В чем плавить алюминий

Если вы задумались над вопросом как переплавить алюминиевые банки в домашних условиях, рекомендуем дочитать эту статью сайта ballony.com.ua до конца.

Алюминий на протяжении долгого времени остаётся одним из самых востребованных металлов, применяемых в самых разных сферах лёгкой и тяжёлой промышленности от космической отрасли до машиностроения и производства пищевых продуктов.

Главное преимущество алюминия – сравнительно низкая температура его плавления и высокое качество получения готовых изделий. Особенно если алюминий идёт в качестве основного элемента в различного рода сплавах, отличающихся такими качествами, как прочность и лёгкость, которые ценятся сегодня наравне с золотом.

Оглавление статьи:

Для чего нужно плавить алюминий в домашних условиях

Температурные особенности обработки алюминия позволяют расплавить его в домашних условиях, используя только подручные материалы. И тут возникает сразу три вопроса:

1. Для чего это нужно?
2. Что для этого нужно?
3. Как это сделать правильно?

На первый вопрос можно ответить без особого труда – для продажи в пункт приёма цветных металлов, либо для изготовления собственных изделий и деталей механизмов из алюминия, если в наличии имеется токарный станок и навыки работы с материалом.

Где взять алюминий для плавки

Что нужно для того, чтобы расплавить алюминий? В первую очередь нам понадобится сам алюминий, но так как чистого алюминия под рукой, как правило, немного, можно использовать такие полуфабрикаты:

• Газовые баллончики;
• Фольга;
• Проволока;
• Консервные банки;
• Слитки для плавки;
• Радиаторы;
• Предметы посуды;
• Подсвечники;
• Пробки от спиртных напитков;
• Алюминиевые банки.

В связи с лёгкостью температурной обработки и доступностью материала мы будем использовать только пивные банки, хотя в теории при достаточной температуре можно расплавить всё, что угодно, лишь бы оно было сделано из алюминия.

Способы плавки алюминиевых банок

Последний вопрос носит технологический характер, и его мы разберём более подробно. Вначале нужно определиться с температурой плавления алюминиевой банки. А равна она чуть больше 600 градусов Цельсия. Где же можно получить такую температуру? Значение не такое высокое, поэтому получить его можно достаточным количеством способов, например:

• В самодельной печи;
• В профессиональной печи;
• На костре с использованием тигеля;
• Непосредственно в форме, либо в тигеле с использованием газовой горелки или паяльной лампы.

Сразу возникает закономерный вопрос, а можно ли вообще расплавить алюминий на костре? Ведь это, казалось бы, самый простой способ, не требующий практически никаких затрат.

В этом случае следует заметить, что на координатной плоскости температура костра в прямой зависимости от времени его горения изменяется от 300 до 750 градусов Цельсия, после чего снова медленно идёт на спад.

Получается своеобразная параболоидная кривая, на временном отрезке которой важно найти именно те температурные параметры, в рамках которых наш алюминий расплавится до состояния абсолютной текучести, чтобы его можно было разлить по формам, иначе в наших действиях не будет никакого смысла.

Из чего сделать тигель

Следующим моментом будет тигель, то есть металлическая ёмкость, имеющая параметры тугоплавкости значительно превышающие показатели тугоплавкости алюминия.

То есть если алюминий расплавится при 600 градусах Цельсия, то металл, из которого будет сделан тигель, должен выдержать как минимум 1000 градусов. Идеальным вариантом для этой цели будет старый огнетушитель, разрезанный пополам.

Нижнюю его часть будем наполнять ломом и разогревать до нужной нам температуры, конечно же, в домашних условиях.

Элементарная химия

Далее в дело вступает чистая химия. Если алюминий будет использоваться для заготовок, важно обеспечить его абсолютную чистоту без пористых образований. Для этого будем использовать флюс, который можно без труда сделать своими руками. Для этого нам понадобятся:

1. Криолит;
2. Натрий хлор;
3. Калий хлор;
4. Фтористый натрий.

Приготовление химического соединения чрезвычайно опасно для здоровья, поэтому работаем с химией строго в респираторе, очках и защитных рукавицах. Флюс поднимет весь шлак из тела алюминиевого расплава на поверхность. Потом перед разливом в формы его можно будет собрать обычной ложкой и выкинуть.

Определяем качество расплава

Ещё одно свойство флюса – это улучшение связующих качеств. Изделия из алюминия в этом случае получатся однородными, более крепкими и долговечными. При этом следует соблюдать точные пропорции как при изготовлении самого флюса, так и при добавлении готового соединения в расплав алюминия.

Так для получения лучшего эффекта добавляем в тигель с расплавленным металлом количество флюса, равное 2,5 процентам от общей массы расплава.

Соответствующие расчеты лучше провести заранее, чтобы не терять время и не упустить тот самый момент, когда температура в центре костра достигнет максимального значения.

При этом поверхность металлической жидкости должна быть зеркальной, если это не так, добавляем ещё немного флюса, но стараемся не переусердствовать.

Кратко о безопасности

Безопасность в деле с плавкой алюминия стоит на первом месте, ведь это достаточно опасное мероприятие, особенно если оно проводится кустарными методами. Что может пойти не так? Давайте посмотрим:

• Взрыв при попадании воды в расплав;
• Разлив высокотемпературного сырья, возможность получения ожогов;
• Опасность выхода огня из-под контроля;
• Попадание химически активных веществ в дыхательные пути, на роговицу глаз.

В связи с этим настоятельно рекомендуем не одевать синтетическую одежду во избежание её расплавления, использовать очки, респиратор, и желательно рукавицы сварщика. Если плавку алюминия планируется осуществлять на постоянной основе, было бы неплохо подыскать огнезащитный костюм.

Приступаем к работе

Первым делом расчищаем место для костра. Важно, чтобы поблизости не было легковоспламеняющихся предметов. Подготавливаем сырьё, для этого сминаем банки в продольном направлении. Чтобы тигель надёжно держался на кострище, к нему заранее следует приварить длинную металлическую ручку, которую можно будет закрепить вне костра. Обкладываем ёмкость дровами, после чего разжигаем.

Все меры безопасности должны быть предприняты заранее, а приготовленный флюс лежать наготове. При этом мы должны точно знать вес наших банок, чтобы определить количество флюса.

Когда костёр достаточно разгорится, закидываем банки в тигель, ждём их полного расплавления, добавляем флюс, удаляем шлак, удостоверяемся в качестве расплава и разливаем его в заготовки.

Чистый алюминий в домашних условиях получен!

Видео:

Плавка алюминия в домашних условиях: пошаговая инструкция. Технология плавки алюминия в домашних условиях :

Алюминий – один из самых распространенных металлов на земле. Он присутствует даже в человеческом организме, так что уж говорить об окружающей действительности.

В каждом доме или личном автомобиле есть алюминиевые функциональные элементы, детали или узлы, которые, увы, достаточно часто ломаются.

Это мебельная и оконная фурнитура, направляющие для дверей и ставен, защелки замков и другие нужные мелочи.

Их можно заменить покупными новыми изделиями, отремонтировать или изготовить самостоятельно. В последних двух случаях и может понадобиться плавка алюминия в домашних условиях.

Характеристики алюминия

Все характеристики металла для домашних самоделок знать необязательно. Но есть несколько моментов, которые могут стать значительными или даже опасными в работе.

Алюминий хорошо поддается литью, плавится при относительно невысокой температуре в 660 °С. Для справки: чугун начинает плавиться при температуре 1100°С, а сталь – 1300 °С.

Поэтому плавка алюминия в домашних условиях на газовой плите трудно осуществима, так как домашние газовые приборы такую температуру обеспечить не могут. Правда, отечественные «кулибины» могут все, но об этом позже.

Снизить температуру плавления алюминия можно, растерев его в порошок или используя в качестве сырья готовый порошковый продукт. Но здесь важным становится еще одно свойство алюминия.

Он достаточно активный металл, который при соединении с кислородом воздуха может воспламениться или просто окислиться. А температура плавления оксида алюминия — больше 2000 °С.

При плавлении оксид все равно образуется, но в небольших количествах, именно он формирует окалину.

Та же активность может сыграть плохую шутку, если в расплавленный металл попадет вода. При этом происходит взрыв. Поэтому если в процессе плавки нужно сырье добавлять, то нужно следить, чтобы оно было сухим.

Сырье для плавки

Если предстоит плавка алюминия в домашних условиях, из-за сложности работы с порошковым металлом его в качестве сырья не используют.

Можно приобрести алюминиевую чушку или использовать обычную алюминиевую же проволоку, которую нарезать ножницами на небольшие кусочки и для уменьшения площади контакта с воздухом плотно спрессовать пассатижами.

Вторичное сырье может быть окрашено или испачкано, это не страшно, лишние составляющие отойдут в виде шлаков. Только нужно помнить, что вдыхать пары сгоревшей краски нельзя.

Чтобы из вторичного сырья получилась качественная плавка алюминия в домашних условиях, флюсы, задача которых состоит в том, чтобы связывать и выводить на поверхность расплавленного металла все примеси и загрязнения, лучше приобрести готовые. Но можно сделать самостоятельно из технических солей.

Покровный флюс готовится из 10 % криолита и по 45 % хлорида натрия и хлорида калия.

В рафинирующий флюс для получения алюминия без пористости добавляют еще 25 % от общей массы фтористого натрия.

Средства индивидуальной защиты при плавке

Глаза тоже желательно защищать, особенно если плавка происходит достаточно часто, очками или маской. И совсем в идеале работать нужно в специальном костюме металлурга с повышенной стойкостью к огню и высоким температурам.

Если нужен очень чистый алюминий с использованием рафинирующего флюса, то работать следует в химическом респираторе.

Литейная форма

Если требуется только отлить чистый алюминий для припоя, то литейная форма не нужна. Достаточно использовать стальной лист, на котором расплавленный металл остынет. Но если нужно отлить хотя бы простенькую деталь, то понадобится литейная форма.

Литейную форму можно сделать из скульптурного гипса, именно гипса, а не алебастра. Жидкий гипс заливается в смазанную маслом форму, ему дают немного застыть, периодически встряхивая, чтобы вышли пузырьки воздуха, вставляют в него модель и накрывают второй емкостью с гипсом.

В удобном месте нужно в гипс вставить цилиндрический предмет, чтобы в итоге в форме появилось отверстие, так называемый канал, в который будет заливаться расплавленный алюминий.

Когда гипс окончательно застынет, две части формы разъединяются, вынимается модель, и форма с готовым слепком соединяется опять.

Изготовить литейную форму можно и из смеси 75 % формовочного песка, 20 % глины и 5 % каменноугольного песка, которая засыпается в специальный ящик из досок и трамбуется. В утрамбованную землю отжимается модель, получившийся отпечаток присыпается тальком и графитом (угольной пылью), чтобы остывшую алюминиевую деталь можно было легко отделить от формы.

Тигель для плавки

Плавка алюминия в домашних условиях требует наличия специальной емкости с носиком из тугоплавкого материала. Это так называемый тигель.

Тигли могут быть фарфоровые, кварцевые, стальные, чугунные, изготовленные из корунда или графита. В домашних условиях можно использовать покупной тигель или изготовить его, например, из отрезка стальной трубы достаточно большого диаметра.

Правда, для этого нужна болгарка, сварочный аппарат и навыки владения этими инструментами.

Размеры тигля зависят от необходимого количества алюминия, который нужно расплавить. Этот ковш должен равномерно прогреваться, а его тепло — передаваться к сырью.

Печи для плавки

Технология плавки алюминия в домашних условиях достаточно проста.

В специальном ковше нагревается лом алюминия до температуры, превышающей температуру плавления этого металла, расплав некоторое время выдерживается в разогретом состоянии, с его поверхности снимается шлак, затем чистый металл разливается в форму для остывания. Время плавки зависит от конструкции печи, то есть той температуры, которую она способна обеспечить.

Если используется паяльная лампа или газовая горелка, то они нагревают алюминий сверху. Правда, печь при этом все равно складывается из кирпичей колодцем без связующего раствора, внутри которого будут прогорать угли для нагревания емкости снизу и поддержания ее в нагретом состоянии.

Если плавка должна происходить достаточно часто, то можно своими руками изготовить муфельную печь с вертикальной загрузкой тигля или купить готовую.

Плавка с помощью паяльной лампы

Плавка алюминия в домашних условиях паяльной лампой должна происходить не в помещении. Кроме сырья, паяльной лампы, тиглей и кирпичей, нужно подготовить дрова, пассатижи и стальной прут.

— На кирпичи устанавливается емкость с сырьем. Ее нужно греть примерно 15 минут.

— После этого на полную мощность включается горелка паяльной лампы и алюминий прогревается сверху.

— В течение нескольких секунд начинается процесс, но для того чтобы прогрев был равномерным, металл в емкости нужно аккуратно перемешивать стальным прутом, придерживая ее пассатижами (не забыв при этом надеть рукавицы). Можно обойтись и без прута, периодически встряхивая ковш с помощью тех же плоскогубцев, но очень осторожно.

— Когда жидкость становится однородной, нужно пассатижами взять емкость и вылить содержимое на прокаленный стальной лист таким образом, чтобы вся образовавшаяся окалина осталась в ковше, а на лист для застывания попал только чистый металл.

Так обычно из вторичного сырья получают чистый алюминий, если с его помощью нужно запаять алюминиевые детали.

Плавка на дровах или газе

Плавка алюминия в домашних условиях на газу — это единственно возможный вариант для квартиры. Греть емкость нужно долго, периодически сливая расплавленный металл. В таком случае отливка выполняется слоями. Для работы понадобятся две металлические емкости таких диаметров, чтобы одна надевалась на другую. Меньшая служит тиглем. Она с ломом, например нарезанной алюминиевой проволокой, ставится на конфорку, с которой нужно снять рассекатель пламени, бытовой газовой плиты. Над большей емкостью придется предварительно поработать. В ее днище выполняются около десятка небольших отверстий. В два или три из них вкручиваются болты, которые исполняют роль рукояток, за которые пассатижами раскаленную емкость можно поднять.

Эта емкость кверху дном надевается на тигель. Такая конструкция и позволяет прогревать алюминий. Периодически верхнюю емкость нужно снимать и металлическим прутом или ножом перемешивать лом. Перед тем как слить расплавленный металл, с его поверхности нужно снять шлак.

Плавка алюминия в муфельной печи

• Сначала в тигле расплавляется флюс, которого нужно взять в количестве от 2 до 5 % от веса алюминия, а затем в него добавляется лом.
• Насколько флюс активен, можно определить по поверхности расплава – она должна быть зеркальной. Если это не так, в расплав добавляется еще немного флюса, затем нужно будет добавить его перед окончанием плавки, чтобы шлак было легче удалять с поверхности металла стальной ложкой.
• Плавку нужно вести примерно при 700-750 °С. Это температура красного свечения.
• В процессе плавки может потребоваться добавлять сырье в тигель, так как расплавленный металл сильно уменьшается в объеме.
• Рафинирующий флюс добавляют при необходимости в конце плавки в количестве 0,25 % от веса расплавленного металла. Выдерживание такой пропорции в домашних условиях – задача непростая. После добавления флюса расплав нужно перемешать ложкой, дать постоять около 5 минут, затем снять шлак.
• Когда в результате нагрева алюминий превратился в однородную блестящую каплю, тигель нужно еще некоторое время подержать в печи, чтобы металл стал более текучим.
• Затем алюминий из тигля через носик (в этот момент становится понятно, зачем нужен именно такой ковш) заливается тонкой непрерывной струйкой в форму.
• После полного остывания форма аккуратно разделяется на половинки, из нее извлекается готовая деталь, которую еще нужно окончательно обработать: просверлить отверстия, если нужно, зачистить и наждачной бумагой отшлифовать поверхность. Вот и все. Процесс завершен.

Так что не стоит заранее пугаться, если предстоит в домашних условиях расплавить алюминиевый лом, чтобы получить чистый металл или изготовить деталь взамен поломавшейся. Серьезные профессиональные навыки для организации такого литейного производства совсем не нужны. Желание и умелые руки обычного мастера-любителя способны творить чудеса.

Как в домашних условиях плавить алюминий

01.04.2019

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.

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.

  Преимущества автоматической сварки

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 горелкой;
• — паяльной лампой;
• — 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.

  Что такое стилоскопирование сварных швов

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.

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

Как в домашних условиях плавить алюминий Ссылка на основную публикацию

Плавка алюминия в домашних условиях: инструкция

Одним из наиболее распространенных металлов является алюминий. Он применяется при изготовлении различных изделий на протяжении последних нескольких столетий. Кроме этого, алюминий применяется в качестве легирующего элемента при изготовлении самых различных сплавов.

Довольно частым вопросом можно назвать то, как в домашних условиях плавить алюминий. Популярность этого материала можно связать с относительно низкой температурой плавления, которая позволяет проводить плавку в домашних условиях.

Рассмотрим особенности этого материала подробнее.

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.

Муфельная печь – идеальный домашний вариант для частых работ

Муфельная печь представляет собой подобие простой «буржуйки» только с толстыми стенами. Может быть как на дровах, так и на электричестве, кому как удобно. Во втором случае проволока натягивается по спирали с внутренней стороны кирпичей, поближе к форме.

Внутри посередине располагается тигель – специальная емкость для расплавки металла. В данной конструкции потери сведены к минимуму – свободное пространство занимает тигель, между которым и стенками остается небольшой зазор 5-10 см.

Благодаря большой толщине – 20-30 см, стенки можно заполнить разными теплоизоляторами, для сохранения тепла. Ее можно переносить либо сделать стационарной, в связи с чем, подбирается теплоизолятор. Внутри располагается кирпич, снаружи – железо, а чем заполнить остальное пространство остается на усмотрение каждого отдельно.

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.

Примесные элементы в алюминиевом расплаве

Первичный и вторичный алюминий

Примесными элементами называют химические элементы, которые ненамеренно попадают в алюминиевый расплав.

Несмотря на то, что их содержание в расплаве обычно невелико, некоторые примесные элементы могут существенно влиять на свойства алюминия и на технологические процессы, которым он подвергается.

В некоторых случаях диффузия этих элементов может вызывать сегрегацию. Это может давать локальную более высокую концентрацию этих элементов.

Основными источниками примесных металлов в алюминии являются [1, 2]:

• исходные материалы для первичного алюминия, такие как глинозем и кокс;
• лом алюминиевых изделий, загрязненный различными «неалюминиевыми» компонентами;
• технологические процессы;
• производственное технологическое оборудование.

В расплаве первичного алюминия:

• Присутствуют натрий, литий и кальций, которые попадают туда из электролита
• Примесными металлами с максимальной концентрацией являются железо и кремний из глинозема
• В небольших концентрациях в первичном алюминии обычно присутствуют также титан, ванадий, марганец, медь, магний, бор.

В расплаве вторичного алюминия:

• Железо, медь и цинк являются основными загрязнителями-металлами;
• Свинец, хром, олово, никель могут содержаться в малых количествах. Для большинства деформируемых сплавов пределом для них является 0,05 %.
• Алюминиевый расплав из смешанного алюминиевого лома может быть пригодным только для производства вторичных литейных сплавов. Для производства вторичных деформируемых алюминиевых сплавов требуется тщательная сортировка алюминиевого лома и удаление посторонних металлов.

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.

Измерение загрязнений в алюминии

Для оценки качества алюминиевых расплавов применяют следующие единицы измерения:

• ppm = частей на миллион (106) = мг/кг = мкг/г
• ppb = частей на миллиард (109) = мкг/кг
• ppt = частей на триллион (1012)= нг/кг

Представление об этих единицах дают такие их аналоги:

• 1 ppm = 1 минута в двух годах = 1 секунда в 11,5 суток
• 1 ppb = 1 секунда в 32 годах
• 1 ppt = 1 секунда в 32000 лет.

Для оценки содержания водорода применяют единицы:

• 1 ppm = 1 мг/кг = 1 мкг/г
• миллилитр (мл или см3) водорода на 100 г металла
• cоотношение между этими единицами: 1 ppm = 1 мг/кг = 1,12 мл/100 г.

Для оценки содержания включений применяют единицы:

• единицы ppm, ppb и ppt;
• шкалу PoDFA: мм2/кг.

Рисунок 3 – Метод подсчета включений в алюминиевом расплаве [7]

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:

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.

Показатели качества алюминиевого расплава

Алюминиевый расплав – это исходный материал для изготовления любой алюминиевой продукции. Различные виды алюминиевых изделий требуют различного уровня чистоты алюминиевого расплава.

Качество алюминиевого расплава является одним из наиболее важных условий для обеспечения заданного уровня качества конечной алюминиевой продукции.

Уровень качества расплава определяют три вида загрязнений [1, 2]:

• растворенный водород;
• твердые включения;
• растворенные примесные металлы.

Рисунок 2 – Виды загрязнений в алюминиевых расплавах [3]

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.

Перед началом работ

Для начала следует определиться с размерами изделия и объемами работ:

• Для небольших подойдет газовая плита.
• Для средних – самодельная небольшая печь из огнеупорного кирпича
• Для больших – муфельная печь.

При любом выборе нужно максимально закрыть емкость с расплавленным алюминием от сквозняка и максимально уплотнить стенки, чтоб сократить потери тепла. Алюминий быстро отдает тепло, поэтому его сложно нагреть в простых условиях. Рассмотрим, как этого добиться.

Плавка металла

При плавке важно использовать чистую посуду (из железа либо не цветного металла). Если впервые растапливать – есть смысл в следующей подготовке. Нужно емкость почистить, удалить ржавчину и мусор, пыль, тщательно сполоснуть, дать просохнуть и только после этого ее можно использовать.

Во время варки удалять всплывающий шлак – остатки краски либо загрязнения, они значительно понизят качество металла. После того, как металл хорошо расплавился ему нужно немного остыть, чтоб было поменьше брызг и удобнее было заливать в формы. Последняя должна быть не сырой, чтоб испаряющаяся влага не создавала пузырей в изделии.