Литье алюминиевых деталей в домашних условиях по пенопластовой модели
Тема поднималась многократно но почти везде исключительно текст. решил разбавить фото/видео-материалами.
итак в 2-х словах:
МАТЕРИАЛ МОДЕЛИ
“пенопласт” (пенополистирол) понятие очень емкое. я перепробовал несколько типов пенопласта плотностию 35 (оранжевый пеноплекс, голубой, кислотно-желтый) - все они обладали достаточно крупными порами и давали плохое качество поверхности независимо от скорости резки и температуры нихромовой струны. самый большой косяк этих пенопластов - КОРОБЛЕНИЕ: они все загибались саблей.
styropor’а найти не удалось но ценник в 1200руб/100мм_лист отпугнул сразу.
случайно на строительном рынке мне попался пенопласт URSA XPS и я до сих пор не нарадуюсь: у него микроскопические поры и его практически не ведет при резке. рекомендую.
итак сделал модель и приклеил литник (приклеил парафином):
сделал корку из затирки Atlas:
приспособы для литья: модель, кастрюля с просеянным речным песком и медная труба разрезанная вдоль:
залил алюминий, дождался пока остынет и извлек отливку:
и… фиаско:
как видно на фотках алюминий не пролился.
причин несколько:
(1) безграмотный литник с узким переходом на 2 “усика”
(2) перед заливкой отключил печь и алюминий остывал в течение минуты
(3) заливочная труба - МЕДНАЯ. она моментально отобрала тепло у алюминия и поэтому алюминий тек уже холодным и застыл по пути…
на следующий день я учел все ошибки и отлил-таки кронштейн:
поверхность получилась выше всех похвал - превосходная детализация и повторение рельефа пенопластовой модели.
видео всего процесса от “идеи” до “натуры”:
Все лишнее потом просто ножовкой спиливали?
из затирки Atlas
Не подскажете, что это такое?
Заполнитель швов керамической плитки, бывает разных цветов.
Заполнитель швов керамической плитки
Спасибо!
заливочная труба - МЕДНАЯ
Жестяная консервная банка будет лучше?
(1) пока еще не спиливал - не успел. отпилю болгаркой
(2) Atlas - да, это затирка для плитки. думаю не принципиально какую использовать… dj_smart кажется использовал другую…
(3) я не пробовал с жестяной банкой но думаю что тонковато будет. я использовал вообще трубу из черной стали со стенкой 2-3 мм но она почти сразу раскалилась от алюминия докрасна.
еще важный момент: УСАДКА алюминия.
оригинальная ширина кронштейна у меня - 148мм. пенопластовая модель тоже была 148мм. отливка же - 146мм. другие размеры не снимал.
в общем нужно изучить вопрос усадки алюминия и понять в каких направлениях и насколько металл усаживается… пока это не изучал.
Ну если в среднем идет усадка по 2 мм., то давать припуск на пенопластовой модели в теже 2 мм. и чуть больше. Дучше потом немного фрезернуть.
У Вас деталь первый раз не пролилась по двум причинам - слишком узкая медная трубка и высокий литник. Алюминий легкий, и сам по себе не особо заполняет модель, тем более что на пути встречает препядствие со стороны газа, выделяющегося при сгорании пенопласта (например, при тех же условиях в кокиль деталь бы отлилась), поэтому нужно используют кусок трубы диаметром порядка 100 мм да высотой порядка 150 мм, при этом на удивление проливаемость станет на порядок выше и плотность отливки в разы лучше. Этот вывод сделал на личном опыте, когда труба для прибыли была диаметром 80 мм и высотой порядка 100 мм.
Что касаетс пенополистирола - то синий это самый атвротительный из тех что встречал я, его неимоверно коробит и не только от пенореза, но и от всякого реза видимо по той причине, что он имеет как бы две спеченые стороны, каждая из который стремится сжаться. Больше всего мне понравился (фирмы не знаю) такой слегка бежевый, у него одна сторона как бы идеальная, а вторая не совсем, , и поверхности у него более мягкие - вот с ним работать приятно и выгорает он лучше в смысле алюминий быстрей течет в форму.
Кстати - слишком толстая оболочка - при литье огонь будет шуровать из отливки в сторону литника, потому что газам деваться некуда, а это значит, что внутри отливки возможны поры.
