Химия и опыты

Литье при 3000 градусах. Плавим хром

Приветствую, Самоделкины!
Автор YouTube канала «Огненное ТВ» решил провести очередной эксперимент — попробовать расплавить хром. Что в итоге получилось и получилось ли вообще, вы узнаете, дочитав статью до конца.

Как известно, хром — это не только самый твердый металл на нашей планете, но он также еще и достаточно тугоплавкий. Чтоб расплавить этот металл понадобится по-настоящему огромная температура. В обыкновенной печи создать такую температуру попросту не удастся, поэтому придется прибегнуть к методу алюминотермии. Суть этого метода заключается в следующем: алюминий способен восстанавливать хром из его оксида, вот из этого зеленого порошка:

Во время этой реакции выделяется огромное количество энергии и можно получить хром в жидком состоянии. Давайте попробуем перевести его в это состояние, зальем его в форму, и так как это самый твердый металл на земле, то было бы интересно попробовать сделать из него, например, нож.

Автор создал трехмерную модель ножа на компьютере.

Далее форму он напечатал на 3d принтере. Нет, конечно же мы не будем сюда заливать расплавленный металл, сюда зальем парафин, чтобы уже по нему сделать песчано-гипсовую литейную форму.

Сперва необходимо подготовить форму, убрать все торчащие куски пластика и слегка обработать наждачной бумагой.

Затем форму покроем прозрачным акриловым лаком, его задача окончательно сгладить поверхность.

Теперь приклеиваем пластиковые части формы к деревянным подложкам.

Потом сверлим отверстия, чтобы соединить две половинки болтами.
Все готово, можно заливать расплавленный парафин в форму.

Вот, что в итоге получилось.

Можно заметить небольшой недолив на кончике ножа, но это не страшно. Получившуюся модель приплавляем к двум болванкам из парафина. Сделать это можно с помощью фена.

Теперь вокруг модели необходимо собрать простое ограждение, чтобы в дальнейшем облить ее песчано-гипсовым составом.

Пропорции следующие: берем 300 г гипса и 700 г песка и несколько раз перемешиваем. Также для лучшего перемешивания, смесь можно пропустить через сито.

После можно добавить воду. Ее потребуется 200 мл. Перемешиваем смесь.

Получившийся раствор достаточно быстро затвердевает, поэтому нужно все делать оперативно, чтобы успеть залить смесь в форму и простучать, чтобы выгнать все пузырьки воздуха.

Когда гипс застыл, отправляем его в печь, чтобы выплавить парафин.

Чтобы ушла вся лишняя влага, автор оставил форму в печи на ночь при температуре 150°C.
На следующий день можно приступать к замешиванию состава для алюминотермии. Чтобы получить достаточное количество металла потребуется много смеси. Стакан оксида хрома, наполненный до краев, весит всего лишь 65 г, а для данного эксперимента необходимо гораздо больше.

Возьмем полкилограмма оксида хрома.

Далее потребуется алюминий. Причем не абы какой, чем чище алюминий, тем чище будет полученный хром. Поэтому для успешности проведения данного опыта возьмем химически чистый алюминий в виде вот такого мелкого порошка.

Кроме вышеупомянутых компонентов понадобится еще один — дихромат калия.

Дихромат калия — это тоже соединение хрома, благодаря ему реакция будет более активной и температура сможет подняться выше необходимых нам 3000°C. Если его не добавлять, то пришлось бы предварительно нагревать смесь до 400°C, чтобы получить хром в хорошо текучем состоянии.

Еще добавим 1% негашеной извести и 1% поваренной соли. Это повысит выход металла. Все соединения хрома либо токсичны, либо очень токсичны, какой-то там асбест даже рядом не стоит. Работать с составом необходимо обязательно в респираторе.

В результате получается довольно много порошка, и для него потребуется тигель соответствующего размера.

Автор решил изготовить сборный тигель из легковесных шамотных кирпичей. Подобными кирпичами покрывают стены в промышленных печах.

Чтобы металл хорошо стекал, потребуется сделать наклонные поверхности. Легковесный шамот достаточно легко пилится и также легко поддается обработке стамеской, так что это не составит особого труда.

Теперь составные части необходимо хорошенько скрепить (стянуть) вместе. Для этого воспользуемся перфолентой и болтами.

По центру необходимо просверлить отверстие, через него будет течь хром.

Остальные кирпичи также необходимо стянуть перфолентой, чтобы это адское горнило не развалилось в самый подходящий момент.

Прежде, чем засыпать смесь в тигель, просверленное ранее отверстие необходимо заткнуть, это нужно чтобы смесь не высыпалась. Можно взять кусочек фольги.

Алюминий не попадет в конечный металл потому, что при температуре в 2500 градусов он просто испарится, а наша цель, напомню, достичь температуры в 3000°C.

Засыпаем и утрамбовываем смесь и можно начинать.

Достаем из печи заранее прогретую до 700°C литейную форму. Это необходимо для того, чтобы металл не застыл моментально, едва коснувшись формы.

Поджигаем.

Температура внутри просто огромная, видно, как бурлит шлак на поверхности гипса, из тигля вырываются клубы испарившихся оксидов хрома и алюминия (в основном конечно алюминия).

Всю мастерскую заволокло густым туманом, который висел в воздухе еще довольно продолжительное время, и когда появилась хоть какая-то видимость автор принялся разбирать тегель.

Да, сразу и не разобрать где тут что. Все покрыто толстыми слоями расплавленного шлака. Шлак похож на вулканическую лаву, и по виду очень напоминает пемзу, но он отличается по составу и этот шлак гораздо тверже.
Аккуратно разбиваем форму, чтобы добраться до отливки.

Но ожидания не оправдались, нож выглядел не совсем так, как хотелось бы. Из-за огромной температуры гипс начал разлагаться с выделением газов, и пузыри газа превратили металл в что-то пористое и рыхлое.

К тому же бОльшая часть металла вообще пролилась мимо и попала в промежуток между шамотом и гипсом. Итог такой: гипс совершенно не подходит для этих целей.

Давайте попробуем переплавить полученный металл. Для этого из кирпичей соберем другую форму.

Во второй раз реакция прошла намного шустрей, так как количество смеси было в три раза меньше.

Но, к сожалению, температуры не хватило, чтобы переплавить куски хрома. Металл выглядит темным, потому что покрыт слоем оксидов хрома и алюминия. Очистить их каким-либо химическим способом у автора не получилось. Ничего их не брало, ни кислоты, ни горячий щелочной раствор, ни даже расплавленная щелочь. Добиться блеска металла удалось только механическим путем.

Вывод. С помощью алюминотермии очень сложно получить отливки небольшого размера. Данный метод подходит для отливки больших чушек, потому что требуется ждать несколько минут, чтобы весь металл осел на дно, а шлаки поднялись наверх. В малых количествах такое сделать просто невозможно.

Но возможно, все-таки есть один способ, и в дальнейшем автор хочет попробовать переплавить эти куски хрома и сделать отливку. В скором времени продолжим. А пока на этом закончим. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видеоролик автора:


Источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть