Пошаговая инструкция по литью алюминия в домашних условиях — материалы и порядок действий. Оборудование для литья алюминия в домашних условиях Как отливать алюминий в формы

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.

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.

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

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

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 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.

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 .

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.

При его резком охлаждении могут возникнуть внутренние напряжения и усадка полученного сплава. Это надо учитывать при работе с алюминием в домашних условиях.

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:

1. Подготовка алюминиевого лома, включающая очистку от грязи, примесей и разных наполнителей, а также его измельчение до небольшого размера.
2. Проведение процесса плавки запланированным способом. При полном расплавлении металла с его поверхности нужно удалить шлаковые образования.
3. 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.

Идеальной конструкцией может служить топливник, имеющий овальный свод, выполненный из кладочной смеси, применяемой для жаропрочного кирпича. В качестве каркаса для создания овального свода можно использовать цветочный горшок нужного размера.

После высыхания смеси получается добротный топливник, который может выдержать несколько плавок.

2. Второй вариант печи подразумевает использование для нагрева алюминия пламени бытовой газовой горелки.

Его можно применять только для штучных изделий из алюминия весом не более 150 грамм. Имитация печи создается с помощью использования двух емкостей, вставленных друг в друга с небольшим зазором. Это могут быть обыкновенные жестяные банки из-под консервов.

Внешняя банка должна иметь больший размер. В ней проделывается отверстие, диаметром около 4 см, чтобы обеспечить подвод пламени к внутренней банке.

Струя пламени должна поступать направленно в отверстие банки. Греется непосредственно только внутренняя емкость, а наружная служит оболочкой, удерживающей тепло. Сверху конструкцию нужно прикрыть имитированной крышкой, оставив зазор для отвода продуктов сгорания.

Такая конструкция является одноразовой и можно использовать только для одной плавки, т. к. жесть тонкая и может быстро прогореть.

Способы создания формы для литья алюминия

Одной из основных задач домашнего плавления алюминия является подготовка формы, в которую сливается расплавленный металл. Существуют разные варианты заливки алюминиевого расплава. Основными являются открытый и закрытый способ литья.

Открытый способ литья

Самый простой - это слив жидкого металла в подручную форму, например металлическую кружку или банку из-под консервов.

После застывания сплава болванку из емкости достают. Чтобы облегчить этот процесс, производят простукивание по неостывшей до конца форме.

Если не требуется придавать литью четкой формы, можно просто слить жидкий расплав на приготовленную устойчивую к горению поверхность.

Закрытая форма

При необходимости получения сложной отливки сначала изготавливают для нее форму, соответствующую всем параметрам детали. Чтобы обеспечить четкое соответствие изделия заданным параметрам, ее изготавливают из составных формовочных частей.

Материалы для литых форм

При открытом способе заливки часто используется самый простой материал, который всегда под рукой, это - кремнезем. Сначала земля укладывается с послойной трамбовкой. Между слоями закладывают макет отливки, который после тщательной трамбовки оставляет отпечаток в кремнеземе. Эту форму осторожно вынимают и заливают вместо нее алюминий.

Некоторые мастера используют при приготовлении основы формы речной песок с добавлением жидкого стекла. Также иногда применяется смесь цемента с тормозной жидкостью.

Гипсовые формы

При изготовлении макета сложной формы часто используют гипс, который в основном может служить для разового процесса литья. При литье алюминия в гипсовую форму в качестве макетов используют парафин или пенопласт.

Восковой макет изделия заливается гипсом и после его сушки при высокой температуре расплавляется и сливается через специальное отверстие.

В случае изготовления макета из пенопласта его заливают гипсовой смесью и оставляют в ней до полного отвердевания формы. Горячий алюминиевый расплав заливают прямо на пенопласт. Благодаря высокой температуре металла происходит расплавление и испарение пенопласта, а его место занимает алюминиевый расплав, принимая заданную пенопластом форму.

При использовании пенопласта в качестве макета работы необходимо проводить в открытом пространстве или обеспечить хорошее проветривание помещения, т. к. продукты горения пенопласта вредны для человека.

Многие воспринимают термин «литейное производство» как нечто связанное с большим производством и профессиональными навыками и умениями. Но, по сути, отлить деталь самостоятельно в домашних условиях реально даже для самого гуманитария, ничего не смыслящего в технике литья.

Алюминий является одним из самых дешёвых, распространённых и доступных металлов, который легко поддаётся механической обработке и литью. Основными особенностями алюминия являются высокая электро- и теплопроводимость, а также повышенная коррозионная стойкость. Температура кипения этого серебристо-белого металла - 2500 °C. Чистый алюминий плавится при температуре в 660 °C, а технический - при 658 °C. Домашние нагревательные приборы навряд ли смогут обеспечить такую температуру, поэтому для отлива алюминиевой детали лучше использовать тигельную муфельную печь.

Муфельная печь и её предназначение

Муфельная печь - незаменимый прибор для нагрева различных металлов самостоятельно в домашних условиях. Такое устройство способно плавить не только алюминий, но и медь и многие цветные металлы, а также высушивать и обжигать изделия из керамики.

Виды муфельных печей

Муфельные устройства для плавления металлов бывают следующих видов:

• вакуумные;
• воздушные;
• газовые;
• электрические.

По конструкции они делятся на:

• трубчатые;
• вертикальные;
• горизонтальные;
• колпаковые.

Муфельная печь состоит из нагревательной камеры и специального аккумулятора тепла.

Изготовление муфельной печи своими руками

Для изготовления прибора нам понадобятся следующие инструменты и материалы:

• проволока;
• болгарка;
• кирпич (7 шт.);
• защитные очки;
• молоток;
• металлическое ведро;
• кусок железа и пр.

Этапы строительства печи:

Для большей функциональности допускается установка двух электронагревателей , которые можно включать по очерёдности либо одновременно. Например, для пайки малого количества сырья включается только один нижний нагреватель, а если масштаб плавки большой - используется два прибора.

Муфельная печь с вертикальной загрузкой очень компактна, что позволяет хранить её на даче, в гараже или на балконе.

Принцип действия печи довольно простой: ёмкость для пайки (тигель) с помещённым туда сырьём устанавливается на рабочую поверхность печи где и нагревается до нужной температуры (660 °C). Нагретый металл выливается в заранее приготовленную литейную формочку, которую можно сделать из гипса или какого-нибудь другого негорючего материала. Для изготовления формы рекомендуется использование белого или скульптурного гипса, который можно приобрести в любом магазине стройматериалов.

Как уже было сказано ранее, для пайки алюминия в печи нужен специальный ковш (тигель), который изготавливается из металла, имеющего температуру плавления боле высокую, чем у алюминия либо из огнеупорного материала. Для изготовления ёмкости для плавки алюминия применяется фарфор, графит, корунд, кварц, сталь или чугун. Ковш можно приобрести в специализированном магазине либо изготовить самостоятельно. Размер тигля определяется предполагаемым количеством сырья для плавления.

Металл необходимо уложить как можно плотнее и немного спрессовать. Так как во время плавления алюминий существенно теряет в объёме, следует периодически добавлять сырьё в ковш.

Важно . Добавляемое сырьё должно быть абсолютно сухим, так как даже малое количество влаги, попавшее в раскалённый алюминий может вызвать резкий всплеск, вследствие которого металл выплёскивается из печи и может причинить вам сильные ожоги, особенно опасно, если расплавленный алюминий попадёт в глаза.

Поэтому перед началом работ следует позаботиться о своей безопасности: приобрести защитные очки или маску, а лучше обзавестись специальным огнеупорным костюмом металлурга.

В процессе плавки металла в домашних условиях, на поверхности раскалённого алюминия будет появляться оксидная плёнка, а также образовываться различный шлак (старая покраска, частички грязи и пр.). Его количество напрямую зависит от качества сырья. Перед тем как разлить расплавленный металл по формочкам, необходимо снять шлак, воспользовавшись специальными приспособлениями. Затем алюминий рекомендуется подержать в печи ещё некоторое время для придания металлу большей текучести. Это значительно упростит его дальнейшее литьё.

Отливаем деталь из алюминия самостоятельно

Рассмотрим самый простой способ пайки детали в домашних условиях.

Нам потребуется:

• металлический лом;
• ковш для плавки;
• формочки.

Этапы процесса:

• Подготовить ёмкость для плавки алюминия в домашних условиях. Для этой цели можно использовать кусок стальной трубы.
• Изготовить форму. Для деталей, имеющих сложную конструкцию, форма может состоять из нескольких элементов. Форму можно сделать из гипса (скульптурного). Ни в коем случае не используйте алебастр!
• Дабы избежать прилипания гипса к ёмкости для формы, необходимо предварительно смазать её маслом.
• В процессе заливки гипса, ёмкость необходимо периодически встряхивать, чтобы не допустить образования пузырьков.

Важно . Так как гипс очень быстро твердеет, постарайтесь как можно скорее установить модель детали в гипс. Также в гипс рекомендуется установить небольшой предмет (например, палку), которая послужит каналом для заливки будущей детали.

• Теперь заливается первичный слой: чтобы элементы формы в процессе отлива лежали устойчиво, необходимо сверлом 4 небольших отверстия.
• Заливается второй слой.
• После затвердения, форму аккуратно извлечь из ёмкости и разделить на половинки. Чтобы не допустить прилипания металла к поверхности формы, её следует обработать сажей.
• Жидкий алюминий залить в форму и дождаться полного его остывания.

Таким образом, соблюдая технология отлива деталей из алюминия в домашних условиях, можно изготовить любую вещь , не прибегая к посторонней помощи. Важно только строго следовать всем правилам и нормам безопасности.