Литье алюминия сделать самому своими руками

Литье алюминия сделать самому своими руками

Алюминий нашел широкое применение в современном мире. Этот металл характеризуется легким весом, пластичностью и ковкостью, что позволяет использовать его во многих отраслях промышленности. Температура его плавления составляет 660°C. В производстве часто используется литье алюминия, благодаря которому изготавливаются всевозможные детали.

Технологический процесс

Плавлением алюминия люди занимаются уже давно. Он легко приобретает любую
форму, поэтому просто незаменим в мировой промышленности. Сегодня многие сталелитейные предприятия используют технологию литья под высоким давлением. Оно создается в специальной камере при помощи поршня, на который воздействует сжатый воздух, эмульсия или масло, ускоряющие движение. Расплавленный металл попадает в высокопрочную стальную пресс-форму со скоростью около 50 м/с, что обеспечивает ее абсолютное заполнение.

Литье алюминия под давлением имеет массу преимуществ, среди которых не только увеличение производительности, но и высокая точность готового изделия. Технология применяется для производства важных деталей в приборостроении, машиностроении и авиастроении.

Литье алюминия в домашних условиях

Несложную деталь из этого металла вполне можно сделать самому. Все необходимое для этого найдется в домашней мастерской.

Прежде всего, потребуется ящик с крышкой, где будет храниться формовочная земля. Литье алюминия обычно происходит с использованием смесей песка и глины. Для деталей небольшого размера можно взять обычный кремнезем. Его необходимо просеять и насыпать в подготовленный деревянный ящик.

В процессе работы будут нужны следующие инструменты: деревянная лопатка, пинцеты, крючки, скальпели, щетки, кисточки и мастерок, изготовленный из качественной стали и имеющий гладкую поверхность.

Литье алюминия в домашних условиях подразумевает заливание металла в формы. Их можно сделать из деревянного ящика.

Изготовление форм

Формовка будущей детали происходит в двух опоках (рамах). Чтобы их сделать,
нужно убрать дно и крышку ящика и распилить его с помощью продольной пилы на две разные по высоте части. В получившихся опоках надо высверлить два вертикальных отверстия на противоположных стенках и вставить в них стержни-коксы. При закрывании ящика коксы, торчащие из нижней его части, должны входить в отверстия, просверленные в верхней раме. Это позволит точно зафиксировать опоки относительно друг друга.

При правильном изготовлении формы для литья алюминия в земле должна получится полость, которая будет полностью копировать отливаемую деталь. Делается она при помощи вдавливания одной стороны копии изделия в землю верхней опоки, а второй – в поверхность нижней. Рамы должны лежать на прочном щите. Копию детали можно изготовить из дерева или пенопласта.

Засыпка формовочной земли должна происходить постепенно. Каждый новый слой следует хорошо утрамбовать, иначе просеянная земля не будет держать форму. Осталось сделать несколько газоотводных отверстий и вставить литник, по которому будет поступать расплавленный металл. Теперь нужно дать земле хорошо просохнуть.

Заливание алюминия в форму

Перед тем как окончательно собрать форму, необходимо тщательно осмотреть ее и
убедиться в отсутствии комков земли. Литье алюминия даст отличный результат только в том случае, если углубление будет идеально повторять изделие. Стык, образующийся между нижней и верхней опоками, рекомендуется замазать глиной, чтобы жидкий металл не перелился за края углублений. После этого верхняя опока накладывается на нижнюю и фиксируется коксами.

Алюминий нужно расплавить в жестяной банке, поставив ее на горящую печь. Когда металл перестает прилипать к опущенной в него кочерге, его можно снимать с огня и заливать в форму через литник.

Дождавшись остывания, надо извлечь деталь из земли. Обычно после этого проводится дополнительная обработка изделия, включающая обрезание лишних выступающих краев и обтачивание.

Литье алюминия – процесс очень увлекательный и полезный. Благодаря такой технологии мелкие детали можно изготавливать самостоятельно, что позволит получить приятные эмоции и сэкономить деньги.

1. Литьё металлов #Литье металлов_иннов_технология

2. Общая информация #Литье металлов_иннов_описание

2.1 Описание назначения #Литье металлов_иннов_назначение

Литьём под давлением изготавливают:

• детали автомобильных двигателей (в том числе алюминиевые блоки, детали карбюраторов);
• детали сантехнического оборудования;
• детали бытовых приборов (пылесосы, стиральные машины, телефоны);
• детали приборов
• детали кораблей
• детали самолетов
• детали для аэрокосмической промышленности
• детали автомобилей
• корпуса электродвигателей
• детали для энергетической промышленной
• деталей для централизованного отопления квартир и домов

Также литьё под давлением используется при производстве компьютеров, смартфонов и прочей электроники.

Практически любую деталь из алюминия можно отлить на машинах литья под давлением. Поскольку при литье под давлением можно получить детали с высокими допусками по пористости и плотности изделия.

2.2 Используемые материалы #Литье металлов_иннов_материалы

Способ литья под давлением применяется для сплавов цветных металлов (на основе цинка, алюминия, меди, магния, сплав олово-свинец) из-за их низкой температуры плавления, а также для некоторых сталей.
Важнейшее свойство металла, который предполагается использовать для литья, – его текучесть. Сплав в расплавленном виде должен максимально легко перетекать из одного тигля в другой, заполняя при этом его мельчайшие выемки. Чем выше текучесть, тем тоньше стенки можно сделать у готового изделия. С металлом, который растекается плохо, намного сложнее. В обычных условиях он успевает схватиться значительно раньше, чем заполнит все промежутки формы. Именно с этой сложностью промышленники сталкиваются, когда выполняют литье сплавов металлов.
Наиболее востребованными в промышленности являются металлы, имеющие низкую температуру плавления, так как их производство менее затратное. Чем ниже температура плавления материала, тем легче производится его отливка.

2.3 Описание технологического процесса #Литье металлов_иннов_процессы

Современное литейное производство кроме традиционной технологии заливки жидкого металла в песчаные формы применяют и другие высокотехнологичные, производительные способы литья:

• вакуумный;
• центробежный;
• под давлением;
• центробежный;
• оболочковый;
• многократный;
• ртутный;
• по выплавляемым моделям;
• электрошлаковый.

Чаще всего сегодня в промышленных масштабах используются следующие технологии производства:

• в металлические формы (коколь);
• статическое литье;
• отливка под давлением;
• в оболочковые формы;
• в выплавляемые модели.

Отливка под давлением

• Первый этап, это раскрытие пресс-формы и смазка. Это необходимо для того, чтобы готовая отливка легко отходила от полостей пресс-формы и металл в поршне не застывал до того, как он будет запрессован. Также образуется пленка, которая помогает стабилизировать температуру и защищает поверхность пресс-формы, что увеличивает срок службы оснастки.
• Второй этап, это смыкание пресс-формы. Усилие смыкания пресс-формы эта та характеристика, которая по современной классификации дает название всей машине, то есть например если у машины литья под давлением название C300D, то ее усилие смыкания 3000 кило-Ньютонов или 300 тонн и она является аналогом машины литья под давлением 711А08 по Советской классификации. Другими словами такая машина способна сдержать металл, который создает усилие, стремящееся раскрыть пресс-форму в триста тонн.
• Третий этап, это заливка металла в поршень. После смазки пресс-формы и поршня рабочий зачерпывает из печи необходимое количество металла и заливает его в горловину поршня.
• Четвертый этап, это запрессовка металла. Поршень под воздействием пневматики, в которую как правило закачан азот, совершает поступательное движение и закачивает метал в камеру прессования.
• Пятый этап, это снятие готового изделия.

2.4 Серийность (#Литье металлов_иннов_серийность)

Данный метод изготовления заготовок отличается высокой производительностью. Но иногда чтобы переналадить линию для выпуска новой заготовки требуется вложить значительные средства, так как оборудование и оснастка очень дорогие (литье металлов под давлением).

3. Требования по обеспечению производства(#Литье металлов_иннов_обеспечение)

3.1 Используемое оборудование (#Литье металлов_иннов_оборудование)

Для литья металлов пускают в ход разные емкости, которые разделяют на песочные, применяемые только один раз во время оливки, а также многократные. Многоразовые отливочные емкости делают из разных материалов:

• чугуна;
• жаропрочной стали;
• огнеупорной керамики;
• графита.
  

Широко распространены чугунные кокили и изложницы. При изготовлении продукции из алюминия, меди и других цветных сплавов выполняют металлические формы из чугуна, меди и латуни.

Такое решение было принято давно, оно позволяет легко проводить подготовку материалов к основному процессу. Сам процесс длится недолго, модели выходят высокого качества. При выполнении этой технологии привлечение большого количества рабочих не требуется.

Металлические отливочные емкости бывают открытыми и закрытыми. Открытые – это изложницы, а закрытые – кокили. В закрытых емкостях имеется полость, повторяющая размеры выплавляемой детали. Заливка жидкого металла в них проводится через специальное отверстие.

Оболочковые отливочные емкости используются при заливке сплавов цветных и драгоценных металлов, а также изделий из стали. Для отливки сплавов цветных металлов их делают из порошкообразного диоксида кремния или гипса.

При изготовлении продукции из золота, платины и серебра пресс-форму делают из легкоплавкого материала, который заполняется ртутью, парафином или пластмассой, что позволяет создавать продукт сложной конфигурации небольшой толщины.

Для стали годится только отливка под давлением, так как материал этот хорошей текучестью не обладает.

Литье металлов под давлением

Пресс-формы

Литейные машины с горячей камерой прессования

Литейные машины с холодной камерой прессования

Кокильные машины для литья металлов

3.2. Требования к заготовке (#Литье металлов_иннов_заготовка)

— Текучесть
Сплав в расплавленном виде должен максимально легко перетекать из одного тигля в другой, заполняя при этом его мельчайшие выемки. Чем выше текучесть, тем тоньше стенки можно сделать у готового изделия. С металлом, который растекается плохо, намного сложнее. В обычных условиях он успевает схватиться значительно раньше, чем заполнит все промежутки формы.

3.3. Требования к температуре (#Литье металлов_иннов_температура)

Металл для отливки нагревают немного выше температуры плавления. Некоторые виды металлов можно расплавить и залить в формы в домашних условиях, например аллюминий.

3.4. Требования к давлению (#Литье металлов_иннов_давление)

3.5 Ограничения по форме и конструкции (#Литье металлов_иннов_ограничения)

Отливка ограничена:
— по сложности конфигурации, так как при отделении отливки от литейной формы могут происходить повреждения.
— по толщине, так как расплав равномернее затвердевает, если изделие тонкое.

3.6 Иные (#Литье металлов_иннов_иныетребования)

— Осадка при охлаждении.
Чаще всего применяют сплавы на основе алюминия, цинка, меди и олова-свинца (литье цветных металлов). Температура плавления у них сравнительно невелика, а потому достигается очень высокая технологичность всего процесса. Кроме того, у этого сырья сравнительно маленькая осадка при охлаждении. Это означает, что можно производить детали с очень незначительными допусками, что при выпуске современной техники чрезвычайно важно.

3.7 Постобработка(#Литье металлов_иннов_обработка)

4. Характеристики готовых деталей

4.1 Механические свойства (#Литье металлов_иннов_механика)

• точные размеры литого изделия (3—7 классы точности);
• минимальная потребность в механической обработке изделия.
• Низкая пористость изделия
• Высокая плотность изделия

4.2. Оптические свойства (#Литье металлов_иннов_оптика)

Глянцевая/матовая — оптические свойства готовой детали зависят от металла и способе литья.

4.3. Тепло/электро проводность (#Литье металлов_иннов_проводимость)

Электропроводность зависит от используемого металла, теплопроводность высокая.

4.4. Тактильные (#Литье металлов_иннов_тактильность)

Высокое качество поверхности (5—8 классы чистоты для алюминиевых сплавов)

4.5. Внешние признаки применяемой технологии (#Т_иннов_признаки)

Часто особенно на дешевых изделиях видно линию разъема формы, также могут быть видны следы толкателей. Также на детали можно увидеть место, где был литник.

Как отлить деталь из алюминия в домашних условиях

Характеристика алюминия. Алюминий один из самых распространённых металлов.

Он серебристо-белого цвета, достаточно хорошо поддаётся литью и механической обработке. В силу своих особенностей алюминий оснащён высокой теплопроводимостью и электропроводимостью, а также обладает коррозионной стойкостью.

У технического алюминия температура плавления равна 658 градусам, у алюминия высокой чистоты — 660, температура кипения алюминия составляет 2500 градусов.

Для отливки алюминия домашние нагревательные приборы вряд ли будут полезны и обеспечат нужной температурой. Нужно расплавить алюминий, нагревая его до температуры свыше 660 градусов.

Литье алюминия: выбор источника тепла

В качестве источника тепла для плавки алюминия можно использовать:

• Очень действенный способ достигается благодаря собственноручной тигельной муфельной печи. В рабочую поверхность данной печи устанавливается тигля (необходимый инструмент для плавки алюминия), в него добавляют сырье. С помощью муфельной печи можно очень просто отлить алюминий.
• Для получения температуры плавления алюминия достаточно температуры горения сжиженного или природного газа, в этом случае процесс можно выполнить в самодельной печи.
• При небольшом объеме плавки можно воспользоваться теплом, получаемом при горении газа в бытовой газовой плите.
• Необходимую температуру обеспечат газовые резаки или ацетиленовые генераторы, если таковые имеются в домашнем хозяйстве.

Подготовка алюминия

Несмотря на то что процесс плавки будет выполняться в домашних условиях, к нему необходимо отнестись ответственно. Металл предварительно необходимо очистить от грязи, раздробить на небольшие куски. В этом случае процесс плавки пойдет быстрее.

Выбор останавливают на более мягком алюминии, как более чистом материале, с меньшим количеством примесей. Во время плавки с жидкой поверхности металла убирают шлак.

Литье в песчаные формы

Для изготовления деталей литьем применяется несколько технологий. Самая простая — литье в песчаные формы:

• Если требуется изготовить алюминиевую деталь простой формы, то выполнять литье можно открытым способом непосредственно в грунт — кремнезем. Изготавливают небольшую модель из любого материала: дерево, пенопласт. Устанавливают в опоку. Грунт укладывают вокруг небольшими слоями и тщательно трамбуют. После того как образец извлекают, кремнезем хорошо держит форму и литье выполняют прямо в нее.

• В качестве формирующей смеси можно использовать песок, соединенный с силикатным клеем, или цемент, замешанный на тормозной жидкости. Соотношение материалов должно быть таким, чтобы если смесь сжимать, она сохраняла форму.

Видео «Литьё алюминия в земляную (песочную) форму в домашних условиях»

Для деталей сложной формы применяется иная технология.

Литье по выплавляемым моделям

Этот известный давно способ для изготовления алюминиевых изделий в домашних условиях может быть немного изменен. Принцип литья заключается в следующем:

Из легкоплавкого материала изготавливается модель. Укладывается в определенную форму, заливается гипсом. Устанавливается один литник или несколько. После того как гипс застыл, его хорошо просушивают. При высокой температуре легкоплавкий материал переходит в жидкое состояние и вытекает через литник. В полученную форму льют алюминиевую заготовку.

Рекомендуемый материал — воск, имеет один очень большой недостаток. Это высокая цена материала. Но для небольших деталей он не нанесет большого вреда семейному бюджету.

Подробности процесса можно уточнить по видео.

Видео «Литье алюминия под высоким давлением»

Таким образом, изготовить необходимую деталь из алюминия различной формы можно даже самому обычному мастеру-любителю.

Как отлить деталь сложной формы из алюминия

На промышленных предприятиях зачастую используют металлические формы. Литейные формы для отливки алюминия можно получить из различных материалов. Чаще всего, используют гипс. Гипс можно приобрести в любом строительном магазине по любой приемлемой для вас цене. Рекомендуется использовать скульптурный или белый гипс.

Отличный вариант — скульптурный, который маркируется Г-16. В связи с высокою ценою можно заменить на Г-7 — обычный белый гипс. Категорически запрещается выполнять замену на алебастр, несмотря на то что они в строительных работах часто взаимозаменяемые.

Рассмотрим простой способ отливки детали из алюминия своими руками в домашних условиях.

Чтобы отлить деталь из алюминия нам потребуется:

• сосуд для плавки;
• металлолом;
• форма для плавки.

Основные этапы процесса:

1. Подготавливаем сосуд для плавки (можно использовать сосуд из части стальной трубы).

2. Изготавливаем форму для плавки. Если деталь имеет сложную конструкцию, то форма может иметь несколько составляющих.

В нашем варианте форма будет состоять из двух частей. Сначала продумайте, как упростить деталь для удобства (рекомендуем укрепить отверстия с помощью скотча).

Форму очень просто сделать из скульптурного гипса (не применяйте алебастр!). Можно воспользоваться пластилином.

3. Прежде чем заливать гипс, следует смазать ёмкость маслом, чтобы гипс не смог прилипнуть к ёмкости.

4. Аккуратно залейте гипс, периодически встряхивайте форму для того, чтобы вышли пузырьки.

Важно знать: процесс затвердевания гипса достаточно быстрый, поэтому будьте внимательны и постарайтесь вовремя установить модель в гипс.

Кроме этого, рекомендуется установить в гипс предмет (например, небольшую палку), который станет каналом для заливки нашей детали.

5. Необходим первичный слой для предстоящей заливки.

Берём сверло и делаем 4 небольших отверстия, форму обрабатываем маслом. Это необходимо для того, чтобы готовые детали форм лежали максимально устойчиво в процессе отливки.

6. Делаем заливку второго слоя.

7. После того, как произойдёт затвердевание, необходимо аккуратными движениями извлечь форму из ёмкости и разделить половинки.

8. Перед отливкой обрабатываем форму сажей, чтобы избежать прилипания жидкого алюминия. Форму необходимо просушить. Естественным путем процесс сушки происходит целый день. Желательно просушить гипсовую заготовку в духовом шкафу. Начинать с температуры 11 0 0 С — один час и два часа при температуре 300 0 С. В гипсе необходимо предусмотреть отверстия для заливки алюминия и удаления остатков воздуха.

Таким способом плавим алюминий.

9. Затем жидкий металл помещаем в форму и ждём полного остывания.

В результате получаем нужную заготовку, затем её шлифуем и делаем специальные отверстия.

Литье по выжигаемым моделям: особенности технологии

Изготовление детали из алюминия с помощью литья по выжигаемым моделям имеет свои особенности, которые будут рассмотрены ниже. Работы выполняются в следующей последовательности:

• В качестве материала для модели в домашних условиях используют пенопласт. С помощью режущих элементов и клея изготовьте фигуру, очертаниями напоминающую требуемую форму.

• Приготовьте емкость для изготовления модели. Можно воспользоватся старой коробкой из-под обуви. Смешайте алебастр с водою. Залейте смесь в коробку. Поместите пенопластовую модель. Разровняйте. Дайте время материалу хорошо застыть. В связи с быстрым процессом застыванию алебастра, работы выполняйте в ускоренном темпе.

• Удалите коробку. Прогрейте форму в печи для того чтобы просушить алебастр и убрать остатки влаги. В противном случае вся воды из алебастра поступит в алюминий и превратится в пар, что приведет к порам в металле и выплескиванию алюминия из формы при выполнении работ.
• Расплавьте алюминий. Удалите с жидкой поверхности расплавленный шлак. Заливайте металл в форму на место пенопласта. От высокой температуры последний начнет выжигаться и его место займет алюминий.

• После того как металл остынет, разбейте форму и достаньте полученную литую алюминиевую модель. Посмотреть процесс подробнее можно по видео.

Техника безопасности и подготовка рабочего места

Высокотемпературные работы отличаются вредными испарениями и сопровождаются выделением дыма, поэтому выполнять их необходимо на открытом воздухе или принудительно проветриваемом помещении. Необходимо использовать вентилятор с боковым обдувом.

Процесс литья сопровождается брызгами, возможны потоки расплавленного металла. Рабочее место потребуется предварительно застелить листом металла. Не рекомендуется работы выполнять в жилом помещении — это небезопасно для окружающих.

Основные ошибки при литье алюминия

Прежде чем выполнять литье алюминия в домашних условиях, обратите внимание на основные ошибки, которые наблюдаются при выполнении работ:

• При изготовлении гипсовых форм необходимо чтобы в процессе сушки испарилась вся влага. В противном случае при заполнении формы вода начинает испаряться, превращается в пар и может остаться внутри алюминия в виде пор и раковин.
• При недостаточном нагреве или если перед началом выполнения работ алюминий успел остыть, металл будет плохо заполнять форму и отдаленные участки останутся полыми.
• Не стоит охлаждать металл погружением в жидкость. В этом случае нарушается внутренняя структура материала.

Интересные факты об алюминии

Алюминий может гнуться как бумага или быть твёрдым как сталь. Алюминий повсюду, даже внутри нас.

Каждый взрослый получает около 50 мг алюминия каждый день вместе с пищей, это ни какая-то диета, просто этого не избежать.

Алюминий самый распространённый металл на планете. Его содержание в земной коре 8 %, но его не просто добывать, по крайней мере, в чистом виде.

В отличие от золота и серебра, алюминии не встречается в виде самородков или целых жил. Алюминий в 3 раза легче железа или меди.

Алюминий в своём первоначальном виде совсем не похож на металл, это всё из-за особой «любви» алюминия к кислороду.

Фактически первое применения алюминия в истории произошло, когда восточные гончары добавляли глину богатую алюминием в свои изделия, чтобы сделать их крепче.

Достаточный для производства пивных банок, прочный для гоночных автомобилей, гибкий для обшивки самолётов, способный превратиться во что угодно, алюминий – не заменимый материал для современного мира.

Производство литья под давлением

Литье алюминиевых сплавов под давлением являет собой универсальный способ получения сконструированных металлических деталей, задавливая расплавленный алюминиевый сплав под высоким давлением в стальные формы многократного использования.

Эти формы могут быть предназначены для производства сложных изделий с высокой степенью точности и большой серийности.

Евробалт Инжиниринг, совместно с партнерами, постоянно инвестирует в оборудование и технологии для обеспечения согласованности, точности и автоматизации процесса производства.

Сочетание автоматического мониторинга процесса производства и экспертный контроль техническим персоналом, позволяет нам быстро обнаруживать сбои в процессе производства и своевременно их устранять.

Используемое сырье и сплавы

Загрузите брошуру (pdf)

Преимущества производства литья под давлением

• Высокая скорость производства: Возможность производства крупных серий отливок с последующей минимальной механической доработкой или же полностью готового изделия
• Точность и стабильность размеров, соблюдение допусков на протяжении производства даже особо крупных серий
• Прочность и вес: в сравнении с другими методами литья мы можем получить легкие и тонкостенные отливки, с высокой степенью сложности, чистотой поверхности, прочности за счет монолитности и отсутствия литейных раковин
• Изготовленные методом литья под давлением изделия с высокой чистотой поверхности требуют минимальной подготовки перед гальванической обработкой

Производство литьем под давлением

На нашем производстве литьем под давлением мы можем изготавливать литые детали весом от 5 грамм и до 12 кг. Для производства деталей из цинковых сплавов на нашем производстве мы используем оборудование для горячего литья под давлением. Это необходимо, так как, температура плавления сплавов на основе цинка достигает 900 градусов по Цельсию. И если для этих сплавов использовать оборудование для холодного литься под давлением, то оснастка будет подвергаться большим перепадам температуры и срок ее службы будет существенно сокращаться. Низкотемпературное оборудования для литья под давлением мы используем для литья изделий для наших заказчиков из алюминиевых и магниевых сплавов.

Несмотря на то, что у данных видов литья и есть много преимуществ (высокая скорость производства, высокая точность получаемых изделий, высокая прочность и чистота поверхности получаемых изделий), мы можем сказать об одном существенном недостатке. Высокая стоимость оснастки. Но мы всегда индивидуально подходим к потребностям наших клиентов. Производство, ремонт или замену изношенной оснастки мы осуществляем собственными силами и это существенно позволяет снизить затраты наших заказчиков. Так же, мы всегда смотрим на перспективы работы по каждому проекту отдельно. Мы анализируем длительность проекта, количество необходимых изделий, сложность изделий и на больших проектах мы можем брать часть затрат по производству инструмента на себя. Так же, стоит учесть, что все затраты по хранению, ремонту или повторному изготовлению нового инструмента, мы полностью осуществляем за свой счет.

Подводя итоги, мы можем с уверенностью утверждать, что отдавая предпочтение нашей компании, клиенты получают превосходный продукт литья под высоким давлением высокого качества и по лучшей цене на рынке среди многих других производителей данной продукции.