Μέταλλα χαμηλού σημείου τήξης για χύτευση:Ιδιότητες &εφαρμογές

Από την Emily Newton

18 Δεκεμβρίου 2024 Ενημερώθηκε 30 Μαρτίου 2026

περίπου 10 ΛΕΠΤΑ ΔΙΑΒΑΣΗ 20.237 προβολές

Το Revolutionized υποστηρίζεται από αναγνώστες. Όταν αγοράζετε μέσω συνδέσμων στον ιστότοπό μας, ενδέχεται να κερδίσουμε μια προμήθεια θυγατρικών. Μάθετε περισσότερα εδώ.

Πόσο ζεστό είναι το ζεστό; Δεν υπάρχει τυπικός ορισμός για ένα μέταλλο χαμηλού σημείου τήξης, αλλά λαμβάνοντας υπόψη ότι τα περισσότερα μέταλλα λιώνουν σε θερμοκρασία άνω των 1.000°F (537°C), αυτά τα μέταλλα που αποσυντίθενται στην εστία ή ακόμα και στο χέρι ενός ατόμου είναι σίγουρα μοναδικά. Αυτά τα μέταλλα και τα κράματά τους είναι εξαιρετικά για χύτευση, ειδικά όταν σχηματίζουν ένα ευτηκτικό μείγμα. 

Μέταλλα με χαμηλό σημείο τήξης

Το μέταλλο με το χαμηλότερο σημείο τήξης είναι ο υδράργυρος στους -38°F (-39°C), ο οποίος είναι υγρός σε θερμοκρασία δωματίου. Αντίθετα, το βολφράμιο έχει το υψηλότερο σημείο τήξης, που υγροποιείται μόνο στους 6.191°F (3.422°C). Τα 15 μέταλλα με το χαμηλότερο σημείο τήξης είναι:

• Ερμής: Λιώνει στους -38°F (-39°C)
• Francium: Λιώνει στους 81°F (27°C)
• Κήσιο: Λιώνει στους 82°F (28°C)
• Γάλλιο: Λιώνει στους 86°F (30°C)
• Ρουβίδιο: Λιώνει στους 104°F (40°C)
• Κάλιο: Λιώνει στους 145°F (63°C)
• Νάτριο: Λιώνει στους 208°F (98°C)
• Ίνδιο: Λιώνει στους 315°F (157°C)
• Λίθιο: Λιώνει στους 356°F (180°C)
• Κασσίτερος: Λιώνει στους 450°F (232°C)
• Πολώνιο: Λιώνει στους 489°F (254°C)
• Βισμούθιο: Λιώνει στους 520°F (271°C)
• Θάλλιο: Λιώνει στους 579°F (304°C)
• Κάδμιο: Λιώνει στους 610°F (321°C)
• Επικεφαλής: Λιώνει στους 621°F (327°C)

Πολλά από αυτά τα μέταλλα χαμηλού σημείου τήξης συνήθως αποτελούν εύτηκτα κράματα. Ωστόσο, δεν είναι όλα κατάλληλα για χύτευση.

Ποότητες μετάλλων χαμηλού σημείου τήξης για χύτευση

Ορισμένα μέταλλα, όπως το πολώνιο και το φράγκιο, είναι εξαιρετικά ραδιενεργά. Ο υδράργυρος και ο μόλυβδος είναι τοξικοί και πολύ επικίνδυνοι για χρήση σε πολλές εφαρμογές χύτευσης. Επομένως, μόνο και μόνο επειδή ένα μέταλλο έχει χαμηλό σημείο τήξης δεν σημαίνει ότι είναι χρήσιμο για χύτευση. 

Ορισμένες χρήσιμες ιδιότητες των μετάλλων χαμηλού σημείου τήξης για χύτευση — ανάλογα με την εφαρμογή — μπορεί να περιλαμβάνουν υψηλή ενθαλπία σύντηξης, μικρές αλλαγές όγκου, υψηλή θερμική αγωγιμότητα και χαμηλή διαβρεξιμότητα. Άλλες ιδιότητες που οι άνθρωποι συνήθως εκτιμούν σε μέταλλα για χύτευση περιλαμβάνουν υψηλή διαχυτικότητα, υψηλή αντοχή στη διάβρωση και χαμηλή ευφλεκτότητα. Είναι σπάνιο κάποιος να θέλει τα μεταλλικά του γλυπτά ή τα εξαρτήματα του αυτοκινήτου του να πάρουν φωτιά. 

