Технология плавки алюминиевых сплавов

Плавка алюминия в домашних условиях инструкция

Алюминий используется в быту и промышленности на протяжении многих лет. Свойства материала позволяют создавать разнообразные изделия. Плавка алюминия может выполняться в домашних условиях, поскольку для этого не требуется высокая температура. Свойства металла нужно знать, чтобы правильно провести такую процедуру.

Характеристики

Чистота материалов определяет температуру их плавления. Алюминий пригоден для проведения разных технологических процедур, благодаря небольшому весу и хорошей пластичности. При высокой температуре происходит взаимодействие с кислородом. На поверхности металла возникает оксидная пленка, которая защищает его от коррозии и окисления. Плавление алюминия способствует изменению структуры вещества, поэтому защитное покрытие полезно для него. Усадка и дополнительное внутреннее напряжение появляется при резком охлаждении.

Особенности технологического процесса

Тигель — это тугоплавкая емкость для разогрева металла. Используются изделия из таких материалов:

  • Фарфор.
  • Сталь.
  • Чугун.
  • Корунд.

В бытовых условиях применяется готовый тигель или емкость из широкой железной трубы. Чтобы изготовить ее, потребуется болгарка и сварочное оборудование. Объем тигля выбирается индивидуально, емкость прогревается равномерно, измельченный металл плавится в результате теплопередачи.

Перед термообработкой нужно уменьшить температуру плавления, чтобы состояние металла менялось быстрее. Для этого алюминий дробят на мелкие фрагменты. Воспламенение или окисление происходит часто после такого измельчения. Состояние образовавшегося оксида алюминия меняется при более высоких температурах. Это вещество удаляется вместе с другими шлаками после переплавки основного металла.

В процессе термообработки придется избегать попадания жидкости в тигель. Резкое испарение воды становится причиной взрыва. При погружении металла в емкость необходимо убедиться в том, что на нем отсутствует влага. Чаще всего плавят алюминиевую проволоку. Сначала материал делится на фрагменты ножницами, затем сдавливается пассатижами. Такой способ позволяет предотвратить воздействие кислорода на металл. Если нет необходимости в получении деталей высокого качества, измельчать сырье не нужно.

Технологию литья придется смоделировать самостоятельно при необходимости получить расплавленный алюминий в бытовых условиях. Материал предварительно очищается от грязи, примесей, шлаков. Крупные заготовки делятся на несколько малых фрагментов. Метод отливки требует соблюдения инструкции: для плавки металла используется самый удобный способ. Шлак удаляется с поверхности текучего вещества. Жидкий алюминий наливают в форму, которая разбивается после затвердевания.

Какой источник тепла использовать?

Для переплавки алюминия в бытовых условиях применяются:

  • Муфельная печь, которую можно изготовить самостоятельно. Это эффективный метод, позволяющий быстро расплавить алюминий.
  • Паяльная лампа может расплавить алюминий в малых количествах.
  • Иногда используется газовый резак.

Из кирпичей сооружается очаг, каркас изготавливается из металлической емкости. Сбоку сверлится отверстие для подачи кислорода. К металлической трубке присоединяется пылесос, фен или другой прибор, нагнетающий воздух. После разведения огня тигель помещают в очаг.

Чтобы добиться лучшей термообработки, по бокам тоже выкладываются угли. Чтобы избежать потери тепла, можно соорудить крышку, оставить отверстия для выхода дыма. Если металл нужно расплавить один раз, нет необходимости оборудовать печь. Простая газовая плита поможет раскалить алюминий до нужной температуры. Небольшие куски металла плавятся примерно за полчаса.

Обычно жестяная банка применяется в качестве тигля. Чтобы добиться равномерного распределения температуры, емкость с алюминием помещают в другую банку таким образом, чтобы зазор между стенками равнялся 1 см. Чтобы обеспечить доступ пламени, нужно проделать в большой банке несколько отверстий по 3-4 см в диаметре. Рассекатель на конфорке удалять необязательно. Так можно добиться равномерного обогрева банки с металлом. Большую жестянку накрывают крышкой, чтобы тепло не выходило.

Читайте также:  Срок замены масла в акпп джентра

Как сделать форму для отливки

Создание простого материала для припоя не требует изготовления специальной формы. Можно вылить металл на стальной лист.

Для создания формы используются такие материалы:

  • Гипс.
  • Песок.
  • Глина.
  • Каменноугольный пепел.
  • Жидкое стекло.

Сплав заливается в форму разными способами:

  1. Открытый.
  2. Закрытый.

Открытый метод отличается простотой. Расплавленный металл переливается в обычную емкость, консервную банку, чашку и т. д. Когда вещество застывает, болванку извлекают из емкости. Если форма металлического предмета неважна, можно оставить алюминий на прочной поверхности.

Сложная отливка требует соответствия изделия указанным параметрам, для этого используются формировочные элементы. Кремнезем – это распространенное вещество, которое часто применяется при открытой заливке. Изделие состоит из двух емкостей, в которые засыпается и трамбуется земля. Элементы кремнезема сжимаются, между ними закладывается макет для отливки. Так можно получить точный отпечаток необходимой детали. Макет удаляется, в форму помещают раскаленный алюминий. Для закрытого способа отливки применяется речной песок, смешанный с жидким стеклом.

Гипс можно использовать для одноразового литья. Из парафина или пенопласта изготавливаются макеты. Применение таких материалов требует выполнения работ на открытом пространстве с хорошим доступом воздуха. Пенопласт не удаляется из твердого гипса, заливается раскаленным алюминием. Продукты горения этого вещества вредны для здоровья.

Распространенные ошибки и как их избежать

Гипсовые формы отличаются удобством и высокой чувствительностью к влаге. Простая сушка не позволяет удалить жидкость, поэтому качество отливки ухудшается. Придется ждать несколько дней, добиться полного высыхания гипсовой формы. Алюминий нужно держать на огне до самой заливки, чтобы успеть распределить его по всей форме.

Нежелательно использовать воду для охлаждения детали. Внутренняя структура вещества при этом нарушается, появляются трещины.

Меры безопасности

Требуется использование индивидуальной защиты при плавке алюминия. Руки, лицо, открытые участки тела должны быть защищены. Рекомендуется использовать перчатки сварщика, которые выдерживают температуру больше 600 градусов. Это главное средство защиты, поскольку шансы попадания жидкого алюминия на руки самые высокие. Очки и маска предотвращают попадание раскаленных элементов в глаза. Чтобы защититься полностью, можно проводить плавильные работы в костюме металлурга с высокой огнестойкостью. Химический респиратор применяется при очистке алюминия сварочным флюсом.

Плавка алюминия в бытовых условиях не представляет сложности. Металл разогревается в заранее подготовленной емкости. С поверхности жидкого вещества удаляются шлаки, затем чистый алюминий заливают в форму. Конструкция печи и температура определяют время плавки. При использовании газовой горелки тепло должно воздействовать на металл сверху.

Как в домашних условиях плавить алюминий

Алюминий часто используется для изготовления деталей. Иногда плавят кусочки алюминия, чтобы заделать дефект, делают отливки. Плавить можно обломки дюраля, ненужные радиодетали. В обзоре представлены способы, как в домашних условиях расплавить алюминий, что для этого потребуется. Специалисты поделятся опытом, расскажут, какие свойства легкого металла необходимо учитывать, чтобы плавить металл самостоятельно.

Характеристики алюминия

Чтобы правильно плавить металл, необходимо учитывать температуру плавки алюминия. Чистый сплав легко плавится уже при +660°С, а оксидная пленка только при +2300°С. Опасно самостоятельно плавить порошок, он способен воспламениться. Кусочки алюминия плавят сухими, вода в расплаве способна спровоцировать взрыв.

Технология плавления алюминия в домашних условиях

Суть плавления состоит из нескольких этапов:

  1. Подготовка лома. В качестве исходного сырья используют профиль из алюминия, проволоку (ее предварительно уминают пассатижами), отслужившие детали. Кусочки должны быть небольшими. Краску, вкрапления других металлов из них не достают, все это будет в составе шлака.
  2. Подбор емкости, в которой можно плавить алюминий. Подойдет прочная посудина из стали (температура плавления 1300°С) или чугунок (1100°С), используют готовые огнеупорные тигли.
  3. Подготовка формы для расплава. В домашних условиях их делают самостоятельно. Процедура изготовления представлена ниже.
  4. Плавление лома. Предварительно определяют источник тепла.
  5. Снятие шлака, изготовление отливки. Самый простой способ плавки – аккуратно слить жидкий алюминий в подготовленную емкость или форму, шлак остается на стенках плавильной посудины. Чтобы он не прилип, требуется быстро ее охладить.
Читайте также:  Некоторые применения линейных интегральных датчиков Холла компании Allegro Microsystems - Компоненты

В принципе, технология промышленного и кустарного литья ничем не отличается. Лом плавят до состояния текучести. После этого отделяют расплав от шлака, сливают в заготовленные формы. Их после охлаждения отливки разбивают. Важно определить, что в результате должно получиться из жидкого алюминия. Даже если плавить металл решили ради эксперимента, емкость или форму для литья все равно необходимо приготовить. Тогда можно будет рассмотреть получившийся слиток, проверить его на пористость, чистоту, однородность структуры.

Оборудование и способы плавки

Прежде, чем плавить алюминий, выбирают место и способ разогрева металла. Два часто используемых варианта:

  1. В гаражах или домовладениях плавят алюминий, сооружается плавильня, ее составляют из кирпича без использования связующего раствора. В качестве опоры удобен металлический каркас, в нем должно быть отверстие для нагнетания воздуха, для этого используют пылесос или фен. Самодельная печь обкладывается углем. Емкость для плавления с ломом помещают внутрь. Для лучшего сохранения тепла кирпичи сверху накрывают листом металла.
  2. В домашних условиях для разогрева небольшого количества лома пользуются:

— газовой плитой, можно плавить небольшое количество лома, но выход расплава будет невысокий.

Литье плавят в стальной посуде. Для повышения скорости нагрева используют конструкцию из двух емкостей, их вставляют одна в другую с зазором 1 см. Дно большой посудины перфорируется, оно выполняет функцию пламярассекателя. Когда есть газовая горелка, совмещают нижний нагрев с верхним. Плавить металл можно быстрее.

Дополнительное оборудование

Для небольших порций лома иногда используют жестяные банки. Но эта тара ненадежная, не исключено прогорание жести. Надежнее использовать керамический или металлический огнеупорный тигель для муфельных печей. Хороший вариант – обрезанный стакан огнетушителя. Для удобства делают желоб, по которому будет стекать расплавленный алюминий. При работе используют длинные щипцы. Понадобится ложка на длинной ручке для сбора шлака.

Как сделать форму для отливки

Перед тем, как расплавить алюминий, готовят болванку для отливки. Существует несколько способов заливки жидкого расплава. Чаще используют открытый и закрытый метод. О каждом стоит рассказать подробнее.

Открытая форма

Когда плавят алюминий по открытой методике, после плавления расплав выливают в подготовленную емкость, например, жестяную банку. Алюминиевую отливку вынимают из банки в горячем виде, когда горячий расплав немного схватится сверху. Достаточно несильно постучать по емкости. Если не нужен слиток заданной геометрии, расплавленный металл выливают на любую ровную огнеупорную поверхность, он хорошо держится, не растекается, внешне напоминает ртуть.

Закрытая форма

Сложные по геометрии отливки получают в специально приготовленных формах. Она должна соответствовать параметрам детали, обычно делается разъемной. Для изготовления формы используют деталь-макет, по которому делают отливку. В качестве формующего материала используют кремнезем, он хорошо трамбуется, его несложно найти. Кремнезем заменяют:

  • смесью речного песка и жидкого стекла;
  • смесь песка, цемента, вместо воды добавляют тормозную жидкость;
  • гипс, он удобен для сложных макетов.

Из гипса делают сплошные бесшовные формы, они одноразовые, их после застывания алюминия разбивают. Деталь-макет изготавливают из воска или пенопласта. Его помещают внутрь емкости, используемой для формы, затем заливают пустоты. Получаются ровные детали, не требующие дополнительной обработки. Когда используется гипс, его сушат в течение пары дней. Гипс боится влаги, разбухает. Он склонен к растрескиванию при высыхании. При контакте с парафином или пенопластом гипс сохраняет свою структуру, не образуется рытвин, раковин.

Полезные советы

  1. Расплав должен быть горячим, чтобы форма заполнялась равномерно. Его заливают, когда он приобретает консистенцию ртути.
  2. Сложные по конфигурации отливки делают быстро, стараются сразу залить формы, чтобы металл не успел схватиться, не образовалось перегородок и пустот.
  3. В гипс металл можно заливать по воску или пенопласту, от высокой температуры воск и пенопласт выгорают. Поверхность отливки будет ровной.
  4. Для охлаждения отливку не опускают в воду, литье потрескается.
  5. При расплавлении чистого алюминия применяется технология использования защитных флюсов, они предохраняют металл от окисления.
Читайте также:  Замена лампы ближнего света на Приоре своими руками

Необходимо соблюдать противопожарную безопасность, процесс литья связан с использованием открытого пламени. Важно использовать индивидуальные средства защиты: перчатки, очки.

Печи для плавки алюминия: классификация

Ниже представлена классификация печей для плавки алюминия с точки зрения их конструкции. На рисунке – обзор плавильных печей, которые применяют в алюминиевой промышленности.

Классификация плавильных печей для алюминия

Рисунок – Классификация плавильных печей для алюминия

  • 1.00 – отражательная печь, стационарная
  • 1.11 – печь с загрузкой шихты сверху
  • 1.12 – круглая печь
  • 1.13 – печь с загрузочным колодцем
  • 1.14 – двухкамерная печь
  • 1.15 – печь с сухим подом
  • 1.16 – печь скоростного плавления
  • 1.17 – шахтная печь
  • 1.21 – отражательная печь, наклоняемая
  • 1.22 – наклоняемая цилиндрическая печь
  • 1.23 – наклоняемая овальная печь
  • 2.00 – тигельная печь
  • 2.11 – газовая тигельная печь
  • 2.12 – электрическая тигельная печь сопротивления
  • 2.21 – тигельная индукционная печь
  • 2.22 – канальная индукционная печь
  • 3.00 – роторная печь
  • 3.10 – наклоняемая роторная печь

Три класса плавильных печей для алюминия

Чаще всего в производстве вторичного алюминия применяют так называемые отражательные (подовые) печи. Этот тип печей для плавки алюминия (1.00) имеет много модификаций. Все эти модификации, так или иначе, приспосабливают классическую отражательную печь под особые условия работы и специальную шихту.

Популярными являются тигельные печи (2.00), особенно, на малых производствах.

Производители вторичного алюминия широко применяют в качестве плавильных печей роторные печи (3.00), особенно для переработки лома с высокой удельной поверхностью, например, алюминиевую стружку, а также сильно загрязненный алюминиевый лом.

Семейное древо плавильных печей, которое показано на рисунке, относится именно к производству вторичного алюминия. Некоторые технологии плавления алюминия имеют очень ограниченное и специальное применение.

Кроме того, производители вторичного оборудования применяют различное оборудование в зависимости от назначения своей продукции и типа алюминиевого лома, который они применяют.

Печи для литейного вторичного алюминия

Производителей вторичного алюминия обычно подразделяют на две категории. К первой категории относят производства, которые выпускают в основном литейные сплавы для производителей алюминиевых отливок, а также алюминий для раскисления стали. Сырьем для этих производителей является «старый» лом и производственные отходы литейных производств. По-английски их называют «refiners». Эти производства кроме введения легирующих элементов для доводки заданного сплава применяют оборудование для очистки алюминиевого расплава и удаления нежелательных химических элементов и примесей.

Роторные плавильные печи применяют именно эти переработчики алюминиевого лома.

Литейные предприятия, которые изготавливают алюминиевые отливки из вторичного литейного алюминия, широко применяют тигельные печи – газовые и электрические, индукционные и сопротивления, как для плавки и выдержки алюминия, так и для разливки алюминиевого расплава в литейные формы.

Печи для деформируемого вторичного алюминия

Вторая категория производителей вторичного алюминия включает производства для получения деформируемых алюминиевых сплавов. Они применяют в качестве шихты чистый и отсортированный лом деформируемых алюминиевых сплавов. Продукция этих производителей вторичного алюминия – слябы и слитки для прокатки и экструзии (прессования). Их по-английски называют «remelters». К ним относятся и производства, которые являются подразделениями заводов по прокатке и прессованию алюминиевой продукции и которые перерабатывают в основном собственные технологические отходы.

Эти плавильщики-литейщики алюминиевого лома применяют в основном отражательные (подовые) печи – стационарные и наклоняемые. Различные конструкции этих печей отвечают требованиям конкретных производств: по энергетической эффективности, по чистоте металла, по производительности и т. д.

В таблице представлен обзор применения различных типов печей в алюминиевой промышленности. Индексы типов печей – по схеме классификации печей на рисунке.

Таблица – Применение печей (плавильных, для выдержки, раздаточных) в алюминиевой промышленности

Обозначения: 0 – не применяется, 1 – применяется в отдельных случаях, 2 – часто применяется, 3 – стандартная технология, 4 – ключевая технология

Источник: Ch. Schmitz, Handbook of Aluminium Recycling, Vulkan-Verlag GmbH, 2006.

Подпишитесь на новые публикации!

Ссылка на основную публикацию
Техническое обслуживание автомобиля (сервисное, ежедневное, сезонное)
Сезонное техническое обслуживание (СО) - Техническое обслуживание автомобиля - Автомобиль категории Сезонное техническое обслуживание (СО) проводится 2 раза в год...
Тесты летних шин 2017 года (и рейтинг лучших по результатам тестирования)
Летние шины 2017 новинки Несмотря на то, что до конца зимы еще достаточно времени, многих интересует вопрос о новинках летнего...
Технические характеристика КамАЗ Технические характеристики
КамАЗ-53212 технические характеристики Один из родоначальников современного дальнобоя Многими автолюбителями очень хорошо узнаваем КамАЗ-53212. Причём не только спереди, но и...
Техническое обслуживание автомобиля
Техническое обслуживание автомобиля; что в него входит; Автоновости и советы автолюбителям Существует непреложная истина — нужно регулярно проводить техническое обслуживание...
Adblock detector