Плавка алюминия в домашних условиях: Плавильня своими руками — как расплавить алюминий в домашних условиях

Литье алюминия в домашних условиях

Сегодня мы поговорим про литье алюминия в домашних условиях и обязательно затронем тему, нужно ли вообще литье алюминия своими руками. Алюминий — это популярный материал для многих применений, включая такую нишу как изготовление на заказ деталей для мотоциклов.

Литье алюминия

Возможность плавить и формировать алюминий позволяет создавать уникальные и сложные детали, которые нельзя найти больше нигде. Однако плавка алюминия — это процесс, который требует надлежащих инструментов и методов для обеспечения успеха. В этой статье мы дадим несколько советов о том, как правильно и безопасно плавить алюминий в домашних условиях.

Первым шагом в плавке алюминия является выбор правильного типа алюминия для вашего проекта. Не все алюминиевые сплавы подходят для литья, а некоторые могут быть опасны в работе. Важно изучить конкретный тип алюминия, который вы планируете использовать, чтобы убедиться, что он безопасен и подходит для плавки.

Печь для литья алюминия в домашних условиях

Далее вам понадобится печь или плавильный котел, способные достигать высоких температур. Для мелкомасштабной плавки и литья можно использовать пропановую горелку или небольшую печь. Для более крупных проектов может потребоваться печь или плавильный котел большего размера. Важно выбрать плавильное устройство, соответствующее размеру и сложности вашего проекта.

Технология литья алюминия

Прежде чем плавить алюминий, важно правильно его подготовить. Этот процесс включает в себя очистку и удаление любых поверхностных покрытий, таких как краска или анодирование. Кроме того, вам может понадобиться разрезать алюминий на более мелкие кусочки, чтобы он плавился равномерно.

Как только алюминий подготовлен, пришло время начать процесс плавки. Начните с предварительного нагрева печи или плавильного котла до желаемой температуры, обычно от 650 до 700 градусов по Цельсию. Температура плавления зависит от типа сплава алюминия. Затем добавьте алюминий в плавильный котел или печь и подождите, пока он расплавится.

Технология литья на заводе

Важно быть терпеливым во время процесса плавления и избегать перемешивания расплавленного алюминия. Перемешивание может привести к появлению пузырьков воздуха и образованию примесей в алюминии, что может ослабить его структурную целостность.

После того, как алюминий расплавится, важно удалить любые примеси или шлак, которые могли образоваться на поверхности. Это можно сделать с помощью шумовки или совка, чтобы убрать загрязнения.

Наконец, залейте расплавленный алюминий в желаемую форму, стараясь не допустить появления пузырьков воздуха. Дайте алюминию остыть и затвердеть, прежде чем вынимать его из формы.

Формы для литья алюминия

Не только технология плавки алюминия, но и формы для литья алюминия играют важную роль в процессе литья. Важно понимать, что создание форм для литья алюминия требует определенных знаний и навыков, и новички могут допустить ошибки, которые могут повлиять на качество деталей или на процесс их производства. Ниже рассмотрим некоторые из частых ошибок, которые могут быть допущены новичками.

Неправильный выбор материала для формы

Одна из наиболее распространенных ошибок новичков – это использование неподходящего материала для формы. Хотя алюминий – очень легкий металл, он требует использования особых материалов. Таких материалов, которые могут выдержать высокие температуры, используемые в процессе литья. Часто используются материалы, такие как сталь или высокопрочные сплавы, которые могут выдерживать высокие температуры и не деформируются в процессе литья.

Ошибка в размещении литника

В процессе создания формы для литья алюминия необходимо правильно рассчитать параметры формы. Такие моменты как размеры и форма отверстий, где будет происходить заливка металла. Новички могут допустить ошибки в расчетах, что может привести к искривлению деталей или деформации формы во время процесса литья.

Создание форм для литья алюминия – это сложный и трудоемкий процесс, который требует знаний и навыков. Чтение специализированной литературы, обучение у опытных мастеров, а также практика и опыт – все это может помочь новичкам избежать ошибок и научиться создавать формы для литья алюминия.

Устройство формы для литья

Форма обычно состоит из двух металлических рам, в которые плотно утрамбована формовочная смесь. Она состоит из смеси глины и песка, перемешанных в определенных пропорциях. Такая смесь слегка смачивается водой. Довольно часто можно видеть, что когда алюминий плавят в домашних условиях, то вместо металлической рамы используют раму из дерева. Такой вариант также имеет право на жизнь.

На приведенном выше рисунке, опока – это металлическая рама. Она состоит из двух частей. Горизонтальная линия на схеме по верхнему краю модели – это плоскость разъема. Выпор – это канал для выхода воздуха. Литник – канал для заливки металла. Черное и серое – это пустоты. Таким образом, мы имеем нечто вроде кулича в раме, с пустотой в форме нашего изделия.

Модель следует покрывать тальком, чтобы ее можно было вытащить из смеси без потерь. Далее следует процесс засыпания смесью через сито. Эта манипуляция делается только для первого (лицевого) слоя, чтобы потом поверхность отливки была качественнее. Затем сверху горстями сыпется еще формовочная смесь и старательно утаптывается киянкой.

Далее верхний слой посыпается тальком и сверху на него кладется вторая металлическая рама. Затем втыкаются обрезки трубы. Это делается для того, чтобы в верхней полуформе остались каналы для литника и воздухоотвода. Потом снова насыпается формовочная смесь. Делается это уже без просеивания, поскольку это будет тыльная поверхность.

Литье алюминия в домашних условиях

Когда готовы обе половины, трубки вытаскиваются. После этого верхняя полуформа снимается и модель изделия вынимается. Кстати, это очень ответственный этап. Если сделать не аккуратно или поторопиться, то верхняя полуформа может осыпаться при переносе. Да и модель может вытащится вместе с куском смеси. Поэтому, все действия нужно производить медленно.

Далее, верхняя полуформа кладется на место и заливается алюминий. Ждем пока металл твердеет и после этого наступает момент истины. Если все получилось, дальше отрезаются литники и деталь готова для дальнейшей обработки.

Выводы

Кроме того, важно понимать, что создание форм для литья алюминия и сама технология литья алюминия – это не только процесс создания конкретной формы. Это целый производственный процесс. Новички должны быть готовы к изучению технологий литья алюминия, выбору оптимальных материалов и оборудования, а также к организации производственного процесса в целом.

Итак, суммируем. Наиболее распространенные ошибки, которые допускают новички при создании форм для литья алюминия, это использование неподходящего материала для формы, неправильный расчет параметров формы и отсутствие правильного оборудования и инструментов. Однако, если новички будут учитывать эти ошибки и стремиться к улучшению своих навыков, они смогут научиться литью алюминия. Конечно, на это уйдет много времени.

Плавка алюминия – это трудоемкий и сложный процесс, но с правильными инструментами и методами можно без труда создавать высококачественные нестандартные детали для мотоциклов. Тем не менее, для тех, у кого нет необходимого оборудования или опыта, часто бывает более эффективным и экономичным приобретение нестандартных деталей для мотоциклов у надежного производителя.

Читайте также: Перейти в интернет магазин кастомных деталей из алюминия и латуни

Наша мастерская специализируется на производстве кастомных деталей для мотоциклов на заказ с использованием высококачественных материалов и новейших технологий производства. Наша команда опытных профессионалов может помочь вам спроектировать и создать идеальные детали для мотоциклов по индивидуальному заказу для вашего проекта, сэкономив ваше время и обеспечив высококачественный результат.

Кастомный бензобак, литье из алюминия. Работа нашей мастерской

Итак, если вы ищете нестандартные детали для мотоциклов, которые должны быть уникальными и высочайшего качества, не ищите других вариантов, кроме нашей мастерской. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о наших кастомных деталях для мотоциклов и о том, как мы можем помочь вам воплотить вашу идею в жизнь.

Технологические особенности плавки цветных металлов и сплавов в электропечах :: Технология металлов

 

Плавка алюминия

Алюминий и его сплавы применяются практически во всех отраслях промышленности, а также при производстве предметов домашнего обихода.

При комнатной температуре алюминий покрывается тонкой пленкой окиси (А12O3), которая надежно предохраняет его от дальнейшего окисления. Скорость окисления алюминия с повышением температуры резко возрастает. Поэтому при плавке алюминия и его сплавов в плавильных печах поверхности расплавляемых кусков и зеркало ванны быстро покрываются слоем окиси.

Температура плавления окиси алюминия (2050° С) примерно в три раза выше температуры плавления металлического алюминия (660°С), а плотность окиси (3,9 г/см3) примерно в 1,5 раза больше плотности жидкого алюминия (2,7 г/см3).

Поэтому окись алюминия находится в ванне печи во взвешенном состоянии. Наличие окислов и карбидов резко ухудшает литейные свойства сплавов, а также снижает их антикоррозионные качества. Отливки, получаемые под давлением, часто имеют тонкие стенки, а окислы и карбиды закупоривают проходы и прекращают доступ жидкого сплава в узкие полости формы, вызывая литейный брак.

Металлические примеси в сплаве главным образом влияют на механические свойства изделий.

В настоящее время плавка алюминия проводится преимущественно в пламенных отражательных печах, работающих на углеродистом топливе, и в электрических печах. Естественно, качественные и экономические показатели при этом получаются не одинаковые.

При плавке алюминия в отражательных пламенных печах и в камерных электропечах сопротивления нагрев отдельных кусков садки начинается в зоне наиболее высоких температур, т. е. сверху. При этом поверхность садки быстро окисляется и поглощает значительное количество газов.

В тигельных индукционных электропечах для плавки алюминия при отсутствии «болота» (слоя жидкого металла, оставленного в тигле от предыдущей плавки) быстрому нагреву подвергается слой садки, расположенный возле внутренних боковых стенок тигля. Таким образом, в начальный период плавки, когда отдельные куски шихты еще не покрыты жидким металлом, они свободно соприкасаются с воздухом и подвергаются окислению, но в значительно меньшей степени, чем в пламенных отражательных или в камерных электропечах сопротивления.

Индукционные канальные электропечи со стальным сердечником при плавке алюминия и его сплавов имеют ряд ценных преимуществ, основные из которых перечислены ниже.

В канальной индукционной электропечи расплавление кусков алюминия происходит в зоне максимальных температур под слоем жидкого металла, поверхность которого закрыта пленкой окиси алюминия.

Зона максимальных температур в канальных электропечах находится в узком канале и в прилегающих к нему участках шихты.

Температура металла па поверхности шахты всегда имеет минимальное значение, в результате чего готовые отливки, получаемые из канальных электропечей, содержат меньшее количество окислов, чем отливки, полученные в печах других типов. Этим же преимуществом обладают тигельные индукционные электропечи, в которых по технологическим требованиям в тигле после каждой плавки оставляют часть жидкого металла 20—35% от емкости тигля печи.

Жидкий алюминий и его сплавы обладают способностью поглощать газы и особенно водород. В пламенных печах большое количество водорода находится в топочных газах. Кроме того, в плавильные печи всех типов он может быть занесен сырой шихтой.

Вода при высокой температуре и при наличии жидкого алюминия распадается на кислород и водород. кислород вступает во взаимодействие с алюминием по реакции

3Н2О + 2Аl → Аl2O3 + 3Н2

Выделившийся при этом водород поглощается сплавом, влияние энергоносителя и конструкции плавильной печи на степень насыщения алюминиевых сплавов водородом показано ниже:

( Объем водорода на 100 г металла см3)

Газовый горн (плавка без флюса)  ……….2,5

Газовый горн (плавка под флюсом) ………1,05

Отражательная печь на газообразном топливе………..2,5—3

Отражательная печь на мазуте …….3—4

Электропечь сопротивления  ……..1,05

Электропечь  канальная   индукционная    …………0,13

Электромиксер………0,12

Жидкий алюминий хорошо растворяет многие металлы и, в частности железо, образуя хрупкие соединения FeAl2 и Fe2Al

7, снижающие качество отливок.

Влияние времени выдержки жидкого алюминия в металлическом тигле на насыщение его железом показано ниже:

Время выдержки, Содержание железа,

мин                                            %

25                                             1,75

35                                             1,90

40                                             1,97

45                                              2,01

65                                              2,30

100                                            2,50

Плавка алюминия в канальных электропечах не лишена технологических недостатков. Образовавшаяся на поверхности жидкого металла пленка окиси, не смоченная жидким металлом, в результате сил поверхностного натяжения и сцепления пленки с футеровкой шахты, плотно закрывает зеркало ванны.

Однако если целостность пленки нарушить, то оголенные участки жидкого металла быстро окислятся, а изломанные куски пленки начнут оседать на дно ванны. При интенсивной циркуляции жидкого металла в печи куски окиси затягиваются в каналы и, оседая на его стенках, уменьшают его рабочее сечение. В практике это явление называется зарастанием канала.

Полностью избавиться от зарастания каналов в индукционных канальных печах практически невозможно, так как нарушение поверхностной пленки окиси может быть вызвано причинами, не зависящими от конструкции печи (отдельных ее узлов) и от технологических режимов.

Необходимо отметить, что очистка каналов связана с большими технологическими трудностями. Работа по очистке каналов чрезвычайно сложная и тяжелая, она влечет за собой вынужденные простои и уменьшение производительности печи, сокращение срока службы футеровки и загрязнение металла окислами.

Нормальная Работа канальной электропечи возможна только при условии, что в ней всегда будет оставаться некоторое количество (до 35% от полной емкости печи) жидкого металла.

В тех случаях, когда по технологическим требованиям необходимо изменить химический состав расплавляемого сплава, печь должна быть полностью освобождена от ранее выплавляемого сплава и залита жидким сплавом нужного химического состава. Это в значительной степени ограничивает производственные возможности электропечи и снижает ее экономические показатели.

Наиболее экономически эффективно эксплуатируются канальные электропечи при круглосуточной работе, выплавляя однородные сплавы, замена которых не требует полного освобождения электропечи от жидкого металла.

Тигельные электропечи для плавки алюминия этих недостатков практически не имеют, но они имеют худший к. п. д. и коэффициент мощности.

 

Плавка магния

Магний принадлежит к группе легких металлов. В чистом виде он очень активен. Металлический магний в виде порошка или тонкой ленты быстро окисляется горит)  па воздухе даже при комнатной температуре. : машиностроении магний используется в специальных сплавах.

Обычно магний и его сплавы выплавляются в тигельных или отражательных печах под слоем флюса, так ак обнаженный жидкий металл мгновенно воспламеняется.

Тигельные печи предпочтительнее, чем отражательные, потому что в них топочные газы не могут соприкасаться с флюсами, находящимися на поверхности жидкого магния. Для плавки магния и его сплавов в тигельныхпечах рекомендуются стальные тигли, так как они не вступают в химические соединения ни с магнием ни с его флюсами. Графитовые тигли обогащают металл углеродом, а набивные из огнеупорных материалов вступают в химические соединения с флюсами.

Из сказанного следует, что тепловая энергия, необходимая для расплавления и особенно для перегрева жидкого металла, должна передаваться металлу с максимально возможной скоростью, и металл в тигле должен находиться в спокойном состоянии.

Полностью удовлетворяют этим условиям только тигельные индукционные печи промышленной частоты. Электрическая энергия в тигельных индукционных печах превращается в тепловую, главным образом в стальном тигле. Поэтому установки с тигельными индукционными печами имеют очень высокий к. п. д., до 85%, в то время как к. п. д. тигельных электропечей сопротивления колеблется в пределах 40—70%, а у тигельных мазутных печей он не превышает 10%.

Скорость нагрева садки в тигельных индукционных печах теоретически может быть очень большой, поэтому эти печи имеют большую производительность.

Так, че-тырсхтонаня индукционная тигельная печь типа ИГТ-7 отечественного производства может при круглосуточной работе выдать до 60 т магниевого сплава.

В настоящее время для плавки магниевых сплавов изготавливают тигельные индукционные печи промышленной частоты емкостью до 16 г.

Плавка магния и его сплавов в тигельных печах сопротивления и в индукционных канальных электропечах в настоящее время почти не осуществляется, так как печи сопротивления имеют очень небольшую Скорость нагрева, а в канальных электропечах быстрее зарастают узкие каналы.

 

Плавка цинка

Цинк и его сплавы широко применяются как защитные покровы других легкоокисляющихся металлов и для изготовления архитектурных сооружений. Характерной особенностью цинка является его низкая температура кипения 916° С. Испарение цинка начинается при более низких температурах. Индукционные электропечи со стальным сердечником и с закрытыми каналами являются наилучшими печами для плавки цинка, так как только в канальных индукционных электропечах температура жидкого металла достигает своего максимального значения внутри печи (в узких каналах), где и происходит Испарение цинка.

Но пары цинка, выходя из каналов, попадают в зону более низких температур, где происходит их конденсация. Этим и объясняется тот факт, что при плавке цинка и его сплавов в канальных индукционных электропечах выход металла составляет примерно 98,5%, тогда как в пламенных отражательных печах он не всегда достигает 94%.

Другой особенностью цинка является то, что его пары имеют значительное давление, благодаря чему они проникают в поры некоторых футеровочных материалов, где вступают в химическое взаимодействие с металлами, находящимися в футеровке, и разрушают ее. В настоящее время имеются массы для футеровок, лишенных названного выше недостатка. Примером такого состава является масса, содержащая 53% обожженной глины, 35% синей гончарной глины и 12% каолина.

В качестве связующего вещества может быть использован сульфидный щелок.

Пары цинка, кроме того, ядовиты, поэтому печная установка должна иметь хорошую вытяжную вентиляцию.

Наиболее желательными компонентами в цинковых сплавах являются мышьяк, сурьма и железо. Первые два понижают антикоррозионную стойкость, а железо при высоких температурах образует с цинком хрупкое химическое соединение, которое, опускаясь на дно печи, попадает в каналы и засоряет их. Поэтому при плавке цинковых сплавов температуру жидкого металла повышать выше технологически установленной не рекомендуется.

В настоящее время отечественная промышленность серийно иготовляет канальные индукционные электропечи для переплава катодного цинка емкостью 25 и 40 т.

 

Плавка меди

Медь представляет собой тягучий мягкий металл красного цвета, с высокими электро- и теплопроводностью. В технике медь получила широкое распространение как в чистом виде, так и в виде сплавов. На медной основе получают многие сплавы с ценными физическими свойствами, из которых основными являются латунь, бронза, томпак и др.

Основным потребителем как первичной, так и вторичной меди является электротехническая промышленность. Вся производимая отечественной промышленностью медь распределяется примерно так:

на изготовление токопроводящих деталей 50%; на производство сплавов на медной основе —40%; все прочие производства — 10%.

Для получения сплавов на медной основе наибольшее распространение получили индукционные канальные электропечи. В этих печах производятся сплавы, температура разливки которых не превышает 1300— 1400° С, так как физические свойства футеровки ограничивают возможность плавки сплавов, требующих более высоких температур. Для плавки специальных сплавов, имеющих температуру разлива выше 1400° С, используются тигельные индукционные электропечи промышленной и повышенной частоты, а также дуговые печи косвенного нагрева и барабанные электропечи сопротивления. Недостатком дуговых электропечей является несколько повышенный угар металла, вызываемый местным перегревом в зоне электрической дуги. Поэтому дуговые электропечи имеют ограниченное применение.

Для плавки меди и ее сплавов также применяются электропечи сопротивления барабанного типа. Эти электропечи могут быть использованы для плавки других сплавов цветных металлов с температурой плавления до 1500° С.

 

Плавка никеля

Никель отличается высокой антикоррозионной стойкостью и пластичностью при механической обработке. В технике он применяется как в чистом виде, так и в сплавах. Практически в настоящее время применяются никелевые сплавы высокого омического сопротивления. Кроме того, никель расходуется на антикоррозионные и художественные покрытия различных деталей.

Плавку никеля и его сплавов проводят в тигельных и канальных электропечах. При этом особое внимание следует обращать на качество футеровки, так как температура плавления никеля равна 1452° С, а разливка его осуществляется при 1550° С. Канальные электропечи, предназначенные для плавки никеля, должны иметь увеличенное сечение каналов, что объясняется большим удельным электрическим сопротивлением жидкого никеля. Жидкий никель очень интенсивно поглощает газы. Поэтому для получения качественных сплавов никеля с хромом с наименьшим количество углерода рекомендуется плавки проводить в вакуумных тигельных индукционных электропечах.

Однако до настоящего времени большинство сплавов на основе никеля типа Х15Н60, Х20Н80, ЭИ437, применяемых для нагревательных элементов электропечей сопротивления, выплавляется в обычных электродуговых печах с графитовыми электродами.

 

Плавка титана

Титан — металл химически активный и тугоплавкий. Он плавится при 1667° С. С повышением температуры титана его химическая активность резко возрастает. Особенную активность он проявляет после перехода в жидкое состояние.

Жидкий титан хорошо взаимодействует с кислыми, основными и нейтральными огнеупорными материалами, применяемыми в настоящее время в металлургии. Поэтому титан и его сплавы в печах с обычной футеровкой практически получать невозможно. В открытых печах плавить титан нельзя, так как, находясь в жидком состоянии, он быстро окисляется и может полностью сгореть. Даже в вакууме при температуре, близкой к 2000° С, он хорошо взаимодействует с алюминием и углеродом, образуя карбиды титана, которые способствуют понижению пластичности и ухудшению обрабатываемости в холодном состоянии.

В настоящее время жидкий титан для получения фасонных отливок выплавляют только в вакуумных дуговых печах гарниссажного типа с расходуемым электродом.

 

 

Мини литейный цех — плавка алюминия в домашних условиях

JavaScript отключен. Для лучшего опыта, пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, прежде чем продолжить.

Статус
Закрыто для дальнейших ответов.

  • #1

      • Добавить закладку