2 sfi: медная труба такого же диаметра как и стальная при второй заливке = 60мм кажется.
насчет длинного литника - учту, спасибо 😃
насчет толстой корки - тоже учту, тоже спасибо 😃
но проницаемость корки оказалась вполне достаточной - весь песок пропитался отвратительным запахом стирола…
ВНИМАНИЕ: почему-то видео из первого поста не открывается прямо из форума.
вот прямая ссылка: Литье алюминиевого кронштейна
Я к чему о диаметре трубы для прибыли то заговорил - по законам гидравлики: чем больше площадь поверхности (а в данном случае она зависит в кадратической зависимости от диаметра (радиуса) трубы: П*R*R/2), тем сильнее будет создаваться давление в литнике.
Что касается обмазки, то она действительно имеет хорошую газопроницаемость, но чем толще слой, тем она становится ниже, т.е. газопроницаемость есть, но хуже, что негативно сказывается на качестве отливок (загазованность и как результат - могут быть внутренние дефекты раковины).
А песок после литья действительно пахнет просто отвратительно, а тот который использовал много раз, даже сеять без распиратора затруднительно. Собираюсь, если Бог даст дожить, в следуюущем году песок помыть, да еще и с каким-нибудь фэри, т.к. от этих газов он стал как бы немного жирноват что-ли.
Федор, а не подскажете еще нюанс по усадке: усадка отливок линейна во всех направлениях?
мне требуется еще отлить платформу шпинделя:
хотелось бы правильно заложиться на усадку чтобы отливка попала в нужные размеры и не требовала фрезеровки… (нету доступа к фрезерам)
По цифрам ничего конкретного не подскажу, однако когда лил станину то получил следующее:
длина модели была 602 мм - отливка получилась где-то 596-597 мм, по ширине к сожалению не мерил ни отливку ни модель, потому что изначально под обработку закладывал значительный припуск.
Какие по этому поводу имеются соображения, считаю, что большую роль играет все же давление создаваемое в литнике, т.к., например, при литье методе литья под давлением усадка почти никакая, соответственно, если мы просто залили метал в форму колличеством достаточным только для ее заполнения, но давящего столба нет, и прибылей на массивных частях отливки нет, то и усадка будет на удивление большой:). Полагаю более точно получится что-либо определить только эмперическим путем, либо просто кто-то опытный может чего-либо дельного подскажет.
Одно скажу, если платформа длинная и лить собираетесь вертикально, то очень равномерно вокруг засыпайте ее песком, а потом желательно повибрировать, либо хотя бы хорошо обстучать я даже не знаю как ее при таком методе литья назвать то - емкость или все же опока.
Второе - верх модели сделайте на несколько сантиметров длинее, потом лучше отпилить) эти несколько сантиметров послужат Вам как прибыль, сюда же поднимится и возможный шлак и пузыри, который по тем или иным причинам не вышли из формы. Второй вариант (хуже первого однозначно) - поставить сверху две прибыли по углам - иначе углы 100% хорошо не прольются, а если и прольются, то при усадке осядут, т.к. послужат прибылью нижним слоям формы.
Если будете лить эту деталь горизонтально, то для удоволетворительной отливки минимум сделать на всех углах прибыли, а те который удалены от литника - поболее, перед засыпкой на дне емкости хорошо выравнить слой песка в плоскость (если модель длинная конечно, потому что короткая особо то и не деформируется), положить деталь и засыпать песком. Иначе когда начнете вибрировать емкость слой песка сверху продавит модель и результат будет уже не столь приятным как мог бы быть. При горизонтальной засыпке форму особенно хорошо повибрировать или потрусить, чтобы песок хорошо сселся и не просел или того хуже рухнил во время заливки метала.
Ну вот теперь наверное все написал об ошибках с которыми приходилось встречаться:P.
Я к чему о диаметре трубы для прибыли то заговорил - по законам гидравлики: чем больше площадь поверхности (а в данном случае она зависит в кадратической зависимости от диаметра (радиуса) трубы: П*R*R/2), тем сильнее будет создаваться давление в литнике.
В данном случае все работает по другому закону. Поэтому, давление не зависит от площади поверхности, а только от высоты столба. sfiz.ru/page.php?id=24
Покажите, пожалуйста, как У Вас устроена плавильная печь. Особо интересует устройство регулировки и подачи газа и воздуха в зону горения. Тигль сделан из обреизка трубы?
В данном случае все работает по другому закону. Поэтому, давление не зависит от площади поверхности, а только от высоты столба. sfiz.ru/page.php?id=24
При всем уважении в приведенных Вами формулах и то видно, что давление зависит от площади поверхности, не надо даже знать гидравлику, а просто на опыте взять два сообщающихся сосуда с разным диаметром сосудов и все станет на свои места, можете также заглянуть на википедию: ru.wikipedia.org/wiki/Гидростатическое_давление где написано: .
…Поэтому давление на дно сосуда будет зависеть только от величины поверхности этого дна, от высоты уровня жидкости в него налитой и от ее плотности, от формы же сосуда оно зависеть не будет
о чем я ранее и писал, что лучше брать трубу потолще и подлинее;):
поэтому нужно используют кусок трубы диаметром порядка 100 мм да высотой порядка 150 мм, при этом на удивление проливаемость станет на порядок выше и плотность отливки в разы лучше. Этот вывод сделал на личном опыте, когда труба для прибыли была диаметром 80 мм и высотой порядка 100 мм.
_taras_:
печь: тонкий стальной лист согнут трубой, снизу приварено дно, снаружи - ножки и порт для горелки. внутри слой термоизоляции около 10см толщиной из вспученного перлитового песка (5мм) + цемент.
внутри - цилиндрическое отверстие для тигля до Ф16см.
горелка собрана из барахла: трубка (когда-то хромированная) около Ф20-25мм и длиной около 10 см.
диффузор - это обрезок горлышка старой алюминиевой пивной бутылки. подача воздуха оп принципу эжекции - подвод струи воздуха к диффузору (видно на видео 1:15с)
регулирую подачу воздуха с помощью клапана (взят целиком от пропановой горелки купленной на строительном рынке за копейки).
регулировка газа - клапан непосредственно на балоне.
сложного нету ничего.
тигль из чернухи - труба 160мм, 6мм стенка кажется. дно тоже 6мм. снизу к дну приварены 2 стальных квадратных прута в виде буквы “Х” для усиления. к одному из этих квадратов приварено ушко для наклона.
сложного ничего нет.
с наддувом от обычного поршневого бытового компрессора (с балоном на 50л) расплавляет 1-2 кг алюминия где-то за полчаса… ну просто все литье заняло 1 час где-то с учетом приготовлений и возни.
не надо даже знать гидравлику
А я думаю что надо. Следуя этой логике, давление на глубине 10метров в Азовском море будем намного меньше чем в Атлантическом океане. Площадь то несоизмерима… А википедию пишут такие же… любители. Там несуразностей тьма.
При всем уважении в приведенных Вами формулах и то видно, что давление зависит от площади поверхности
Здесь речь идет о гидростатическом давлении, правда? А когда мы ходили в школу, нас учили, что: то есть пэ(давление) равно ро(плотность жидкости) помноженное на жэ( ускорение св. падения) помноженное на аш(высота столба) . В этой формуле площадь используется только как промежуточное звено в уравнении.
Если уж очень хочется принимать во внимание площадь, то нужно рассматривать не площадь дна железяки, стоящей над литником, а площадь отверстия литника в самом узком месте. А эта площадь остается неизменной независимо от того, что мы нагородили сверху.
В нашей беседе, Федор, нисколько не подвергается сомнению тот факт, что увеличив кастрюлю над литником, Вы получили гораздо лучший результат.
Вопрос лишь в том, почему это произошло.
Мне видится, что это произошло не по причине увеличения площади дна сей кастрюли, а может быть, за счет перераспределения потоков металла в процессе литья, или улучшения баланса температуры, может другие факторы.
Покажите, пожалуйста, как У Вас устроена плавильная печь. Особо интересует устройство регулировки и подачи газа и воздуха в зону горения. Тигль сделан из обреизка трубы?
www.buildyouridea.com/…/lost_foam_howto.html
www.backyardmetalcasting.com/bucketfurnace1.html
www.incolor.com/bill_r/fun_with_molten_metal.htm
www.homemetalshopclub.org/news/jan02/jan02.html#fr…
Я для простоты эксперимента взял пятикилограмовый балон газовый, выложил внутри минватой 1700 градусной 50мм ( Какой-то оксид алюминия )
Дырка сбоку для горелки(обычная газовая горелка 30мм) , дырка сверху для выхлопа. Без дополнительных надувов минут за 10-15 - не засекал 1 кг алюминия в графитовом тигле плавит.
Народ бронзу плавит - вообще не заморачивается. Цилиндр из минваты, кусок ее-же в основание, кусок сверху - типа крышка, ножницами сбоку дырка вырезана для горелки. И вперед
Федор, а не подскажете еще нюанс по усадке: усадка отливок линейна во всех направлениях?
мне требуется еще отлить платформу шпинделя:
хотелось бы правильно заложиться на усадку чтобы отливка попала в нужные размеры и не требовала фрезеровки… (нету доступа к фрезерам)
Усадка линейная во всех направлениях, величина зависит от материала и способа литья. Для алюминия усадка примерно 0,6-0,8%, точнее можно посмотреть в справочниках.
в общем нужно изучить вопрос усадки алюминия и понять в каких направлениях и насколько металл усаживается… пока это не изучал.
Какая марка алюминия, если не затруднит. Как правило, у алюминия, как и у большенства металлов объемная усадка, величина зависит от марки. Раковина в литнике должна быть. Литниковую трубу (сталь, чугун) окрасьте несколькими слоями краски=обычный мел с силикатным клеем. Сушка естественная. Качество литья улучшится если используете “народный способ давления”.
Когда газы вышли но процесс кристализации в литнике не начался, на литник опрокидывается жестяная банка с влажным песком и прижимается рукой. Механизм этого процесса - влажный песок попадает на полужидкий металл и моментально испаряемая влага дает импульс давления. Процес безопасный, хорош для коккилей, но и для коркового литья при малых сечениях и сложной геометрии применим. Избавляет от необходимости увеличения литника и прибылей.
Для заметки. Литие детали, как правило, имеют максимальную плотность снизу. Поэтому, если собитраетесь производить мехобработку, учтите положение при литье.
А еще есть способ давления. В тот же момент начала красталлизации молотком!!! Записано со слов Е.Воробьева. )))
а еще можно пойти по методу как у авиамоделистов… для изготовления тушки модели,они изготовляют кабину или еще что нибудь из пенопласта,облепляют лакотканью,высушивают,делают дырку-типа отверстие. и заливают туда растворитель!!! остается только корпус. вот только в нашем случае растворителем можно попортить кожуру из плиточной замазки,хотя??? (она же по идее влагостойкая) да еще потом ждать пока она высохнет,хотя это быстро,растворитель же. и нет проблем с газами…
мне кажется это лишнее.
нужно просто отработать технологию (рафинирование, температурный режим, интенсивность заливки, режим кристаллизации) и лить в пенопласт.
кругом все льют - значит это работает. значит нужно просто научиться.
о чем я ранее и писал, что лучше брать трубу потолще и подлинее
Господа литейщики! Давление зависит только от высоты литника, а большой диаметр, предпочтителен в литнике только потому, что расплав остывает медленнее и питает форму, т.е. у изделия меньше шансов иметь раковины и утяжины. Для сложных деталей, еще делают питатели и выпоры. Информация не секретная, почитайте и отливайте.
а еще можно пойти по методу как у авиамоделистов… для изготовления тушки модели,они изготовляют кабину или еще что нибудь из пенопласта,облепляют лакотканью,высушивают,делают дырку-типа отверстие. и заливают туда растворитель!!! остается только корпус. вот только в нашем случае растворителем можно попортить кожуру из плиточной замазки,хотя??? (она же по идее влагостойкая) да еще потом ждать пока она высохнет,хотя это быстро,растворитель же. и нет проблем с газами…
Эта рационализация ни к чему не приведет, кроме доп. траты времени. Если литье нужно тиражировать, то модель лучше сделать “формуемой” (с учетом усадок материалов и форм) из чего угодно, сделать по модели форму из гипса и отлить несколько восковок, а затем. по предложенной автором темы, технологии. Литниковую систему тоже лучше делать керамической, качество литья улучиться. В местах больших перепадов толщин следует устанавливать питатели. выжигаемые модели удобны а) для штучных изделий; б) для больших изделий, когда форма сложная и формование требует больших трудозатрат. Пернопласт формообразуют в стационарных формах и формуют в землю безразъемным способом. Далее литье.