Μια άλλη χρήσιμη χημική ιδιότητα πολλών κραμάτων είναι ότι είναι ευτηκτικά. Αυτή η ποιότητα σημαίνει ότι έχουν χαμηλότερο σημείο τήξης όταν συνδυάζονται από αυτό οποιουδήποτε από τα μεμονωμένα συστατικά τους. Για παράδειγμα, τα αναισθητικά φάρμακα λιδοκαΐνη και πριλοκαΐνη είναι και τα δύο στερεά σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά όταν συνδυάζονται, σχηματίζουν ένα υγρό με σημείο τήξης 61°F (16°C). 

Τα ευτηκτικά κράματα μετάλλων είναι χρήσιμα για χύτευση επειδή απαιτούν λιγότερη ενέργεια για να λιώσουν από τα μεμονωμένα συστατικά τους. Αυτό μεταφράζεται σε λιγότερο χρόνο, χρήματα και καύσιμα που απαιτούνται για να προετοιμαστούν για να χυθούν σε ένα καλούπι. 

Τύποι μετάλλων χαμηλού σημείου τήξης για χύτευση

Τα κράματα χαμηλής τήξης εμπίπτουν συνήθως στις ακόλουθες κατηγορίες:

• Κράματα που αποτελούνται μόνο από αλκαλικά μέταλλα, τα οποία είναι μαλακά μέταλλα που κόβονται εύκολα
• Κράματα που περιέχουν γάλλιο και αποκλείουν τον υδράργυρο και τα αλκαλικά μέταλλα
• Κράματα που περιέχουν υδράργυρο για ορισμένες βιομηχανικές εφαρμογές
• Κράματα κασσίτερου, μολύβδου, βισμούθιου, ινδίου, καδμίου, ψευδαργύρου ή θαλλίου

Επιπλέον, το γάλλιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για χύτευση μόνο του λόγω της χαμηλής τοξικότητάς του και του σημείου τήξης του. Μερικοί χημικοί κάνουν πρακτικά αστεία στους ανυποψίαστους επισκέπτες σερβίροντάς τους τσάι με ένα κουτάλι γαλλίου - λιώνει αμέσως σε επαφή με το καυτό υγρό. Το γάλλιο καταστρέφει επίσης πολλά άλλα μέταλλα, όπως το αλουμίνιο και ο χαλκός, κατά την επαφή. 

Παραδείγματα κραμάτων χαμηλού σημείου τήξης

Πολλά εύτηκτα κράματα - αυτά που λιώνουν σε χαμηλές θερμοκρασίες - έχουν συγκεκριμένα ονόματα ή πατέντες. 

Field’s Metal

Αυτό το μη τοξικό κράμα λιώνει στους 144°F (62°C). Το μέταλλο του Field περιέχει 32,5% βισμούθιο, 51% ίνδιο και 16,5% κασσίτερο. Είναι χρήσιμο για γρήγορη δημιουργία πρωτοτύπων και χύτευση μικρής διάρκειας, αν και είναι συνήθως πιο ακριβό από το μέταλλο του Wood ή το μέταλλο του Rose. Η επαφή με το υγρό μέταλλο του Field μπορεί να προκαλέσει εγκαύματα τρίτου βαθμού παρά το χαμηλότερο από το μέσο σημείο τήξης του. 

Rose’s Metal

Χρήσιμο για χύτευση, αυτό το εύτηκτο κράμα είναι κατασκευασμένο από 50% βισμούθιο, 25% έως 28% μόλυβδο και 22% έως 25% κασσίτερο. Η κατάποση του μετάλλου του Rose είναι τοξική λόγω της περιεκτικότητας σε μόλυβδο. Το σημείο τήξης του κυμαίνεται γύρω στους 212°F (100°C). Πολλοί το χρησιμοποιούν ως υλικό πλήρωσης σωλήνων και ως συγκόλληση για κιγκλιδώματα από χυτοσίδηρο. 

Wood’s Metal

Αυτό το ευτηκτικό κράμα είναι τοξικό όταν αγγίζετε ή αναπνέετε κοντά, αλλά είναι χρήσιμο για τη χύτευση προσαρμοσμένων μεταλλικών εξαρτημάτων. Μερικοί το χρησιμοποιούν για να φτιάξουν μεταλλικά ένθετα ή εκμαγεία πλήκτρων που είναι δύσκολο να αντιγραφούν. Το κράμα αποτελείται από 50% βισμούθιο, 26,7% μόλυβδο, 13,3% κασσίτερο και 10% κάδμιο κατά μάζα. Λιώνει στους 158°F (70°C).

Cerrosafe

Το Cerrosafe είναι ένα μείγμα από 42,5% βισμούθιο, 37,7% μόλυβδο, 11,3% κασσίτερο και 8,5% κάδμιο. Πολλοί άνθρωποι το χρησιμοποιούν για την κατασκευή χυτών αναφοράς λόγω των ιδιοτήτων θερμικής διαστολής του κατά την ψύξη. Το Cerrosafe συσπάται για την πρώτη μισή ώρα, γεγονός που καθιστά εύκολη την αφαίρεση από το καλούπι. Στη συνέχεια επεκτείνεται τις επόμενες μέρες. Λιώνει μεταξύ 158°F (70°C) και 190°F (88°C). 

Cerrolow 136

Αυτό το ευτηκτικό κράμα αρχικά διαστέλλεται και στη συνέχεια συρρικνώνεται. Είναι χρήσιμο για την κατασκευή πτερυγίων στροβίλου, πτερυγίων εκτόξευσης, κεφαλών καταιονισμού, βιδών ρύθμισης στεγανοποίησης και πολλών άλλων μηχανικών εξαρτημάτων. Έχει σημείο τήξης 136°F (57,8°C) και περιέχει βισμούθιο, μόλυβδο, ίνδιο και κασσίτερο. 

Cerrolow 117

Αυτό το ευτηκτικό κράμα με βάση το βισμούθιο είναι χρήσιμο για στεγανή χύτευση σε εργαστήρια καλουπιών και εργαλείων, συγκολλήσεις σε χαμηλή θερμοκρασία και κατασκευή οδοντιατρικών μοντέλων. Αποτελείται από βισμούθιο, μόλυβδο, ίνδιο, κασσίτερο και κάδμιο και λιώνει στους 117°F (47°C), τη θερμοκρασία για την οποία πήρε το όνομά του. 

Γιατί χρησιμοποιούνται τα μέταλλα χαμηλού σημείου τήξης;

Οι χομπίστες που θέλουν να φτιάξουν μεταλλικά γλυπτά ή άλλα αντικείμενα στο σπίτι συνήθως δεν είναι εξοπλισμένοι να λιώνουν υλικά όπως χρυσό, ασήμι ή σίδηρο. Ένας φούρνος απλά δεν είναι αρκετά ζεστός για να υγροποιήσει τα περισσότερα μέταλλα. 

Επιπλέον, τα μέταλλα χαμηλού σημείου τήξης είναι χρήσιμα για χύτευση σε πλαστικά καλούπια που διαφορετικά θα έλιωναν σε υψηλές θερμοκρασίες. Δεδομένου ότι οι περισσότεροι τρισδιάστατοι εκτυπωτές χρησιμοποιούν πλαστικό ως μέσο, ​​τα εύτηκτα κράματα συνδυάζονται καλά με τη χρήση ενός 3D εκτυπωτή για τη δημιουργία καλουπιών. 

Η χρήση μετάλλων χαμηλού σημείου τήξης για χύτευση είναι επίσης ασφαλέστερη συνολικά. Πολλοί μπορούν ακόμα να προκαλέσουν σοβαρά εγκαύματα, αλλά το γάλλιο, για παράδειγμα, γίνεται υγρό σε θερμοκρασία μόλις 86°F (30°C), καθιστώντας το ασφαλές στον χειρισμό του. 

Η σύγκλιση των μετάλλων και της τρισδιάστατης εκτύπωσης

Όποιος πρόσφατα εξοικειώθηκε περισσότερο με τα μέταλλα για χύτευση έχει σχεδόν σίγουρα συναντήσει περιπτώσεις ανθρώπων που τα χρησιμοποιούν για τρισδιάστατη εκτύπωση. Αυτή η μέθοδος κατασκευής είναι πολύ πιο αποτελεσματική από πολλές παραδοσιακές επιλογές και παρέχει στους χρήστες περισσότερες επιλογές προσαρμογής. Ας δούμε ένα πρόσφατο παράδειγμα του πώς η τρισδιάστατη εκτύπωση βελτίωσε τη χύτευση μετάλλων και ένα άλλο που δείχνει πώς οι άνθρωποι μπορούν να εφαρμόσουν αυτές τις έννοιες σε εφαρμογές πέρα ​​από αυτήν τη μέθοδο κατασκευής. 

Κάνοντας τη χύτευση μετάλλων πιο προσιτή

Σε ένα παράδειγμα, μια πανεπιστημιακή ομάδα ερεύνησε τη μέθοδο lost-PLA ως εναλλακτική λύση στο συμβατικό casting. Οι παραδοσιακές προσεγγίσεις χρησιμοποιούν συνήθως τη διαδικασία χαμένου αφρού, η οποία περιλαμβάνει τη δημιουργία μοντέλων από φελιζόλ που οι άνθρωποι τοποθετούν σε καλούπια άμμου και ρίχνουν λιωμένο μέταλλο σε αυτά τα σχήματα. Το φελιζόλ διαλύεται λόγω της θερμότητας του λιωμένου μετάλλου, αφήνοντας αρνητικό χώρο. Αν και αυτή είναι μια αποτελεσματική μέθοδος χύτευσης, είναι επίσης δαπανηρή και χρονοβόρα λόγω του απαιτούμενου φελιζόλ. 

Η μέθοδος lost-PLA χρησιμοποιεί ένα ρολό νήματος PLA και έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή για τη δημιουργία ακριβών καλουπιών πιο οικονομικά. Το νήμα έχει χαμηλό σημείο τήξης και εξίσου χαμηλό κόστος, καθιστώντας το ιδανικό για βραχυπρόθεσμα έργα χύτευσης μετάλλων. 

Αυτό το παράδειγμα δείχνει ότι η καινοτομία δεν σημαίνει απαραίτητα την εγκατάλειψη όλων των προηγούμενων μεθόδων. Αντίθετα, οι άνθρωποι μπορούν να επικεντρωθούν στις πτυχές με αξιοσημείωτα μειονεκτήματα, αντιμετωπίζοντας αυτές με νέες τεχνολογίες, συμπεριλαμβανομένων των τρισδιάστατων εκτυπωτών. 

Ανάπτυξη μεταλλικού τζελ για τρισδιάστατη εκτύπωση αντικειμένων σε θερμοκρασία δωματίου

Το γάλλιο και το ίνδιο είναι δύο μέταλλα χαμηλού σημείου τήξης και και τα δύο έπαιξαν σημαντικό ρόλο σε μια καινοτομία που άνοιξε ευκαιρίες για τη χρήση τρισδιάστατων εκτυπωτών για τη δημιουργία μεταλλικών αντικειμένων σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτή η προσπάθεια ξεκίνησε όταν οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα διάλυμα σωματιδίων χαλκού σε κλίμακα μικρομέτρων αιωρούμενων στο νερό. Στη συνέχεια πρόσθεσαν ένα κράμα ινδίου-γαλλίου που ήταν υγρό σε θερμοκρασία δωματίου και ανακάτεψαν τα δύο συστατικά για να αναμειχθούν. 

Αυτή η δράση αναγκάζει τα σωματίδια χαλκού και το υγρό μέταλλο να κολλήσουν μεταξύ τους, σχηματίζοντας μια μεταλλική γέλη μέσα στο υδατικό διάλυμα. Οι επιστήμονες διευκρίνισαν επίσης ότι η ομοιόμορφη κατανομή των σωματιδίων χαλκού στο τζελ απέτρεψε προβλήματα που διαφορετικά θα μπορούσαν να φράξουν έναν 3D εκτυπωτή. 
Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν ότι αυτή η μέθοδος επιτρέπει την εκτύπωση προϊόντων που είναι έως και 97,5% μεταλλικά και εξαιρετικά αγώγιμα. Αν και η χύτευση μετάλλων θα παραμείνει σχετική στο άμεσο μέλλον, οι άνθρωποι πρέπει επίσης να εφαρμόσουν ό,τι γνωρίζουν για τα μέταλλα με χαμηλά σημεία τήξης για να βρουν άλλες μεθόδους που μπορεί να καλύψουν νέες ανάγκες.

Μέταλλα που δεν αντέχουν τη ζέστη

Τα περισσότερα μέταλλα είναι γνωστά για τα υψηλά σημεία τήξης τους, αλλά υπάρχουν και εξαιρέσεις. Οι άνθρωποι που θέλουν να χρησιμοποιήσουν μέταλλο για χύτευση μπορούν να επωφεληθούν από υλικά χαμηλού σημείου τήξης για πρόσθετη ασφάλεια, ευκολία και συμβατότητα με 3D εκτυπωμένα ή χειροποίητα πλαστικά καλούπια. 

