Самодельная электропечь для закалки металла. Как изготовить муфельную печь своими руками

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.

Сделать простую муфельную печь для плавки металлов. За 3 часа печь способна разогреваться до температуры около 800°C и это не предел. В ней легко можно плавить алюминий. Собирается печь довольно легко, все материалы можно достать и стоят они недорого. В качестве изолятора используется печной кирпич и стекловата, а корпусом выступает кастрюля из нержавеющей стали. Для контроля температуры печь оборудована специальной электроникой, которую автор заказал из Китая, стоит она недорого. Рассмотрим более подробно, как такая печь работает и как ее собрать!

Материалы и инструменты, которые использовал

Список материалов:
- печной кирпич (шамотный);
- стекловата (или другой изолятор);
- кастрюля из нержавеющей стали (подходящих размеров);
- нагревательный элемент – проволока х23ю5т длиной 18 метров и сечением 1 мм;
- ;
- реле ;
- ;
- корпус блока питания от компьютера.

Список инструментов:
- болгарка с диском по бетону;
- чертежные принадлежности и бумага;
- зажимы;
- токарный станок;
- дрель.

Процесс изготовления печи:

Шаг первый. Работаем с кирпичом
Для начала нам нужно особым образом обрезать кирпич, чтобы выложить из него печь. Автор соорудил для таких целей специальную станину для болгарки. Кирпич используется шамотный, такой продается во многих строительных магазинах. Режется кирпич очень просто при помощи болгарки и диска по бетону. Всего автор использовал для своего проекта 6 кирпичей.

Не забываем также установить кирпичи на дно печи и установить изолятор. В стенках кастрюли сверлим отверстия и выводим концы спирали для подключения ее к источнику питания.

Конечно, для более эффективной работы нужно будет еще улучшить изоляцию и изготовить крышку для печи. В целом,

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.

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.

В муфельной печи подвергают термической обработке различные материалы. В ней можно делать обжиг, выжиг, закаливание, выплавку металлов, стекла, керамики, воска. Многофункциональность агрегата обеспечивается большим диапазоном нагрева: 20-1000ºC. Необходимость иметь устройство приводит к решению сделать его самостоятельно, так как в торговой сети цены на такие агрегаты высокие. Собирается муфельная печь своими руками достаточно быстро, если подготовлены все материалы. Несколько дней займет просушка, так как потребуется делать кладку из шамотного кирпича.

Как работает муфельная печь?

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.

Материалы для сборки муфельной печи

Для сборки агрегата понадобятся следующие материалы и оборудование:

• болгарка,
• огнеупорный кирпич,
• сварочный аппарат,
• металлический корпус, например, ведро; листовая сталь, если корпус придется делать своими руками,
• стальные уголки в качестве ребер жесткости для днища корпуса (привариваются снаружи),
• теплоизоляция, например, асбестовые листы, крошка, веревка или базальтовая вата,
• проволока сечением 1 мм для спирали ТЭНа, например, нихромовая; лучше купить готовую спираль.

В первую очередь определяются с корпусом. От его размеров зависят габариты рабочей камеры. Это относится к готовой конструкции, например, если используют стальное ведро или старую газовую духовку. Корпус можно сварить самостоятельно из листовой стали, тогда сначала делают муфель, затем определяют, какие габариты должны быть у корпуса.

Также муфельная печь своими руками может изготавливаться другим способом. Рабочую камеру можно слепить из шамотной глины или раздобыть керамическую трубу среднего диаметра. В зависимости от этого технология работ будет отличаться.

Изготовление спирали для муфельной печи

Проволоку из нихрома сечением 1 мм наматывают на стальной прут с гладкой поверхностью. Достаточный диаметр витков 6 мм. Надо следить, чтобы они не соприкасались во время намотки. Спираль укладывают в подготовленные в кирпичах канавки. Далее следует предотвратить их выпадение из этих канавок при нагреве. Для этого можно сделать тонкую замазку из шамотной глины или использовать проволоку. Если для муфеля применяется керамическая труба, проволока наматывается с ее наружной стороны. Следует соблюдать расстояние между витками 2 мм.

Окончание сборки муфельной печи

Кирпичную или керамическую рабочую камеру помещают в стальной или чугунный корпус, на дно которого предварительно уложен теплоизолятор. С наружной стороны дно укрепляют стальными уголками, так как шамотный кирпич утяжелит конструкцию. Между стенками камеры и корпуса должно быть пространство от 4 см. Именно в него закладывается утеплитель. Крышку изготавливают из 2-х слоев металла и утеплителя между ними. Следует предусмотреть ручку для открывания.

Далее в корпусе печи сверлят отверстия и протаскивают наружу выводы спирали. Кроме этого надо сделать отверстия для термодатчика. Подключение проводов осуществляется к отдельному кабелю. Он для безопасности электросети подключается к автомату на 20А. Соединение выводов и кабеля можно сделать при помощи керамического патрона. Таким способом удастся избежать скрутки проводов. Ножки для корпуса делают из стальных труб. Их приваривают или прикручивают болтами с гайками, но тогда дно печки должно быть приподнятым, чтобы саморезы оказались снаружи.

Если для изготовления муфельной печи использовали старую газовую или электрическую духовку, то утеплять ее не требуется. В ее конструкции теплоизоляция предусмотрена производителем. Следует отметить, что такой агрегат выгодно изготавливать, если нужна печь средних размеров. Пазы для спирали делают в боковых и задней стенках. Выводы подключают к выключателю, расположенному с наружной стороны герметичной дверцы.