Как плавить алюминий в домашних условиях в разные формы
Алюминий – металл, который широко используется в промышленности и быту.
Из него производят не только детали самолетов и кораблей, но и посуду, и другие предметы утвари. Поэтому нередко возникает потребность в самостоятельном изготовлении алюминиевых деталей, вышедших из строя.
Производить из него литые изделия в кустарных условиях позволяет свойство алюминия плавиться при относительно невысоких температурах. Для того чтобы самостоятельно изготавливать литые изделия из алюминия, нужно знать поведение этого металла при высоких температурах и его физико-химические свойства.
Характеристики алюминия
Температура плавления алюминия зависит от степени чистоты металла и составляет приблизительно 660 °C. Его точка кипения – 2500 °C.
Алюминий отличается своей легкостью и пластичностью, поэтому хорошо гнется и поддается обработке штамповкой.
Этот металл является отличным проводником тепла и активно вступает в химическую реакцию при высоких температурах с кислородом воздуха, образуя на поверхности окисную пленку. Она защищает алюминий от дальнейшего окисления, однако при расплавлении лома существенно отражается на составе сплава. В процессе плавки металла структура алюминия меняется.
Технологии домашнего литья алюминия и необходимое оборудование
Принцип литья алюминия в домашних условиях должен исходить из технологии его получения на производстве с поправкой на условия, которые можно использовать дома.
Алюминиевые изделия путем литья получают несколькими способами. В бытовых условиях наиболее распространенным и удобным способом является технология литья алюминиевого расплава в специально изготовленные формы.
Поэтому для проведения процесса необходимо обеспечить две вещи:
- соорудить печь для расплавления алюминиевого лома;
- создать нужную форму для получения литого сплава или отдельной детали.
Процесс литья должен включать несколько этапов:
- Подготовка алюминиевого лома, включающая очистку от грязи, примесей и разных наполнителей, а также его измельчение до небольшого размера.
- Проведение процесса плавки запланированным способом. При полном расплавлении металла с его поверхности нужно удалить шлаковые образования.
- Заполнение приготовленной формы жидким алюминиевым расплавом. После отвердевания слиток освобождается от формовочной массы.
Рассмотрим, как плавить алюминий в домашних условиях, какие конструкции печей для расплавления металла можно использовать, а также варианты самостоятельного изготовления формы.
Самодельные печи и способы расплавления алюминия
Для того чтобы расплавить алюминий, нужно разогреть его до температуры, близкой к 660 °C. На открытом пламени костра такой температуры невозможно достичь. Поэтому необходимо закрытое пространство, которое может обеспечить самодельная печь. Нагревать ее можно с помощью сжигания угля и дров или использования природного газа.
Можно также использовать электрическую муфельную печь, если она есть в хозяйстве.
При самостоятельно изготовленной печи нужно обеспечить принудительную вентиляцию для поддержания процесса горения.
1. Самый простой вариант самодельного очага можно изготовить из старых кастрюль.
Его конструкция выполняется следующим образом:
- В качестве каркаса используют стальную емкость, например, старую кастрюлю, сбоку которой нужно проделать отверстие для подачи воздуха через подведенный металлический патрубок.
- Воздух через шланг принудительно может подаваться с помощью пылесоса.
- Внутрь устройства проводится закладка каменного угля.
- Затем уголь поджигают и подают воздух, чтобы огонь не погас.
- Емкость для расплавления алюминия предварительно ставят внутри импровизированной печной конструкции и обкладывают ее с боков углем. При его сгорании обеспечивается равномерное распределение тепла.
- Чтобы тепло не расходовалось на окружающий воздух, сверху «кастрюльную» печь следует неплотно накрыть крышкой, оставив небольшую щель для выхода дыма.
Самодельная печь для плавки
Проще всего взять несколько огнеупорных кирпичей и выложить из них очаг. Это удобно делать в подходящей металлической емкости (старая кастрюля), которая будет использована в качестве каркаса. Сбоку делается отверстие для подведения патрубка подачи воздуха. Можно приспособить подходящий по диаметру отрезок металлической трубы. К нему подключают шланг пылесоса, фен или другое подающее воздух устройство.