Σημείωση του συντάκτη:Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις 17 Μαΐου 2023 και ενημερώθηκε στις 18 Δεκεμβρίου 2024 για να παρέχει στους αναγνώστες περισσότερες ενημερωμένες πληροφορίες.

Πόσο ζεστό είναι το ζεστό; Δεν υπάρχει τυπικός ορισμός για ένα μέταλλο χαμηλού σημείου τήξης, αλλά λαμβάνοντας υπόψη ότι τα περισσότερα μέταλλα λιώνουν σε θερμοκρασία άνω των 1.000°F (537°C), αυτά τα μέταλλα που αποσυντίθενται στην εστία ή ακόμα και στο χέρι ενός ατόμου είναι σίγουρα μοναδικά. Αυτά τα μέταλλα και τα κράματά τους είναι εξαιρετικά για χύτευση, ειδικά όταν σχηματίζουν ένα ευτηκτικό μείγμα. 

Μέταλλα με χαμηλό σημείο τήξης

Το μέταλλο με το χαμηλότερο σημείο τήξης είναι ο υδράργυρος στους -38°F (-39°C), ο οποίος είναι υγρός σε θερμοκρασία δωματίου. Αντίθετα, το βολφράμιο έχει το υψηλότερο σημείο τήξης, που υγροποιείται μόνο στους 6.191°F (3.422°C). Τα 15 μέταλλα με το χαμηλότερο σημείο τήξης είναι:

• Ερμής: Λιώνει στους -38°F (-39°C)
• Francium: Λιώνει στους 81°F (27°C)
• Κήσιο: Λιώνει στους 82°F (28°C)
• Γάλλιο: Λιώνει στους 86°F (30°C)
• Ρουβίδιο: Λιώνει στους 104°F (40°C)
• Κάλιο: Λιώνει στους 145°F (63°C)
• Νάτριο: Λιώνει στους 208°F (98°C)
• Ίνδιο: Λιώνει στους 315°F (157°C)
• Λίθιο: Λιώνει στους 356°F (180°C)
• Κασσίτερος: Λιώνει στους 450°F (232°C)
• Πολώνιο: Λιώνει στους 489°F (254°C)
• Βισμούθιο: Λιώνει στους 520°F (271°C)
• Θάλλιο: Λιώνει στους 579°F (304°C)
• Κάδμιο: Λιώνει στους 610°F (321°C)
• Επικεφαλής: Λιώνει στους 621°F (327°C)

Πολλά από αυτά τα μέταλλα χαμηλού σημείου τήξης συνήθως αποτελούν εύτηκτα κράματα. Ωστόσο, δεν είναι όλα κατάλληλα για χύτευση.

Γιατί τα κράματα έχουν χαμηλό σημείο τήξης; (Casting Quality)

Ορισμένα μέταλλα, όπως το πολώνιο και το φράγκιο, είναι εξαιρετικά ραδιενεργά. Ο υδράργυρος και ο μόλυβδος είναι τοξικοί και πολύ επικίνδυνοι για χρήση σε πολλές εφαρμογές χύτευσης. Επομένως, μόνο και μόνο επειδή ένα μέταλλο έχει χαμηλό σημείο τήξης δεν σημαίνει ότι είναι χρήσιμο για χύτευση. 

Ορισμένες χρήσιμες ιδιότητες των μετάλλων χαμηλού σημείου τήξης για χύτευση — ανάλογα με την εφαρμογή — μπορεί να περιλαμβάνουν υψηλή ενθαλπία σύντηξης, μικρές αλλαγές όγκου, υψηλή θερμική αγωγιμότητα και χαμηλή διαβρεξιμότητα. Άλλες ιδιότητες που οι άνθρωποι συνήθως εκτιμούν σε μέταλλα για χύτευση περιλαμβάνουν υψηλή διαχυτικότητα, υψηλή αντοχή στη διάβρωση και χαμηλή ευφλεκτότητα. Είναι σπάνιο κάποιος να θέλει τα μεταλλικά του γλυπτά ή τα εξαρτήματα του αυτοκινήτου του να πάρουν φωτιά. 

Μια άλλη χρήσιμη χημική ιδιότητα πολλών κραμάτων είναι ότι είναι ευτηκτικά. Αυτή η ποιότητα σημαίνει ότι έχουν χαμηλότερο σημείο τήξης όταν συνδυάζονται από αυτό οποιουδήποτε από τα μεμονωμένα συστατικά τους. Για παράδειγμα, τα αναισθητικά φάρμακα λιδοκαΐνη και πριλοκαΐνη είναι και τα δύο στερεά σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά όταν συνδυάζονται, σχηματίζουν ένα υγρό με σημείο τήξης 61°F (16°C). 

Τα ευτηκτικά κράματα μετάλλων είναι χρήσιμα για χύτευση επειδή απαιτούν λιγότερη ενέργεια για να λιώσουν από τα μεμονωμένα συστατικά τους. Αυτό μεταφράζεται σε λιγότερο χρόνο, χρήματα και καύσιμα που απαιτούνται για να προετοιμαστούν για να χυθούν σε ένα καλούπι. 

Τύποι μετάλλων χαμηλού σημείου τήξης για χύτευση

Τα κράματα χαμηλής τήξης εμπίπτουν συνήθως στις ακόλουθες κατηγορίες:

• Κράματα που αποτελούνται μόνο από αλκαλικά μέταλλα, τα οποία είναι μαλακά μέταλλα που κόβονται εύκολα
• Κράματα που περιέχουν γάλλιο και αποκλείουν τον υδράργυρο και τα αλκαλικά μέταλλα
• Κράματα που περιέχουν υδράργυρο για ορισμένες βιομηχανικές εφαρμογές
• Κράματα κασσίτερου, μολύβδου, βισμούθιου, ινδίου, καδμίου, ψευδαργύρου ή θαλλίου

Επιπλέον, το γάλλιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για χύτευση μόνο του λόγω της χαμηλής τοξικότητάς του και του σημείου τήξης του. Μερικοί χημικοί κάνουν πρακτικά αστεία στους ανυποψίαστους επισκέπτες σερβίροντάς τους τσάι με ένα κουτάλι γαλλίου - λιώνει αμέσως σε επαφή με το καυτό υγρό. Το γάλλιο καταστρέφει επίσης πολλά άλλα μέταλλα, όπως το αλουμίνιο και ο χαλκός, κατά την επαφή. 

Παραδείγματα κραμάτων χαμηλού σημείου τήξης

Πολλά εύτηκτα κράματα - αυτά που λιώνουν σε χαμηλές θερμοκρασίες - έχουν συγκεκριμένα ονόματα ή πατέντες. 

Field’s Metal

Αυτό το μη τοξικό κράμα λιώνει στους 144°F (62°C). Το μέταλλο του Field περιέχει 32,5% βισμούθιο, 51% ίνδιο και 16,5% κασσίτερο. Είναι χρήσιμο για γρήγορη δημιουργία πρωτοτύπων και χύτευση μικρής διάρκειας, αν και είναι συνήθως πιο ακριβό από το μέταλλο του Wood ή το μέταλλο του Rose. Η επαφή με το υγρό μέταλλο του Field μπορεί να προκαλέσει εγκαύματα τρίτου βαθμού παρά το χαμηλότερο από το μέσο σημείο τήξης του. 

Rose’s Metal

Χρήσιμο για χύτευση, αυτό το εύτηκτο κράμα είναι κατασκευασμένο από 50% βισμούθιο, 25% έως 28% μόλυβδο και 22% έως 25% κασσίτερο. Η κατάποση του μετάλλου του Rose είναι τοξική λόγω της περιεκτικότητας σε μόλυβδο. Το σημείο τήξης του κυμαίνεται γύρω στους 212°F (100°C). Πολλοί το χρησιμοποιούν ως υλικό πλήρωσης σωλήνων και ως συγκόλληση για κιγκλιδώματα από χυτοσίδηρο. 

Wood’s Metal

Αυτό το ευτηκτικό κράμα είναι τοξικό όταν αγγίζετε ή αναπνέετε κοντά, αλλά είναι χρήσιμο για τη χύτευση προσαρμοσμένων μεταλλικών εξαρτημάτων. Μερικοί το χρησιμοποιούν για να φτιάξουν μεταλλικά ένθετα ή εκμαγεία πλήκτρων που είναι δύσκολο να αντιγραφούν. Το κράμα αποτελείται από 50% βισμούθιο, 26,7% μόλυβδο, 13,3% κασσίτερο και 10% κάδμιο κατά μάζα. Λιώνει στους 158°F (70°C).

