Инструкция по плавке алюминия в бытовых условиях

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.

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.

Плавление алюминия

Алюминий и его сплавы используются почти во всех сферах промышленности, а также в процессе изготовления предметов домашнего обихода.

В условиях комнатной температуры на алюминии образуется тонкая пленка окиси (А12O3), прочно защищающая его от последующего окисления. Время окисления алюминия с ростом температуры резко увеличивается.

Именно по этой причине в процессе плавки алюминия и его сплавов в плавильных печах поверхность расплавляемого материала и зеркало ванны очень быстро покрывается пленкой окиси.

Печи для плавки алюминия

Зачастую в производстве вторичного алюминия используют отражательные (подовые) печи. Такой тип печей для плавки алюминия отличается большим количеством модификаций. Однако все они приспособлены под стандартную отражательную печь, под специальные условия работы и особую шихту.

Не меньшей популярность пользуются и тигельные печи, в особенностях, на малых производствах.Производства вторичного алюминия часто используют в качестве плавильных печей роторные печи, в особенности для того, чтобы переплавить лом с высокой удельной поверхностью, к примеру, алюминиевую стружку, а также очень грязный алюминиевый лом.

Всех производителей вторичного алюминия делят на две категории:

• компании, создающие литейные сплавы для изготовителей алюминиевых отливок
• компании, создающие алюминий для раскисления стали.

Обе категории компаний используют в качестве сырья «старый» лом и производственные отходы литейных заводов. На таких заводах помимо введения легирующих составляющих для доводки определенного сплава используют оснащение для очистки алюминиевого расплава и ликвидации нежелательных химических элементов и прочих примесей.

Роторными плавильными печами пользуются именно эти переработчики алюминиевого лома.

Плавление алюминия на литейных предприятиях, которые занимаются производством алюминиевых отливок из вторичного литейного алюминия, осуществляется главным образом в тигельных печах – газовых и электрических, индукционных и сопротивления, и для плавки, и для выдержки алюминия, а также для разливки алюминиевого расплава в подготовленные формы.

Температура плавления окиси алюминия составляет примерно 2050° С, что почти в три раза выше, чем градус плавления алюминия металлического. На сегодняшний день наиболее популярной является плавка алюминия в пламенных отражательных печах, которые работают на углеродистом топливе, и в электрических печах.

В ходе плавки алюминия в отражательных пламенных печах и в камерных электропечах сопротивления прогрев обособленных кусков садки стартует в области самых высоких температур, т. е. в верхней части. В тоже время поверхность садки с большой скоростью окисляется и поглощает много газов.

Внутри канальной индукционной электропечи расплавление кусков алюминия осуществляется в области наивысших температур под слоем жидкого металла, поверхность которого накрыта пленкой окиси алюминия. Области наивысших температур в канальных электропечах расположена в узком канале и в прилегающих к нему частях шихты.

Металл на поверхности шахты имеет самую низкую температуру, вследствие чего получившиеся отливки из канальных электропечей, имеют в своем составе более низкое количество окислов, чем отливки из печей других видов.

Таким же преимуществом отличаются тигельные индукционные электропечи, в которых по технологическим требованиям в тигле по окончанию каждой плавки остается некоторое количество жидкого металла, примерно 20—35% от емкости тигля печи.Важное свойство жидкого алюминия и его сплавов заключается в его способности поглощать газы, в особенности водород. В пламенных печах много водорода собирается в топочных газах. Помимо этого, в плавильные печи всех видов его можно внести сырой шихтой.

Жидкий алюминий является хорошим растворителем для многих металлов, к примеру, железа. При этом образуются хрупкие соединения FeAl2 и Fe2Al7, которые снижают качество отливок.

Плавление алюминия в домашних условиях

Очень печально, если в доме выходят из строя маленькие, но важные функциональные составляющие, к примеру, направляющие рольставен или раздвижных дверей (могут лопнуть), фурнитура и прочее. Чаще всего такие элементы создают из алюминия.

Искать им замену проблематично, а иногда ликвидировать поломку в функционале двери или окна нужно немедленно, хотя бы временно. Если вы имеете опыт паяния, но большую часть поломок алюминиевой фурнитуры или профиля можно устранить самостоятельно.

Основная проблема – это получение рабочего материала, то есть расплавленного алюминия, при помощи которого будет осуществляться пайка сломанных деталей.Многие не знают, какая температура плавления алюминия. Она составляет около 660 градусов. Стандартная газовая плита не способна разогреть металл до такой температуры.

Что же делать?Для начала необходимо приобрести алюминиевую чушку, но можно и использовать обрезки старого профиля. Чтобы расплавить алюминий понадобится портативная газовая горелка или паяльная лампа. Разные модели этих устройств способны дать температуру в пределах 1000 – 1300 градусов.

Подготовленный материал нужно положить в тугоплавкую емкость, к примеру, из нержавеющей стали. Кроме этого, нужна прокаленная стальная пластина или еще одна емкость, в которую мы будем выливать расплавленный металл.

Последовательность работы:

• создание небольшого «колодца». Сверху нужно будет поставить емкость для плавки
• розжиг костра в «колодце». Это необходимо для поддержания тары в нагретом состоянии, после использования горелки. Также костер поможет прогреть алюминий снизу
• после образования жарких углей можно установить емкость с алюминием. Время плавления алюминия таким образом составляет примерно 15 – 20 минут. Тут же вы можете оставить прогреваться и вторую емкость или пластину
• далее нужно включить газовую горелку на максимум и греть алюминий сверху
• плавка металла начинается почти мгновенно, но цель еще не получена. задача – получение однородного прогрева. Чтобы этого добиться нужно периодически встряхивать емкость
• в процессе плавки образуется оксид алюминия, формирующий окалину
• после этого расплавленный металл нужно вылить на прокаленную стальную поверхность, аккуратно, чтобы не высыпалась окалина. Теперь расплавленный алюминий готов к дальнейшей работе.

Плотность алюминия при 20°С

Плотность расплавленного алюминия при 1000°С

Зависимисть температуры плавления алюминия от чистоты

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.

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:

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:

1. Открытый.
2. Закрытый.

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.

Технология

Ключ к достижению безбедной жизни в достатке, всё это время находился, в буквальном смысле, под ногами. Сегодня речь пойдёт о, так называемой, бокситной глине. Это очень распространённое сырьё. В её составе содержится значительный процент алюминия, который для полного счастья, остаётся лишь только получить из бокситов, применяя описанную здесь технологию. Данный материал можно найти во многих местах. Например, скрывается под слоем грунта в различных котлованах, у берегов рек, озер и вообще вблизи водоёмов.

По правде говоря, одним сырьём сыт, конечно, не будешь. Потребуется ещё помещение. Идеальным вариантом, конечно, стали бы площади заводского помещения, дабы сразу получить способность производить масштабный оборот добытого, но в начале сойдёт обычный гараж. Нужных нам результатов достигнем электрическим током.

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.

Как переплавить алюминиевые банки в домашних условиях: можно ли расплавить на костре

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!