Внутрь закладывается древесный (каменный) уголь. Разжигается огонь, включается подача воздуха. Сосуд, где будет плавиться алюминий, устанавливается внутрь печи. С боков он также обкладывается углем. Желательно на печь сделать крышку, чтобы тепло не уходило напрасно, а оставить лишь отверстие для отвода дыма.
В идеале топливник делают цельным с овальным сводом. Используют специальные смеси для кладки жаропрочного кирпича и футеровки печей. Такую конструкцию вполне можно соорудить из старого ведра. Внутренний свод формируют, используя пластмассовые цветочные горшки подходящего размера. Внутрь массы для армирования можно вмуровать металлическую сетку. После застывания смеси получится добротная печь, способная выдержать не одну плавку.
Пошаговая инструкция по литью алюминия в домашних условиях — материалы и порядок действий
Существует несколько методик литья алюминия, которые используются на производстве, в промышленных масштабах. Но если речь идет о работе в быту, то наиболее приемлемый способ – заливка жидкого алюминия в самодельные формы. Вот о такой технологии и пойдет речь.
Различных «инженерных решений», реализуемых при самостоятельном литье алюминия в домашних условиях, достаточно много. «Народные умельцы», зная его характеристики, сами подбирают необходимые приспособления и материалы. Одна из основных проблем – из чего и как изготовить форму для заливки. Именно на этом чаще всего и «спотыкаются» люди, не имеющие практического опыта. Поэтому рассмотрим только один из простейших вариантов, так как охватить все способы в одной статье – нереально.
Начнем с того, что нужно будет приготовить для литья:
Лом алюминия
С этим металлом встречался каждый из нас. Но все ли замечали, что, к примеру, проволока из алюминия бывает разной. Одна легко гнется, как пластилин, а другая – более твердая, менее податливая. Для литья желательно выбирать ту, что помягче, так как в таком материале, условно говоря, меньше оксидов и больше «чистого» алюминия.
Он по внешнему виду очень похож на алебастр, и их легко перепутать. Кроме того, продавец, не зная, для чего покупателю нужен гипс, вместо него может предложить этот «аналог». В строительной сфере материалы часто заменяют друг друга, так как многие их характеристики схожи. Но для изготовления форм алебастр точно не подходит! Это нужно учесть.
На практике берутся обычные свечи, которые есть в любом отделе хоз/товаров
Какие они – стеариновые или парафиновые – не суть важно. Количество зависит от габаритов требуемой детали, «болванка» которой и будет готовиться из них
В процессе работы понадобится и еще кое-что. Это станет понятно при рассмотрении технологии литья, а выбор конкретных материалов зависит от сообразительности и возможностей мастера.
Емкости для плавления
Растапливать свечи можно и в обычной «жестянке». А вот для алюминия посуда нужна попрочнее, так как ее придется довольно сильно нагревать.
Источник высокой температуры
При использовании для разогрева материалов достаточно мощной печкой необходимо включить в цепь ее питания какой-нибудь регулятор температуры (если его нет). Такая модернизация сэкономит время, нервы и эл/энергию. Достаточно установить простейший реостат или регулируемый трансформатор (ЛАТР). Иначе придется постоянно заниматься включение/выключением прибора, чтобы не «загнать» температуру.
Технические параметры
Характеристика отливок устанавливается точностью размеров и весовой категорией. Благодаря высокотехнологичному оборудованию погрешности в размерах при определенных массах ничтожно малы.
Так, например, при четвертом классе точности – погрешность в размерах 0,40 мм при объемах 100-160мм. Если рассматривать третий класс точности, здесь можно отметить отклонение в 1,2%, при весе 4-10кг.
На «Zavod-Litja.ru» мы пользуемся определенными стандартами качества, например, такими как ГОСТ ISO 9001-2011. Требования такой совершенной системы позволяет нам совершать свои работы и производить литье алюминия на заводе в лучших традициях и в отличном качестве.
Уровень брака, выполненных работ при этом сводится к нулю. Отливки, которые изготавливаются нашим заводом, подвергаются жесткому контролю и постоянным проверкам. Проверкам на герметичность, рентген-контроль и многим другим, которые предусматривает разработчик.
