Алюминиевое литье в домашних условиях

Я уже немного рассказывал в своем ТехноБлоге Dimanjy про плавку алюминия в домашних условиях, но сама по себе плавка алюминия не является самоцелью. Наша цель — отливка деталей из алюминия, а для этого нужно сперва изготовить так называемую литейную форму. Литейные формы для литья алюминия могут изготавливаться из множества различных материалов. На промышленных предприятиях для крупносерийного производства обычно применяют металлические литейные формы, но изготовить такую в домашних условиях своими руками крайне проблематично, особенно для сложной детали. Поэтому самым благодарным материалом для изготовления литейных форм для литья алюминия в домашних условиях является гипс. Именно о нем и пойдет речь в данной статье.

Подходящий гипс для самостоятельного изготовления литейных форм можно найти практически на любом строительном рынке или даже в хозяйственном магазине по доступной цене. Наилучшей маркой гипса является Г-16, но это уже скульптурный гипс, и найти его трудно. В магазинах обычно можно найти белый гипс марки Г-7. Стоит, однако, предупредить, что вместо гипса вам могут предложить алебастр. Алебастр не подходит для изготовления форм для литья алюминия! Нужен именно белый гипс.

Итак, все, что нам потребуется для изготовления нашей первой литейной формы — это гипс Г-7 (для начала хватит даже мешка 3 кг ценой

60 рублей), пачка обычного пластилина из детского магазина, немного плотного картона и скотч, а также небольшие листы оргстекла или какого-либо пластика для изготовления опалубки (подойдет даже ламинированная ДСП или фанера; главное, чтобы гипс хорошо от нее отходил). Также нам потребуется несколько парафиновых/стеариновых (или из чего их там делают) свечей для изготовления модели самой детали, которую мы будем отливать из алюминия. Я купил себе целый пакет (штук 20, наверное) свечей в соседнем хозяйственном магазине.

Материалами запаслись — приступаем к делу. Сперва нужно изготовить модель нашей детали, для которой мы будем делать литейную форму. Модель детали — это точная копия будущей детали из алюминия, только сделанная из другого материала. Самый простой и доступный способ — вырезать модель детали из парафина/стеарина (в общем, из растопленной свечки). Этот материал вполне неплохо держит форму и очень легко обрабатывается любым инструментом. Кладем нужное количество свечей в обрезанную сверху банку из под пива (да, забыл включить литрушечку пивка в перечень материалов ) и заправляем все это в нашу муфельную печь. (Как, вы еще не обзавелись муфельной печью?! Скорее идем по ссылке на ТехноБлог Dimanjy и делаем муфельную печь своими руками!).

Надо сказать, что процесс растопки свечей в 4-ех киловаттной муфельной печи без терморегулятора — это тот еще геморрой! Нужно сидеть и постоянно включать и выключать печку, чтобы спираль ТЭНа не успела разогреться до 1000°C. Настоятельно рекомендую — обзаведитесь терморегулятором для своей муфельной печи — сэкономьте электроэнергию, а главное — свои нервы!

После того, как свечи расплавятся, вынимаем банку из муфельной печи и даем ей немного остыть. Свечи сейчас слишком горячие и слишком жидкие — как водичка. Они будут оставаться жидкими и при более низкой температуре, а пока они остывают, мы как раз успеем изготовить из картона коробочку, в которую выльем наш парафин/стеарин. Стенки коробочки плотненько обматываем скотчем, чтобы она случайно не раскрылась. Стараемся заклеить все щели, иначе вся наша свечка вытечет через них. Если это случится, то соскребаем свечку с пола и плавим ее заново в нашей муфельной печи. Не беда, если в свечку попадет мусор — он весь осядет на дне пивной банки.

Выливаем расплавленные свечи в нашу картонную форму и даем ей остыть. Остывает свеча очень долго. Даже если кажется, что все затвердело, внутри парафин/стеарин может быть еще жидким. Я заливал свечу вечером и лишь на следующее утро приступал к изготовлению модели детали. Хотя, конечно, все зависит от размеров.

Также нужно помнить, что при застывании свечи дают очень заметную усадку. Посреди формы образуется глубокая воронка. Поэтому растапливайте свечи с большим запасом, потому как очень многое потом придется обрезать для получения ровного прямоугольного брусочка.

Получив таким образом парафиновый кирпичик, можно приступать к изготовлению модели нашей будущей детали. Т.к. парафин очень мягкий, то его можно резать даже детскими пластмассовыми резцами, которые можно купить в магазине игрушек рядом с пластилином и пластиком для лепки. Также незаменим в этом деле обычный ножичек.

Сразу хочу предупредить, что процесс вытачивания модели будущей алюминиевой детали из парафина вручную крайне трудоемкий и требует большой выдержки и сноровки. И даже счастливые обладатели прямых рук, потратив целый день на выпиливание, могут быть слегка разочарованы — точную деталь вручную вырезать практически нереально! Если же вы хотите изготовить некую скульптурную композицию, то тогда ручной труд оправдан, ведь вы вкладываете в изделие частицу своей души, да и природа не терпит прямых линий. Однако для изготовления алюминиевых деталей технического назначения лучше использовать более точную технику. Например настольный станок с ЧПУ (числовым программным управлением), который способен вытачивать сложнейшие детали с высокой точностью. Все, что от вас потребуется — это просто нарисовать деталь на компьютере.

Читайте также:  Машинка автомат прыгает при отжиме что делать

Получив парафиновую модель нашей будущей детали, мы, наконец, приступаем к изготовлению литейной формы для литья детали из алюминия. Для этого вокруг модели нужно сгородить опалубку из листов оргстекла, склеив их пластилином и промазав им же все швы.

На дно получившегося «аквариума» помещается модель детали. Очень желательно ее также прикрепить ко дну небольшим пластилиновым шариком, иначе выливаемый в опалубку раствор гипса может сместить модель, и форма получится кривая (у меня сперва так и получилось).

Все готово к заливке гипса. Замешивать гипс можно в старой кастрюле. Воды нужно добавить ровно столько, чтобы получить консистенцию очень жидкой сметаны или кефира. Помним, что гипс очень быстро начинает схватываться, поэтому делать все нужно достаточно бодро. Важно точно прикинуть количество гипсового порошка, чтобы при заливке наша модель полностью погрузилась в гипс. Если не хватит раствора, то домешивать и доливать крайне не желательно. Форма тогда получится неоднородной, а то и вовсе развалится. Лучше сразу намесить немного лишнего — гипс не такой дорогой, чтобы его экономить.

Итак, выливаем гипсовый раствор в недра нашей опалубки. Для наглядности я прилепил сбоку небольшую пластилиновую полоску, чтобы было видно, до какого уровня нужно заливать гипс. После заливки нужно хорошенько потрясти «аквариум», чтобы из раствора вышли лишние пузыри и гипс заполнил все полости и закутки нашей парафиновой модели. Некоторые для этого используют специальный вибрационный стол. Для его изготовления подойдет обычный электродвигатель с болванкой на валу, установленной со смещением центра тяжести. Но я просто потряс опалубку руками, т.к. делать вибростол мне пока лень, да и нет времени.

Гипс уже через несколько минут начинает схватываться, поэтому слишком долго трясти нельзя. Отвердевающий гипс начинает нагреваться под действием химической реакции. Разбирать опалубку можно уже тогда, когда этот нагрев пойдет на спад. Но лучше не торопиться и просто подождать, когда поверхность гипса остынет — это не займет много времени.

После разборки опалубки края получившейся литейной гипсовой формы желательно обработать ножиком, чтобы они приняли гладкую округлую форму.

Следующим этапом в изготовлении гипсовой литейной формы будет вытапливание парафина/стеарина, который остался закован в гипсе. Для этого можно гипс разогреть до температуры плавления свечки, и она вытечет в поддон, на который необходимо положить форму. Но есть более надежный способ, хотя и не самый «чистый» — кипячение гипсовой формы в воде, при котором весь парафин/стеарин всплывает на поверхность воды, как жир в супе. Этот способ практически исключает неполное вытапливание свечки и полностью очищает внутреннюю поверхность гипсовой формы от парафина/стеарина, однако мыть потом кастрюлю замотаешься!

После вытапливания свечки гипсовую форму можно сразу начинать активно сушить. Для сушки гипсовых форм можно воспользоваться обычной кухонной духовкой или же использовать муфельную печь, но только исключительно с терморегулятором! Если сушить гипсовые литейные формы в муфельной печи без терморегулятора, то тонкие части формы могут попросту перегореть и осыпаться, как показано на рисунке ниже.

