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Spath Fluor


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Posted (edited)

Bonjour, vivant en France, la vente du borax est réglementée, et le prix est assez élevé. J'ai proche de chez moi une ancienne mine de fluorite. Je me demande s'il est possible d'en ramasser et de la broyer pour l'utiliser comme flux ? Il serait encore plus puissant que le borax ! J'ai fait des recherches à ce sujet, certains évoquent sa toxicité, d'autres disent que c'est relativement faible si il n'est pas mis en présence d'acide. 

Le spath fluor est une poudre blanche, il s'agit bien de fluorite broyée en poudre ou c'est différent ? Peut-on l'utiliser pure ou dois-je la mélanger au sable ou plutôt à de la cendre ? Les seules recettes que j'ai trouvées contiennent du borax.

 

Je réalise l'ensemble de mes soudures à la cendre de bois ou à la poudre de grès, cela fonctionne très bien quand on soude en une seule fois, mais pour la préparation qu'il faut souder en deux chaleurs c'est compliqué, car ces flux ne sont pas assez puissants pour nettoyer les oxydes à la deuxième chaleur. Ces flux sont également limités lorsque je dois réaliser des soudures acier / fer peu étanches.

Edited by Pierre-jean Guibert
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La fluorine est effectivement très réactive, mais elle est aussi très dangereuse. Le problème est que lorsqu’il se vaporise, il se mélange à l’hydrogène et à l’oxygène de l’atmosphère pour créer de l’acide fluorhydrique, qui peut transformer vos poumons en liquide s’il est inhalé.

S'il est utilisé en petites quantités avec une TRÈS bonne ventilation extractive, il est relativement sûr. Je ne l'ai utilisé qu'avec du borax, mais j'imagine que cela fonctionnerait avec du sable ou du verre en poudre.

Pouvez-vous obtenir de l'acide borique ? On le retrouve fréquemment dans la poudre anti-cafards, souvent comme seul ingrédient. C'est un flux décent en soi.

Je reçois mon borax anhydre dans un magasin qui vend des ingrédients pour fabriquer du savon. Peut-être que tu peux le trouver de cette façon ?

 

Thanks, Google Translate!  For the English readers here, I said

 

Fluorite is indeed very reactive, but is also very dangerous.  The issue is that when it vaporises it mixes with the hydrogen and oxygen in the atmosphere to create hydrofluoric acid, which can turn your lungs to liquid if inhaled.  

If used in small quantities with VERY  good extractive ventilation it is relatively safe.  I have only used it with borax, but I imagine it would work with sand or powdered glass.  

Can you get boric acid? It is frequently found in anti-cockroach powder, often as the sole ingredient.  It's a decent flux on its own.  

I get my anhydrous borax from a plce that sells ingredients for making soap. Maybe you can find it that way?

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Je viens de me souvenir d'autres informations sur les raisons pour lesquelles je n'utilise plus de spath fluor ! Non seulement le danger, mais aussi parce qu'il est tout simplement trop agressif lorsqu'il est mélangé avec du borax. Il ronge littéralement les aciers à la chaleur de soudage. Je l'utilisais sur une soudure difficile sur un seax multibar, et quand je l'ai sorti du feu les barres ressemblaient à une bougie fondante.

 

I just remembered other info about why I don't use fluorspar anymore!  Not only the danger, but because it's simply too aggressive when mixed with borax.  It literally eats the steels away at welding heat.  I was using it on a difficult weld on a multibar seax, and when I took it from the fire the bars looked like a melting candle.

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L'acide borique est chez certains vendeurs, réglementé, chez d'autres en vente libre. C'est étrange, alors que je peux commander du spath fluor n'importe où pour 5 fois moins cher! Je pense que des lois restrictives arrivent, car il y a quelques années on pouvait se procurer du borax très facilement, aujourd'hui c'est plus compliqué et en plus c'est beaucoup plus cher. J'ai regardé chez les revendeurs de savons, mais en France ils changent tous les produits, ils vendent des SUBSTITUTS au borax, des SUBSTITUTS à l'acétone, etc etc..

