Многоразовая форма для литья алюминия своими руками

Литье алюминия в домашних условиях: изготовление форм, технологический процесс

В детстве многие пробовали плавить свинец. Материал можно было найти в отработанных аккумуляторах. Он быстро плавился в костре и хорошо выливался в простые формы. Литье алюминия в домашних условиях также возможно. Этот металл более практичен и представляет определенный интерес для самобытных мастеров. Однако для литья необходимо обеспечить в два раза большую температуру, и пламени костра для этого будет недостаточно.

Алюминий: характеристики

Этот металл до открытия и внедрения доступного способа промышленного получения считался драгоценным. На определенном историческом этапе он был дороже золота. Его свойства могли быть использованы во многих отраслях. Алюминий – легкий и пластичный материал. Он поддается штамповке, гнется, хорошо льется в сложные формы, особенно под давлением. Температура его плавления составляет 660 °C, ее можно достигать и без промышленного оборудования. А значит, литье алюминия в домашних условиях вполне возможно.

Кому это пригодится? Алюминий – материал проверенный. Из него изготавливали и посуду, и детали для авиационной и космической промышленности. Отливки, обладающие хорошей теплопроводностью, коррозионной стойкостью и приемлемой прочностью, ценят любители мастерить. Материал подойдет для изготовления сувениров, декоративных элементов утвари, для ремонта или восстановления деталей и узлов в технике.

Литье алюминия в домашних условиях

Достичь температуры плавления без использования промышленных технологий можно различными способами. В старину кузнецы ковали сталь и разогревали ее энергией сжигаемого угля. Это первый вариант, но для его реализации понадобится печь с принудительной подачей воздуха.

Второй вариант – использование природного, или сжиженного газа. Процесс можно организовать в самодельной печи. Есть и другая возможность, если объемы плавки незначительны. В этом случае можно использовать бытовую газовую плиту.

Литье алюминия в домашних условиях также можно организовать, если в хозяйстве имеется ацетиленовый генератор и резак. Подойдет и вариант с электрической муфельной печью. Такое оборудование уже можно отнести к промышленному. Но если нет желания изготавливать печь, его вполне реально взять напрокат и заказать услугу оператора.

Технологический процесс

В принципе, должна моделироваться ситуация промышленного литья с оговоркой на домашние условия. В любом случае необходимо подготовить сырье. Лом алюминия очищают от грязи, сторонних примесей, всевозможных наполнителей. Крупные части измельчают до нужного размера.

Технология литья алюминия состоит из нескольких этапов. Подготовленный лом плавят выбранным способом. При достижении текучей фазы с поверхности расплава снимается шлак. На завершающей фазе форма заполняется жидким металлом. Одноразовая форма разбивается после остывания.

Предварительно нужно определиться, что предстоит отлить. Даже если это пробная попытка плавки, есть смысл подготовить хоть какую-то форму. А вдруг удастся достичь нужной температуры? Интересно же увидеть результат плавки и оценить результаты: внешний вид, пористость, чистоту. Любой опыт, даже неудачный, пойдет на пользу.

Условия и необходимое оборудование

При плавке вторичного сырья обгорает покрытие, выделяются испарения, есть задымленность. Работать в условиях закрытого помещения без интенсивно функционирующей вытяжки проблематично. Лучший вариант – открытое пространство.

Даже в этом случае будет полезен дополнительный источник вентиляции. Формовочное литье алюминия в пенопласт сопровождается интенсивным выделением продуктов горения. Вентилятор с боковым обдувом рабочего места будет удалять едкий дым, что обеспечит нормальные условия для литья.

Оборудованное и хорошо продуманное в организационном плане рабочее место также важно. Желательно иметь в качестве основы на столе листовой металл или другую поверхность, не поддающуюся воздействию высокой температуры расплавленного алюминия. Вероятность брызг и пролива жидкой массы высока. Помня это, следует задуматься о необходимости проведения работ в условиях жилого помещения.

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.

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.

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.

Простые формы

Какие есть способы литья алюминия? Проще всего вылить расплавленный металл в металлическую форму: старую кружку, сковородку, консервную банку. После остывания болванку извлекают. Проще это сделать, если обстучать еще не остывшую форму. Если на ней были рифленые бортики или обратные углы, каркас придется разрезать. Можно вылить слегка остывшую каплю металла просто на подготовленную несгораемую поверхность. Такие способы называют открытыми.

Если есть необходимость сделать особую отливку, сначала нужно приготовить для нее форму по размеру. Чтобы металл после остывания приобрел четкие очертания, делают закрытые формы из двух или более составных частей. Одна из них является основной, а другая обычно формирует свод или боковую поверхность. В ней делают отверстия. Часто сверху над ними добавляют еще одну часть формы – воронкообразные летники для удобства.

Материал

Формы для литья алюминия в зависимости от способа можно изготавливать по разной технологии. Есть несколько простых вариантов. Для открытой заливки в простую форму часто используют просеянную землю (кремнезем). Ее укладывают слоями и трамбуют. После извлечения формирующего элемента земля держит форму и выдерживает заливку. Такой материал простой и дешевый в использовании.

Есть мастера, которые льют алюминий в песок. При замешивании используют жидкое стекло (силикатный клей). Есть информация об использовании цемента. Смесь замешивается, как ни странно, на тормозной жидкости. Разминается руками и протирается через сито, чтобы не было комков. Консистенция должна быть такая, чтобы при сжимании в кулаке формировался комок. При трамбовке песок и цемент хорошо удерживаются внутри опоки и повторяют даже мелкие детали формы заготовки.

Изготовление сложных форм

Отливки сложной конфигурации делают по другой методике. Чаще всего материалом служит гипс (алебастр). Формы без обратных углов и поднутрений могут быть разборными и состоять из двух или более частей. Долго они не прослужат, но несколько отливок вполне реально получить.

Сложный узел или декоративную объемную модель можно изготовить один раз, при этом форму придется разбивать. Есть два метода в работе. Можно изготовить восковую (парафиновую) модель, залить ее гипсом. Позже в процессе интенсивной сушки этот материал расплавится и выльется через летники.

Литье алюминия в гипсовую форму по пенопласту предполагает изготовление из этого материала макета будущей отливки. Он заливается подготовленной смесью и уже не извлекается. Расплавленный алюминий заливается поверх. Температура металла плавит пенопласт, он испаряется в процессе, а жидкий алюминий заполняет освободившееся при этом пространство.

Ошибки при литье

Изготовление форм из гипса – удобный и недорогой способ. Но в материале имеется влага. При естественной сушке она остается. При заливке расплавленного металла влага начинает интенсивно испаряться. Даже интенсивная сушка в духовке не гарантирует ее полное отсутствие. В зависимости от количества оставшейся влаги в форме отливка алюминия может иметь мелкие раковины или большие застывшие пузыри и кратеры.

Если металл был недостаточно разогрет или перед заливкой он успел остыть, алюминий плохо выливается и не заполняет объем формы. Фактически образуется капля, которая не имеет достаточной текучести. То же самое может случиться и при использовании небольшого объема металла в холодной форме. Алюминий быстро отдает тепло и не успевает растечься.

Бывалые мастера не рекомендуют погружать отливку в воду для ускорения ее остывания. В таком материале возможно нарушение внутренней структуры и появление микротрещин. Для последующей токарной обработки такие заготовки могут не подойти.

Безопасность

Технологический процесс предполагает использование открытого огня, что накладывает дополнительные ограничения. Есть смысл проверить наличие средств пожаротушения, исправность газовых приборов, вентиляцию в помещении.

Работа с расплавленным металлом – опасный технологический процесс. Все операции должны проводиться с соблюдением правил техники безопасности. Обязательны спецодежда и средства защиты органов дыхания и зрения.

Источник

Изготовление формы для отливки алюминиевых деталей: секреты мастера

На чтение: 4 минуты Нет времени?

Бывает, что именно сегодня требуется какая-либо деталь для механизма, а её нет под рукой. Если же приобретать её, то это чревато большими затратами, про которые «жаба», сидящая внутри, даже думать запрещает. Как же тогда быть? Выход, как всегда, найден нашими умельцами с золотыми руками. Автор YouTube-канала Veter NSK рассказал о способе отливки алюминиевых деталей при помощи самостоятельно изготовленной формы из строительного гипса.

Читайте в статье

Что можно сделать из алюминия

На самом деле никаких ограничений по сложности отливаемой детали нет. Это может быть как простейшая пластина с углублениями, так и деталь от двигателя. Сегодня речь пойдёт о такой детали, как лапка газа двигателя для моторной лодки «Yamaha 30». Подобный элемент при покупке в специализированном магазине обойдётся в сумму более двух тысяч рублей. Именно на примере этого элемента сегодня и будет рассмотрена технология изготовления матрицы и литья деталей.

Первое, что необходимо сделать, это сформировать деталь из обычного детского пластилина. Вряд ли этот процесс займёт много времени.

Изготовление формы для гипсовой отливки

В качестве материала для одноразовой формы вполне подойдёт обычный картон. Из него вырезается заготовка, которую нужно оклеить скотчем, так она не промокнет.

Далее форма складывается и фиксируется тем же скотчем. Вот, собственно, и всё, можно замешивать строительный гипс.

ФОТО: YouTube.com Форма готова, можно заливать гипсом

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.com Форма 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.com Отверстия 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.com Смазка не даст половинкам формы слипнуться

Доводка формы для отливки до нужного состояния

Когда гипс подсох, картонную оболочку нужно разрезать по углам и удалить, она больше не нужна.

ФОТО: YouTube.com Картонная оболочка разрезается и удаляется

При разъединении половинок необходимо проявить аккуратность, чтобы не сломать направляющие. Пластилин изнутри также удаляется. Теперь гипсовому слепку необходимо основательно просохнуть. Если внутри останется влага, раскалённый алюминий закипит. Ничего хорошего от этого ждать не стоит.

ФОТО: YouTube.com Пластилин удаляется, а форма основательно просушивается

Отверстие в форме для заливки расплавленного алюминия

Отверстие в форме делается при помощи обычной дрели или шуруповёрта. Гипс легко поддаётся обработке, а значит, проблем с этой работой не возникнет.

ФОТО: YouTube.com При помощи сверла делается отверстие для заливки алюминия

Плавление и заливка алюминия в форму

Алюминий можно расплавить в любой консервной банке. В качестве источника тепла следует использовать газовую горелку. При этом портативная горелка значительно лучше. Дело в том, что температура горения пропана ниже, чем изобутана, которым заправляются баллончики для портативных плиток и горелок. Хотя и пропан в состоянии расплавить алюминиевую проволоку и листовой металл.

ФОТО: YouTube.com Алюминий плавится в консервной банке при помощи пропановой горелки

Когда металл расплавлен, его можно заливать в форму. При этом части гипсовой формы должны быть стянуты. Идеальным инструментом для этого будет струбцина. Скотч, используемый ранее, здесь не подойдёт – он попросту расплавится.

ФОТО: YouTube.com Расплавленный алюминий заливается в стянутую струбциной форму

Остаётся дождаться полного остывания.

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.com Вот 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.com Деталь установлена, работает, а значит, задача выполнена

Заключение

Несмотря на то, что на отливку алюминиевой детали было потрачено более трёх часов, не считая последующей обработки, можно сделать вывод, что работа была проделана не зря. Сэкономлены средства, получен бесценный опыт. Ведь если разобраться, из затрат на отливку был потрачен только строительный гипс (в незначительных количествах) и газ для горелки. Можно считать, что затраты оказались нулевыми, а значит, выполненная работа не оказалась пустой.

Очень надеемся, что сегодняшняя статья была не только интересна, но и полезна нашему уважаемому читателю. Редакция HouseChief с удовольствием ответит на все вопросы по теме, если таковые возникли в процессе ознакомления с информацией. Вам остаётся лишь изложить их в комментариях ниже. Там же можно выразить личное мнение о подобной работе. Как вы считаете, долго ли прослужит самостоятельно отлитая деталь? Давайте обсудим этот вопрос. Да, и не забудьте поставить оценку прочитанному. Тогда мы хотя бы поймём, как читатели относятся к работе наших авторов. Берегите себя, своих близких и будьте здоровы!

Источник