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.
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.