Литье алюминия в домашних условиях

Тигель и вспомогательное оборудование

Жестяная банка одну плавку выдержит. Дальнейшее ее использование возможно, но уже с риском быть прожженной. В таком случае расплавленный алюминий рискует попасть внутрь плиты, что чревато не только забиванием сопел горелки.

Для работы в печи, работающей на угле или сжиженном газе, да и вообще для многоразовых плавок, желательно изготовить специальную емкость – тигель. Ее делают из стали. Подойдет отрезок трубы с заваренным дном. Хороший вариант получается из обрезанного огнетушителя или малогабаритного кислородного баллона с овальным сводом. Желательно сделать боковой желоб для удобства выливания тонкой струи.

Какое дополнительное оборудование для литья алюминия может понадобиться? Пригодятся надежные пассатижи или их вариант с фиксаций зажима. В идеале тигель можно оборудовать по принципу промышленных образцов: с боковыми захватами съемного подвеса и нижним фиксированным упором для удобства его переворачивания. Нужна ложка с длинной рукоятью для снятия шлака с поверхности расплава.

Особенность работы

• Залитая масса остывает очень долго, причем не следует ускорять этот процесс принудительно. Отвердевание должно идти естественным путем, тогда структура болванки будет однородной по всей толщине. Ждать придется не меньше суток, так как верхняя твердая корка – еще не показатель, что внутри парафин затвердел.
• Используемый материал характеризуется значительной усадкой. Другими словами, в центральной части формы масса в процессе остывания несколько «просядет». Рассчитывая габариты нужной заготовки, это следует учесть и заливать парафин с некоторым запасом по объему.

Так как из готового образца придется вручную вырезать деталь, то понятно, что при отсутствии опыта (может быть, и способностей) все сделать точно и с первого раза не получится, особенно если нужно отлить что-то довольно сложной конфигурации. А у забракованной «болванки» путь один – на переплавку.

Чтобы не тратить зря время, их желательно подготовить две. Если первая и будет испорчена, то уже со второй, учитывая приобретенный опыт, работа пойдет успешнее. Учитывая, что свечи стоят копейки, это не «ударит по карману».

Изготовление формы

Рекомендаций по ее подготовке достаточно. Один из простых способов – сделать ее из оргстекла. Такой «аквариум» собирается скреплением вырезанных кусков оргалита при помощи пластилина. Им же производится и герметизация всех стыков.

Изготовление шаблона детали

На дне «аквариума» помещается «болванка». Чтобы в процессе заливки раствора она не сместилась, ее фиксируют тем же пластилином.

Нужно учесть, что вся остальная работа делается быстро, так как гипс хорошо схватывается. Но в чистом виде этот материал не применяется. Используется его смесь с песком мельчайших фракций (50 на 50). Иначе в массе гипса останется вода, которая после заливки алюминия начнет испаряться. Это приведет к образованию раковин в готовой детали.

Смесь разводят до состояния сметаны средней густоты, после чего раствор загружается в форму. Нужно его готовить столько, чтобы «болванка» была им полностью накрыта. В данном случае экономить на материале не стоит, тем более что и цена на него небольшая. Для удаления воздушных пузырьков, если нет вибростола, форму необходимо хорошенько потрясти вручную.

После застывания залитой массы «аквариум» демонтируется. Остается только удалить из гипса парафин. Вытопить его несложно. Например, положить гипсовый шаблон днищем вверх на лист железа, а его – на открытый огонь. Но это не гарантирует «чистоты» внутренностей формы. Если деталь – не просто металлическая пластина или что-то подобное, а имеет выступы, вырезы и так далее, то используется другой способ.

Берется ненужная металлическая тара, в которую ставится гипсовый шаблон и наливается вода. Посуда помещается на огонь, и при закипании жидкости парафин начнет собираться вверху (всплывать). Но отмыть емкость потом вряд ли получится.

После окончания процесса вытапливания гипс высушивается. Температура должна быть небольшая, иначе материал может «перегореть» и деформироваться, особенно тонкие части шаблона.

Заливка алюминия

Ничего сложного в этом нет, только один нюанс. Необходимо наготове держать ложку из «нержавейки», которой сразу же снимается образующаяся пленка окисла.

Способы плавления

Народные умельцы изобрели множество приспособлений для кустарного плавления драгоценных металлов. Современные Кулибины могут в домашних условиях сделать электрическую печь, расплавить золото в микроволновке, мангале, газосваркой, осадить золото путем электролиза, изготовить для плавления бензиновую, пропановую или кислородно-ацетиленовую горелку или даже решиться использовать для плавления газовую плиту.

Последний вариант я настоятельно не рекомендую, если только вы не хотите устроить пожар в собственном доме. К тому же золото, расплавленное на газовой плите, нагревается долго, неравномерно и смешивается с атмосферным воздухом. Такой сплав будет очень хрупким.

Среди нескольких популярных способов плавления в домашних условиях я выбрала для вас три, самых, на мой взгляд, надежных.

Горелкой

Самый доступный и быстрый способ для плавления небольших объемов солнечного металла. Понадобится газовый баллончик с туристическим газом (смесь бутана и пропана) или ацетиленом, и сама горелка, купить которую нетрудно в любом строительном магазине или заказать по интернету. Главное, чтобы агрегат имел достаточно высокий КПД. В паспорте устройства указана максимальная температура — сравните ее с температурой плавления золота.

В этом видео видно, что золотой слиток весом 15 г можно сплавить приблизительно за 5 минут даже в домашних условиях.

Расплавить золото можно с помощью бензиновой горелки. Она не уступает газовой, но чаще используется для ювелирной пайки готовых украшений.

С помощью самодельной печи

Тем, кто планирует заниматься плавлением регулярно, рекомендую приобрести ювелирную муфельную печь. А можно набраться терпения и изготовить такую печь своими руками в домашних условиях.

Плавильные печи бывают электрическими или на древесном угле. Как сделать такую печь – отдельная тема, скажу только, что для ее изготовления используют самые разные материалы: огнеупорные кирпичи, цементные плиты, стальные цилиндры разного диаметра, бочонки из-под пива из нержавеющей стали и другие, устойчивые к действию высоких температур материалы.

Микроволновкой

Да, в домашней микроволновой печи можно испечь для себя оригинальный золотой браслет! А если серьезно, то мощности в 1200 Ватт вполне достаточно, чтобы плавить драгоценные металлы. Способ подойдет тем, кто занимается ювелирным делом систематически: если вы используете свою микроволновку для плавления металлов хотя бы раз, пищу в ней готовить больше не получится.

Несколько важных моментов:

1. Магнетрон в микроволновой печи должен располагаться сзади или сбоку — это основное условие.
2. Глиняные тигли не подходят для условий микроволновой печи. Оптимальный тигель – графитовый.
3. Для плавления нескольких граммов серебра потребуется около 8 минут. Чтобы расплавить 3 грамма золота, уйдет 12-15 минут.

Чтобы начать плавление драгоценных металлов в домашних условиях, потребуется удалить из СВЧ печи вращающийся диск и изготовить жаропрочную камеру из двух огнеупорных кирпичей.

Какой способ лучше

Каждый может выбрать для себя, какой именно способ ему больше подходит. Все зависит от целей плавления, рентабельности, наличия исходных материалов и бюджета. Для одноразовых операций в домашних условиях идеально подходит газовая горелка. Недорогая и эффективная, не требует времени на изготовление, плавит быстро и хорошо.

Печи хорошо подойдут тем, кто занимается плавлением регулярно. Из плюсов – минимальные потери, возможность контролировать температуру плавления. Но потребует определенных вложений.

Литье алюминия в домашних условиях

Литье алюминия можно осуществлять не только в условиях промышленного производства, но и даже в домашних условиях. Всё что необходимо для этого – подбор формы, подходящей по объёму и создание места для подготовки материала.

Литье осуществляется в несколько этапов:

1. подготовка исходного материала – удаление грязи с заготовки, измельчение лома на мелкие детали;
2. осуществление непосредственной плавки алюминия;
3. наполнение (заливка) формы необходимым объёмом материала.

В чём плавить алюминий? Как уже говорилось ранее, для плавки необходимо достичь температуры, равной приблизительно 650°С. Это возможно только в замкнутом пространстве, так как открытое пламя не позволит добиться такой величины. Поэтому для производства вполне подойдёт самодельная печь.

Сделать её довольно просто:

1. взять ёмкость, например, кастрюлю;
2. сбоку сделать отверстие, в которое поместить трубу (в данном случае подойдёт труба от пылесоса, который и будет подавать воздух, тем самым поддерживая пламя);
3. внутрь самодельной печи ставят форму для плавки, закладывая её углём по периметру;
4. после поджигания угля, необходимо постоянно подкачивать воздух, что пламя не погасло; крышка должна быть прикрыта не плотно, оставляя место для выхода дыма.

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.

Это интересно: Классификация и особенности вытяжных алюминиевых заклепок — поясняем по пунктам

Заливка строительного гипса в формочку

Большое количество гипса замешивать не стоит. Его должно хватить на половину формочки. Но перед тем как его замешать, форму требуется смазать изнутри. Для этого подойдёт любая густая смазка вроде солидола или литола.

Сначала формочка заливается до половины.

ФОТО: YouTube.comФорма заполняется наполовину, после чего немного разравнивается

Теперь в гипс нужно уложить и немного притопить деталь, вылепленную из пластилина. Деталь должна быть притоплена до верхнего уровня гипса. Теперь остаётся ждать, пока алебастр подсохнет. После этого в нём делаются небольшие заглубления при помощи сверла. Впоследствии они не дадут частям опалубки сдвинуться по отношению друг к другу.

ФОТО: YouTube.comОтверстия необходимы, чтобы части формы не сдвинулись по отношению друг к другу

Снова в ход идёт смазка. Она наносится на всю горизонтальную поверхность. Теперь можно снова замешать гипс и долить до верха. Форма для отливки практически готова.

ФОТО: YouTube.comСмазка не даст половинкам формы слипнуться

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.

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:

• Подготовить простые кирпичи, которые будут служить аккумулятором температуры. С каждого бока кирпича при помощи болгарки, вырезать отсек, так чтобы получилось рабочее пространство для электронагревателя.
• Кирпичи обмотать проволокой для прочности конструкции.
• Установить огнеупорную камеру, в качестве которой можно использовать металлическое ведро или другую ёмкость из невозгораемого материала.
• Корпус печи изготавливается из металлического листа (1-1,5 мм).
• Поскольку рабочая камера прибора предварительно устанавливается на кирпичи с теплоизоляционным слоем, высота ведра рассчитывается с некоторым запасом.
• Для облегчения процесса закручивания листа в трубу рекомендуется использовать специальные арматурные кольца.
• Затем необходимо соединить концы арматуры, так чтобы получилась форма круга. Для этой цели используется молоток.
• Кольца устанавливаются на скрученный лист и соединяются по окружности. К нижнему кольцу приваривается металлическое дно.
• Для установки рабочей зоны, в кирпиче делается специальное отверстия для электронагревателя.
• Кирпичи обязательно нумеруются и укладываются плотно друг к другу, согласно нумерации.
• Устанавливается нагревательная спираль из февраля либо нихрома. Чтобы не допустить замыкания, витки спирали аккуратно наматываются на небольшом расстоянии друг от друга.
• Элементы устройства закрепляются раствором.

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

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.

Переработка алюминия

Ежегодный объем производства алюминия в России превышает 3,5 млн т, а ее потенциальные возможности около 4,2 млн т в год. Отходы из алюминия занимают сотую часть от всего объема отходов. Это значительный показатель, но еще больше впечатляет то, что при производстве этого металла из первичного сырья в атмосферу выделится седьмая часть (свыше 14%) от всех парниковых газов, вырабатываемых производствами.

Рециклинг и новый выпуск продукции из рассматриваемых отходов занимает 2 месяца. Всего 60 дней понадобится, чтобы переработать алюминиевые банки, получить из них сырье, произвести продукцию и поставить ее на полки супермаркета.

Несмотря на относительную простоту переработки, естественным путем, эти отходы будут разлагаться не менее 5 веков. Для их переработки потребуется меньше затрат, чем для бумаги или пластикового мусора. А если заняться производством изделий, то из каждой использованной банки, у которой нет повреждений, можно получить одну новую.

Перерабатывают ли алюминиевые банки?

Конечно, перерабатывают. Но не банками едиными можно заниматься. Алюминий – это сырье для производства автомобильных комплектующих, крепежей и других составляющих мебели, конденсаторов. Это не полный список, что делают из алюминиевых банок после переработки. Удешевив производства металла, что возможно за счет переработки и получения вторсырья, можно улучшить конкуренцию отечественного производителя.

Заводы по переработке алюминия в России выгодны и тем, что рециклинг этого металла сопровождается низкими потерями. Кроме того, в отличие от бумаги, стекла, других веществ, рассматриваемый металл можно обрабатывать бесконечно.

Порядок переработки алюминия

Начинается все с очистки и сортировки. После того, как отходы освобождены от остатков пищи, их нарезают, и они попадают под магнит. Это делается, чтобы очистить металл от железных примесей. После этого отходы спрессовывают и в виде брикетов отправляют на переработку.

Там брикеты окончательно очищаются от краски, других примесей. На выходе получают вторичное сырье в виде пластинчатых чешуек или алюминиевого порошка.

Для такой переработки требуется дорогостоящая линия, которая требует большую площадь для размещения. Но с ее помощью удается получить сырье с минимальным количеством примесей. Отсутствие или минимальные потери позволяю окупить затраты за короткий срок.

Другой вариант переработки

Стационарная пиролизная установка для переработки алюминия. Применяется и температурное воздействие на отходы из алюминиевых банок. Этот метод называется пиролиз и проводится следующим образом:

1. Предварительно отходы собираются, сортируются, очищаются и нарезаются;
2. Полученный «салат» помещают в специальную камеру, в которой создается высокая температура (700-750оС);
3. Органические соединения сгорают, а расплавленный металл разливается в специальные емкости.

Для справки! Температура плавления этого металла составляет 660оС.

На выходе с линии получают металлические болванки. Это то, во что перерабатывают алюминиевые банки. Их сразу можно использовать в производстве новых изделий. Чтобы понять простоту метода, можно такую линию соорудить из подручных средств.

СКОЛЬКО ПОЛУЧИТСЯ АЛЮМИНИЯ ИЗ 1000 БАНОК С КОКА КОЛЫ

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.