крупные куски, а по мере их расплавки добавляют мелкие, серебряные или золотые. Температура нагрева расплава для золотых сплавов с содержанием до 30 % Ag- 1200…1250°С, для сплава с содер­жанием 40…70 % Ag- 1180…1240°С, для сплава с содержанием 80% Ag- 1170…1230°С.

При легировании золота медью (приготовление двойных золотомедных сплавов) плавку шихты начинают с золота. Если величина шихтовых материалов различна, то плавят раньше слитки и крупные куски золота, а затем догружают мелочь. Медь загружают только после того, как полностью расплавится золо­тая шихта. Для всех сплавов с содержанием меди в качестве медной лигатуры используют прокат марок не ниже M1. Расплав, содержащий до 2 % Сu, нагревают до 1190…1250°С; 8,4 % Сu- до 1180… 1240°С; 42,7% Сu- до 1150…1230°С.

При приготовлении тройных золотосеребряномедных сплавов сначала загружают золото и серебро, а затем в золотосеребряный расплав — медь. Нагрев расплава производится: для сплава 958-й пробы до 1180…1240°С; 750-й — до 1180…1200 °С; 583-й — 1080…1200°С; 500-й — 1070…1160°С; для сплавов 375-й пробы до 1120…1230 °С.

Загрузку золотоникелевомедного сплава начинают с золота. После его расплавления догружают никель и медь. Тигель нагре­вают на 150…250° выше температуры полного расплавления.

При плавке серебряных сплавов загрузку тигля начинают с серебра и после полного расплавления загружают медь. Для сплавов серебра 875-й пробы и выше температура нагрева 1090…1140°С.

Плавку золотых припоев с содержанием легкоплавких метал­лов цинка и кадмия можно производить двумя способами: 1) цинк и кадмий вводят в расплав в последнюю очередь подо­гретыми до температуры 150°С; 2) сначала создают промежу­точные лигатуры легкоплавких металлов с медью при постепен­ном нагревании металлов, а затем сплавляют весь набор сплава.

Защитные покровы, флюсы, раскислители. При плавке драго­ценных металлов и сплавов для предохранения расплавов от окисления, насыщения кислородом и другими газами из окру­жающей среды, а также для верхней теплоизоляции расплавов (для сокращения расходов, теплоты на плавку) применяют сле­дующие защитные покровы: древесный уголь, буру, борную кис­лоту, хлористый кальций, хлористый натрий, хлористый калий, хлористый барий.

Флюсы очищают расплавы от нежелательных компонентов, загрязнений и примесей путем окисления и перевода оксидов в шлаки. В большинстве случаев в качестве флюсов используются те же вещества, что и для защитных покровов.

Раскислители восстанавливают окисленные компоненты рас­плава до металлов для повышения его жидкотекучести и качест­ва отливаемых слитков. Для драгоценных сплавов раскислителями являются цинк, фосфористая медь и марганцовокислый калий.

При выборе защитных покровов, флюсов и раскислителей необходимо учитывать характер их взаимодействия с расплава­ми и отдельными компонентами расплавов. Например, древесный уголь, один из лучших защитных покровов для серебра и его сплавов, не пригоден для платины, так как платина, металлы платиновой группы и никель, а также сплавы с содержанием этих металлов при плавке подвержены науглероживанию. Недо­пустимо также применение угля совместно с калиевой селитрой и поташом, так как эти флюсы при нагревании в присутствии углерода образуют взрывоопасные соединения.

Древесный уголь может выполнять роль как защитного по­крова, так и флюса. Для плавок драгоценных металлов и спла­вов лучшим считается хорошо прокаленный березовый уголь. Температура вспышки угля 250…300°С. Уголь прокаливается без доступа воздуха до вишнево-красного цвета. Хранится в су­шильных шкафах при температуре на 20…50° выше температуры окружающей среды. В качестве защитного покрова может быть применен при плавке серебра, серебряно-медных сплавов, золота и золотых сплавов без содержания платины, металлов платино­вой группы и никеля.

Бура (плавленая) используется в качестве флюса и защит­ного покрова при плавке драгоценных металлов. Обладает свой­ством хорошо отшлаковывать оксиды многих металлов и шлако­вых включений. Расплавленная бура обладает хорошей смачи­ваемостью. Находясь в шихте, она обволакивает нерастворимые тугоплавкие включения и оксиды и поднимает их на поверхность. Переплавленную, мелкоистолченную и прокаленную при темпе­ратуре 450°С буру хранят в сухой посуде с притертой пробкой. В качестве флюса и защитного покрова бура может применяться для всех драгоценных металлов и сплавов, как самостоятельно, так и в сочетании с другими флюсами. Для лучшего скольжения расплава по стенкам бурой покрывают рабочую часть тигля.

Борная кислота (плавленая) используется в качестве флюса при плавке золотых сплавов.

Буру или борную кислоту засыпают на дно прогретого тигля до загрузки шихты, таким образом, смачивая частицы металла до начала их окисления.

Смесь поташа с бурой (1:1 по массе) применяют как флюс при очистительных плавках. Смесь должна быть прокалена. Флюс вводят порциями. При загрязнении шихты нежелательны­ми металлами применяют смесь буры с калиевой или натриевой селитрами.

При плавке драгоценных сплавов с селитрой можно повысить пробу сплава до 20 ед. При плавке с селитрой шихту нагревают под покровом буры до температуры отливки и в расплав двумя- тремя приемами вводят селитру.

Другие флюсы — хлористый кальций, хлористый барий, хло­ристый натрий, хлористый калий — также применяют при очис­тительных плавках. Свойства и действие флюсов однотипны. Температура плавления 772…925°С. Образуют хорошие защит­ные покровы для сплавов с температурой плавления до 1300°С. Хлористый кальций, хлористый барий, хлористый натрий или хлористый калий, как и буру, применяют в переплавленном, измельченном и прокаленном виде.

Лучший раскислитель для золотых сплавов — цинк. Его вво­дят из расчета 0,05…0,1 % от массы шихты. Для серебряных сплавов используют фосфористую медь.

Процесс плавки. Перед загрузкой шихты в тигель следует проверить исправность плавильной системы и подготовить для отливки слитка изложницы. Тигель перед загрузкой в него метал­ла прогревают, на дно прогретого тигля засыпают флюс из рас­чета 1 % от массы шихты. Затем в тигель загружают шихту и задают нужную температуру. После расплавления шихты рас­плав покрывают небольшим количеством свежего флюса и пере­мешивают. Не понижая температуры нагрева, расплаву дают отстояться, чтобы флюс отшлаковал ненужные оксиды и приме­си, вводят раскислитель. В расплавы припоев и сплавов, содер­жащих цинк, раскислитель не вводится в связи с достаточным количеством компонентов, выполняющих роль раскислителя. Из­ложницы, нагретые до 100°С для удаления следов влаги, нати­рают технологической смазкой и устанавливают для отливки. После этого расплав отливают через сливной желоб тигля в изложницы, и после полной кристаллизации и выдержки слиток извлекают.

На предприятиях, оборудованных плавильными комплексами, плавку и отливку производят в центробежных или вакуумных установках.

В условиях мастерских, не оборудованных плавильными печа­ми, шихту нагревают газопламенной горелкой. Плавку проводят в специальных тигельках (плошках), рассчитанных для массы металла не более 30 г. Плошки изготовляют из смесей на основе огнеупорной глины, каолина, графита, шамота. В этих же целях можно использовать шамотный кирпич или кусок древесного угля, обмазанного огнеупорной глиной. Используют также плош­ки из кварцевого стекла. Но самой доступной в любых условиях является плошка, изготовленная из асбестового картона толщи­ной 6…8 мм. Обрезанный по размеру картон увлажняют и при­дают ему форму легкого прогиба (углубление не должно превы­шать 6…7 мм, чтобы не создать эффект отраженного пламени), сушат и перед плавкой глазуруют бурой. Асбестовый тигелек выдерживает 3…4 плавки. Однако все эти тигельки недолговечны, застывающая бура отслаивает глиняную обмазку, а кварцевый тигелек сразу после отливки резко охлаждают в воде, иначе, бура, остывая, разрывает поверхность кварца. Плавку припоя в плошках осуществляют с добавлением легкоплавкого компонента под слегка пристывший слиток с продолжением плавки.

Слитки трехкомпонентных сплавов «золото — медь — сереб­ро» при охлаждении ниже 450°С сохраняют первоначальную кубическую гранецентрированную решетку и свойства твердого раствора, поэтому слитки необходимо подвергать резкому охлаж­дению. Это придает им мягкость и пластичность.

Для отливки слитков драгоценных металлов используют чу­гунные и стальные изложницы (рис. 3). Изложница, или ингус, представляет собой металлический брусок с выфрезерованным пазом по форме будущего слитка. Нерабочая стенка изложницы делается выше, она служит экраном, направляющим расплав в паз. Размеры изложниц и толщина их стенок зависят от разме­ров слитка. Изложницы для горизонтальной отливки делают сплошными. Они могут иметь несколько ячеек. Для вертикальной отливки изготовляют разъемные изложницы, с заливной ворон­кой с торца. Изложницы рекомендуется делать из серого гематитового чугуна с малым содержанием примесей серы и фосфора или низкосортных сталей (как правило, разъемные).

Изложницы прокаливают до температуры 500…550°С с техно­логическими смазками. Роль технологических смазок — обеспе­чить хорошее качество отливаемых слитков, т. е. хорошее расте­кание расплава по ячейке, препятствовать образованию раковин и наплывов и пригоранию расплава к стенкам изложницы. В ка­честве смазок употребляют: льняное, конопляное, подсолнечное, веретенное и машинное масла, пчелиный воск и водную эмуль­сию молотого мела.

Перечисленные масла рекомендуются для отливки слитков из серебра, золота и припоев. Если смазку производят непосред­ственно перед отливкой, то перед использованием масло обяза­тельно обезвоживают кипячением на водяной бане при 110… 120°С в течение 2 ч. Смазку наносят тонким слоем на рабочую поверхность изложницы, подогретой до температуры не более 100 °С.

Пчелиный воск — одна из лучших смазок. Используется в тех же случаях, что и масла. Наносится на рабочую поверхность изложницы, нагретой до 50…70оC.

Водная эмульсия молотого мела применяется при отливке высокотемпературных металлов и сплавов — золота, платины, палладия. После нанесения слоя эмульсии на рабочую поверх­ность изложницы, нагретой до 150…200°С, ее тщательно просу­шивают до полного удаления влаги. Просушенную изложницу рекомендуется прокаливать при температуре 550°С, тогда изложница выдерживает более 100 заливок. Делают это заранее, так чтобы к моменту отливки изложница имела рабочую темпе­ратуру 150…200°С.

Плавка и отливка металлов — один из наиболее опасных процессов, при котором несоблюдение мер безопасности труда может вызвать серьезные травмы. Выполнять плавку можно только на полностью исправном и налаженном оборудовании. Вся плавиль­ная оснастка должна быть заранее подготовлена и разложена на удобных для работы участках. Плавку следует проводить в защитных очках и с предельной осторожностью. Загружать ших­ту в нагретый тигель нужно при помощи специального жестяного совочка, размеры которого позволяют безопасно провести опера­цию. Помешивание расплава и снятие шлака осуществляют специальной графитовой или кварцевой мешалкой, длина кото­рой обеспечивает удобство работы и надежную защиту рук от ожогов. Особой осторожности требует разлив металла в излож­ницы. Кроме того, что необходим навык, надо убедиться в пра­вильности установки изложницы и степени смазки ее. Лишняя смазка может вызвать разбрызгивание сплава. Плавильщик обя­зан работать в защитном фартуке из кожи, брезента или войло­ка. Выброс слитков из изложниц и охлаждение их производят в рукавицах.

Чем посыпают металл при ковке?

Производство кованых изделий сопряжено с появлением окалины. Металл можно пережечь, а вещь безвозвратно испортить. Надежный способ не допустить этого — воспользоваться специальным порошком — флюсом. Использование сыпучей смеси является обязательным, если температура превышает 950 °C. В этой статье подробнее разберемся с тем, чем посыпают металл при ковке, как это делают и для чего это нужно.

Ковка — что такое и зачем нужно

  • при создании металлических конструкций, элементов дизайна;
  • во время производства водосточных труб небольшого размера;
  • в кузницах для производства инвентаря, используемого в сельском хозяйстве.

Этот способ требует много времени и сил, а его результат зависит от навыков мастера. Именно поэтому ковка перестала носить массовый характер, однако стала более ценной и дорогой. Качественно выполненная работа имеет высокую ценность.

Ковку можно разделить на несколько основных шагов:

1. Очищение

Перед работой поверхности обрабатываются. С них удаляются оксидные пленки и иные загрязнения. Это повышает прочность соединения.

2. Нагрев

В большинстве случаев используют обычный каменный уголь. Как только топливо разгорается, ковкий металл отправляют в печь. Необходимая температура зависит от самого материала. Например, для стали У7 характерно содержание углерода в повышенном количестве. Для работы ей требуется температура 1150 °С.

3. Применение флюса

Высокая температура способствует образованию окалины. Это, в свою очередь, может привести к пережогу ковкого металла. Чтобы не допустить этого, необходим флюс. Этот порошок применяется во время нагрева заготовки, от 950 до 1050 °С. Подробнее мы поговорим о флюсе ниже. Сейчас же заметим, что толстый слой порошка затрудняет работу. Именно поэтому нужно следить за тем, чтобы он был тонким. Посыпать необходимо на большом расстоянии от огня, чтобы порошок не расплавился во время работы. Если заготовки маленькие, то их лучше не посыпать, а макнуть в смесь. Сам состав при этом должен находиться в емкости из металла.

4. Сварка

Как только заготовки приобрели необходимый вид, их достают и очищают. Детали соединяют друг с другом. Остатки флюса выходят на поверхность шва вместе с ударами. Мастер движется от центра к краям, совершая сильные удары. Так вы избегаете пузырьков, трещин, непроваров и других дефектов. Ковка становится более прочной.

Несмотря на сложность работы, ковка пользуется большим спросом. Ее используют в автомобильной промышленности, в строительстве и во многих других сферах. Грамотный подход к ее выполнению — залог качественной, долговечной вещи.

С помощью ковки удается получить сложные, затейливые узоры, невероятные формы и многое другое. Отметим, что промышленное значение этот способ утратил. Это связано с его невысокой производительностью по сравнению с другими способами соединений.

Флюс из речного песка

Зачем нужен флюс

Флюсовые смеси — это то, чем посыпают металл во время ковки. Их применение можно объяснить так: во время нагрева заготовок на поверхности появляется окалина. Смесь оксидов, выступивших на поверхность, снижает качество изделия, портит его вид. Чтобы не допустить этого мастера используют флюс. Этот порошок выполняет несколько задач:

  • не допускает пережог изделий;
  • расплавляет оксиды;
  • сокращает темпы образования окалины;
  • делает очистку ковкого металла более простой и быстрой;
  • повышает качество швов, появляющихся во время сварки;
  • сокращает время пайки;
  • не допускает появления пор, а также загрязнений в стыках.

Заготовки посыпают флюсом на конкретном этапе. Делают это тогда, когда ковкий металл нагревается до 950-1050 °С. Слой должен быть умеренным. Если он слишком толстый, качество ковки заметно сократится, а время работы с нею сильно возрастет. Именно поэтому слой посыпки должен быть одинаково плотным и тонким.

Что такое флюс

Ковка появилась более 2000 лет назад. Первое время, когда не было ничего другого, металл посыпали песком перед тем, как раскалять. Это было простое, доступное средство, которое хорошо справлялось со своими функциями.

Добавим, что используется оно до сих пор. В качестве флюса выбирают речной песок с небольшими фракциями. В обязательном порядке у него не должно быть глины и других примесей.

Песок хорошо справляется со своими задачами, однако чаще его разбавляют другими компонентами. Это делает смесь еще более простой в использовании. Рассмотрим все существующие флюсы более подробно.

  • Речной песок. К этому компоненту предъявляется немало требований. До начала работы необходимо выполнить несколько подготовительных мероприятий. Прежде всего, очистить песок от нежелательных примесей, в том числе глины, а после — просушить. Качественная смесь должна быть однородной и сыпучей.
  • Бура и речной песок. Первая представляет собой тетраборат натрия. Такая комбинация более функциональная, чем исключительно речной песок. Ее преимущество заключается в том, что с бурой металл становится чище гораздо быстрее.
  • Силикатный песок и сода. Этот состав активно использовали раньше, однако сегодня он стал менее популярен. Это связано с трудной доступностью компонентов, а также длительностью приготовления состава. Среди современных аналогов такой смеси —перемолотое стекло.
  • Бура в чистом виде. Используется в условиях высокой температуры. Объяснить это можно тем, что песок может не выдержать большого нагрева и начать плавиться. Бура же, в отличие от него, хорошо справляется с поставленной задачей.

Все добавки популярны и по-своему востребованы. У каждой из них есть преимущества и некоторые особенности. Однако самая популярная среди них — это бура. На ней остановимся подробнее.

Что такое бура

Что такое бура и зачем нужна

Боракс или бура — кристаллообразный порошок светлого цвета. Представляет собой неорганическое соединение, натриевую соль борной кислоты, полученную из минералов природного происхождения.

Довольно часто ковка посыпается смесями с 5-10% буры в составе. Предварительно этот компонент избавляют от влаги (с помощью прокаливания). Это условие необходимо для качественной работы, создания изделия, которое прослужит десятилетия, не утратив своего вида.

К преимуществам тетрабората натрия относят безопасность использования. Это вещество хорошо зарекомендовало себя не только при ковке, но и при производстве моющих, косметических средств, цветного стекла и другой продукции.

Бура входит в состав флюса, используемого в золотодобыче, а также в ювелирном деле, при производстве дамасской стали. Элемент, применяемый во время ковки, делят на два вида:

  • Кристаллический порошок, с помощью которого удается равномерно распределить флюс в уязвимых местах, тонким и ровным слоем.
  • Раствор, который требуется для пайки и ковки небольших деталей. Здесь уже ничего не посыпается. Сами детали окунаются в состав.

Как использовать порошки

Многие ковкие металлы, используемые в качестве первичного сырья, имеют высокую активность. Во время обработки на них выступает оксидная пленка. И даже если кузнец убрал ее, она может появиться повторно. Как быть в такой ситуации?

Во время работы флюс смешивается с окалиной. В результате этого образуется защитная смесь, которая не допускает появления оксидной пленки. Особую активность в этом отношении проявляет алюминий. Использование флюса во время работы с ним является обязательным.

Выбор качественного флюса важен. А вот сама температура ковки зависит от того, какой материал обрабатывается. До нагрева ковкого металла необходимо изучить условия его обработки. Кроме того, важно следить за тем, чтобы в процессе накаливания материал приобретал желтый оттенок.

Как только металл достиг нужной температуры, необходимо убрать его из кузницы. На следующем шаге происходит обработка сыпучей смесью. Это может быть обычный речной песок или песок, смешенный с бурой. Этот этап обработки максимально важный и пропускать его нельзя. Любой выбранный флюс работает в качестве восстановителя, а, следовательно, предотвращает дальнейшее окисление металлической поверхности.

За обработкой поверхностей флюсом наступает следующий шаг. Ковкий металл возвращается обратно в кузницу. Если там материал начинает искриться, это значит, что его больше не нужно раскалять, либо то, что качество смеси было недостаточно высоким. При правильном выборе флюса сама ковка станет более простой и комфортной. Готовое изделие получит высокое качество и привлекательный вид.

Область применения буры

Тетраборат натрия, он же боракс, имеет широкую область применения. Во время плавки и пайки ковких металлов он используется в качестве флюса. Кроме того, он распространен при производстве эмали, глазури, стекол и др. Этот порошок используется в фармацевтических целях, поскольку считается полностью безопасным и экологичным. Также он представляет собой природный консервант и надежное средство для дезинфекции. Другие области его применения:

  • создание строительных материалов для утепления;
  • основа для покраски;
  • производство косметики и бытовой химии;
  • основа для выпуска бора.

Ковка с бурой

Преимущества буры в кузнечном деле

Флюсовые смеси незаменимы при кузнечной ковке и пайке, а их частым компонентом выступает бура. Последняя представлена в виде порошка и активно продается на рынке. Ее основная ценность заключается в температуре плавления, доходящей до 800-900°C. Ниже рассмотрим преимущества буры в кузнечном деле. К плюсам относят:

  • наибольшую простоту и безопасность для использования в качестве флюса, по сравнению с другими добавками;
  • повышение качества сварных швов;
  • предотвращение окисления свариваемых поверхностей;
  • отсутствие загрязнений в стыках, а также появления пор;
  • невысокую стоимость.

Этот материал не вредит здоровью, при соблюдении несложных требований во время работы. За счет быстрого разжижения он ускоряет процесс ковки.

Безопасность при работе с бурой

Бура не опасна с точки зрения взрывов и пожаров. Токсичность минерала умеренная, что связано с наличием в составе борной кислоты. Частички буры могут попасть в организм через аэрозольное распыление, а также в виде пыли. Это может привести к раздражению слизистых.

Основные правила при работе с бурой:

  • не рекомендуется есть, пить, а также принимать пищу, контактируя с этим минералом;
  • хранить буру следует в закрытых помещениях, в упаковках или специальных контейнерах;
  • срок хранения минерала составляет всего шесть месяцев.

Также не стоит забывать про средства индивидуальной защиты. Речь идет про спецодежду, специальные очки и защитные перчатки. Кроме того, главное — не раскалять материал, соблюдать температуру работы с ним.

Как ковать сварной шов

Пример: как ковать сварной шов

Рассмотрим, как ковать сварной шов за несколько шагов:

  1. Необходимо подготовить материалы. На этом же шаге следует проверить температуру ковки выбранного металла. Во время нагрева они должны желтеть. Однако нагревать материал после этого не следует. Это может привести к окислению и, как следствие, разрушению металла.
  2. Флюсование. На этом шаге нужно достать материалы из кузницы и обработать их флюсом. Последний служит некой защитой, которая предотвращает образование окиси на материале. Можно сказать, что флюс — это восстановитель.
  3. Нагрев. Вслед за обработкой ковкий металл возвращается в кузницу и доводится до ярко-желтого цвета. Однако здесь важно не передержать его. В противном случае металл заискрит. Здесь еще раз напомним, что у каждого материала — своя температура сварки, и ее нельзя игнорировать.
  4. Соединение, забивание. Необходимо достать элемент из кузницы, когда он достигнет ярко-желтого цвета. Это произойдет довольно быстро, поэтому нужно быть готовым. Далее можно соединить детали проволокой, выполненной из металла. Это нужно сделать до того, как сформируется основной сварной шов. Далее деталь подносят к молотку или к гидравлическому прессу. Здесь нужно следить за силой удара, за тем, чтобы сварной шов не сместился.

Довольно часто можно встретить вопрос о том, существует ли альтернатива боракса. Самый старый «предшественник» — мелкодисперсный кварцевый песок. Его использовали несколько десятилетий назад, до изобретения боракса.

При какой температуре плавится бура? Как и другие материалы, боракс имеет свои собственные характеристики. Плавится он при температуре около 741 °C. При таком градусе образуется стеклянное покрытие для поверхности, которую будут сваривать. Другой вопрос — какая температура необходима для самой кузнечной сварки. Большая часть сплавов алюминия плавится при температуре 800 °C.

В этой статье мы рассмотрели, чем посыпают металл во время ковки, рассказали про буру, которая часто выступает компонентном флюса. Узнать эти сведения будет полезно тем, кто интересуется работой кузнецов. Кроме того, эти знания будут полезны для качественной кузнечной сварки разных металлов.

Бура в ковальській справі: процес, переваги, особливості використання

Бура в ковальській справі: процес, переваги, особливості використання

26 лютого 2021

ПЛАН

4. Приготування флюсу

5. Особливості використання флюсу в ювелірній справі

6. Основні матеріали

8. Часті питання про ковальську зварюванні

9. Заходи предострожности при ковальської зварюванні

ТМ «Клебріг» підготувала для Вас статтю про особливості застосування 5-водної Бури в ковальській справі, оскільки це один з ключових запитів наших клієнтів. На нашому сайті ви можете купити Буру (Боракс) для зварювання, пайки і кування кольорових і чорних металів за доступною ціною. Також у нас є сертифікати на всю продукцію, щоб ви могли переконатися в її якості.

Що таке бура?

Бура (Боракс, Тетраборат Натрію) — неорганічне з’єднання, натрієва сіль борної кислоти з хімічною формулою Na 2 B 4 O 7 , найбільш поширена і використовується з’єднання бора, утворює кілька кристалогідратів, широко застосовується в промисловості.

Боракс являє собою білий кристалічний порошок. Виходить штучним шляхом, зустрічається в природному середовищі у вигляді відкладень при випаровуванні тибетських озер, а також як мінерал Тинкаль.

Завдяки ряду переваг, якими володіє Бура, її використовують у ковальській справі для кування , пайки та зварювання кольорових і чорних металів .

Ковалі використовують буру як плавильного відновного флюсу , а також флюсу при паянні дорогоцінних металів в ювелірній справі, в металургії для виготовлення дамаської та інших видів сталі. Досі в золотовидобутку невеликих масштабів тетраборатом натрію замінюють ртуть. Найбільш популярна формула: Бура + Сода + Поташ (2:4:4) = зниження температури плавлення золота. Сода може бути замінена на 2 частини кухонної солі.

При обробці руди Боракс необхідний як неорганічне речовина, яка сприяє більш ефективному виділення чистого металу, що прискорює цей процес і стримує нарощування температури, необхідної для плавлення. Тетраборат натрію в ролі флюсу застосовується при зварюванні чавуну, сталі. Він змушує плавитися залізну окалину при більш низьких температурах і прискорює видалення її з руди.

Ювелірна пайка золотих і срібних виробів виробляється з додаванням водного розчину Боракса, що сприяє стіканню припою в потрібний шов. Ще одне застосування такого флюсу – попереднє лудіння вольфраму з цинком, при цьому вольфрам значно пом’якшується, що полегшує пайку.

Переваги бури у ковальській справі

1. Самий безпечний і простий матеріал для використання в якості флюсу

2. Поліпшення зварних швів

3. Запобігає окисленню зварюваної поверхні

4. Прискорює процес швидкого розрідження бури

5. Запобігає виникненню пористостей і появи забруднень в стиках

6. Відносно невелика вартість

7. Не завдає шкоди здоров’ю людини при дотриманні правил використання

Що таке флюс?

Бура в роботі з металами насамперед пов’язана з флюсовыми сумішами, які незамінні при пайку або ковальської куванні. На ринку бура продається у вигляді порошку. Її цінність і незамінність обумовлені температурою плавлення, яка досягає 800 – 900°С.

Суміш пятиводной бури разом з харчовою содою і невеликою кількістю води називають флюсом. А здатність охороняти плавку від доступу кисню, розчиняти заважають оксиди і відокремлювати чистий метал від порожньої породи роблять цю комбінацію просто-таки незамінним засобом в ковальській справі і металургії.

Основна роль флюсу — розчиняти оксиди, присутні на поверхні металу, і діяти як бар’єр для кисню, покриваючи гарячу поверхню, що запобігає окисленню.

Основою суміші флюсу може бути також дрібний чистий річковий пісок з добавкою 5 % бури після хорошої прокалки. Бура в піску працює на гарну освіту шлаку і легке очищення металу від домішок надалі.

Товщина шару має значення: якщо він буде занадто товстим прогрівання деталей знизить швидкість і якість. Тому флюс для ковальської зварки засипають рівномірним і тонким шаром. Добавка Бури в флюсовую суміш особливо важлива і необхідна, якщо використовується вугілля низької якості.