 

Si le fluor est trop agressif et en plus aussi dangereux, je vais m'abstenir de l'utiliser, c'est bien dommage qu'aucuns minerai que je peux trouver en France soit aussi efficace que le borax sans être trop dangereux! Le plus efficace que j'ai essayé de facile à se procurer est la cendre de bois, peut être parce qu'elle est alcaline! Je forge en extérieur mais je ne souhaite pas prendre le risque d'une intoxication à l'acide fluorhydrique...

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Oui, vous voulez quelque chose d'assez alcalin pour tamponner l'oxygène et quelque chose de vitreux pour maintenir les oxydes en suspension.

 

De la cendre de bois, ou surtout de la cendre de fougère, et un peu de sel suffiront dans une certaine mesure. 

 

Vous voulez du sodium pour le garder alcalin. Le borax pour flux est du borate de sodium. L'aluminium, le carbone et le silicium peuvent agir comme le bore à cet égard, et le calcium ou le potassium (dans la cendre de bois) peuvent agir comme le sodium, mais pas aussi fortement. 

 

Essayez donc d’ajouter du sel et de la silice à vos cendres de bois et voyez si cela aide !  Vous voulez faire un verre alcalin, et c'est une recette...

 

 

Yes, you want something pretty alkaline to buffer the oxygen, and something glassy to keep the oxides in suspension.

Wood ash, or especially fern ash, and some salt will do it to a degree.  

You want some sodium to keep it alkaline. Borax for flux is sodium borate. Aluminum, carbon and silicon can act like boron in that regard, and calcium or potassium (in the wood ash) can act like sodium, just not as strongly.  

So try adding salt and silica to your wood ash and see if it helps!  You want to make an alkaline glass, and that's one recipe...
 

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Si je comprend bien, le sel permet au flux de rester alcalin à haute température? 

 

Je pense essayer:

1 part de sel 

1 part de cendre de bois

1 part d'argile réduite en poudre (elle contiendra de la silice et de l'alumine)

1 part de charbon de bois en poudre pour apporter du carbone

 

C'est une base qui paraît bonne? Ou à modifier? Je ferai bien entendu des essais et un compte rendu! Mon objectif est de se rapprocher des performances du borax, avec des produits facilement accessibles ici, sans pour autant être dangereux. 

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Je pense que ça marcherait! Peut-être moins de charbon de bois, car il y a du carbone dans l'atmosphère du feu. Un peu, c'est bien, cependant, cela crée une atmosphère réductrice pour aider à reconvertir les oxydes en fer.

 

I think that would work!  Maybe less charcoal, as there is carbon in the atmosphere of the fire.  A little is good, though, it makes a reducing atmosphere to help convert oxides back to iron.

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J'ai essayé ce flux, composé donc de:

2 parts d'argile réduite en poudre

2 parts de cendre de bois

2 parts de sel

1 part de charbon de bois

 

Il a été vraiment très efficace! J'ai pu souder en deux fois des morceaux 1095-1095, 1095 - acier doux, acier doux - acier doux. 

 

Il faut juste faire attention à ne pas respirer les fumées qui se créent quand on saupoudre le flux sur la billette.

 

Les avantages sont que le sel aide le flux à adhérer même à des températures basses (inférieures à celle de trempe). Contrairement au sable qui nécessite une chaleur très élevée pour accrocher.

 

J'ai ouvert une des soudures, l'ai laissé s'oxyder afin d'avoir du tartre, fluxé, puis soudé de nouveau... Sans nettoyage, ça a fonctionné. Sauf un morceau qui était trop sale, j'ai simplement chauffé au jaune, nettoyé avec une lame de couteau, puis refluxé, chauffé de nouveau et ça s'est soudé parfaitement.

 

Je pense que c'est un flux intéressant pour ceux qui n'ont pas accès au borax. C'est vraiment beaucoup plus facile que la cendre ou le sable seul. J'ai même pu ouvrir une soudure de 1095-1095, la laisser s'oxyder, fluxer sans nettoyage, et re soudé ... Chose impossible au sable car les températures sont trop basses et le flux pas assez puissant pour dissoudre le tartre de la première chauffe...

 

Alan cette recette est vraiment cool!

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Eexcellent! Je suis ravi que cela fonctionne si bien. B) J'ai pris la liberté de traduire, car cela aidera les autres!

 

I took the liberty of translating, since this will help others!

 

I tried this flux, composed of:

2 parts clay reduced to powder

2 parts wood ash

2 parts salt

1 part charcoal

 

It was really very efficient! I was able to weld pieces 1095-1095, 1095 - mild steel, mild steel - mild steel in two batches.

You just have to be careful not to inhale the fumes that are created when you sprinkle the flux on the billet.

 

The advantages are that the salt helps the flux adhere even at low temperatures (lower than quenching). Unlike sand which requires very high heat to stick.

I opened one of the welds, let it oxidize to scale, fluxed, then welded again...Without cleaning, it worked. Except for one piece that was too dirty, I simply heated it to yellow, cleaned it with a knife blade, then refluxed it, heated it again and it welded perfectly.

 

I think this is an interesting feed for those who don't have access to borax. It really is much easier than ash or sand alone. I was even able to open a 1095-1095 weld, let it oxidize, flux without cleaning, and weld again... Something impossible with sand because the temperatures are too low and the flux is not powerful enough to dissolve the scale of the weld. the first heat...

 

Alan this recipe is really cool!

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That's awesome I'll have to try this recipe. I was surprised to find it so difficult to find borax when I came back to france. I did ultimately find a seller who didn't restrict the sale, and had a decent price for 5kg. It's decahydrate rather than anhydrous (it foams more when it liquifies), but imho that's not a big deal and it could always be cooked into anhydrous if one cares enough (though that's a bit messy... Ymmv!). Caveat: I haven't tried it yet as I'm still going through the stash of borax I brought back with me from the us, but I mean it's borax, what could go possibly wrong right? ;)

 

 

C'est super il faudra que j'essaye cette recette. J'ai ete surpris de voir a quel point il est difficile de trouver du borax quand je suis rentré en France. Finalement j'ai trouvé un vendeur qui ne limite pas la vente et qui a un prix correct pour 5kg. C'est du decahydrate, pas du anhydre (ça fait plus de bulles a la liquefaction) mais je ne trouve pas ça très important et il est toujours possible de le déshydrater (bien que ça soit pas super clean comme procédure, a chacun de voir!). Attention je ne l'ai pas encore essayé car je finis ma reserve que j'ai ramené des US. Mais bon, c'est du borax, ça devrait le faire! ;)

 

https://www.alquera.com/fr/borax/

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3 hours ago, Francis Gastellu said:

it could always be cooked into anhydrous if one cares enough (though that's a bit messy... Ymmv!)

 

There's a bit of internet mythology that you can make anhydrous borax by baking the decahydrate at 320 C / 600 F for a few hours.  This is false.  That method will give you a slightly less hydrated borax, perhaps the pentahydrate, but not fully anhydrous.  For that you need a vacuum furnace and must bring the decahydrate to a fully molten state. After cooling it will be a solid block, which then must be ground into granules.

 

Since I can get anhydrous almost as cheaply as the decahydrate here, I don't worry about it.  I get mine here: https://www.soapgoods.com/borax-anhydrous-p-887.html. A six-pound jar lasts me several years.  Note the price of one pound; $4.75.  Compare that with a certain blacksmith supply house that sells it for $20/lb.  

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12 hours ago, Alan Longmire said:

For that you need a vacuum furnace and must bring the decahydrate to a fully molten state. After cooling it will be a solid block, which then must be ground into granules

What happens if you don't have a vacuum furnace?  I no longer use flux, but used to melt borax in my forge and cooling.  It turned black-ish (IIRC it had a green tint), so what was the difference between this and if I had a vacuum furnace? 

RIP Bear....be free!

 

as always

peace and love

billyO

 

 

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18 hours ago, Alan Longmire said:

 

There's a bit of internet mythology that you can make anhydrous borax by baking the decahydrate at 320 C / 600 F for a few hours.  This is false.  That method will give you a slightly less hydrated borax, perhaps the pentahydrate, but not fully anhydrous.  For that you need a vacuum furnace and must bring the decahydrate to a fully molten state. After cooling it will be a solid block, which then must be ground into granules.

 

I stand corrected, thank you! In truth everything I've read and the photos about the process convinced me I didn't want to bother anyway, way too messy. I believe my original source was this.

 

I use anhydrous for jewelry (for which there seem to be good substitutes available in France) but in the forge my borax was always the cheap decahydrate kind even in the states, I've never had any issues with it (except perhaps at first when I was using way too much of it and destroyed my forge in a couple months!)

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5 hours ago, Francis Gastellu said:

my original source was this.

 

And that's a good source! Especially the part about why true anhydrous, while slightly hygroscopic, will not revert to a hydrated form unless fully dissolved in water and recrystallized. People sometimes ask me, why bother with anhydrous since it's just going to revert to 20-mule-team after being exposed to the air? The answer is, it doesn't.  It gets a little sticky, but it cannot reabsorb the chemically bound water unless dissolved. That's why those expensive fluxes like Iron Mountain, EZ-Weld, etc. never "go bad."  It can't.

 

11 hours ago, billyO said:

what was the difference between this and if I had a vacuum furnace? 

 

Without doing it in a vacuum you get atmospheric impurities, which is why yours was dark greenish-black.  Every impurity it absorbs from the atmosphere is one it can't absorb from the steel.  So it still works, just not as strongly.  Pure anhydrous borax is transparent, but looks white due to dust from grinding it up.   The glass that spatters off a weld is that greeny-black from all the stuff it absorbed while keeping the steel clean.

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On 09/06/2024 at 11:04, Francis Gastellu said:

C'est génial, je vais devoir essayer cette recette. J'ai été surpris d'avoir autant de mal à trouver du borax à mon retour en France. J'ai finalement trouvé un vendeur qui ne limitait pas la vente et qui proposait un prix correct pour 5 kg. Il est décahydraté plutôt qu'anhydre (il mousse plus lorsqu'il se liquéfie), mais à mon humble avis, ce n'est pas grave et il peut toujours être cuit en anhydre si l'on s'en soucie suffisamment (même si c'est un peu compliqué... Ymmv !). Attention : je ne l'ai pas encore essayé car je suis encore en train de fouiller dans la réserve de borax que j'ai ramenée des États-Unis, mais je veux dire, c'est du borax, qu'est-ce qui pourrait mal se passer, n'est-ce pas ?;)

 

 

C'est super il faudra que j'essaye cette recette. J'ai ete surpris de voir a quel point il est difficile de trouver du borax quand je suis rentré en France. Finalement j'ai trouvé un vendeur qui ne limite pas la vente et qui a un prix correct pour 5kg. C'est du décahydraté, pas du anhydre (ça fait plus de bulles à la liquéfaction) mais je ne trouve pas ça très important et il est toujours possible de le déshydrater (bien que ça soit pas super clean comme procédure, à chacun de voir !). Attention je ne l'ai pas encore essayé car je finis ma réserve que j'ai ramené des US. Mais bon, c'est du borax, ça devrait le faire !;)

 

https://www.alquera.com/fr/borax/

If you try this recipe I am interested to know your experience with! I am really happy, the parts are clean after welding, the oxides melt well... I welded for a long time only with wood ash, but it tends to become gummy and makes it very difficult to weld in two heats. But with this recipe, oxides melt better, the flux is applied at low temperature thanks to salt, And besides, there’s not gummy effect of the ash, but I don’t know why.

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I did some research, if I understand correctly, ash lowers the melting point of silica, and salt helps them stick at low temperatures.

 

And chlorine takes oxygen from oxides because it's very reactive?

 

I wan't to use this flux with 15N20 / 1075 for damascus. I don't know if chromium and nickel oxides can be melted with this flux. I'll buy bars and try!

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Your research is correct, that's exactly what happens.  I'm sure it will work with 15n20 / 1075.  

 

If you want to go down another rabbit hole of research, that flux formula is also a good stoneware pottery glaze.  The sodium in the salt will combine with the silica and alumina in the clay to produce a glass. The color of the glass depends on the kiln atmosphere and whatever impurities it absorbs from the clay.  When you put that on steel, it will then absorb other elements from the surface of the steel.  The chlorine (and everything else) combines with oxides and hopefully leaves the forge as a relatively harmless vapor.

 

In the pottery kiln, they use a LOT more salt, and the excess chlorine leaves as a VERY harmful vapor.  Once in the open air it will combine with atmospheric hydrogen to produce a weak hydrochloric acid, but fresh from the kiln chimney it's just chlorine.   With the small amount of salt you're using I wouldn't be concerned.  

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