Литье деталей из алюминия: сплавы, печи, формы

Литье деталей из алюминия в производственных масштабах выполняют на автоматических установках. Заказать оборудование можно в компании «ИМСТЕК»: мы реализуем машины от лучших китайских и тайваньских брендов, они отличаются высоким качеством и налаженной автоматизацией.

Характеристики алюминия

Алюминий, легкий пластичный материал серебристого цвета, хорошо поддается разным видам обработки: литью, резке, штамповке. На воздухе на его поверхности образуется оксидная пленка, которая защищает металл от коррозии.

Свойства металла:

• низкая плотность;
• высокая электропроводность;
• низкая температура плавления: 660 градусов при точке кипения 2500 градусов.

К особенностям алюминия относятся:

• хорошая текучесть в расплавленном виде, из-за чего он равномерно заполняет пресс-формы при изготовлении разных изделий;
• высокая пластичность: металл можно раскатать в тонкую пластину и использовать для упаковочной тары;
• широкая сфера применения: машиностроение, строительство, электротехника.

Алюминий широко применяют в промышленности. Из него делают изделия разных форм, размеров и назначения.

Какой алюминий и какие сплавы подходят для литья

Для литья лучше брать мягкие виды алюминия: чем тверже металл, тем больше в нем оксидов и тем сложнее плавка. Если нужны прочность и хорошие литейные свойства, берут сплавы алюминия с кремнием, медью и другими добавками. В промышленном литье под давлением используют такие марки, как АК12, АК9 и АК5М2, а сплавы алюминия для литья и их свойства разобраны в статье Подробнее о литье алюминия под давлением. Для домашнего литья годится лом алюминия.

Особенности домашнего литья алюминия

Литые алюминиевые детали можно изготавливать и дома. Процесс включает несколько этапов, и он близок к литью по выплавляемым моделям:

1. 1

   Расплавленным воском или парафином заполняют емкость с параметрами будущей детали. Материал должен затвердеть.

2. 2

   Из полученной заготовки вырезают макет детали, которую планируют отлить.

3. 3

   Макет помещают в подготовленную опалубку и закрепляют.

4. 4

   В опалубку заливают цементно-песчаную или гипсово-песчаную смесь для литья алюминия до полного покрытия заготовки.

5. 5

   Форму слегка встряхивают, чтобы удалить пузырьки воздуха.

6. 6

   После застывания выплавляют парафин, а гипс или цемент полностью высушивают.

7. 7

   Сырье плавят в специальной печи или ручными горелками.

8. 8

   С расплава снимают слой оксида.

9. 9

   Раскаленный металл заливают в готовые формы.

Для изготовления алюминиевых деталей в домашних условиях понадобятся:

• лом алюминия;
• раствор гипса или цемента;
• воск или парафин;
• емкость подходящего размера из нержавеющей стали или чугуна;
• печь для разогрева металла, газовая или бензиновая горелка.

Количество сырья зависит от массы конечного изделия.

Способы расплавления алюминия и печи для этого

В производстве для плавки металла используют тигельные индукционные печи. Дома печь для литья алюминия можно сделать самостоятельно: она будет работать от газовой или бензиновой горелки. Готовую промышленную печь можно выбрать в каталоге: Подробнее о печи для плавки алюминия THN-400.

В печи муфельного типа есть специальная камера, которая изолирует расплавляемую заготовку от продуктов горения и угля. Камеру делают из глины, огнестойкого кирпича или теплоизоляционных панелей ШПГТ-450. Чтобы уменьшить потери тепла, снаружи муфельную печь изолируют минватой. Нагрев идет от электричества, газа или угля. Самыми популярными и эффективными считаются электрические печи: в них быстро достигается нужная температура, они занимают мало места, а процесс получается чистым.

Принцип работы угольной печи:

1. 1

   В камеру из шамотного кирпича устанавливают емкость для плавки металла.

2. 2

   Вокруг камеры укладывают и поджигают уголь.

3. 3

   Чтобы горение не прекращалось, снизу подают воздух.

4. 4

   Дым выходит через отверстие в крышке или через специальную трубу.

Рис. 3. Схема печи кустарного изготовления: 1. Крышка с проемом для выхода топочных газов; 2. Стенки печи из шамотного кирпича, глины или плит; 3. Тигель для алюминия; 4. Чугунная решетка; 5. Дверка для удаления золы; 6. Зольная камера; 7. Подача воздуха; 8. Угольная камера.

Небольшие изделия весом до 150 г можно плавить в небольших камерах, в том числе сделанных из жестяных банок. Нагрев идет от газовой или бензиновой горелки.

Способы изготовления форм для литья металла

Для изделий, которые отливают из металла, нужны формы. Их делают из гипса, цемента или смеси песка и жидкого стекла. Песок для литья алюминия работает как основа формовочной смеси. Формы бывают двух видов:

• Открытая форма. Несложные по форме изделия отливают в открытых формах. Для этого приспосабливают емкости: жестяные банки, сковородки, коробки, самодельные формы из гипса.
• Закрытая форма. Для сложных по форме изделий нужны закрытые разъемные формы. Они состоят из основной детали и 2-3 боковых или верхних частей. В верхней части делают воронкообразные проемы для подачи алюминия.

Материалы для литых форм

Для форм чаще всего используют гипсовый или цементный раствор. Макет детали делают из парафина, воска или пенопласта.

Шаблон укладывают в коробку или ящик, которые служат опалубкой, и заливают гипсовым раствором. Для этого лучше подходит белый гипс марки Г-7.

Пока материал схватывается и сохнет, парафин или воск плавятся и вытекают из емкости. Образовавшуюся полость заполняют горячим алюминием.

Если макет был из пенопласта, алюминий заливают поверх него: расплав плавит пенопласт и вытесняет его из формы.

Другие способы литья

Кроме гипсовых и песчаных форм для алюминия применяют многоразовые металлические формы. Кокилем называют многоразовую металлическую форму из стали, чугуна или алюминия. Литье в кокиль включает несколько этапов: полуформы фиксируют, рабочую полость нагревают примерно до 180°С, поверхность смазывают защитным огнеупорным покрытием, расплав заливают через литники, форму охлаждают, кокиль раскрывают и вынимают отливку. Больше о видах форм и способах литья: Подробнее о литьевой форме.

Для больших партий алюминий отливают под давлением в пресс-формы: Подробнее о машине для литья алюминия под давлением. Оснастку для алюминиевых отливок можно заказать: Подробнее о пресс-формах для литья алюминия.

Советы по литью и распространенные ошибки

Литье алюминия состоит из нескольких операций и дается непросто. Перед началом работы стоит оценить свои возможности, запастись материалами и, по возможности, проконсультироваться со специалистом.

Что поможет в работе:

• Чтобы металл хорошо растекался по форме, расплавленный алюминий нужно разогреть до нужной температуры. Перегревать расплав тоже не стоит: это плохо скажется на прочности готовых изделий.
• Лучше использовать мягкие виды алюминиевых изделий. Чем тверже металл, тем больше в нем оксидов и тем сложнее плавка.
• Перед заливкой металла в гипсовую форму нужно дождаться, пока она полностью высохнет. Иначе влага при испарении оставит на изделиях поры и полости.
• Расплавленные отливки нельзя закаливать в холодной воде: металл может дать усадку. Остывать изделия должны естественным путем.
• Если используется электрическая печь, ее нужно заземлить.

Если соблюдать описанную технику, литье становится доступным для самостоятельной работы.