Левитационная плавка металлов своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 16.09.2024

Как плавить металл в микроволновке

В обычной СВЧ печи можно легко плавить свинец, олово,стекло, алюминий медь, золото после незначительной переделки. Переделка сводится к удалению вращающейся тарелки и изготовлению из двух половинок жаростойкого кирпича муфельной печки.

магнетрон микроволновки 800 ватт

Как известно, микроволновая печь, содержит магнетрон, который генерирует электромагнитную волну от 2.450 ГГц. С помощью этой волны СВЧ печь разогревает пищу до нужной температуры. Типовая мощность микроволновой печи 800 ватт. Для микроволновок выпускаются магнетроны мощностью до 1450 ватт, такая печь будет плавить значительно быстрее.

Для СВЧ волны генерируемой магнетроном микроволновки воздух, стекло, пластик прозрачны, металлы, графит отражают СВЧ волну. Некоторые материалы поглощают СВЧ волны и преобразуются в тепло. Теоретически температуры могут быть очень значительными, но для наших нужд будет достаточно 1200 — 1500 градусов. Плавка 50 грамм бронзы или золота в микроволновке занимает 30 минут.

Изготовление муфеля

Для изготовления муфельной СВЧ печи нам понадобится огнеупорный кирпич и специальный тигель из карбида кремния в который помещается металл для плавки. Огнеупорный кирпич прозрачен для СВЧ волны и не пропускает тепло, нагревается сам тигель.

разметка огнеупорного кирпича

Размечаем кирпич на 2 равных половинки, с помощью диагонали отмечаем центры будущих отверстий. В кирпиче необходимо высверлить 2 отверстия диаметром 70 мм. Для этого подойдет перка или сверло форстнера нужного диаметра. Сверлить можно дрелью или сверлильным станком на малых оборотах т.к., материал хрупкий. Для хорошей теплоизоляции минимальная толщина стенок 15-20 мм.

Можно сделать муфель из ШВТ. Шамотно-волокнистые плиты держат температуру 1350 градусов, обрабатывать их намного легче.

Для плавки металлов тигель можно использовать лабораторный тигель.

Тигель из графита непригоден для микроволновки, низкий кпд, очень медленно греется.

Для хорошего кпд нужен тигель с карбидом кремния. Карбид кремния или карборунд, SiC, имеет температуру плавления 2700 °. Этот материал используется в промышленных ТЭНах и абразивных изделиях. Карбид кремния очень устойчив к воздействию кислот и не устойчив к щелочами. Пригоден для плавки цветных металлов, в расплавленном железе растворяется.

Изготовление тигля

Для изготовления тигля потребуется пресс форма

В смесь для изготовления нужно добавить примерно 7-10% бентонита, он придает пластичность.

Можно заменить бентонит сухой глиной. Разбавляем смесь небольшим количеством воды до состояния густой глины и прессуем в форме с помощью тисков или домкрата, добавляя небольшое количество в 3-4 захода. После чего нужно извлечь тигель и дать ему просохнуть в течении суток.

Второй слева изготовлено в соответствии с этими инструкциями, Первый слева изготовлен с использованием той же формы , но с использованием огнеупорной керамики. Второй справа тигель из карбида кремния заводского производства, край справа из огнеупорной керамики, он непригоден для микроволновой печи.

После просыхания в течении суток при температуре не выше 90 градусов, можно испытать тигель, поместив в муфель и включив печь на 15 минут, если все сделано правильно, он раскалится примерно до 1000 градусов (как нить накала слабой лампочки).

Индукционная печь для плавки металла своими руками

Для плавки металла в малых масштабах бывает необходимо какое то приспособление. Особенно это остро ощущается в мастерской или при малом производстве. Максимально эффективным на сегодняшний момент является печь для плавки металла с электрическим нагревателем, а именно индукционная. Ввиду особенности ее строения, она может эффективно использоваться в кузнечном деле и стать не заменимым инструментом в кузнице.

Охлаждение схемы

Промышленные плавильные установки оснащены системой принудительного охлаждения на воде или антифризе. Выполнение водяного охлаждения в домашних условиях потребует дополнительных затрат, сопоставимых по цене со стоимостью самой установки для плавки металла.

Выполнить воздушное охлаждение с помощью вентилятора можно при условии достаточно удаленного расположения вентилятора. В противном случае металлическая обмотка и другие элементы вентилятора будут служить дополнительным контуром для замыкания вихревых токов, что снизит эффективность работы установки.

