Литьё алюминия в домашних условиях

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.

Содержание

1 Как отлить деталь из алюминия
2 Муфельная печь и её предназначение

3 Изготовление муфельной печи своими руками
4 Отливаем деталь из алюминия самостоятельно

Как отлить деталь из алюминия

Характеристика металла

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.

В качестве нагревательного элемента рекомендуется использовать электронагреватель, так как он на сегодняшний день является самым простым в управлении прибором.

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:

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.

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.