В общем, в работе со своей муфельной печью я неоднократно убедился, что без хорошего терморегулятора мне не обойтись. Именно поэтому первое изделие, которое я решил выплавить из алюминия — это корпус для терморегулятора муфельной печи, который будет одновременно радиатором для силовых симисторов, управляющих ТЭНами.

Как бы то ни было, но моя первая гипсовая форма для литья алюминия готова. Позднее я подробнее расскажу о тех граблях, которые возникают при литье алюминия в гипсовые формы, по которым мне лично довелось пройтись. Надеюсь, это поможет вам избежать моих ошибок.

В общем, следите за обновлениями!

Обновление на ТехноБлоге Dimanjy!

На практике делать формы из чистого гипса нельзя! Дело в том, что в затвердевшем гипсе на молекулярном уровне заперта вода, которую никаким нагреванием не выпарить. При заливке алюминия в такую гипсовую форму вода начинает в любом случае высвобождаться и алюминий начинает бурлить, что сильно портит выплавляемую деталь.

На рисунке видно, что из абсолютно сухой (на вид) формы сразу после заливки начинает сочиться вода и идти пар. Это может быть очень опасно, если вы забыли надеть защитные очки. Алюминий также начинает булькать и выплескиваться из формы. А далее видна отлитая с таким бурлением деталь. Газы в итоге не только испортили поверхность, но и проделали довольно большую воронку. Кроме того, если сделать надпил в такой детали, то мы также сможем столкнуться со следами внутренней газификации алюминия — большое число раковин, неравномерная структура. Одним словом — брак. Такое годится только для не ответственных деталей, там, где потом можно зашпатлевать и закрасить.

Читайте также:  Как собираются строительные леса

А вот и рецепт, который позволит избежать такого нежелательного эффекта: при замесе гипсового раствора нужно просто добавить 50% мелкого песка.

В детстве многие пытались начать плавить свинец. Материал можно было взять из использованных аккумуляторов. Он легко плавился в огне и отлично выливался в простые формы.

Литье алюминия в домашних условиях тоже можно выполнить. Этот металл более выгоден и представляет некий интерес для многих мастеров. Однако для литья надо создавать в два раза большую температуру.

Алюминий: основные характеристики

Этот металл до нахождения и внедрения доступного способа промышленного получения, был драгоценным. Когда-то давно, этот материал считался дороже золотых слитков. Его свойства могли бы пригодиться в разных отраслях.

  • Алюминий — простой и пластичный материал. Он поддается штамповке, разгибается, отлично отливается в сложные формы, особенно под давлением. Температурный режим его плавления составляет 660 °C, его можно достигнуть и без специального оборудования. А значит, отливка алюминия в доме, вполне реальна.
  • Кому это будет нужно? Алюминий — материал качественный. Из него создавали и посуду, и детали для авиации и космической промышленности. Отливки, которые обладают прекрасной теплопроводностью, большой стойкостью и отличной прочностью, обожают любители мастерить. Материал подходит для создания сувениров, интересных элементов утвари, для ремонта или восстановления изделий и узелков в технике.

Отливка алюминия на дому

Дойти до температуры плавления, без применения специальных технологий можно разными методами. Раньше кузнецы ковали сталь и подогревали ее углем. Это первый способ, но для его выполнения потребуется печь со специальной подачей воздуха.

Второй способ — применение природного, или сжиженного газа. Процесс можно сделать в самодельной печке. Есть и иная возможность, если объемы плавления небольшие. В таком случае можно взять простую газовую плиту.

Отливка алюминия своими руками на дому тоже можно выполнить, если в хозяйстве есть ацетиленовый генератор и резак. Подойдет и способ с электрической специальной печкой. Такое оборудование уже можно относить к промышленному типу. Но если вы не хотите делать печь, его вполне можно взять на определенное время и заказать услуги оператора.

Технологический процесс

В принципе, должна обыгрываться ситуация специального литья с оговорочкой на домашние условия. В любом случае нужно подготавливать сырье. Лом алюминия придется очистить от грязи, разных примесей, некоторых наполнителей. Большие части надо измельчить до определенного размера.