Cerrosafe

Το Cerrosafe είναι ένα μείγμα από 42,5% βισμούθιο, 37,7% μόλυβδο, 11,3% κασσίτερο και 8,5% κάδμιο. Πολλοί άνθρωποι το χρησιμοποιούν για την κατασκευή χυτών αναφοράς λόγω των ιδιοτήτων θερμικής διαστολής του κατά την ψύξη. Το Cerrosafe συσπάται για την πρώτη μισή ώρα, γεγονός που καθιστά εύκολη την αφαίρεση από το καλούπι. Στη συνέχεια επεκτείνεται τις επόμενες μέρες. Λιώνει μεταξύ 158°F (70°C) και 190°F (88°C). 

Cerrolow 136

Αυτό το ευτηκτικό κράμα αρχικά διαστέλλεται και στη συνέχεια συρρικνώνεται. Είναι χρήσιμο για την κατασκευή πτερυγίων στροβίλου, πτερυγίων εκτόξευσης, κεφαλών καταιονισμού, βιδών ρύθμισης στεγανοποίησης και πολλών άλλων μηχανικών εξαρτημάτων. Έχει σημείο τήξης 136°F (57,8°C) και περιέχει βισμούθιο, μόλυβδο, ίνδιο και κασσίτερο. 

Cerrolow 117

Αυτό το ευτηκτικό κράμα με βάση το βισμούθιο είναι χρήσιμο για στεγανή χύτευση σε εργαστήρια καλουπιών και εργαλείων, συγκολλήσεις σε χαμηλή θερμοκρασία και κατασκευή οδοντιατρικών μοντέλων. Αποτελείται από βισμούθιο, μόλυβδο, ίνδιο, κασσίτερο και κάδμιο και λιώνει στους 117°F (47°C), τη θερμοκρασία για την οποία πήρε το όνομά του. 

Γιατί χρησιμοποιούνται τα μέταλλα χαμηλού σημείου τήξης;

Οι χομπίστες που θέλουν να φτιάξουν μεταλλικά γλυπτά ή άλλα αντικείμενα στο σπίτι συνήθως δεν είναι εξοπλισμένοι να λιώνουν υλικά όπως χρυσό, ασήμι ή σίδηρο. Ένας φούρνος απλά δεν είναι αρκετά ζεστός για να υγροποιήσει τα περισσότερα μέταλλα. 

Επιπλέον, τα μέταλλα χαμηλού σημείου τήξης είναι χρήσιμα για χύτευση σε πλαστικά καλούπια που διαφορετικά θα έλιωναν σε υψηλές θερμοκρασίες. Δεδομένου ότι οι περισσότεροι τρισδιάστατοι εκτυπωτές χρησιμοποιούν πλαστικό ως μέσο, ​​τα εύτηκτα κράματα συνδυάζονται καλά με τη χρήση ενός 3D εκτυπωτή για τη δημιουργία καλουπιών. 

Η χρήση μετάλλων χαμηλού σημείου τήξης για χύτευση είναι επίσης ασφαλέστερη συνολικά. Πολλοί μπορούν ακόμα να προκαλέσουν σοβαρά εγκαύματα, αλλά το γάλλιο, για παράδειγμα, γίνεται υγρό σε θερμοκρασία μόλις 86°F (30°C), καθιστώντας το ασφαλές στον χειρισμό του. 

Η σύγκλιση των μετάλλων και της τρισδιάστατης εκτύπωσης

Όποιος πρόσφατα εξοικειώθηκε περισσότερο με τα μέταλλα για χύτευση έχει σχεδόν σίγουρα συναντήσει περιπτώσεις ανθρώπων που τα χρησιμοποιούν για τρισδιάστατη εκτύπωση. Αυτή η μέθοδος κατασκευής είναι πολύ πιο αποτελεσματική από πολλές παραδοσιακές επιλογές και παρέχει στους χρήστες περισσότερες επιλογές προσαρμογής. Ας δούμε ένα πρόσφατο παράδειγμα του πώς η τρισδιάστατη εκτύπωση βελτίωσε τη χύτευση μετάλλων και ένα άλλο που δείχνει πώς οι άνθρωποι μπορούν να εφαρμόσουν αυτές τις έννοιες σε εφαρμογές πέρα ​​από αυτήν τη μέθοδο κατασκευής. 

Κάνοντας τη χύτευση μετάλλων πιο προσιτή

Σε ένα παράδειγμα, μια πανεπιστημιακή ομάδα ερεύνησε τη μέθοδο lost-PLA ως εναλλακτική λύση στο συμβατικό casting. Οι παραδοσιακές προσεγγίσεις χρησιμοποιούν συνήθως τη διαδικασία χαμένου αφρού, η οποία περιλαμβάνει τη δημιουργία μοντέλων από φελιζόλ που οι άνθρωποι τοποθετούν σε καλούπια άμμου και ρίχνουν λιωμένο μέταλλο σε αυτά τα σχήματα. Το φελιζόλ διαλύεται λόγω της θερμότητας του λιωμένου μετάλλου, αφήνοντας αρνητικό χώρο. Αν και αυτή είναι μια αποτελεσματική μέθοδος χύτευσης, είναι επίσης δαπανηρή και χρονοβόρα λόγω του απαιτούμενου φελιζόλ. 

Η μέθοδος lost-PLA χρησιμοποιεί ένα ρολό νήματος PLA και έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή για τη δημιουργία ακριβών καλουπιών πιο οικονομικά. Το νήμα έχει χαμηλό σημείο τήξης και εξίσου χαμηλό κόστος, καθιστώντας το ιδανικό για βραχυπρόθεσμα έργα χύτευσης μετάλλων. 

Αυτό το παράδειγμα δείχνει ότι η καινοτομία δεν σημαίνει απαραίτητα την εγκατάλειψη όλων των προηγούμενων μεθόδων. Αντίθετα, οι άνθρωποι μπορούν να επικεντρωθούν στις πτυχές με αξιοσημείωτα μειονεκτήματα, αντιμετωπίζοντας αυτές με νέες τεχνολογίες, συμπεριλαμβανομένων των τρισδιάστατων εκτυπωτών. 

Ανάπτυξη μεταλλικού τζελ για τρισδιάστατη εκτύπωση αντικειμένων σε θερμοκρασία δωματίου

Το γάλλιο και το ίνδιο είναι δύο μέταλλα χαμηλού σημείου τήξης και και τα δύο έπαιξαν σημαντικό ρόλο σε μια καινοτομία που άνοιξε ευκαιρίες για τη χρήση τρισδιάστατων εκτυπωτών για τη δημιουργία μεταλλικών αντικειμένων σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτή η προσπάθεια ξεκίνησε όταν οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα διάλυμα σωματιδίων χαλκού σε κλίμακα μικρομέτρων αιωρούμενων στο νερό. Στη συνέχεια πρόσθεσαν ένα κράμα ινδίου-γαλλίου που ήταν υγρό σε θερμοκρασία δωματίου και ανακάτεψαν τα δύο συστατικά για να αναμειχθούν. 

Αυτή η δράση αναγκάζει τα σωματίδια χαλκού και το υγρό μέταλλο να κολλήσουν μεταξύ τους, σχηματίζοντας μια μεταλλική γέλη μέσα στο υδατικό διάλυμα. Οι επιστήμονες διευκρίνισαν επίσης ότι η ομοιόμορφη κατανομή των σωματιδίων χαλκού στο τζελ απέτρεψε προβλήματα που διαφορετικά θα μπορούσαν να φράξουν έναν 3D εκτυπωτή. 
Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν ότι αυτή η μέθοδος επιτρέπει την εκτύπωση προϊόντων που είναι έως και 97,5% μεταλλικά και εξαιρετικά αγώγιμα. Αν και η χύτευση μετάλλων θα παραμείνει σχετική στο άμεσο μέλλον, οι άνθρωποι πρέπει επίσης να εφαρμόσουν ό,τι γνωρίζουν για τα μέταλλα με χαμηλά σημεία τήξης για να βρουν άλλες μεθόδους που μπορεί να καλύψουν νέες ανάγκες.

Μέταλλα που δεν αντέχουν τη ζέστη

Τα περισσότερα μέταλλα είναι γνωστά για τα υψηλά σημεία τήξης τους, αλλά υπάρχουν και εξαιρέσεις. Οι άνθρωποι που θέλουν να χρησιμοποιήσουν μέταλλο για χύτευση μπορούν να επωφεληθούν από υλικά χαμηλού σημείου τήξης για πρόσθετη ασφάλεια, ευκολία και συμβατότητα με 3D εκτυπωμένα ή χειροποίητα πλαστικά καλούπια. 

Σημείωση του συντάκτη:Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις 17 Μαΐου 2023 και ενημερώθηκε στις 18 Δεκεμβρίου 2024 για να παρέχει στους αναγνώστες περισσότερες ενημερωμένες πληροφορίες.

Το Revolutionized υποστηρίζεται από αναγνώστες. Όταν αγοράζετε μέσω συνδέσμων στον ιστότοπό μας, ενδέχεται να κερδίσουμε μια προμήθεια θυγατρικών. Μάθετε περισσότερα εδώ.