З флюсового суміші формується шлак, який може стекти з металевої заготовки, що дуже небажано. Для попередження цього на заготовки підсипають додаткові порції піску – обережно і в помірних кількостях.

Особливості використання флюсу в ювелірній справі

Перед ювелірної пайкою виріб слід закріпити в лещатах або іншим відповідним способом, надавши пошкодженої деталі первісну форму.

Після місце майбутньої пайки зачищається, знежирюється і покривається шаром флюсу. Флюс створює на поверхні золота захисну плівку, що перешкоджає окисленню металу в процесі пайки.

Тепер можна приступати власне до пайку. Флюс для пайки золота купують готовий або роблять своїми руками, беручи по 10 г бури і борної кислоти на 100 г дистильованої води.

Технологія ковальської зварки

Спрощено виглядає так: метал проходить попередню обробку, нагрівання, і після цього починається зварювальний процес за допомогою молота і ковадла або інших інструментів в залежності від обраного методу. Краще зрозуміти особливості допоможе покроковий розгляд усіх етапів.

Зачистка поверхні. Вона потрібна, щоб видалити з металу сліди окислів та інших забруднень.

Розігрів металу. В горні або печі можна використовувати тільки паливо, що містить малу кількість сірки — це дозволить забезпечити високу міцність шва. Кращим варіантом вважається кам’яне вугілля, кам’яновугільний кокс. Нагрівання здійснюється до сказу: 1350-1370 градусів для низьковуглецевих сталей, 1150 градусів – для марочних, типу У7, де вміст вуглецю вище.

Порядок розжарювання. При нагріванні заготовок з неоднорідним складом починати потрібно з тією, в якій вміст вуглецю нижче. Друга деталь додається пізніше — так вдається отримати готові до зварювання куванням деталі одночасно.

Застосування флюсу . Щоб уникнути утворення окалини, при досягненні температури від +950 до +1050 градусів її покривають флюсом, що виключає перепал металу. Найбільш часто використовується суміш Тетраборату Натрію, також відомого як бура, з 90% річкового піску, попередньо прокаленная для видалення зайвої вологи. Також можна застосовувати з’єднання силікатно-піщаних сумішей з содою або мелений бій скла. У чистому вигляді буру використовують при роботі з металами з більш низькими температурами нагріву, може використовуватися окремо і річковий пісок, в який занурюють заготовку.

Зварювання . Як тільки задана температура досягнута, розжарився до білого метал, його можна з’єднувати методом кування, попередньо очистивши від шлаку. Укладені разом деталі легко відбивають легкими і частими ударами молота так, щоб всі залишки флюсу і забруднення виявилися зовні шва. Далі ведуться сильні і часті удари від центру деталей до країв в місці з’єднання. Це виключить формування непроварених ділянок і інших дефектів. Проковуванні також піддаються ділянки навколо області стику.

Як кувати зварний шов за 4 кроку

Крок 1. Підготуйте матеріали

Теплота зварювання залежить від типу використовуваних металів. Перш ніж нагрівати матеріали, двічі перевірте їх температуру кування. Слідкуйте за тим, щоб вони пожовкли, коли нагріваються в кузні. Якщо ви продовжуйте нагрівання після цього моменту, вуглець в металі почне окислюватися, руйнуючи ваш метал. По мірі практики температура ковальської зварки і відповідний їй колір стануть більш звичними.

Крок 2: Флюсование

Вийміть матеріали з кузні і збризніть їх флюсом. Відділ ковальської справи використовують Буру в якості флюсу. Флюс служить скляним екраном при низьких температурах, що запобігає окисленню сталі. По суті, флюс — це відновник, запобігає окисленню. Окислення в кінцевому підсумку призводить до утворення окалини або шлаку на поверхні, які перешкоджають зварюванні металу. Будь брудний або забруднений метал створить слабке з’єднання і підвищить температуру плавлення металу. Флюс важливий при ковальської зварки, особливо в ковальській майстерні.

Крок 3: Нагрів

Після того, як ви нанесли флюс, помістіть метал назад в кузню. Доведіть його до яскраво-жовтого тепла. Не залишайте його в кузні занадто довго, інакше ви можете викликати іскріння на металі, що буде означати, що ваш забруднений метал. Пам’ятайте, що кожен матеріал має різну температуру зварювання, тому дослідіть метали, перш ніж починати процес.

Крок 4: З’єднання і забивання

Вийміть шматок з кузні, коли він стане яскраво-жовтим. Ковальська зварювання повинна виконуватись швидко, щоб матеріал не став надто м’яким. Ви можете з’єднувати деталі разом металевим дротом, поки не сформується основний зварний шов. Потім піднесіть деталь до молотка або гідравлічного пресу, щоб з’єднати зварний шов. Переконайтеся, що ви не натиснете по металу так сильно, що зварний шов не зміщується. Повторюйте, поки готовий зварний шов не стане чистим, і на ньому не залишиться ліній.

У великих кількостях бура може викликати отруєння. Тому під час роботи з використанням бури не рекомендується пити, курити чи приймати їжу. Індивідуальна захист не представляє з себе нічого незвичайного: це спецодяг, окуляри захисного типу, робочі рукавички і т. д.

Зберігати Буру потрібно в закритих приміщеннях і обов’язково в упаковках – ніякої розсипи. Зазвичай зберігання здійснюється в спеціальних контейнерах, які повинні стояти на твердому покритті.

Особливої небезпеки з точки зору вибухів або пожеж бура для кування не представляє. Помірна ступінь токсичності спостерігається через вміст борної кислоти. В організм бура може потрапити через дихальні шляхи у вигляді пилу або аерозольного розпилення, в результаті чого слизові можуть бути роздратовані.

Як захистити себе при ковальської зварюванні?

Захист для очей

Захисні окуляри обов’язкові. Якщо очі швидко втомлюються від погляду в кузню, деякі ковалі воліють затемнені окуляри.

Маска

При роботі з гарячими металами, які можуть виділяти гази, захистіть свої легені і використовуйте засоби захисту органів дихання.

Рукавички

Одягайте рукавички всякий раз, коли збираєтесь працювати в кузні. Не надягайте рукавички при роботі з механізмами, які можуть захоплювати тканина — свердлувальним верстатом, токарним верстатом і т. Д.

Одяг

Ніколи не ходіть в кузні в синтетичному одязі. Слід уникати навіть тонкого 100% бавовни. Будь іскри змусять синтетику плавитися і прилипати до вашої шкірі. Тонкі повністю натуральні тканини можуть спалахнути навіть в екстремальних умовах. Носіть щільне 100% натуральні матеріали, такі як бавовна, шерсть або шкіра. Шкіряний фартух — найкращий варіант!

Захист слуху

Навіть якщо ви не користуєтеся інструментами, які створюють особливий шум регулярно, використання затичок для вух або навушників — хороша звичка у ковальській справі.

Часті питання про ковальську зварюванні

ЯКА ФУНКЦІЯ БУРИ В КУВАННІ?

Основна причина, по якій ковалі використовують буру,- це поліпшення якості зварювання. Бура зазвичай запобігає окисленню зварюваної поверхні. Окислення поверхонь може призвести до поганого зварному шву і небажаних результатів.

Є ПРИРОДНА АЛЬТЕРНАТИВА БОРАКСУ?

Ковалі використовують Буру в якості флюсу при ковальської зварюванні. Але до винаходу Бури ковалі використовували інші альтернативи в якості флюсу. Дрібнодисперсний кварцовий пісок — найстаріший флюс, який використовується для зварювання під флюсом, і основна природна альтернатива бурі.

ЗАБОРОНЕНО ВИКОРИСТАННЯ БОРАКСА?

Люди використовують Буру не тільки в ковальській справі, але і для інших цілей. Одне з таких застосувань — в якості харчових добавок. У деяких країнах і регіонах Бура є забороненим хімічною речовиною для харчових добавок з-за проблем зі здоров’ям. Однак Бура не заборонена до використання в процесі ковальської зварки.

ЯКА ТЕМПЕРАТУРА ПЛАВЛЕННЯ БОРАКСА?

Як і інші матеріали для ковальської справи, Бура також має свою температуру плавлення. Загальна температура плавлення Бури становить близько 741 ℃. При цій температурі бура утворює скляне покриття для поверхні, яку потрібно зварювати.

ЯКА ТЕМПЕРАТУРА НАЙБІЛЬШЕ ПІДХОДИТЬ ДЛЯ КОВАЛЬСЬКОЇ ЗВАРКИ?

Температура ковальської зварки залежить від того, які метали ви сковываете. Для різних металів потрібні різні температури. Деякі чорні метали, такі як алюміній, вимагають дуже низької температури для нагріву, тому їх можна легко скувати. Більшість алюмінієвих сплавів мають температуру 800 градусів за Фаренгейтом. Навпаки, сталь повинна мати температуру близько 2000 градусів за Фаренгейтом.

Калію хлорид. Висококонцентроване калійне добриво

Калій хлорид містить 61 % калію, який впливає на водний режим рослин, стимулює їх ріст та роботу ферментів, підвищується стійкість рослин до хвороб, шкідників та впливу несприятливих погодних умов

Червона кров'яна сіль. Калій гексаціаноферат(III)

Використовується як реактив у аналітичній та координаційній хімії, окисник в органічному синтезі та для приготування фіксажу для фотографії

Наскільки вам зручно на сайті?

Feedback form banner

Розповісти

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *