Как я плавил алюминий⁠⁠1

Если вдруг кому-то придет в голову, что можно какую-то штуку самому отлить из алюминия, то я скажу - можно, но хорошо задумайтесь, есть ли у вас столько терпения и времени :)

В общем, у меня есть задумка собрать детский электроснегоход, а один из элементов - это колеса для гусеницы. Поскольку у меня полный кастом по размерам, существующие колеса из пластика не подойдут, и я решил их сделать сам. Литьевой пластик отпал, но посмотрев ютуб я выяснил, что многие успешно плавят алюминий и отливают из него заготовки. Есть замечательный канал FolkCraft - парень просто и на пальцах рассказывает, что и как можно отлить. Выглядело это все очень просто (как же я ошибался :)).

Начну с попыток расплавить алюминий без муфельной печи. В первую очередь в голову пришла мысль, что пропановой горелки хватит - температура горения 1300С, а плавление алюминия - 800, должно же хватить? :)

Собрал духовку из колена от дымохода камина, просверлил дырку под горелку, в пламя поставил кружку из нержавейки, внутрь накидал всякого лома, подпалил, закрыл крышкой из каминной облицовки и сел ждать. В общем, нихренашеньки :) Мощности горелки не хватает. Даже просверлив еще одну дырку и добавив вторую горелку, и еще третья в руках - не хватает и все тут. Лучшее что получилось - вот:

Смешно, но хоть какой-то заметный результат получился в большой консервной банке:

Но все равно этого было недостаточно. Поэтому я еще раз посмотрел ютуб и собрал печку №2

Тут сегмент того же дымохода, сбоку дыра для трубы, на трубе - профессиональный фен, на дно печки насыпал песка, завалил углем для мангала, подпалил, включил - и оно отлично сработало:

А теперь об опасном, но интересном.

Видно, что печка накрыта "крышкой". В какой-то момент я решил, что печка перегревается и выключил фен, оставив крышку закрытой, без притока кислорода. А дальше я увидел, как из задней части фена вырывается огонь!!

Он прошел по трубе из печки в сторону единственного источника кислорода. Тут у меня скорость реакции превысила скорость соображалки, и я решил срочно включить фен обратно.

БУМММ!!!

Вы смотрели фильм "Обратная тяга"? В общем, это ровно оно :) Я конечно обосрался, но кроме грохота ничего плохого не произошло, только крышка подпрыгнула и даже фен продолжил работать :)) После чего я всегда открывал крышку прежде, чем выключить фен.

Событие два.

В качестве тиглей я пробовал использовать эмалированную кружку, нержавеющую кружку и в результате остановился на тонкостенных китайских мисочках Homeclub из нержавейки, по 70р в Ленте - их хватает на несколько плавок, поэтому купил сразу много. Когда у мисочки заканчивается ресурс - в ней появляется дырка, через которую расплавившийся алюминий утекает прямо в печь. Пару раз я так влетел, и на второй раз произошел очередной ппц - прямо у меня на глазах лужа в миске вдруг ушла вниз, раздалось шипение в трубе.. и фен загорелся, оплавился, перед смертью даже вдруг включился, но я успел вырвать провод. В общем, лужа стекла из миски по трубе прям в фен :) Тут уж он, наконец, не вынес издевательств и умер. Зато из трубы я достал полуметровый блестящий алюминиевый клинок из застывшего ручейка :) (фото нет). Купил на озоне еще фен за 900р и дальше он в принципе справлялся. Трубу я поднял повыше, чтобы наклон был в сторону печки.

Теперь о форме для отливки.

В Autodesk Fusion 360 смоделировал колесо

И отпечатал на 3д принтере:

А что делать дальше? Первая попытка была - обмазать форму гипсом, вынуть, снова обмазать гипсом, две половинки гипса сложить и получить пустую форму, чтобы в нее залить алюминий и получить целое колесо

Пластиковое колесо я с жутким трудом выковырял из гипсовой формы и понял, что это вообще не вариант - оно все в полосочках от печати, и гипс за них держится намертво. Плюс мне вообще не понравилось обмазывать модель гипсом, который стынет на глазах.

Пришлось обратиться к технологии отливки по восковке - модель изготавливается сначала из воска, потом эта восковая копия заливается гипсом, воск выплавляется и остается идеальная пустая форма из гипса.

Ок, изготавливаю форму для восковки. Пластиковую модель обмазал двухкомпонентным силиконом, а уже этот силикон обмазал гипсом, чтобы он сохранял форму:

Поскольку силикон мягкий, в него можно залить воск, и "легко" можно вытащить результат отливки. Вообще совсем не легко, но возможно:

Отлил 4 одинаковых восковки, слепил попарно и получил два восковых колеса. С одной стороны в "пальцы" воткнул палочки, обмазал все гипсом, дал засохнуть, вытащил палочки и в духовке вытопил воск, получилось типа вот "это":

В общем формы подготовил, снова растопил печку, залил, и.. полная хрень, на первом фото этот результат. Вот он же с другой стороны:

Обратился снова в ютуб и понял, что нужна система выпаров, чтобы воздух и газы вышли. Плюс формы я не прокаливал, в них впитался воск, при заливе алюминия он стал дымить бурлить и результат в общем на фото.

Хорошо что силиконовая форма многоразовая, снова наплавил восковок, навтыкал булавок:

Тут конечно косяк - булавки в центре сидят глубже булавок на концах, пришлось извращаться с формой для заливки, в общем переделал с использованием проводков из витой пары - они из плотной меди, форму держат. Навтыкал проволочки точно также и залил гипсом:

После того, как одна половина готова, проволочки вытаскиваются, бумага убирается, половина переворачивается

Приклеивается вторая половина восковки (желательно не промахнуться по расположению, а то не совпадут пальцы), края гипса обмазываются смесью воска и растительного масла, боковина натягивается уже на эту деталь, втыкаются проволочки и снова заливается гипс, та-да:

Один раз я забыл промазать край воском, и после заливки разомкнуть две половины стало нереально.

Половины размыкаются, опять в духовку вытапливаться, дальше прокаливаю на температуре 250-300 (духовка больше не дает). Полный дом дыма, окна нараспашку, но надеюсь что теперь-то при заливе все будет хорошо.

Теперь заливать я буду не плашмя, а с торца, а для залива делаю литник из песка с жидким стеклом в пропорции 10:1 по весу. В литнике два отверстия, входное и выходное, чтобы воздуху легче было выходить.

Снова раскочегариваю печку, заливаю, и.. вот

Да что ж такое, опять хрень, хотя прогресс есть. Наверху снова пузыри и край не пролит, но нижняя часть уже хоть на что-то похожа. Но блин, опять газы и бурление, как так-то? Мб воск не весь выгорел, я тупо прекратил прокаливание т.к. все задымило в квартире..

В этот момент я уже чуть не опустил руки. Но немного подумав, пришел к выводу, что возможно воск при 250-300 просто не весь выгорает, и значит нужно сделать так, чтобы он просто не попадал в гипс.

Воск можно не выжигать, а вытапливать!

Снова беру себя в руки, выплавляю восковки, заливаю формы, но вместо выжигания воска сразу после затвердевания кидаю половинку формы в кастрюлю, варю полчаса:

Отдельная тема как потом всплывший воск из кастрюли убрать, попробовал несколько вариантов, но самое простое оказалось - остудить кастрюлю в тазике с холодной водой, воск превращается в белый диск на поверхности и просто вынимается руками.

Формы получаются чистенькие, высушиваю их в печке также, и они не дымят, только пар - вообще супер.

В этот раз снова пытаюсь сделать залив плашмя, как в первый раз, выпары делаю не булавками, а уже толстой медной проволкой только по верхнему краю, заливаю, и.. опять хрень:

Да откуда эти пузыри-то берутся?? Вроде уже все что мог сделал.

Люди в интернете подсказали, что гипс сцука набирает воду как губка, и изгнать ее оттуда можно только прокаливая при 500С несколько часов. У меня нет такой духовки (

Поскольку я не могу изгнать воду из гипса - значит надо отказываться от гипса. Попытку сделать форму из песка с жидким стеклом я пропущу - она толком не смогла высохнуть (жидкое стекло твердеет от углекислого газа, это надо газовую камеру устраивать с содой и уксусом - геморрой еще тот)

И наконец, попробовал вариант смеси песка и гипса, причем в зверской пропорции, типа 2кг песка + 400г гипса + 500г воды, т.е. песка в 4 раза больше чем гипса по весу :) Снова восковки, формы залить, отварить, охладить, просушить.. Заливаю снова с торца, разве что литники делаю отдельные, и в результате получаю результат!

Почистил края лепестковым кругом, ступицы изнутри - дремелем, и вот:

На правом колесе с ближнего края самый серьезный брак - недопролив, но на него я уже пожалуй забью, на резиновой гусенице это не будет заметно. На левой косяков еще меньше.

Итого, убив на это примерно 3 месяца, могу сказать, что похоже рабочий вариант все-таки нашелся:

Печка - любой вариант теплоизолированного контура (мой не бюджетный, но практичный), поддув воздуха и обычные угли для мангала. В топке должен быть красно-оранжевый свет со всех сторон тигля, в этих условиях 500 грамм алюминия плавятся минут за 15.

Остерегаться обратной тяги :) Возможно, если дойдут руки - сниму видео со взрывами, но вообще стремновато.

Тигли - мелкие миски прогорают за 3-4 плавки, но они дешевые и их можно купить несколько, и это проще чем мастрячить тигли из огнетушителей или обрезков стальных труб. Разве что нужно заранее подготовиться к тому, что раскаленную миску нужно будет вынуть из печки (не вылив алюминий в печку или на ноги), в потом аккуратно струйкой залить в литник.

Форма - гипс Г5 (не очень прочный, зато дешевый, можно экспериментировать) с песком по весу 1 к 5, воды чуть больше чем гипса. В следующий раз возможно возьму гипс Г16 скульптурный - очень прочный, из него первую форму делал. Но дороже раза в 4-5.

Выпары практически не нужны, в последний раз только по две булавки в каждый палец воткнул с обеих сторон, с проволкой даже не возился. Возможно стоит сделать выпары у литников, чтобы залилось полностью.

Воск вываривать на плите, форму можно сушить при 250 в духовке несколько часов ночью и никого в квартире не беспокоить. Результат весит примерно столько же, как песок и гипс без воды.