Как отлить алюминий
Характеристика алюминия. Алюминий один из самых распространённых металлов.
Он серебристо-белого цвета, достаточно хорошо поддаётся литью и механической обработке. В силу своих особенностей алюминий оснащён высокой теплопроводимостью и электропроводимостью, а также обладает коррозионной стойкостью.
У технического алюминия температура плавления равна 658 градусам, у алюминия высокой чистоты — 660, температура кипения алюминия составляет 2500 градусов.
Для отливки алюминия домашние нагревательные приборы вряд ли будут полезны и обеспечат нужной температурой. Нужно расплавить алюминий, нагревая его до температуры свыше 660 градусов.
Литье алюминия: выбор источника тепла
В качестве источника тепла для плавки алюминия можно использовать:
- Очень действенный способ достигается благодаря собственноручной тигельной муфельной печи. В рабочую поверхность данной печи устанавливается тигля (необходимый инструмент для плавки алюминия), в него добавляют сырье. С помощью муфельной печи можно очень просто отлить алюминий.
- Муфельная печь для плавки алюминия своими руками, тут!
- Для получения температуры плавления алюминия достаточно температуры горения сжиженного или природного газа, в этом случае процесс можно выполнить в самодельной печи.
- При небольшом объеме плавки можно воспользоваться теплом, получаемом при горении газа в бытовой газовой плите.
- Необходимую температуру обеспечат газовые резаки или ацетиленовые генераторы, если таковые имеются в домашнем хозяйстве.
Подготовка алюминия
Несмотря на то что процесс плавки будет выполняться в домашних условиях, к нему необходимо отнестись ответственно. Металл предварительно необходимо очистить от грязи, раздробить на небольшие куски. В этом случае процесс плавки пойдет быстрее.
Выбор останавливают на более мягком алюминии, как более чистом материале, с меньшим количеством примесей. Во время плавки с жидкой поверхности металла убирают шлак.
Использование кухонной плиты
Штучное литье из алюминия можно организовать без изготовления специальной печи. Необходимая температура достигается с использованием бытового газа. Сам процесс плавки занимает около получаса, если объем алюминия не превышает 100-150 грамм.
В качестве емкости используют жестяную банку из-под сгущенки, например. В нее засыпают очищенный и измельченный лом алюминия. Но расплавить его, поставив жестяную банку на решетку над горелкой, не получится – не хватит температуры. Чтобы уменьшить потери тепловой энергии, изобретатели придумали хитрую конструкцию.
Банка с сырьем для плавки помещается внутрь другой жестянки и устанавливается на распорках таким образом, чтобы снизу до дна и с боков до стенок был зазор 5-10 мм. Вторая банка, соответственно, должна быть большего диаметра. В ней снизу проделывается отверстие (диаметром 3-4 см) для подвода струи пламени. Рассекатель с горелки газовой плиты снимается.
Поджигается пламя. Конструкция устанавливается строго над его фитилем. Пламя должно проходить внутрь и греть только жестянку с ломом. Банка большего диаметра играет роль оболочки и удерживает тепло внутри. Сверху проем прикрывается, оставляется лишь зазор для выхода продуктов горения. Интенсивность горения регулируется.
Как отлить деталь сложной формы из алюминия
На промышленных предприятиях зачастую используют металлические формы. Литейные формы для отливки алюминия можно получить из различных материалов. Чаще всего, используют гипс. Гипс можно приобрести в любом строительном магазине по любой приемлемой для вас цене. Рекомендуется использовать скульптурный или белый гипс.
Отличный вариант — скульптурный, который маркируется Г-16. В связи с высокою ценою можно заменить на Г-7 — обычный белый гипс. Категорически запрещается выполнять замену на алебастр, несмотря на то что они в строительных работах часто взаимозаменяемые.
Рассмотрим простой способ отливки детали из алюминия своими руками в домашних условиях.
Чтобы отлить деталь из алюминия нам потребуется:
- сосуд для плавки;
- металлолом;
- форма для плавки.
Основные этапы процесса:
1. Подготавливаем сосуд для плавки (можно использовать сосуд из части стальной трубы).
2. Изготавливаем форму для плавки. Если деталь имеет сложную конструкцию, то форма может иметь несколько составляющих.
В нашем варианте форма будет состоять из двух частей. Сначала продумайте, как упростить деталь для удобства (рекомендуем укрепить отверстия с помощью скотча).
Форму очень просто сделать из скульптурного гипса (не применяйте алебастр!). Можно воспользоваться пластилином.
3. Прежде чем заливать гипс, следует смазать ёмкость маслом, чтобы гипс не смог прилипнуть к ёмкости.
4. Аккуратно залейте гипс, периодически встряхивайте форму для того, чтобы вышли пузырьки.
Важно знать: процесс затвердевания гипса достаточно быстрый, поэтому будьте внимательны и постарайтесь вовремя установить модель в гипс. Кроме этого, рекомендуется установить в гипс предмет (например, небольшую палку), который станет каналом для заливки нашей детали
Кроме этого, рекомендуется установить в гипс предмет (например, небольшую палку), который станет каналом для заливки нашей детали.
5. Необходим первичный слой для предстоящей заливки.
Берём сверло и делаем 4 небольших отверстия, форму обрабатываем маслом. Это необходимо для того, чтобы готовые детали форм лежали максимально устойчиво в процессе отливки.
6. Делаем заливку второго слоя.
7. После того, как произойдёт затвердевание, необходимо аккуратными движениями извлечь форму из ёмкости и разделить половинки.
8. Перед отливкой обрабатываем форму сажей, чтобы избежать прилипания жидкого алюминия. Форму необходимо просушить. Естественным путем процесс сушки происходит целый день. Желательно просушить гипсовую заготовку в духовом шкафу. Начинать с температуры 11 0 0 С — один час и два часа при температуре 300 0 С. В гипсе необходимо предусмотреть отверстия для заливки алюминия и удаления остатков воздуха.
Таким способом плавим алюминий.
9. Затем жидкий металл помещаем в форму и ждём полного остывания.
В результате получаем нужную заготовку, затем её шлифуем и делаем специальные отверстия.
https://youtube.com/watch?v=5uvOaxKmLOQ
Разборка формы и доработка детали
Алюминий остыл, а значит, пора проверить, что получилось. Форму разъединяют, изнутри достают отливку. По сути, она является только заготовкой, которую ещё придётся обрабатывать. В этом может помочь ручная гравёрная машинка с подходящей фрезой.
ФОТО: YouTube.comВот такая заготовка была извлечена из гипса
После того как завершится обработка заготовки, деталь примет свой окончательный вид. Её можно будет установить на предназначенное для неё место и проверить правильность форм ‒ не задевает ли где, не мешает ли работе других узлов.
ФОТО: YouTube.comДеталь установлена, работает, а значит, задача выполнена
Проведение плавки в муфельной печи
Муфельная печь позволяет существенно упростить процесс плавки, при ее применении можно получить металл высокого качества. Как и в других случаях, в рассматриваемом следует обязательно использовать флюс для отведения вредных примесей
Рассматривая то, как расплавить алюминий в домашних условиях, уделим внимание пошаговой инструкции:
- Выполняется расплавление флюса. Рекомендуемое количество этого вещества — от 2 до 5% от веса алюминия, который будет использоваться в качестве сырья. После расплавки флюса доставляется лом.
- Плавка алюминия проводится при температуре 700 градусов Целься. При нагреве до подобного показателя металл начинает светиться красным цветом.
- Не стоит забывать о том, что при плавке существенно уменьшается объем применяемого сырья.
- Флюс, при необходимости, добавляется и в конце процесса. Количество вещества — 0,25% от веса металла в печи.
- При получении сплава, похожего на одну большую каплю, тигель немного держат при высокой температуре для повышения степени текучести.
- Завершающим этапом становится заливка расплавленного металла в форму, после чего ему дают остыть.
Стоит учитывать, что для проведения процесса плавки требуется тигель с носиком из тугоплавкого материала, выдерживающим сильный нагрев. В продаже встречаются кварцевые, фарфоровые, стальные, чугунные и другие тигли. Литейная форма, как правило, изготавливается из скульптурного гипса, который выдерживает сильный нагрев, но при этом довольно хрупкий и не прилипает к металлу во время его остывания и затвердевания.
Алюминиевые и дюралевые отходы нетрудно расплавить буквально в домашних условиях. И для этого не нужно строить доменные печи, создавать тягу, как это принято в соответствии со стандартными условиями.
Алгоритм работы в домашних условиях
Изготавливать алюминиевые детали литейным способом дома не так уж и сложно, для процесса не потребуется дорогое специальное оборудование. Те модели, которые будут принимать участие в литейной работе, потребуется очистить сверху и смазать изнутри. Подготовка потребуется и тогда, когда вы практикуете метод литья «в землю». Обязательно проконтролируйте, чтобы технологическое углубление по своим контурам строго соответствовало контурам будущей детали.
Как говорилось, усадка расплавленного алюминия является немаловажным параметром при работе. При выполнении заливки она должна быть минимальной, иначе деталь по размерам не будет соответствовать тем, которые были заданы.
С той целью, чтобы при застывании металла усадка имела минимальный показатель, на форме нужно будет выполнить незначительный глиняный кант, по который в нее и заливают расплавленный алюминий.
https://youtube.com/watch?v=RTzUSewpIKs
С целью расплавления металла обычно применяется емкость из стали и специальная печка. При этом при выполнении работы не стоит забывать и о правилах по технике безопасности. В случае если вы решили заниматься литейным процессом дома, нужно соблюдать правила личной безопасности. Обязательно надевайте специальную одежду, которая будет защищать кожу от возможных ожогов.
Ниже были рассмотрены ключевые аспекты, связанные с процессом литья алюминия как в промышленных, так и домашних условиях. Как видите, заниматься этим дома может каждый, для работы не потребуется дорогое оборудование, с помощью подручных средство можно научиться изготавливать всевозможные алюминиевые детали прямо не выходя из дома.
https://youtube.com/watch?v=o7CXWKOPatg
Продукция, формируемая путем заливания жидкого сплава в литейную форму, в которой происходит застывание, называется отливка. Она может представлять собой готовое изделие или требовать дополнительной обработки.
Отливки бывают таких видов:
- полуфабрикаты, которые нуждаются в последующей обработке;
- слитки, обрабатываемые под давлением;
- отливки, формируемые с помощью резания;
- продукция, не требующая никакой дополнительной обработки, кроме очищения или покраски.
Для получения отливок используют металл и разный исходный материал для сплава: воск, песок, цемент, пластмассу и другие. Приблизительно восемьдесят процентов отливок получают путем литья алюминия в формы из песка и гипса. Но такая продукция всегда требует дополнительных этапов обработки перед отправлением к заказчику.
Разнообразие и использование сплавов, необходимые станки и формы
Повышенным спросом пользуются изделия из алюминиевых сплавов:
- Силумин – сплав алюминия с кремнием. После добавления в его состав магния, конечный продукт становится чрезвычайно прочным. Это один из самых низкоусадочных и высокогерметичных сплавов. При изготовлении не подвержен растрескиванию и используется для создания элементов, подвергающихся небольшим нагрузкам.
- С целью создания фасонного литья используется сплав, в состав которого помимо самого алюминия входят медь, кремний и железо. Такая заготовка прекрасно отделяется от формы и отличается высокой прочностью.
- При создании высокопрочных элементов используют сплав алюминия с добавлением кремния, никеля, меди и цинка.
Тот или иной сплав выбирается в зависимости от задач, которые предстоит выполнить изготовленным деталям и нагрузок, которые готовые элементы должны будут выдержать.
Все операции проводят на специально созданном оборудовании, которое может быть использовано как в условиях производственного цеха, так и в небольшой частной мастерской.
Для создания вышеперечисленных сплавов необходимо использование машин, оснащенных как холодной, так и горячей камерами, предназначенными для плавления металла. Машины с горячими камерами необходимы при производстве сплавов, в состав которых введен цинк. Расплавленный металл внедряется во внутреннее пространство пресс-формы постепенно. Он заполняет всю форму.
Во время работы со сплавами, в составе которых содержится магний и медь, отливки производятся благодаря тому, что расплавленный состав внедряется внутрь пресс-формы под довольно большим давлением. Его уровень в определенных ситуациях достигает 700 Мпа. Именно такой способ производства позволяет заметно повысить производительность труда, не повышая трудоемкости процесса, а изготовленным таким образом детали не требуют механической обработки.
Выбор оборудования при создании цеха или организации процесса литья основан на особенностях технологического процесса. При литье алюминия под давлением он заключается в следующем:
- В раскаленной печи металл нагревается до температуры плавления и переходит в жидкое состояние.
- В это время в цеху должна быть подготовлена специальная пресс-форма, внутренний контур которой полностью соответствует параметрам будущей детали.
- Расплавленный металл под большим давлением подается в подготовленную пресс-форму.
- После остывания из разъемной пресс-формы извлекают готовое изделие.
Алюминиевое изделие в пресс-форме
Сегодня некоторые производители пользуются и другими способами литья. Это может быть литье в землю, песок или цемент, но литье алюминия под давлением дает возможность получить изделие, минимальная толщина стенки которого меньше миллиметра. А все может достигать от 4 до 12 кг.
Профессиональное оборудование для качественного литья высокоточных алюминиевых деталей
Чтобы получить качественные изделия, имеющие точную форму, необходимо приобрести оборудование для профессионального литья алюминия, а также спецмашины для правильного осуществления важной процедуры. При грамотном осуществлении процедуры литье деталей из алюминия используются высокопрочные профессиональные пресс-формы
Конструкции изготовлены из надежных стальных сплавов и им не страшна высокая температура плавления алюминия. Они должны иметь безупречно ровную поверхность, какие-либо деформации и искажения исключены, поскольку непосредственно влияют на качество процедуры отлив алюминия нужной формы.
Особенности прессформы:
Форма должна содержать в конструкции дополнительные механизмы, позволяющие быстро извлекать готовые изделия, имеющие высокие температуры. В состав качественной пресс-формы входят специально разработанные подвижные стержни из качественного металла, которые непосредственно нужны для формирования специальных внутренних полостей.
Преимущества оборудования для профессионального изготовления форм:
- С помощью стандартных шаблонных форм можно легко придавать любым изделиям идеально ровную поверхность;
- Выплавляемым материалам можно придавать любую геометрическую конфигурацию;
- специально разработанные механизмы позволяют без особых усилий доставать отлитые металлические изделия из форм.
В процессе качественного литья любых алюминиевых деталей и изделий используют специализированные литейные машины, а также дополнительные приспособления. При этом спецмашины могут традиционно оснащаться холодной и горячей камерой, при помощи которых реализуется основной процесс образования, а также прессования необходимой формы изделия.
Специальные горячие камеры, предназначенные для качественного и быстрого плавления любых видов металла, применяются в основном для профессионального производства сложных сплавов, основу которых составляет высокопрочный цинк.
Преимущества литья при помощи спецоборудования
- Отлив алюминия происходит под требуемым давлением. Максимальное давление в установке достигается при помощи воздуха или действия поршня. Под воздействием необходимого уровня давления формовочная смесь для литья алюминия вытесняется в специальные внутренние формы, которые заранее подготовлены.
- Профессиональные машины, в которых используется только холодное давление, в основном используют для качественной отливки изделий с применением специально разработанных медных сплавов.
Основную смесь для литья направляют в специальную поверхность формы. Процедура происходит под высоким давлением, за счет которого удается создавать заданную форму. При этом получаемое изделие не требует дополнительной обработки, и дополнительная полировка алюминия не потребуется.
Производственные машины для литья алюминия под давлением могут использоваться для отдельных видов форм. При этом спецмашины, предназначенные для профессиональной процедуры литье алюминия под давлением, могут иметь разные модели, в зависимости от главных параметров работы.
Надежное оборудование используется преимущественно на предприятиях и представляет собой специально созданные конструкции, предназначенные для качественного изготовления деталей под заказ. Таким образом, высокая цена оборудования для производственного литья алюминия полностью оправдана.