Техника литья алюминия состоит из нескольких шагов. Подготовленный лом расправляют. При достижении текучей фазы с поверхности расплава стаскивается шлак. На последней фазе формочка наполняется жидким металлом. Одноразовая форма разламывается после остывания.

Предварительно надо выбрать, что предстоит отливать. Даже если это пробный вариант плавления, придется подготовить хоть какую-то форму. А вдруг получится достичь необходимой температуры? Любопытно же увидеть результат плавления и оценить свою работу: вид алюминия, его пористость и чистоту. Любой опыт, даже плохой, будет вам только в пользу.

Условия и специальное оборудование

  • При плавлении вторичного материала обгорает покрытие, создаются испарения, появляется дым. Работать в условиях закрытой комнаты без сильной функционирующей вытяжки проблемно. Наилучший вариант — открытое пространство.
  • Даже в таком случае будет нужен вспомогательный источник вентиляции. Формовочная отливка материала в пенопласт проходит с большим выделением продуктов горения. Вентилятор с боковым обдуванием какого-либо места будет убирать весь дым, что обеспечит прекрасные условия для литья своими руками.
  • Оборудованное и полностью продуманное в организационном смысле рабочее пространство также важно. Лучше всего иметь в качестве основания на столике листовой металл или иную поверхность, не поддающуюся большой температуре расплавленного алюминия. Вероятность брызг и проливания жидкой массы очень велика. Помните о том, что стоит задуматься о необходимости выполнения работ в условиях простого помещения.

Самодельная печка для плавления

Легче всего взять пару огнеупорных кирпичей и сделать из них очаг. Это комфортно выполнять в определенной металлической емкости (старенькая кастрюля), которая будет взята в качестве каркаса. Сбоку создается отверстие для выведения патрубка подачи воздуха. Можно поставить подходящий отрезок трубы из металла. К отрезку подсоединят часть пылесоса, фена или другого подающего воздух устройства.

Внутрь заложим древесный (каменный) уголь. Разожжем огонь, и тогда, включится подача воздуха. Сосуд, где будем плавить алюминий, ставится внутрь печки. С боков он тоже обкладывается углем. Лучше всего на печку сделать крышечку, чтобы тепло не ушло напрасно, а оставить только дырку для отводов дыма.

В идеале топливник создают цельным с круглым сводом. Применяют нужные смеси для кладки жаропрочного материала и футеровки печек. Такую конструкцию точно можно сделать из старого ведра. Внутренний свод создают, применяя пластмассовые цветочные горшки нужного размера. Внутрь массы для армирования можно вставить металлическую сеточку. После застывания смеси выйдет прекрасная печка, которая сможет выдержать не одну плавку и отливку форм. Не так-то и сложно заниматься литьем алюминия и делать формы, если немного потренироваться. Главное, это работать и не запрещать себе экспериментировать из-за страха.

Читайте также:  Регулировка компрессора для покраски

Есть несколько способов литья алюминия в промышленных условиях. Но если плавка планируется в бытовых условиях, то технология литья под давлением вряд ли подойдёт. Наиболее подходящий вариант-заливка расплавленного металла в самодельную форму. Об этой технологии и пойдёт речь. Однако перед тем как узнать нюансы литья, необходимо разобраться с некоторыми характеристиками алюминия.

Характеристики алюминия

Необязательно знать все характеристики алюминия, но чтобы знать, как расплавить алюминий в домашних условиях, необходимо иметь в виду некоторые особенности, исключающие технологические ошибки. Кроме того, при работе необходимо соблюдать повышенную осторожность, в связи с высокой травмоопасностью процесса отливки.

В домашних условиях плавить металл на газовой плите вряд ли получится, поскольку температура плавления алюминия составляет 660,3C, а бытовые газовые приборы не в состоянии создать нужную температуру.

Снижения температуры плавления сырья можно добиться, растерев его в порошок. Кроме того, можно использовать готовое сырьё в виде порошка. Однако здесь необходимо учесть ещё один момент. Алюминий является довольно активным металлом и, при взаимодействии с кислородом, содержащемся в воздухе, может окисляться либо даже воспламеняться. В процессе плавления, в незначительном количестве, образуется оксид, который способствует образованию окалины. Ещё один неприятный сюрприз в виде взрыва может произойти при попадании воды в расплавленный металл. Поэтому при добавлении необходимых компонентов, необходимо убедиться, что они сухие.

Сырьё для плавки

Если планируется плавка металла в бытовых условиях, не стоит использовать для плавки порошковый алюминий. Лучше использовать алюминиевую проволоку, нарезанную небольшими кусками, спрессованными при помощи пассатижей, для снижения площади взаимодействия с воздухом.

Если требования к качеству изделия невысоки, то для получения сырья допустимо использование любых предметов, состоящих из алюминия.

Плавка алюминия в домашних условиях

Для получения в домашних условия качественного алюминия применяются флюсы, которые способствуют связыванию и выводу на поверхность расплавленного металла ненужные загрязняющие элементы и примеси. Лучше воспользоваться готовыми флюсами, но, в случае невозможности их приобретения, можно изготовить их самостоятельно. Для этого используют технические соли. Покровный флюс состоит из следующих компонентов:

  • 45% хлорида натрия;
  • 45% хлорида калия;
  • 10% криолита.

Для получения металла с низкой пористостью необходим рафинирующий флюс. Для его получения, в покровный флюс требуется добавить фтористый натрий — 25% от общей массы.

Средства индивидуальной защиты при плавке

Процесс плавки в домашних условиях небезопасен. Для предотвращения травм рекомендуется пользоваться средствами защиты. Сырьё для плавки может содержать в себе остатки грязи или краски, поэтому необходимо защитить дыхательные органы от их выделения вследствие выгорания. Защитить руки от ожогов помогут перчатки сварщика. Для защиты глаз подойдут очки или маска.

Литейная форма

Чтобы отлить алюминий для припоя, достаточно жидкий металл вылить на лист железа и подождать, пока он остынет. Но, для изготовления даже простой детали будет необходима литейная форма.

Форму для литья можно изготовить из гипса. В смазанную маслом форму заливают жидкий гипс, помещают в него модель и накрывают другой ёмкостью с жидким гипсом. Лить расплавленный металл можно исключительно в сухую форму. В ещё незастывший гипс необходимо вставить какой-нибудь цилиндрический предмет, чтобы создать канал для последующей заливки в форму расплавленного металла. После окончательного застывания гипса, две половинки формы разъединяются, модель извлекается, и форма соединяется снова.

Тигель для плавки

Тигель-это специальная ёмкость из тугоплавкого материала с «носиком». Если готового тигля нет, то его можно изготовить самостоятельно. Подойдёт отрезок трубы довольно большого диаметра. Для изготовления такого тигля потребуется сварочный аппарат и болгарка. Размер тигля зависит от того, какое количество металла требуется расплавить.

Печи для плавки

Технологический процесс плавки алюминия довольно прост. Лом алюминия нагревается в тигле до температуры, необходимой для плавления металла, выдерживается некоторое время в расплавленном состоянии, с поверхности удаляется шлак, затем расплавленный металл выливается в форму. Время плавки зависит от температуры, которую может создать печь.

Плавильную печь несложно изготовить своими руками. Основание печи выкладывается из кирпичей в виде колодца, в нижней части которого будет разведён огонь. Сверху на кирпичи укладываются стальные прутья, на которые ставится тигель с ломом алюминия.

Плавка с помощью паяльной лампы

Пошаговая инструкция литья алюминия в гипсовую форму

  • Сверху на кирпичи ставится тигель с сырьём. Его надо прогревать около 20 минут.
  • После этого паяльную лампу включают на полную мощность и начинают прогревать металл сверху.
  • Через некоторое время алюминий начинает плавиться. Для более равномерного прогрева, металл необходимо помешивать стальным прутком, соблюдая при этом меры предосторожности.
  • Когда расплавленный металл приобретает однородную консистенцию, его можно залить в форму или вылить на стальной лист, если нужно получить алюминий для пайки.
  • После остывания, разделив форму на две половины, вынимаем из неё отлитую деталь, которую нужно ещё дополнительно обработать: зачистить и, если потребуется, просверлить необходимые отверстия.

Ничего сложного в процессе плавки алюминия нет, поэтому для этого не нужны особые навыки литейщика. Достаточно умелых рук и желания.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector