Алюміній – один з найпоширеніших металів на землі. Він присутній навіть у людському організмі, так що вже говорити про навколишньої дійсності. У кожному будинку або особистому автомобілі є алюмінієві функціональні елементи, деталі або вузли, які, на жаль, досить часто ламаються. Це меблева та віконна фурнітура, направляючі для дверей і ставень, засувки замків та інші потрібні дрібниці.

Їх можна замінити покупними новими виробами, відремонтувати або виготовити самостійно. В останніх двох випадках може знадобитися плавлення алюмінію в домашніх умовах.

Характеристики алюмінію

Всі характеристики металу для домашніх саморобок знати необов'язково. Але є кілька моментів, які можуть стати значними або навіть небезпечними в роботі.

Алюміній добре піддається лиття, плавиться при відносно невисокій температурі у 660 °С. Для довідки: чавун починає плавитися при температурі 1100°С, а сталь – 1300 °С.

Тому плавлення алюмінію в домашніх умовах на газовій плиті важко здійсненна, так як домашні газові прилади таку температуру забезпечити не можуть. Щоправда, вітчизняні «кулібіни» можуть всі, але про це пізніше.

Знизити температуру плавлення алюмінію можна, розтерши його в порошок або використовуючи в якості сировини готовий порошковий продукт. Але тут важливим стає ще одна властивість алюмінію. Він досить активний метал, який при з'єднанні з киснем повітря може загорітися або просто окислитися. А температура плавлення оксиду алюмінію — більше 2000 °С. При плавленні оксид все одно утворюється, але в невеликих кількостях, саме він формує окалину.

Та ж активність може зіграти поганий жарт, якщо в розплавлений метал потрапить вода. При цьому відбувається вибух. Тому якщо в процесі плавки потрібно додавати сировину, то потрібно стежити, щоб воно було сухим.

Сировина для плавки

Якщо належить плавлення алюмінію в домашніх умовах, із-за складності роботи з порошковим металом його в якості сировини не використовують.

Можна придбати алюмінієву чушку або використовувати звичайну алюмінієву же дріт, яку нарізати ножицями на шматочки і для зменшення площі контакту з повітрям щільно спресувати пассатижами.

Якщо не передбачається надто високу якість виробу, то можна в якості сировини використовувати будь-які побутові предмети, консервні банки без нижнього шва або обрізки профілю.

Вторинна сировина може бути забарвлене або забруднене, це не страшно, зайві складові відійдуть у вигляді шлаків. Тільки потрібно пам'ятати, що вдихати пари згорілої фарби не можна.

Щоб з вторинної сировини вийшла якісна плавлення алюмінію в домашніх умовах, флюси, завдання яких полягає в тому, щоб зв'язувати і виводити на поверхню розплавленого металу всі домішки і забруднення, краще придбати готові. Але можна зробити самостійно з технічних солей.

Покривний флюс готується з 10 % кріоліту і по 45 % хлориду натрію та хлориду калію.

У рафинирующий флюс для отримання алюмінію без пористості додають ще 25 % від загальної маси фтористого натрію.

Засоби індивідуального захисту при плавці

Плавка алюмінію в домашніх умовах – процес небезпечний. Тому потрібно користуватися засобами індивідуального захисту (ЗІЗ). Навіть якщо така плавка потрібна один раз на мінімальному обладнанні, то принаймні потрібно захистити руки, наприклад спеціальними рукавичками зварника, відмінно захищає від опіків, адже температура рідкого алюмінію — більше 600 °С.

Очі теж бажано захищати, особливо якщо плавка відбувається досить часто, окулярами або маскою. І зовсім в ідеалі працювати потрібно в спеціальному костюмі металурга з підвищеною стійкістю до вогню і високих температур.

Якщо потрібен дуже чистий алюміній з використанням рафинирующего флюсу, то працювати слід у хімічному респіраторі.

Ливарна форма

Якщо потрібно тільки відлити чистий алюміній для припою, то ливарна форма не потрібна. Досить використовувати сталевий лист, на якому розплавлений метал охолоне. Але якщо потрібно відлити хоча б простеньку деталь, то знадобиться ливарна форма.

Ливарну форму можна зробити з скульптурного гіпсу, саме гіпсу, а не алебастру. Рідкий гіпс заливається в змащену маслом форму, йому дають трохи застигнути, періодично струшуючи, щоб вийшли бульбашки повітря, вставляють у нього модель і накривають другою ємністю з гіпсом. У зручному місці потрібно гіпс вставити циліндричний предмет, щоб у підсумку у формі з'явився отвір, так званий канал, який буде заливатися розплавлений алюміній. Коли гіпс остаточно застигне, дві частини форми роз'єднуються, виймається модель, і форму з готовим зліпком з'єднується знову.

Виготовити ливарну форму можна і з суміші 75 % формувального піску, 20 % глини і 5 % кам'яновугільного піску, яка засипається в спеціальний ящик з дощок і трамбується. У утрамбовану землю віджимається модель, отриманий відбиток присипається тальком і графітом (вугільним пилом), щоб остиглу алюмінієву деталь можна було легко відокремити від форми.

Тигель для плавки

Плавка алюмінію в домашніх умовах вимагає наявності спеціальної ємності з носиком з тугоплавкого матеріалу. Це так званий тигель. Тиглі можуть бути порцелянові, кварцові, сталеві, чавунні, виготовлені з корунду або графіту. В домашніх умовах можна використовувати покупної тигель або виготовити його, наприклад, з відрізка сталевої труби великого діаметру. Правда, для цього потрібна болгарка, зварювальний апарат та навички володіння цими інструментами.

Розміри тигля залежать від необхідної кількості алюмінію, який потрібно розплавити. Цей ківш повинен рівномірно прогріватися, а його тепло — передаватися до сировини.

Печі для плавки

Технологія плавки алюмінію в домашніх умовах досить проста. У спеціальному ковші нагрівається брухт алюмінію до температури, що перевищує температуру плавлення цього металу, розплав деякий час витримується в розігрітому стані, з його поверхні знімається шлак, потім чистий метал розливається у форму для остигання. Час плавки залежить від конструкції печі, тобто тієї температури, яку вона здатна забезпечити.

Якщо використовується паяльна лампа або газовий пальник, то вони нагрівають алюміній зверху. Щоправда, піч при цьому все одно складається з цеглин колодязем без сполучного розчину, всередині якого будуть прогорати вугілля для нагрівання ємності знизу і підтримання її в нагрітому стані.

Приблизно так само виглядає конструкція печі, якщо тигель прогрівається знизу за допомогою звичайних дров і фена для сушіння волосся. Тільки в цьому випадку дрова укладаються в цегляному колодязі не на дно, а на сітку, розташовану на першому ряду цеглин, а в цьому ряду залишається отвір для металевої труби, надягнутої на горловину фена і закріпленою на ній ізолентою. Тиглем в цьому випадку служить консервна банка, природно, не алюмінієва, в якій на невеликій відстані від верху проробляються діаметрально протилежні наскрізні отвори. У ці отвори протягується сталевий прут, за який банку повинна підвішуватися в печі. Фен потрібен для подачі гарячого повітря в простір між цеглинами і тиглем. Іноді замість цегли використовують металеву бочку.

Якщо плавка має відбуватися досить часто, то можна своїми руками виготовити муфельну піч з вертикальним завантаженням тигля або купити готову.

Плавка з допомогою паяльної лампи

Плавка алюмінію в домашніх умовах паяльною лампою повинна відбуватися не в приміщенні. Крім сировини, паяльної лампи, тиглів та цегли, потрібно підготувати дрова, пасатижі і сталевий прут.

Отже, з цегли виготовлений невеликий колодязь так, щоб зверху можна було встановити ківш з алюмінієм і невеликий сталевий лист. В колодязі розпалюється багаття, який повинен трохи прогоріти, щоб утворилися вугілля. Далі і відбувається, власне, плавлення алюмінію в домашніх умовах. Покрокова інструкція процесу:

— На цеглу встановлюється ємність з сировиною. Її потрібно гріти приблизно 15 хвилин.

— Після цього на повну потужність включається пальник паяльної лампи і алюміній прогрівається зверху.

— Протягом кількох секунд починається процес, але для того щоб прогрів було рівномірним, метал в ємності потрібно акуратно перемішувати сталевим прутом, притримуючи її пасатижами (не забувши при цьому надіти рукавиці). Можна обійтися і без прута, періодично струшуючи ківш з допомогою тих же плоскогубців, але дуже обережно.

— Коли рідина стає однорідною, потрібно пасатижами взяти ємність і вилити вміст на прожарений сталевий лист таким чином, щоб вся утворилася окалина залишилася в ковші, а на лист для застигання потрапив тільки чистий метал.

Так зазвичай з вторинної сировини отримують чистий алюміній, якщо з його допомогою потрібно запаяти алюмінієві деталі.

Плавка на дровах або газі

Плавка алюмінію в домашніх умовах на дровах відбувається в легенях розбірних печах. Мінусом такого способу є неконтрольованість процесу. Збільшити або зменшити температуру нагрівання неможливо. Втрутитися в процес можливо, тільки знявши ємність з алюмінієм з вогню.

Плавка алюмінію в домашніх умовах на газу — це єдино можливий варіант для квартири. Гріти ємність потрібно довго, періодично зливаючи розплавлений метал. У такому разі виливок виконується шарами. Для роботи знадобляться дві металеві ємності таких діаметрів, щоб одна одягалась на іншу. Менша служить тиглем. Вона з ломом, наприклад нарізаною алюмінієвим дротом, ставиться на конфорку, з якої потрібно зняти розсікач полум'я, побутової газової плити. Над більшою ємністю доведеться попередньо попрацювати. В її днище виконуються близько десятка невеликих отворів. У два або три з них вкручуються болти, які виконують роль рукояток, за які пасатижами розпечену ємність можна підняти.

{!LANG-000d89cb9fe2b03731bb4e8a23e82c4a!}

Плавка алюмінію в муфельній печі

Муфельна піч – це вже досить серйозне обладнання для отримання якісного розплавленого металу. Тому при плавці використовують флюс для очищення алюмінію від домішок. І це вже майже виробничий процес, а не плавлення алюмінію в домашніх умовах. Покрокова інструкція включає ще й кілька пунктів з підготовки сировини:

  • Спочатку в тиглі розплавляється флюс, якого потрібно взяти в кількості від 2 до 5 % від ваги алюмінію, а потім у нього додають лом.
  • Наскільки флюс активний, можна визначити по поверхні розплаву – вона повинна бути дзеркальною. Якщо це не так, у розплав додається ще трохи флюсу, потім потрібно буде додати його перед закінченням плавки, щоб шлак було легше видаляти з поверхні металу сталевий ложкою.
  • Плавку потрібно вести приблизно при 700-750 °С. Це температура червоного світіння.
  • У процесі плавки може знадобитися додавати сировину в тигель, так як розплавлений метал сильно зменшується в обсязі.
  • Рафинирующий флюс додають при необхідності в кінці плавки в кількості 0,25 % від ваги розплавленого металу. Витримування такій пропорції в домашніх умовах – завдання непросте. Після додавання розплав флюсу потрібно перемішати ложкою, дати постояти близько 5 хвилин, потім зняти шлак.
  • Коли в результаті нагрівання алюміній перетворився на однорідну блискучу краплю, тигель потрібно ще деякий час потримати в печі, щоб метал став більш текучим.
  • Потім алюміній з тигля через носик (в цей момент стає зрозуміло, навіщо потрібен саме такий ківш) заливається тонким безперервної цівкою у форму.
  • Після повного охолодження форма акуратно поділяється на половинки, з неї витягується готова деталь, яку ще потрібно остаточно обробити: просвердлити отвори, якщо потрібно, зачистити наждачним папером і відшліфувати поверхню. От і все. Процес завершено.

Так що не варто лякатися заздалегідь, якщо має в домашніх умовах розплавити алюмінієвий лом, щоб отримати чистий метал або виготовити деталь натомість несправній. Серйозні професійні навички для організації такого ливарного виробництва зовсім не потрібні. Бажання і вмілі руки звичайного майстра-аматора здатні творити чудеса.