Элементы электронной и ламповой схемы также способны активно нагреваться. Для их охлаждения предусматривают теплоотводящие радиаторы.

Индукционная печь для плавки металла своими руками

Устройство индукционной печи

Печь состоит из 3 элементов:

1. Электронно-электрическая часть.
2. Индуктор и тигель.
3. система охаждения индуктора.

Для того чтобы собрать действующую печь для плавки металла достаточно собрать рабочую электрическую схему и систему охлаждения индуктора. Самый простой вариант плавки металла приведен в видео ниже. Плавка производится во встречном электромагнитном поле индуктора, которое взаимодействует с наводимыми электро-вихревыми токами в металле, что удерживает кусочек алюминия в пространстве индуктора.

Для того чтобы эффективно плавить металл, необходимы токи большой величины и высокой частоты порядка 400-600 Гц. Напряжение из обычной домашней розетки 220В обладает достаточными данными для плавления металлов. Необходимо только 50 Гц превратить в 400-600 Гц. Для этого подойдет любая схема для создания катушки Тесла. Мне наиболее приглянулись 2 следующих схем на лампе ГУ 80, ГУ 81(М). И запитывание лампы трансформатором МОТ от микроволновки.

Данные схемы предназначены для катушки тесла, но индукционная печь из них получается отменная, достаточно заместо вторичной катушки L2 поместить во внутреннее пространство первичной обмотки L1 кусочек железа.

Первичная катушка L1 или индуктор состоит из свернутой в 5-6 витков медной трубки, на торцах которой нарезается резьба, для подсоединения системы охлаждения. Для левитационной плавки последний виток следует сделать в обратном направлении. Конденсатор С2 на первой схеме и идентичный ему на второй задаёт частоту генератора. При значении в 1000 пикоФарад частота составляет около 400 кГц. Этот конденсатор обязательно должен быть высокочастотным керамическим и расчитанным под высокое напряжение порядка 10 кВ (КВИ-2, КВИ-3, К15У-1), другие типы не подходят! Лучше ставить К15У. Можно подсоединять конденсаторы параллельно. Также стоит учитывать мощность на которую расчитаны конденсаторы (это у них на писано на корпусе), берите с запасом. другие два конденсатора КВИ-3 и КВИ-2 греются при длительной работе. Все остальные конденсаторы берутся тоже из серии КВИ-2, КВИ-3, К15У-1, изменяются в характеристиках конденсаторов только емкость. Вот в итоге схематично, что должно получиться. В рамки обвел 3 блока.

Устройство

Самодельная печь для плавки металлов имеет довольно простую конструкцию и состоит из трех основных блоков, помещенных в общий корпус:

Тигель помещают в индуктор, концы обмотки подключают к источнику тока. При протекании тока по обмотке вокруг нее возникает электромагнитное поле с переменным вектором. В магнитном поле возникают вихревые токи, направленные перпендикулярно его вектору и проходящие по замкнутому контуру внутри обмотки. Они проходят через металл, положенный в тигель, при этом нагревая его до температуры плавления.

Достоинства индукционной печи:

быстрый и равномерный нагрев металла сразу после включения установки;
направленность нагрева — греется только металл, а не вся установка;
высокая скорость плавления и однородность расплава;
отсутствует испарение легирующих компонентов металла;
установка экологически чиста и безопасна.

В качестве генератора индукционной печи для плавки металла может быть использован сварочный инвертор. Также можно собрать генератор по представленным ниже схемам своими руками.

Печь для плавки металла на сварочном инверторе

Эта конструкция отличается простотой и безопасностью, так как все инверторы оборудованы внутренними защитами от перегрузок. Вся сборка печи в этом случае сводится к изготовлению своими руками индуктора.

Индуктор можно закрепить в корпусе из графита или текстолита и установить внутрь тигель. Можно просто поставить индуктор на термостойкую поверхность. Корпус не должен проводить ток, иначе замыкание вихревых токов будет проходить через него, и мощность установки снизится. По этой же причине не рекомендуется располагать в зоне плавления посторонние предметы.

При работе от сварочного инвертора его корпус нужно обязательно заземлять! Розетка и проводка должны быть рассчитаны на потребляемый инвертором ток.

Индукционная печь на транзисторах: схема

Существует множество различных способов собрать индукционный нагреватель своими руками. Достаточно простая и проверенная схема печи для плавки металла представлена на рисунке:

Чтобы собрать установку своими руками, понадобятся следующие детали и материалы:

Схема ZVC драйвера

Стандартный вариант генератора

Усиленный вариант схемы

Но видно мне войти в их число не судьба.

Были куплены все необходимые детали – новые полевые транзисторы, новые фаст диоды и стабилитроны. Всё перед пайкой было испытано на транзистор-тестере, в том числе для определения правильной цоколёвки.

Была собрана шикарная катушка из чистой меди диаметром 5 мм. Но работать сей девайс упорно отказывался.

Подозрение пало на дросселя, которые большинство радиолюбителей рекомендует мотать на желтых порошковых кольцах от БП АТХ.

Добыча искомых и установка также оказалась безрезультативной – индукционный нагреватель металлов как не работал раньше, так и не собирался работать дальше. Подключение различных вариантов катушек совместно с конденсаторами разной емкости картину не изменили – “открывает рыба рот, но не слышно что поёт”, то есть транзисторы открываются, ток тянут, а генерации не происходит.

В конце концов всё это изрядно надоело, многодневные танцы с бубном закончились, и пришлось с поклоном идти к китайцам на ихний Алиэкспресс, заказывать за 7 долларов готовый модуль генератора.

Спустя 2 недели эта штука была доставлена курьером прямо на дом и после подключения к компьютерному блоку питания на 12 В успешно заработала.

Причём она работала и от 5-ти вольт, и с маленькой штатной катушкой, и с большой самодельной, в общем генерировала мощное электромагнитное поле во всех позах (с теми же деталями и схемой). Раскаляет 3 мм штырь до красна за 20 секунд. С железкой 6 мм возится несколько минут, при этом жутко греется само (в основном транзисторы и катушка).

На что тут грешить – даже не знаю. Может конденсаторы не те, может транзисторы. В любом случае факт остается фактом: промышленная плата заработала, а самодельная нет. Так что кто хочет – может смело кинуть в меня куском канифоли, другие – посочувствовать, третьи сами попробовать собрать этот индукционник и написать в комментариях о результатах.

Привет всем)
Решил собрать индуктор для левитационной плавки алюминя на основе статьи ИХХТ, но достаточная мощность так и не была достигнута.

В результате получилась такая схемка:

парамтры:
MMC 1.32u cbb81 40 штук 2кв
катушка индуктора, диаметры 6 см\3.5см высота 5 см, 5 витков 1 противовиток для левитации
частота 172 кгц
питается от полумоста на igbt HGTG30N60A4, через транс на 3 кольцах 2000 феррита 45\28\9, 25 витков
драйвер, мост на 530\9530
задающий ген та тлке с синхронным прерывателем
охлаждение индуктора водой, с помощью насоса омывателя
на данный момент мощности хватает только для левитации в течении полуминуты, далее он начинает плавится и проваливаться
потребляемый ток (постоянка 310) около 5 А при левитации, 6 А без нагрузки

Но эта схема меня сейчас не устраивает.
Сердечник похоже входит насыщение, из за этого сильно греется, но неустойчивая левитация есть. Потом я поставил сердечник большей площади, но даже при меньшем потребляемом токе, это привело к взрыву ключей.
Сейчас в полумосте стоят FQL40N50, и пока не переделаю зад генератор юзать индуктор не буду.

Я решил что здесь нужно во первых заюзать ФАПЧГ, во вторых нужно сделать защиту по току и напряжению во вторичном контуре.
Я решил использовать вот эту схемку, но добавив в неё ПДМ прерыватель,
вопрос к знающим людям, уживётся ли пдм с фапч? или пдм вообще не надо?
Модуляцию я решил подавать на 5 ногу 4046.
Ещё я в схему решил добавить контроль скважности на выходе как в этой схеме.

Процесс фапч требует времени и постоянного сигнала. Поэтому, скорей всего, такая простая пдм с ней не уживётся.
Кое какие наработке по увязке фапч и пдм есть в разделе Статьи. Из любезно предоставил Konstantin Paksutov.
Работа генератора индукционного нагревы очень хорошо моделируется в LTspice. Поэтому все основные прикидки можно сделать виртуально, без реальных бахов. Понятное дело, что для этого требуется испытать индуктор, чтобы вставить в симулятор его реалистичную модель.
Для испытания индуктора очень хорошо подходит методика, которую описал Руслан Иллюшко в разделе Статьи (самый низ).
Сам индуктор достаточно хорошо описывается следующей моделью

Здесь
L1 определяет индуктивность незагруженного индуктора
L2, параллельно с L1, определяет индуктивность загруженного индуктора
R1 определяет характер затухания колебаний в контуре. Настраивается так, чтобы этот характер максимально соответствовал затуханию в реальном контуре. При этом не стоит забывать, что резонансный конденсатор также вносит свою активную составляющую, которая определяется из паспортных данных.

свкадом я сам люблю пользоваться, но вот 4046 я не нашёл для него(
хммм, неплохо, там есть модельки 4046, и с пдм) спасибо большое)

Часовой пояс: UTC + 4 часа

Кто сейчас на конференции

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Левитационная плавка металлов.

Доброго времени суток!
Подскажите конструкцию устройства, могущего расплавить любую бесформенную глыбу металла.
Для начала возьмем дюраль.
Расплавить надо в плоский диск диаметром 7 см и толщиной 1-3 мм.
При этом надо добиться равной толщины во всех местах такого диска.
Заранее спасибо.

_________________
Спасибо за внимание.

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет - любой!

плавка и отливка это разные технологические процессы
при толщине 1-3 мм это литье под давлением или центробежное литье ,прокат не предлагаю ,что мешает вырезать диск из готового листа?:))

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

_________________
Спасибо за внимание.

Необходим быстродействующий преобразователь питания средней мощности с высоким КПД? Он должен быть компактным и недорогим? Решение – карбид-кремниевые модули средней мощности WolfPACK производства Wolfspeed. В статье рассмотрены основные особенности модулей WolfPACK и показано, что переход на эту универсальную и масштабируемую платформу позволяет не только быстро разработать новые устройства, но и без значительных затрат времени и средств модернизировать уже существующие схемы на традиционной элементной базе.

Критически важные распределенные системы требуют синхронного преобразования во всех подсистемах и непрерывного потока данных. Распределенные системы сбора данных могут быть синхронизированы как на основе АЦП последовательного приближения, так и на основе сигма-дельта (∑-Δ)-АЦП. Новый подход, основанный на преобразователе частоты дискретизации (SRC), содержащемся в микросхемах линейки AD7770 производства Analog Devices, позволяет достигать синхронизации в системах на основе сигма-дельта-АЦП без прерывания потока данных.

Андрюш, а ты когда называл свою тему, хотя бы представлял, что такое левитация? Я про глыбу - подбросил и она пролилась дождем расплавленного металла?

загляните по ссылке что я привел выше - там даже фото и видео есть , как плавится металл в индукторе. а пока плавится еще и левитирует между делом

_________________
Спасибо за внимание.

Ага. смазаться. Размечтался. Расплавленный металл кипит и застывает пузырями. А диски рубят из листа, предварительно прокатанного. А затем: шлифуют, полируют до зеркального блеска, снимая окислы, неровности и раковины. Поищи готовый диск: может найдется. Где то их применяют.

угу. кроме того еще существуют силы поверхностного натяжения - в результате, ваш диск будет похож на летающую тарелку

Не знаю: на что будет похож. Тут работают законы физики: тепловое расширение тел. Сначала застывает наружный слой металла(схватывается) а внутри = расплав. Затем застывает и вся чушка, но. тепловое расширение. он пытается ужаться в размерахз, а верхний слой. не пускает - застыл. Что происходит? Правильно: трещины и трещинки по всей массе чушки. Они мелкие, незаметные но есть. Вот потому то сталь разогревают и обрабатывают давлением: прессуют, прокатывают, отковывают. А просто отливают чугун - он пористый, как поролон.
Сварка длинных листов: если Вы будете сваривать без отрыва(от начала в конец), то закон физики(выше произнес) подкинет Вам свинью: листы разойдуться, изогнуться как турецкая сабля!

плоский диск диаметром 7 см и толщиной 1-3 мм.
При этом надо добиться равной толщины во всех местах такого диска.

Такой диск вырезают из листа подходящей толщины. Слова "левитационная" и "плавка" тут ни причем.

Иногда некоторые разработки наших ученых поражают своей удивительностью, иногда своей бесполезностью, но то, что вы увидите в данном ролике больше похоже на кадры из фантастического фильма. Представьте себе установку, способную разогреть любой металл до температуры в тысячу градусов по Цельсию. Ничего удивительного? А что вы скажете на то, что нагреваемый кусочек металла, во время нагрева замрет в воздухе, опровергая закон всемирного тяготения? Кажется, что это невозможно, но на самом деле всему происходящему есть разумное объяснение - это левитационная плавка металлов. Левитационная плавка это нагрев и плавление металлов во взвешенном состоянии при помощи магнитного поля.

В 1950-х техника была развита, где небольшие количества металла были подняты и расплавлены магнитным полем нескольких десятков kHz. Катушка была металлической трубой, позволяя хладагенту быть распространенной через него. Полная форма была вообще конической со стрижкой под ежика. Это разрешило инертной атмосфере использоваться и было коммерчески успешно.
Возможно, вы помните из школьного курса физики, что есть такие понятия как "электромагнит", "электромагнитное поле", "индукционные токи", все они легко объясняют принцип действия данного аппарата. Не нужно быть доктором наук, что бы понять, как работает индуктор, все гениальное просто и данное устройство является прямым тому доказательством.

Давайте сначала разберемся, что же не дает кусочку металла упасть, а заставляет его замереть в подвешенном состоянии. Если взять проволоку и намотать ее витками на каком-либо каркасе, а после подключить к полученной катушке источник тока, то мы получим электромагнит. По своей сути это свойство используется в данной установке с одной лишь разницей, что здесь еще есть сердечник в виде медной трубки, который задает направление индукционным токам, а своей формой (витки становятся меньше диаметром к низу индуктора) не дает плавящемуся металлу пройти сквозь рабочую область устройства. Другими словами невидимые магнитные силы, именуемые индукционными токами, проходят через металл, и удерживают его в воздухе.
Медная трубка индуктора не является нагревательным элементом, как можно подумать сначала, она является только сердечником катушки и направляет индукционные токи. Индукционные токи, проходя через кусочек металла, не только удерживают его навесу, но и нагревают его до температуры в 1300 градусов по Цельсию. Данной температуры вполне хватает для того что бы расплавить железо, алюминий, медь. Таким образом, разработанный индуктор позволяет производить плавки металлов прямо в воздухе без каких либо держателей из тугоплавких сплавов.
Применение данного устройства может быть достаточно широким. В первую очередь это, конечно же, металлургическая промышленность, применять данное устройство для плавки драгоценных металлов в ювелирном деле так же возможно и значительно удобнее и экономичнее чем плавка в муфельных печах.
На основе данной разработки можно создать кухонные плиты, отличающиеся высокой экономией электроэнергии за счет высокого коэффициента полезного действия. Словом индуктор достаточно перспективная разработка и если она получит продолжение в своем развитии, то очень скоро вытеснит привычные для людей нагревательные устройства.

Добрый день. Ну и хватит о добром. Начитавшись и насмотревшись на всем известный индукционный генератор по схеме ZVC драйвера, решил сделать нечто похожее для закалки небольших металлических предметов, в гаражную автомастерскую и для плавки свинца на грузила. Схема стандартная, обычный высокочастотный мультивибратор, который повторили уже сотни человек.

Схема ZVC драйвера

Стандартный вариант генератора

Усиленный вариант схемы

Но видно мне войти в их число не судьба.

Были куплены все необходимые детали - новые полевые транзисторы, новые фаст диоды и стабилитроны. Всё перед пайкой было испытано на транзистор-тестере, в том числе для определения правильной цоколёвки.

Была собрана шикарная катушка из чистой меди диаметром 5 мм. Но работать сей девайс упорно отказывался.

Добыча искомых и установка также оказалась безрезультативной - индукционный нагреватель металлов как не работал раньше, так и не собирался работать дальше. Подключение различных вариантов катушек совместно с конденсаторами разной емкости картину не изменили - "открывает рыба рот, но не слышно что поёт", то есть транзисторы открываются, ток тянут, а генерации не происходит.

На что тут грешить - даже не знаю. Может конденсаторы не те, может транзисторы. В любом случае факт остается фактом: промышленная плата заработала, а самодельная нет. Так что кто хочет - может смело кинуть в меня куском канифоли, другие - посочувствовать, третьи сами попробовать собрать этот индукционник и написать в комментариях о результатах.

Про использование технологии беспроводного питания различных устройств.

Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.

В каком направлении течет ток - от плюса к минусу или наоборот? Занимательная теория сути электричества.

Переделываем игрушку обычный трактор в радиоуправляемый - фотографии процесса и получившийся результат.

Проверьте номиналы конденсаторов, запаянных Вами. Остальное выглядит вполне корректно. Схема рабочая.

Читайте также: