Плавка алюминия своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 08.10.2024

Плавка алюминия нестандартными методами в домашних условиях

Все давно привыкли мучить муфельные печи для плавки алюминия, а также собирать печки, работающие на газе, отработке или угле. В последнее время народ еще и самодельные индукционные печи делает. Чаще всего из индукционной китайской плиты. Даже мне, несмотря на то что с электроникой на ты, переделка индукционной плитки не очень нравится тем, что с индуктором и тиглем можно поиметь еще тот геморрой, спалив попутно несколько раз силовой транзистор.
Есть альтернатива в виде микроволновой печи и карбидкремниевого греющего слоя, заключенного между тиглем и теплоизоляцией из легковесного шамота. В принципе на Ютубе и разных технических ресурсах обсуждался весь конструктив. Некоторые делают сам тигель из карбида кремния в смеси с бетонитовой глиной. Чем этот способ хорош? Да тем, что греется практически сам металл и энергия не расходуется на прогрев муфеля, и теплоизоляция тигля на порядок лучше чем у тигля индукционной печи+ отсутствует контакт с продуктами горения как в случае топливной печи. В данном случае при малых размерах тигля и хорошей теплоизоляции удается расплавить и латунь с медью.
Есть еще одна альтернативная печка, которая сильно дубовая как сварочный трансформатор - кольцевая индукционная печь. Принцип прост до безобразия: на мощном трансформаторе(намек на сварочный понятен, хотя лучше Ш-образный) вместо вторичной обмотки из огнеупора сделан виток с полостью для металла и основной камерой-тиглем на внешней части этого витка, замыкающей его. Перед работой в ней остается не сливаемое болото, которое и образует короткозамкнутый виток. В тигель догружается лом или слитки которые требуется расплавить. При включении трансформатора через короткозамкнутый виток пойдет ток в несколько тысяч Ампер при напряжении в 1-2 Вольта. Сами понимаете что это сродни контактной сварке по параметрам, но длится на доли секунд, а все время пока включено. В данном случае все тепло выделяется именно в алюминиевом короткозамкнутом витке, а не в тигле или муфеле, и таким образом контакт расплавляемого металла с источником тепла самый наилучший, за исключением левитационной индукционной плавки. Такой печке по зубам в принципе все, но только теплоизоляция и футеровка нужны разные. В таких печах с хорошими габаритами поддерживают температуру расплава чугуна и заодно перемешивают его, пока необходимое количество не наберется с нескольких плавок из вагранок. Чуть не забыл сказать что между кольцевым каналом и магнитопроводом трансформатора оставляют зазор продуваемый воздухом. Без него магнитопровод быстро нагреется и трансформатору настанет пец.
Итого первый способ малозатратный, требующий несколько кирпичей из легковесного шамота ШЛ-0,4, грамм 100-200 порошка карбида кремния, чуть глины и жидкого стекла. Правда максимум что можно расплавить в таком случае - примерно 0,4-0,5 кг алюминия или грамм 150 меди. Второй способ требует наличия транса, легковесного шамота раза в 3-4 больше, фантазии насчет того чем внутри обмазку сделать и как все это крепить, а также немного расчетов, но зато позволяет в зависимости от мощности трансформатора от однофазной сети плавить до нескольких килограмм алюминия сравнительно быстро без шума и без периодического перематывания нихрома. Первый способ в стадии поиска где купить легковесный шамот кроме Кэмпа, а для второго не стал пока курочить трансформатор, любезно предоставленный alex.573.

Алюминиевые сплавы обладают невысокой температурой плавления и хорошей обрабатываемостью деталей. А в хозяйстве всегда найдётся много алюминиевого лома.

Поэтому алюминий часто плавят в домашних условиях для замены нестандартных или мелких частей механизмов: отливают болванку, а после обрабатывают её на токарном станке. Иногда из алюминия своими руками изготавливают сувениры и небольшие предметы интерьера.

Устройство плавильной печи

Самодельные печи для плавки алюминия состоят из корпуса — металлического цилиндра (2), облицованного огнеупором (шамотом с песком или бетоном). Внутри шахты находится древесный уголь (8), служащий топливом. В него устанавливается тигель (3) — ёмкость, в которой будет плавиться металл. Тиглем может быть толстая консервная банка, чайник или любая ёмкость из нержавеющей стали.

В нижней части шахты (6) сделано отверстие для нагнетания воздуха (7) через решетчатое основание (4), что позволяет поддерживать горение и регулировать температуру в печи.

В качестве нагнетателя применяют фен или трубу пылесоса. Заслонка (5) необходима для отведения излишнего воздуха.

Для печей ёмкостью несколько десятков килограммов нужна крышка (1) для быстрого и равномерного прогревания металла. В маленьких печах можно обойтись без неё.

Элементы печи не должны деформироваться и плавиться при нагреве. Поэтому использование алюминиевых корпусов, трубок и тиглей недопустимо. Лучше всего для постройки конструкции взять стальные или чугунные детали.

Справка. В качестве топлива для плавки алюминия используют также природный газ или электроэнергию.

Как сделать печь для плавки металла?

Создание небольшого агрегата, позволяющего расплавить несколько килограмм алюминиевого лома — задача несложная. Для выкладки печи на садовом участке потребуются следующие материалы:

красные кирпичи — 20—25 шт.;
высокая консервная банка — 1 шт.;
гриль-решётка — 1 шт.;
сушильный фен — 1 шт.;
кусок трубы, по диаметру подходящий к выходному отверстию фена — 1 шт.;
моток изоленты;
отрезок стальной проволоки длиной 30—50 см;
уголь для розжига (количество зависит от того, сколько алюминия нужно расплавить).

Кирпичи будут являться одновременно и корпусом, и огнеупорным покрытием печи, консервная банка выполнит роль тигля. В верхней части банки делаются два отверстия напротив друг друга, и через них продевается проволока. За неё можно будет поднять и вытащить тигель с расплавом из печи. Воздух будет подаваться от включённого в режиме холодного воздуха фена. К выходному отверстию фена необходимо скотчем или изолентой примотать кусок трубы — это и будет воздухопровод.

Такая простая схема печи удобна тем, что инструментов для её создания фактически не требуется, все выполняется руками.

Важно! Не использовать для печи элементы с цинковым покрытием, т. к. при плавке алюминия будут выделяться токсичные пары цинка.

План установки кирпичного колодца

Выкладывается один ряд кирпичей в виде прямоугольного колодца. Внутренние габариты отверстия должны составлять примерно длину и ширину одного кирпича. На одной из сторон два кирпича выкладываются так, чтобы образовать коридор для воздуховода. Ширина коридора равна диаметру трубки для подачи воздуха.
На выложенный ряд устанавливается решётка. Вместо решётки от гриля можно использовать любую металлическую крышку или пластину с отверстиями для подачи воздуха.
На решётку выкладывается второй ряд кирпичей, уже без зазора для воздуховода.

Фото 1. Законченный кирпичный колодец для плавильной печи. Края усилены металлическими полосами, видно отверстие воздуховода.

Создаётся воздуховод. К фену скотчем или изолентой приматывается кусок трубы. Для обеспечения прочности конструкции место соединения оборачивается плотной бумагой, а потом соединяется клейкой лентой. Изолента — более эластичный материал по сравнению со скотчем, поэтому работать с ней удобнее. Также скотчем на фене фиксируется кнопка подачи холодного воздуха. Готовый механизм подводится к нижнему ряду кирпичей.
В печной колодец на решётку насыпается и растапливается уголь для розжига. Включается фен, который активизирует процесс горения.

Совет. Интенсивность подачи воздуха можно регулировать, изменяя режим работы фена, а также расстояние между трубой и окном для воздуховода.

Консервная банка устанавливается на верхний ряд кирпичей за продетую в неё проволоку. Подобно котелку над костром, она висит над решёткой.
После растопки печи и установки тигля третьим рядом кладутся ещё два кирпича так, чтобы из прямоугольного отверстия получить квадратное. Это зафиксирует банку внутри корпуса и быстрее разогреет печное пространство.

После разогрева банки в неё можно загружать лом для переплава. Признаком прогрева банки служит её покраснение.

Важно! Плавить алюминий рекомендуется в подогретом тигле. При загрузке холодного лома в холодную банку больше вероятность того, что ёмкость прогорит, и алюминий вытечет из банки прямо на уголь.

Принцип устройства и работы такой печи очень прост и не вызывает трудностей. Однако всегда стоит помнить о технике безопасности:

Алюминий – металл, который широко используется в промышленности и быту.

Из него производят не только детали самолетов и кораблей, но и посуду, и другие предметы утвари. Поэтому нередко возникает потребность в самостоятельном изготовлении алюминиевых деталей, вышедших из строя.

Производить из него литые изделия в кустарных условиях позволяет свойство алюминия плавиться при относительно невысоких температурах. Для того чтобы самостоятельно изготавливать литые изделия из алюминия, нужно знать поведение этого металла при высоких температурах и его физико-химические свойства.

Характеристики алюминия

Температура плавления алюминия зависит от степени чистоты металла и составляет приблизительно 660 °C. Его точка кипения – 2500 °C.

Алюминий отличается своей легкостью и пластичностью, поэтому хорошо гнется и поддается обработке штамповкой.

Этот металл является отличным проводником тепла и активно вступает в химическую реакцию при высоких температурах с кислородом воздуха, образуя на поверхности окисную пленку. Она защищает алюминий от дальнейшего окисления, однако при расплавлении лома существенно отражается на составе сплава. В процессе плавки металла структура алюминия меняется.

При его резком охлаждении могут возникнуть внутренние напряжения и усадка полученного сплава. Это надо учитывать при работе с алюминием в домашних условиях.

Технологии домашнего литья алюминия и необходимое оборудование

Принцип литья алюминия в домашних условиях должен исходить из технологии его получения на производстве с поправкой на условия, которые можно использовать дома.

Алюминиевые изделия путем литья получают несколькими способами. В бытовых условиях наиболее распространенным и удобным способом является технология литья алюминиевого расплава в специально изготовленные формы.

Поэтому для проведения процесса необходимо обеспечить две вещи:

соорудить печь для расплавления алюминиевого лома;
создать нужную форму для получения литого сплава или отдельной детали.

Процесс литья должен включать несколько этапов:

Подготовка алюминиевого лома, включающая очистку от грязи, примесей и разных наполнителей, а также его измельчение до небольшого размера.
Проведение процесса плавки запланированным способом. При полном расплавлении металла с его поверхности нужно удалить шлаковые образования.
Заполнение приготовленной формы жидким алюминиевым расплавом. После отвердевания слиток освобождается от формовочной массы.

Рассмотрим, как плавить алюминий в домашних условиях, какие конструкции печей для расплавления металла можно использовать, а также варианты самостоятельного изготовления формы.

Самодельные печи и способы расплавления алюминия

Для того чтобы расплавить алюминий, нужно разогреть его до температуры, близкой к 660 °C. На открытом пламени костра такой температуры невозможно достичь. Поэтому необходимо закрытое пространство, которое может обеспечить самодельная печь. Нагревать ее можно с помощью сжигания угля и дров или использования природного газа.

Можно также использовать электрическую муфельную печь, если она есть в хозяйстве.

При самостоятельно изготовленной печи нужно обеспечить принудительную вентиляцию для поддержания процесса горения.

1. Самый простой вариант самодельного очага можно изготовить из старых кастрюль.

Его конструкция выполняется следующим образом:

Идеальной конструкцией может служить топливник, имеющий овальный свод, выполненный из кладочной смеси, применяемой для жаропрочного кирпича. В качестве каркаса для создания овального свода можно использовать цветочный горшок нужного размера.

После высыхания смеси получается добротный топливник, который может выдержать несколько плавок.

2. Второй вариант печи подразумевает использование для нагрева алюминия пламени бытовой газовой горелки.

Его можно применять только для штучных изделий из алюминия весом не более 150 грамм. Имитация печи создается с помощью использования двух емкостей, вставленных друг в друга с небольшим зазором. Это могут быть обыкновенные жестяные банки из-под консервов.

Внешняя банка должна иметь больший размер. В ней проделывается отверстие, диаметром около 4 см, чтобы обеспечить подвод пламени к внутренней банке.

Струя пламени должна поступать направленно в отверстие банки. Греется непосредственно только внутренняя емкость, а наружная служит оболочкой, удерживающей тепло. Сверху конструкцию нужно прикрыть имитированной крышкой, оставив зазор для отвода продуктов сгорания.

Такая конструкция является одноразовой и можно использовать только для одной плавки, т. к. жесть тонкая и может быстро прогореть.

Способы создания формы для литья алюминия

Одной из основных задач домашнего плавления алюминия является подготовка формы, в которую сливается расплавленный металл. Существуют разные варианты заливки алюминиевого расплава. Основными являются открытый и закрытый способ литья.

Открытый способ литья

Самый простой – это слив жидкого металла в подручную форму, например металлическую кружку или банку из-под консервов.

После застывания сплава болванку из емкости достают. Чтобы облегчить этот процесс, производят простукивание по неостывшей до конца форме.

Если не требуется придавать литью четкой формы, можно просто слить жидкий расплав на приготовленную устойчивую к горению поверхность.

Закрытая форма

При необходимости получения сложной отливки сначала изготавливают для нее форму, соответствующую всем параметрам детали. Чтобы обеспечить четкое соответствие изделия заданным параметрам, ее изготавливают из составных формовочных частей.

Материалы для литых форм

При открытом способе заливки часто используется самый простой материал, который всегда под рукой, это – кремнезем. Сначала земля укладывается с послойной трамбовкой. Между слоями закладывают макет отливки, который после тщательной трамбовки оставляет отпечаток в кремнеземе. Эту форму осторожно вынимают и заливают вместо нее алюминий.

Некоторые мастера используют при приготовлении основы формы речной песок с добавлением жидкого стекла. Также иногда применяется смесь цемента с тормозной жидкостью.

Гипсовые формы

При изготовлении макета сложной формы часто используют гипс, который в основном может служить для разового процесса литья. При литье алюминия в гипсовую форму в качестве макетов используют парафин или пенопласт.

Восковой макет изделия заливается гипсом и после его сушки при высокой температуре расплавляется и сливается через специальное отверстие.

В случае изготовления макета из пенопласта его заливают гипсовой смесью и оставляют в ней до полного отвердевания формы. Горячий алюминиевый расплав заливают прямо на пенопласт. Благодаря высокой температуре металла происходит расплавление и испарение пенопласта, а его место занимает алюминиевый расплав, принимая заданную пенопластом форму.

При использовании пенопласта в качестве макета работы необходимо проводить в открытом пространстве или обеспечить хорошее проветривание помещения, т. к. продукты горения пенопласта вредны для человека.

Типичные ошибки и советы для правильного проведения литья

При работе с гипсом следует избегать типичных ошибок. Несмотря на то, что гипсовые формы являются удобным способом отливки нужных конфигураций деталей, этот материал очень чувствителен к влаге. При обычной сушке на воздухе она остается в составе гипса. Это вредит качеству алюминиевой отливки, т. к. может спровоцировать образование мелких раковин и пузырьков. Поэтому сушить гипсовые формы нужно несколько суток.
Металл перед заливкой должен быть достаточно горячим, чтобы успеть заполнить всю форму, прежде чем начать отвердевать. Поэтому после достижения температуры расплавления с учетом быстрого остывания алюминия не надо затягивать с его разливкой в форму.
Не рекомендуется окунать полученную отливку в холодную воду для ускорения процесса отвердевания. Это может нарушить внутреннюю структуру металла и приведет к трещинам.

Рассказываем, как изготовить своими руками плавильную печь для плавки металла (свинца и алюминия) в домашних условиях. Идея принадлежит автору YouTube канала TheDacchio.

За основу самодельной конструкции автор использует металлическую бочку. Отрезаем от нее кусок нужного размера — нижнюю часть с дном.

В бочке необходимо просверлить отверстие для подачи воздуха внутрь печи. Далее автор приготовил раствор и залил его в бочку до уровня, где находится отверстие.

Устанавливаем внутрь бочки пластиковое ведро. Между ведром и внутренней стенкой бочки вставляем стальную сетку, свернутую в рулон. Заполняем бочку раствором полностью.

Основные этапы работ

На следующем этапе автор приступил к изготовлению крышки печи. В качестве готовой формы используется кольцо от бочки. Заполняем его раствором и армируем сеткой.

Поскольку крышка тяжелая, имеет смысл сделать ее поворотной. Изготавливаем простейший шарнир из круглых стальных труб, привариваем детали к корпусу печи и крышке, после чего соединяем все вместе.

К крышке дополнительно надо будет приварить ручку (можно сделать ее из куска круглой трубы). В верхней части плавильной печи необходимо сделать пазы для установки тигля.

К основанию бочки приваривается крестовина из профильной трубы, к которой крепятся колесики.

Насыпаем в печь угли, разжигаем их. Подключаем к отверстию в бочке воздуходувку , и добиваемся нужной температуры. Устанавливаем внутрь тигель с алюминием, и ждем, пока металл полностью не расплавится.

Как сделать печь для плавки алюминия в домашних условиях, подробно показано на видео ниже.

Читайте также: