Флюс для плавки алюминия состав

Содержание

Производство алюминия и магния

Флюс для плавки алюминия состав

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Назначение флюса Состав, % по массе
NaCl KCl Na3AlF6 MgCl2KCl NaF CaF2
Покровно-защитный для переплавки отходов и стружки 39 50 6,6 4,4
50 35 15,0
40 50 10
Для рафинирования сплавов систем Al-Si, Al- Si -Mg, Al-Cu, Al-Si-Cu 30 47 23,0
Для рафинирования сплавов систем Al-Mg, Al-Mg-Si, Al- Mg- Zn 80 20,0
60 40,0

Покровный флюс (2-3 % от массы шихты) сразу же после загрузки шихты в печь засыпается на ее поверхность. Флюс предохраняет поверхность расплава от окисления и взаимодействия с газами печной атмосферы.

Соли, входящие в состав флюсов, следует предварительно просушивать при температуре 150-200 С (для удаления гигроскопической влаги) и размалывать.

Широкое применение нашли покровно-рафинирующие флюсы с повышенным содержанием фторидов. Эти флюсы не только защищают расплав от воздействия атмосферы, но и способствуют его дегазации и очистке от оксидных включений.

Рафинирующее воздействие флюсов заключается в том, что они способны адсорбировать до 10 % по массе окcида алюминия. При этом происходит и дегазация расплава, так как водород, образующий комплексы с оксидом алюминия, удаляется вместе с частицами Al2O3. Основной рафинирующей солью большинства флюсов является криолит Na3AlF6.

Сплавы с повышенным содержанием магния в качестве неметаллических включений содержат, в основном, оксид магния, на который криолит не оказывает адсорбирующего воздействия. MgO хорошо адсорбируется хлористым магнием, поэтому рафинирование сплавов на основе системы Al-Mg производится флюсом, содержащим карналлит MgCl2KCl.

Покровно-рафинирующий флюс (табл.1) в количестве 0,1-0,2 % от массы шихты засыпается на поверхность расплава. При температуре рафинирования производится замешивание флюса в глубь расплава для более полного взаимодействия с металлом. Время замешивания и последующего отстаивания расплава под флюсом устанавливается опытным путем.

Все адсорбционные методы рафинирования обладают одним общим недостатком: рафинирующие газы практически не могут охватить весь объем рафинируемого металла и очищают только те участки расплава, через которые они проходят.

Особую группу составляют универсальные флюсы, оказывающие одновременно защитное, рафинирующее и модифицирующее воздействие на сплавы (табл.2).

Состав универсальных флюсов

Номерфлюса Состав, % по массе Температурамодифицирования, С
NaF NaCl KCl Na3AlF6
1 60 25 15 800-820
2 40 45 15 750-780
3 30 50 10 10 720-740

Введением в расплав небольших количеств металлов или их лигатур органических или неорганических соединений можно существенно повлиять на процесс кристаллизации сплавов.

В зависимости от природы и количества модификаторов, а также скорости кристаллизации можно достигнуть значительного измельчения зерен твердого раствора основы сплава или первичных кристаллов вторых фаз, или эвтектики, или всей структуры сплава. Например, сплавы, содержащие более 7 % кремния (рис.

2); после рафинирования перед разливкой в формы рекомендуется подвергать модифицированию для получения мелкозернистого строения эвтектики  + Si с целью повышения механических свойств сплавов. Для модифицирования эвтектики применяется натрий, который обычно вводится в сплав из смеси галоидных солей натрия и калия.

При оптимальном содержании в сплаве натрия (0,08-0,1 %) из жидкости кристаллизуется тройная эвтектика. При этом фазой, ведущей кристаллизацию тройной эвтектики, является алюминий. Дендриты алюминия захватывают в процессе роста кристаллы кремния. В отличие от двойной эвтектики  + Si, где кремний кристаллизуется в грубой, пластинчатой форме, в тройной эвтектике  + Si + NaAlSi4 он кристаллизуется в виде мелких округлых частиц, что способствует повышению прочности и особенно пластичности сплава.

Введение в расплав натрия осуществляется при взаимодействии плавящегося модификатора (смеси солей) с расплавом по реакции

3NaF + Al = AlF3 + 3Na.

Предварительно переплавленный, размолотый и просеянный модификатор в количестве 1,5-2 % от массы шихты насыпается на поверхность расплава. Расплав выдерживается под флюсом в течение 10-12 мин.Затем флюс замешивается в расплав на глубину 100-150 мм в течение 2-3 мин.Время после окончания модифицирования до конца разливки сплава не должно превышать 25-30 минво избежании выгорания натрия.

Применение тройного модификатора (62,5 % NaCl, 25 % NaF и 12,5 % KCl) позволяет снизить температуру модифицирования до 725-740 С.

Лабораторное оборудование. Электрическая печь, нагреватели для сушки шихты и флюсов, вспомогательное оборудование для брикетирования мелких отходов и измельчения флюсов, лабораторный микроскоп и химико-аналитическое оборудование.

задания.Сведения об используемых шихтовых и флюсовых материалах, рекомендации по технологии плавки, составу и количеству конечного сплава.

Порядок работы

1. В соответствии с заданием выбрать и обосновать технологический режим, необходимый для заготовительно-рафинировочной плавки указанных материалов.

2. Провести расчет количества отдельных компонентов шихты для приготовления сплава данного состава или вторичного алюминия.

3. Для принятой технологической схемы плавки приготовить необходимое количество флюса и модификатора.

4. Мелкие компоненты шихты окусковать путем проковки или брикетирования.

5. Плавильный тигель разогреть вместе с электропечью до необходимой температуры. Контролируя температурный и временной режим, провести плавку шихты и рафинирование расплава.

6. По окончании плавки разлить металл с получением слитка в металлической изложнице или отливки в разъемной металлической форме – кокиле. Разливка металла производится в присутствии преподавателя с соблюдением необходимых мер техники безопасности и противопожарной безопасности. Металлические формы должны быть предварительно очищены от нагара и ржавчины, а также подогреты до температуры 150-200 С.

7. После охлаждения отливки механически очистить ее от шлака и остатков флюса и взвесить. Определить выход годного металла и его угар.

8. Выполнить микроскопическое исследование отливки и сделать заключение о наличии неметаллических примесей и особенностях кристаллической структуры.

9. Провести химический анализ сплава на содержание железа (по указанию преподавателя).

Источник: https://works.doklad.ru/view/HRPZkpMJmzM/7.html

С какими флюсами можно паять алюминий

Алюминий – это особенный металл, пайка которого требует специальных знаний. На его поверхности легко образуется очень прочная оксидная пленка, плавящаяся при высоких температурах.

Сам металл плавится при 660 градусах, но у сплавов этот показатель может понижаться до 500 ℃ . При пайке есть опасность перегрева алюминиевого изделия, при котором он теряет свою прочность.

Дополнительная сложность процесса обусловлена низкой способностью алюминия к взаимному растворению. Полученное соединение может не иметь требуемых прочностных характеристик. Обеспечить хороший результат может грамотно выбранный флюс для пайки алюминия. Используют преимущественно активные марки.

Подготовка к работе

Навыки пайки алюминия пригодятся при ремонте проводки, электрооборудования, каких-то бытовых предметов и небольших самодельных конструкций.

Процесс нужно проводить в несколько этапов. Сначала поверхность моют, протирают, чистят при необходимости. Затем выравнивают дефекты шлифовкой. При этом нужно достичь слоя самого металла. После небольшой паузы можно нанести флюс. Затем поверхность нагревают.

Следует учесть, что у алюминия хорошая теплопроводность. Он будет быстро остывать.

Размеры нагревательного прибора должны соответствовать размерам зоны пайки. Удобны в работе паяльники с регулируемой температурой нагрева. Непосредственно перед спаиванием следует поместить в место соединения припой. Это дополнительно предотвратит реакции окисления.

Для средних и низких температур

Существует большое количество готовых составов для работы с алюминиевыми изделиями. Большинство из них имеет в маркировке букву А, указывающую на предназначение. Флюсы могут иметь жидкую, мазеобразную, гелеподобную или твердую консистенцию.

Активный флюс Ф-59А рекомендуется для пайки алюминия и его сплавов в диапазоне температур от 150 до 320 градусов. В его составе преобладает триэтаноламин, к которому добавлены борфториды кадмия, цинка, аммония.

Близкий состав имеет средство ФТБФ-А, более концентрированный, чем предыдущий аналог. Массовая доля борфторида кадмия варьируется от 9 до 11 %; цинка – от 2,5 до 3,5 %; аммония – от 4,5 до 5,5 %. Всю остальную часть составляет триэтаноламин. Работу с таким флюсом проводят при температурах от 270 до 350 °С.

Несколько отличается составом средство Ф-61А. В нем присутствуют фторбораты цинка и аммония, а преобладающим компонентом является триэтаноламин. Флюс рекомендован для плавки рабочей зоны в температурном интервале от 150 до 320 °С.

Средство можно использовать при работе паяльником с терморегуляцией, проведении индукционного нагрева. Допустимо погружение детали в припой, который следует предварительно расплавить.

Для пайки алюминиевых проводов с изоляцией используют флюсы нескольких составов:

  • тетрафторбората цинка и триэтаноламина;
  • фторгидрата анилина и канифоли;
  • триэтаноламина, фторбората кадмия, фторида аммония, канифоли.

Первый из них применяют при температуре, не превышающей 350 ℃; второй — 250 ℃; третий — 150 ℃.

Для пайки алюминия с медью, оцинкованным железом, некоторыми бронзами применяют флюс из растворенных в этиловом спирте двух компонентов: триэтаноламина и салициловой кислоты.

Паять алюминиевые изделия можно составами, содержащими высшие органические кислоты. Известна смесь из иодида титана, канифоли и капроновой кислоты.

Применяется флюс, составленный из канифоли, бромида висмута и спирта; иодида титана, канифоли, капроновой кислоты. Температура использования таких композиций не превышает 450 °С.

Особенности высокотемпературного процесса

Популярен активный флюс с маркировкой Ф-34А. В его состав входят фторид натрия, хлориды лития, калия, цинка.

Читайте также  Как отличить олово от алюминия

Флюс можно применять для пайки алюминия и его сплавов, в которых содержание магния не превышает 15 %.

Процесс ведут при 420-620°С. Для равномерного плавления массы нужно проводить осторожное нагревание, учитывая высокую теплоотдачу алюминия. По окончании пайки место соединения следует хорошо промыть водой.

При необходимости пайки алюминия в диапазоне высоких температур процесс проводят локальным нагреванием или погружением в ванны. На практике эффективность подтвердили флюсы на основе хлоридов лития и калия, к которым иногда добавляют хлорид натрия и фторид калия или алюминия. Смеси обладают хорошей текучестью, обеспечивают прочное соединение в месте пайки.

При температуре, достигающей 600 ℃, в качестве флюса рекомендуют использовать смесь хлорида цинка и меди. Вещества склонны инициировать коррозию. Поэтому остатки флюса сначала промывают содовыми растворами, а затем водой.

Источник: https://svaring.com/soldering/flus/dlja-aljuminija

Плавка алюминия в домашних условиях: пошаговая инструкция. Технология плавки алюминия в домашних условиях :

Алюминий – один из самых распространенных металлов на земле. Он присутствует даже в человеческом организме, так что уж говорить об окружающей действительности. В каждом доме или личном автомобиле есть алюминиевые функциональные элементы, детали или узлы, которые, увы, достаточно часто ломаются. Это мебельная и оконная фурнитура, направляющие для дверей и ставен, защелки замков и другие нужные мелочи.

Их можно заменить покупными новыми изделиями, отремонтировать или изготовить самостоятельно. В последних двух случаях и может понадобиться плавка алюминия в домашних условиях.

Характеристики алюминия

Все характеристики металла для домашних самоделок знать необязательно. Но есть несколько моментов, которые могут стать значительными или даже опасными в работе.

Алюминий хорошо поддается литью, плавится при относительно невысокой температуре в 660 °С. Для справки: чугун начинает плавиться при температуре 1100°С, а сталь – 1300 °С.

Поэтому плавка алюминия в домашних условиях на газовой плите трудно осуществима, так как домашние газовые приборы такую температуру обеспечить не могут. Правда, отечественные «кулибины» могут все, но об этом позже.

Снизить температуру плавления алюминия можно, растерев его в порошок или используя в качестве сырья готовый порошковый продукт. Но здесь важным становится еще одно свойство алюминия. Он достаточно активный металл, который при соединении с кислородом воздуха может воспламениться или просто окислиться. А температура плавления оксида алюминия — больше 2000 °С. При плавлении оксид все равно образуется, но в небольших количествах, именно он формирует окалину.

Та же активность может сыграть плохую шутку, если в расплавленный металл попадет вода. При этом происходит взрыв. Поэтому если в процессе плавки нужно сырье добавлять, то нужно следить, чтобы оно было сухим.

Сырье для плавки

Если предстоит плавка алюминия в домашних условиях, из-за сложности работы с порошковым металлом его в качестве сырья не используют.

Можно приобрести алюминиевую чушку или использовать обычную алюминиевую же проволоку, которую нарезать ножницами на небольшие кусочки и для уменьшения площади контакта с воздухом плотно спрессовать пассатижами.

Если не предполагается особо высокое качество изделия, то можно в качестве сырья использовать любые бытовые предметы, консервные банки без нижнего шва или обрезки профиля.

Вторичное сырье может быть окрашено или испачкано, это не страшно, лишние составляющие отойдут в виде шлаков. Только нужно помнить, что вдыхать пары сгоревшей краски нельзя.

Чтобы из вторичного сырья получилась качественная плавка алюминия в домашних условиях, флюсы, задача которых состоит в том, чтобы связывать и выводить на поверхность расплавленного металла все примеси и загрязнения, лучше приобрести готовые. Но можно сделать самостоятельно из технических солей.

Покровный флюс готовится из 10 % криолита и по 45 % хлорида натрия и хлорида калия.

В рафинирующий флюс для получения алюминия без пористости добавляют еще 25 % от общей массы фтористого натрия.

Средства индивидуальной защиты при плавке

Плавка алюминия в домашних условиях – процесс небезопасный. Поэтому нужно пользоваться средствами индивидуальной защиты (СИЗ). Даже если такая плавка нужна один раз на минимальном оборудовании, то по меньшей мере нужно защитить руки, например специальными перчатками сварщика, отлично предохраняющими от ожогов, ведь температура жидкого алюминия — больше 600 °С.

Глаза тоже желательно защищать, особенно если плавка происходит достаточно часто, очками или маской. И совсем в идеале работать нужно в специальном костюме металлурга с повышенной стойкостью к огню и высоким температурам.

Если нужен очень чистый алюминий с использованием рафинирующего флюса, то работать следует в химическом респираторе.

Литейная форма

Если требуется только отлить чистый алюминий для припоя, то литейная форма не нужна. Достаточно использовать стальной лист, на котором расплавленный металл остынет. Но если нужно отлить хотя бы простенькую деталь, то понадобится литейная форма.

Литейную форму можно сделать из скульптурного гипса, именно гипса, а не алебастра. Жидкий гипс заливается в смазанную маслом форму, ему дают немного застыть, периодически встряхивая, чтобы вышли пузырьки воздуха, вставляют в него модель и накрывают второй емкостью с гипсом.

В удобном месте нужно в гипс вставить цилиндрический предмет, чтобы в итоге в форме появилось отверстие, так называемый канал, в который будет заливаться расплавленный алюминий.

Когда гипс окончательно застынет, две части формы разъединяются, вынимается модель, и форма с готовым слепком соединяется опять.

Изготовить литейную форму можно и из смеси 75 % формовочного песка, 20 % глины и 5 % каменноугольного песка, которая засыпается в специальный ящик из досок и трамбуется. В утрамбованную землю отжимается модель, получившийся отпечаток присыпается тальком и графитом (угольной пылью), чтобы остывшую алюминиевую деталь можно было легко отделить от формы.

Тигель для плавки

Плавка алюминия в домашних условиях требует наличия специальной емкости с носиком из тугоплавкого материала. Это так называемый тигель. Тигли могут быть фарфоровые, кварцевые, стальные, чугунные, изготовленные из корунда или графита. В домашних условиях можно использовать покупной тигель или изготовить его, например, из отрезка стальной трубы достаточно большого диаметра. Правда, для этого нужна болгарка, сварочный аппарат и навыки владения этими инструментами.

Размеры тигля зависят от необходимого количества алюминия, который нужно расплавить. Этот ковш должен равномерно прогреваться, а его тепло — передаваться к сырью.

Печи для плавки

Технология плавки алюминия в домашних условиях достаточно проста. В специальном ковше нагревается лом алюминия до температуры, превышающей температуру плавления этого металла, расплав некоторое время выдерживается в разогретом состоянии, с его поверхности снимается шлак, затем чистый металл разливается в форму для остывания. Время плавки зависит от конструкции печи, то есть той температуры, которую она способна обеспечить.

Если используется паяльная лампа или газовая горелка, то они нагревают алюминий сверху. Правда, печь при этом все равно складывается из кирпичей колодцем без связующего раствора, внутри которого будут прогорать угли для нагревания емкости снизу и поддержания ее в нагретом состоянии.

Примерно так же выглядит конструкция печи, если тигель прогревается снизу с помощью обычных дров и фена для сушки волос. Только в этом случае дрова укладываются в кирпичном колодце не на дно, а на решетку, расположенную на первом ряду кирпичей, а в этом ряду оставляется отверстие для металлической трубы, надетой на горловину фена и закрепленной на ней изолентой.

Тиглем в этом случае служит консервная банка, естественно, не алюминиевая, в которой на небольшом расстоянии от верха проделываются диаметрально противоположные сквозные отверстия. В эти отверстия продевается стальной прут, за который банка должна подвешиваться в печи. Фен нужен для нагнетания горячего воздуха в пространство между кирпичами и тиглем.

Иногда вместо кирпичей используют металлическую бочку.

Если плавка должна происходить достаточно часто, то можно своими руками изготовить муфельную печь с вертикальной загрузкой тигля или купить готовую.

Плавка с помощью паяльной лампы

Плавка алюминия в домашних условиях паяльной лампой должна происходить не в помещении. Кроме сырья, паяльной лампы, тиглей и кирпичей, нужно подготовить дрова, пассатижи и стальной прут.

Итак, из кирпичей изготовлен небольшой колодец так, чтобы сверху можно было установить ковш с алюминием и стальной небольшой лист. В колодце разжигается костер, который должен немного прогореть, чтобы образовались угли. Дальше и происходит, собственно, плавка алюминия в домашних условиях. Пошаговая инструкция процесса:

— На кирпичи устанавливается емкость с сырьем. Ее нужно греть примерно 15 минут.

— После этого на полную мощность включается горелка паяльной лампы и алюминий прогревается сверху.

— В течение нескольких секунд начинается процесс, но для того чтобы прогрев был равномерным, металл в емкости нужно аккуратно перемешивать стальным прутом, придерживая ее пассатижами (не забыв при этом надеть рукавицы). Можно обойтись и без прута, периодически встряхивая ковш с помощью тех же плоскогубцев, но очень осторожно.

— Когда жидкость становится однородной, нужно пассатижами взять емкость и вылить содержимое на прокаленный стальной лист таким образом, чтобы вся образовавшаяся окалина осталась в ковше, а на лист для застывания попал только чистый металл.

Так обычно из вторичного сырья получают чистый алюминий, если с его помощью нужно запаять алюминиевые детали.

Плавка на дровах или газе

Плавка алюминия в домашних условиях на дровах происходит в легких разборных печах. Минусом такого способа является неконтролируемость процесса. Увеличить или уменьшить температуру нагрева невозможно. Вмешаться в процесс возможно, только сняв емкость с алюминием с огня.

Плавка алюминия в домашних условиях на газу — это единственно возможный вариант для квартиры. Греть емкость нужно долго, периодически сливая расплавленный металл. В таком случае отливка выполняется слоями. Для работы понадобятся две металлические емкости таких диаметров, чтобы одна надевалась на другую. Меньшая служит тиглем.

Она с ломом, например нарезанной алюминиевой проволокой, ставится на конфорку, с которой нужно снять рассекатель пламени, бытовой газовой плиты. Над большей емкостью придется предварительно поработать. В ее днище выполняются около десятка небольших отверстий.

Читайте также  Кокильное литье алюминия

В два или три из них вкручиваются болты, которые исполняют роль рукояток, за которые пассатижами раскаленную емкость можно поднять.

Эта емкость кверху дном надевается на тигель. Такая конструкция и позволяет прогревать алюминий. Периодически верхнюю емкость нужно снимать и металлическим прутом или ножом перемешивать лом. Перед тем как слить расплавленный металл, с его поверхности нужно снять шлак.

Плавка алюминия в муфельной печи

Муфельная печь – это уже достаточно серьезное оборудование для получения качественного расплавленного металла. Поэтому при плавке используют флюс для очистки алюминия от примесей. И это уже почти производственный процесс, а не плавка алюминия в домашних условиях. Пошаговая инструкция включает еще и несколько пунктов по подготовке сырья:

  • Сначала в тигле расплавляется флюс, которого нужно взять в количестве от 2 до 5 % от веса алюминия, а затем в него добавляется лом.
  • Насколько флюс активен, можно определить по поверхности расплава – она должна быть зеркальной. Если это не так, в расплав добавляется еще немного флюса, затем нужно будет добавить его перед окончанием плавки, чтобы шлак было легче удалять с поверхности металла стальной ложкой.
  • Плавку нужно вести примерно при 700-750 °С. Это температура красного свечения.
  • В процессе плавки может потребоваться добавлять сырье в тигель, так как расплавленный металл сильно уменьшается в объеме.
  • Рафинирующий флюс добавляют при необходимости в конце плавки в количестве 0,25 % от веса расплавленного металла. Выдерживание такой пропорции в домашних условиях – задача непростая. После добавления флюса расплав нужно перемешать ложкой, дать постоять около 5 минут, затем снять шлак.
  • Когда в результате нагрева алюминий превратился в однородную блестящую каплю, тигель нужно еще некоторое время подержать в печи, чтобы металл стал более текучим.
  • Затем алюминий из тигля через носик (в этот момент становится понятно, зачем нужен именно такой ковш) заливается тонкой непрерывной струйкой в форму.
  • После полного остывания форма аккуратно разделяется на половинки, из нее извлекается готовая деталь, которую еще нужно окончательно обработать: просверлить отверстия, если нужно, зачистить и наждачной бумагой отшлифовать поверхность. Вот и все. Процесс завершен.

Так что не стоит заранее пугаться, если предстоит в домашних условиях расплавить алюминиевый лом, чтобы получить чистый металл или изготовить деталь взамен поломавшейся. Серьезные профессиональные навыки для организации такого литейного производства совсем не нужны. Желание и умелые руки обычного мастера-любителя способны творить чудеса.

Источник: https://BusinessMan.ru/new-plavka-alyuminiya-v-domashnix-usloviyax-poshagovaya-instrukciya-texnologiya-plavki-alyuminiya-v-domashnix-usloviyax.html

Пайка алюминия в домашних условиях – чем и как паять, флюсы, припои

Пайка алюминия, как справедливо считают многие специалисты, является достаточно сложным в выполнении технологическим процессом. Между тем такое мнение можно считать верным лишь в отношении тех ситуаций, когда спаять изделия из алюминия пытаются, используя для этого припои и флюсы, которые применяются для соединения деталей из других металлов: меди, стали и др. Если же используется специальный флюс для пайки алюминия, а также соответствующий припой, то данный технологический процесс не представляет особых сложностей.

Пайка алюминия с использованием пропановой горелки

Особенности процесса

Сложности, которые вызывает пайка алюминия при помощи традиционных припоев и флюсов, объясняются рядом факторов, преимущественно связанных с характеристиками данного металла. Основным из таких факторов является наличие на поверхности деталей из алюминия оксидной пленки, которая отличается высокой температурой плавления и исключительной химической стойкостью. Такая пленка при выполнении пайки препятствует соединению основного металла и материала припоя.

Перед осуществлением пайки изделий из алюминия их поверхности необходимо тщательно очистить от оксидной пленки, для чего можно использовать механическую обработку или применять флюсы, в состав которых входят сильнодействующие компоненты.

Подготовленные к пайке дюралевые детали

Сам алюминий, в отличие от оксидной пленки на его поверхности, обладает достаточно низкой температурой плавления: 660 градусов, что также осложняет технологический процесс выполнения пайки.

Такая характеристика алюминия приводит к тому, что при нагреве детали из него быстро теряют прочность, а при определенной температуре, находящейся в интервале 250–300 градусов, конструкции из данного металла начинают терять устойчивость.

Самый легкоплавкий компонент, который входит в состав наиболее распространенных алюминиевых сплавов, начинает плавиться уже в интервале температур 500–640 градусов, что может привести к перегреву и даже к расплавлению самих соединяемых деталей.

Основу большей части легкоплавких припоев, использующихся для пайки, составляют олово, кадмий, висмут и индий. С этими элементами алюминий плохо вступает в соединения, что делает паяные соединения, полученные с их использованием, очень непрочными и ненадежными. Хорошей взаимной растворимостью обладают алюминий и цинк, поэтому данный элемент при его использовании в припоях обеспечивает полученному соединению высокую прочность.

Характеристики флюсов для пайки мягкими припоями

Состав флюсов, применяемых для пайки алюминия

Используемые материалы

При выполнении пайки изделий из алюминия можно использовать припои оловянно-свинцовой группы, если тщательно очистить поверхность деталей и применять высокоактивные флюсы. Соединения, полученные с их помощью, по причине плохой взаимной растворимости алюминия, олова и свинца отличаются невысокой надежностью, также они склонны к развитию коррозионных процессов. Чтобы сделать подобные соединения более устойчивыми к коррозии, их необходимо покрывать специальными составами.

Наиболее качественное, надежное и устойчивое к коррозии паяное соединение, позволяют получать припои, в составе которых содержится цинк, медь, кремний и алюминий.

Припои, включающие в свой состав данные элементы, производят как отечественные, так и зарубежные компании. Наиболее распространенными отечественными марками являются ЦОП40, содержащий в своем составе 40% цинка и 60% олова, и 34А, в составе которого содержится алюминий (66%), медь (28%) и кремний (6%). Цинк, содержащийся в припое для пайки изделий из алюминия, определяет не только прочность полученного соединения, но и его коррозионную устойчивость.

Самую низкую температуру плавления из всех вышеперечисленных имеют оловянно-свинцовые припои. Наиболее высокотемпературными являются те, в составе которых содержится алюминий и кремний, а также материалы, содержащие алюминий вместе с медью и кремнием. К последним, в частности, относится припой популярной марки 34А, температура плавления которого находится в интервале 530–550 градусов.

Для информации: материалы на основе алюминия и кремния плавятся при температуре 590–600 градусов.

Учитывая температуру плавления, применяют такие припои в тех случаях, когда соединить необходимо крупногабаритные детали из алюминия, в которых обеспечивается хороший теплоотвод, либо изделия, выполненные из алюминиевых сплавов, плавящихся при достаточно высоких температурах.

Но, конечно, максимальное удобство в работе демонстрируют низкотемпературные припои, одной из распространенных марок которых является HTS-2000.

Припой HTS-200 для спайки деталей из алюминия и цветных металлов

Технология пайки алюминия обязательно предполагает использование специального флюса, который необходим для того, чтобы улучшить соединяемость основного металла с материалом припоя. Именно поэтому подходить к выбору такого материала необходимо очень ответственно.

Особенно актуально это требование в тех случаях, когда детали из алюминия необходимо спаять при помощи оловянно-свинцового припоя. Состав флюсов содержит элементы, которые и формируют его активность по отношению к алюминию.

К таким элементам относятся: триэтаноламин, фторборат цинка, фторборат аммония и др.

Флюс Ф-64 для пайки легких сплавов без предварительной механической обработки поверхностей

Одним из наиболее популярных отечественных материалов является флюс марки Ф64. Популярность Ф64 обусловлена тем, что данный материал отличается повышенной активностью. Благодаря такому качеству выполнять пайку с флюсом Ф64 можно, даже не зачищая поверхность алюминиевых деталей от тугоплавкой оксидной пленки.

Из популярных высокотемпературных флюсов следует выделить материал марки 34А, в состав которого входит 50% хлорида калия, 32% хлорида лития, 10% фторида натрия и 8% хлорида цинка.

Подготовка деталей

Для получения качественного и надежного соединения недостаточно просто знать, как паять алюминий, важно также правильно подготовить поверхности соединяемых деталей к пайке. Заключается такая подготовка в обезжиривании поверхностей и удалении с них окисной пленки.

Для обезжиривания используют традиционные средства: ацетон, бензин или любой подходящий растворитель.

Удаление окисной пленки перед пайкой, которое также несложно выполнить своими руками, преимущественно совершается при помощи механической обработки, для чего можно использовать шлифовальную машинку, наждачную бумагу, металлическую щетку или сетку из нержавеющей проволоки. Значительно реже применяется химический способ удаления такой пленки, который подразумевает травление поверхности алюминиевых деталей при помощи кислотных растворов.

Зачистка поверхностей перед пайкой с помощью шлифовальной насадки на болгарку

Как известно, окисная пленка на поверхности алюминия образовывается практически моментально при ее контакте с окружающим воздухом. Такой процесс происходит и на зачищенной перед пайкой поверхности, но смысл выполнения зачистки состоит в том, что вновь образующаяся пленка значительно тоньше удаленной, поэтому флюсу будет гораздо легче с ней справиться.

Источники нагрева

В качестве элемента, при помощи которого выполняется прогрев габаритных соединяемых деталей из алюминия и расплавление припоя, преимущественно используется газовая горелка, работающая на пропане или бутане. Если вы решили спаять изделия из алюминия своими руками в условиях домашней мастерской, то можно использовать и обычную паяльную лампу.

Удобная в использовании газовая паяльная лампа

При выполнении нагрева необходимо очень внимательно следить за тем, чтобы не расплавились соединяемые детали. С этой целью к поверхности деталей как можно чаще прикасаются припоем, чтобы проконтролировать начало его плавления. Это и будет свидетельством того, что достигнута рабочая температура.

Читайте также  Страны лидеры по добыче алюминия

Нагревая детали и припой перед началом пайки, также необходимо следить за пламенем газовой горелки: смесь газа и кислорода, которая его формирует, должна быть сбалансированной.

Делать это необходимо по той причине, что сбалансированная газовая смесь активно нагревает металл, но не оказывает серьезного окислительного действия. О том, что газовая смесь сбалансирована, свидетельствует ярко-синий цвет пламени, которое имеет небольшой размер.

Если пламя горелки слишком маленькое по размеру и имеет бледно-голубой цвет, то это является свидетельством того, что в газовой смеси слишком много кислорода.

Для пайки небольших изделий из алюминия используются электрические паяльники и припои, плавящиеся при невысокой температуре.

Технологические приемы пайки

Пайка деталей, выполненных из алюминия, по технологии выполнения практически ничем не отличается от процесса соединения изделий, изготовленных из других металлов. Сначала соединяемые детали обезжириваются и тщательно зачищаются, после этого их выставляют в нужное положение относительно друг друга. Затем на зону будущего соединения необходимо нанести флюс и начать ее прогрев вместе с припоем до рабочей температуры.

Процесс пайки деталей из алюминиевого сплава

При достижении рабочей температуры кончик припоя начнет плавиться, поэтому им необходимо постоянно прикасаться к поверхности деталей, контролируя процесс нагрева.

Пайка изделий из алюминия, для выполнения которой используется безфлюсовый припой, имеет свои особенности. Заключаются они в том, что для того, чтобы проникновению припоя к поверхности детали не препятствовала окисная пленка, его кончиком необходимо совершать чиркающие движения по месту будущего соединения. Таким образом нарушается целостность пленки, и припой беспрепятственно соединяется с основным металлом.

Посмотреть, как пайка выполняется практически, можно на обучающем видео.

Есть еще один технологический прием, позволяющий разрушить оксидную пленку в процессе пайки. Сделать это можно при помощи стержня из нержавеющей стали или металлической щетки, которыми водят по месту соединения и уже расплавленному припою.

Чтобы получить максимально прочное соединение методом пайки, соединяемые поверхности необходимо подвергнуть предварительному лужению.

Сфера применения процесса

Большое практическое значение имеет не только пайка алюминия в домашних условиях. Данную технологию также активно используют на ремонтных и производственных предприятиях. Применяя метод пайки, можно получать соединения, отличающиеся высокой прочностью, надежностью и эстетической привлекательностью.

При работе с тонким листовым алюминием пайка позволяет избежать деформацию материала

Большой популярностью данная технология пользуется при выполнении ремонтных работ с автотранспортными средствами, тракторами и мотоциклами. Объясняется такая популярность тем, что при пайке не происходит изменение структуры соединяемого металла, поэтому подобный способ соединения во многих случаях является даже более предпочтительным, чем сварка.

Практически безальтернативной пайка является тогда, когда необходимо восстановить герметичность алюминиевого радиатора или картера, отремонтировать изношенную или разрушенную деталь, изготовленную из алюминиевого сплава. Удобно и то, что сделать такой ремонт можно и своими руками, для этого не потребуется сложного и дорогостоящего оборудования.

Отремонтированный в домашних условиях автомобильный радиатор

Прогары, сколы и трещины, образовавшиеся в блоке цилиндров, изготовленном из алюминиевого сплава, также можно успешно отремонтировать при помощи пайки. Очень полезна данная технология в том случае, если необходимо восстановить изношенную внутреннюю резьбу.

При этом изношенное резьбовое отверстие заполняется расплавленным припоем, а затем в него вворачивается болт. После того как припой застынет, болт из отверстия выворачивается, а внутри него оказывается сформированная по необходимым параметрам резьба.

Такая несложная операция позволяет получить новую резьбу, которая по своим прочностным характеристикам ничем не уступает исходной.

Кроме этого, пайка успешно применяется для ремонта и восстановления герметичности труб, изготовленных из алюминия и сплавов данного металла. Такие трубы сейчас активно используются во многих технических устройствах.

При помощи пайки вы можете своими руками, не прибегая к дорогостоящим услугам квалифицированных специалистов, отремонтировать многие предметы из алюминия и его сплавов, использующиеся в быту: посуду, лестницы, различные детали интерьера, водосточные желоба, элементы сайдинга и др.

При помощи пайки можно не только ремонтировать, но и своими руками изготавливать любые конструкции из алюминия.

Использование качественных расходных материалов и строгое следование технологии, которой совсем несложно обучиться и по видео урокам, позволяет получать методом пайки соединения, отличающиеся высоким качеством, надежностью, привлекательным и аккуратным внешним видом.

Использование подручных средств

Нередки ситуации, когда под рукой нет активного флюса и припоя, который специально предназначен для соединения деталей из алюминия, а спаять их необходимо срочно. В таких ситуациях можно выполнить пайку обычным припоем, состоящим из алюминия и олова или олова и свинца. В качестве флюса в данном случае можно использовать канифоль.

Оксидная пленка при использовании данного метода пайки разрушается под слоем канифоли, в которую можно дополнительно добавить металлические опилки. Для ее разрушения применяется специальный паяльник со скребком, который необходимо предварительно залудить. Скребок наряду с опилками разрушает оксидную пленку на поверхности деталей, а канифоль не дает образоваться новой. Кроме того, скребок-паяльник, перемещая расплавленный припой по месту будущего соединения, обеспечивает его лужение.

Конечно, такой способ пайки очень хлопотный и не всегда гарантирует получение качественного и надежного соединения, поэтому использовать его можно только в крайних случаях. Целесообразнее всего потрать время и деньги на приобретение качественных припоя и флюса и не переживать за качество формируемого с их помощью соединения.

Источник: http://met-all.org/obrabotka/prochie/payka-alyuminiya.html

Плавка алюминия в домашних условиях: особенности процесса, при какой температуре проходит плавка

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.

Для проведения работ в домашних условиях не нужно знать все свойства рассматриваемого материала, но некоторые имеют значение. В качестве примера укажем, что температура плавления алюминия в домашних условиях составляет 660 градусов Цельсия. Нагреть материал до этой температуры можно и без применения специального оборудования.

Среди особенности процесса плавления в домашних условиях отметим такие моменты:

  • Несмотря на низкую температуру, при которой происходит изменение агрегатного состояния, провести расплавление на домашней плите не получится. Это связано с тем, что бытовые приборы не могут нагревать среду до 600 градусов Цельсия. Как правило, для плавки используется печь.
  • Немного понизить температуру плавления можно. Для этого сырье растирается в порошок. В продаже также можно встретить порошковый продукт, готовый к применению.
  • Алюминий может при соединении с кислородом окислиться. Температура плавления после окисления повышается в несколько раз, и провести плавку в домашних условиях будет невозможно.

Часто можно встретить ситуацию, когда при добавлении сырья в расплавленный металл попадает вода. Это может привести к своеобразному взрыву. Поэтому если нужно добавить еще сырья, то оно должно быть сухим.

Подбор подходящего сырья

Из-за достаточно большого количества проблем, которые возникают при плавке алюминия в домашних условиях в случае использования в качестве сырья порошка, нагреву подвергают алюминиевую чушку или проволоку. При этом проволоку можно приобрести по относительно невысокой цене, после чего ее нарезают и спрессовывают для уменьшения площади контакта с воздухом.

Если плавка проводится для получения заготовки или изделия невысокого качества, то можно в качестве сырья использовать лом, например консервные банки или обрезки алюминиевого профиля. Для упрощения процесса плавки лом также следует нарезать на небольшие части.

При поиске сырья многие обращают внимание на то, что оно может быть окрашено или иметь другие лишние составляющие. В процессе нагрева все посторонние примеси, как правило, уходят в виде шлака. Однако лакокрасочные и другие химические вещества во время горения могут стать причиной выделения токсичных паров, что следует учитывать при проведении работ.

За отвод вредных примесей с состава отвечают различные флюсы. Рекомендуется приобретать их в специализированном магазине в готовом виде, но при необходимости можно соорудить самостоятельно. Флюс состоит из 10% криолита и 45% хлорида калия и натрия.

Проведение плавки в муфельной печи

Муфельная печь позволяет существенно упростить процесс плавки, при ее применении можно получить металл высокого качества. Как и в других случаях, в рассматриваемом следует обязательно использовать флюс для отведения вредных примесей. Рассматривая то, как расплавить алюминий в домашних условиях, уделим внимание пошаговой инструкции:

  1. Выполняется расплавление флюса. Рекомендуемое количество этого вещества — от 2 до 5% от веса алюминия, который будет использоваться в качестве сырья. После расплавки флюса доставляется лом.
  2. Плавка алюминия проводится при температуре 700 градусов Целься. При нагреве до подобного показателя металл начинает светиться красным цветом.
  3. Не стоит забывать о том, что при плавке существенно уменьшается объем применяемого сырья.
  4. Флюс, при необходимости, добавляется и в конце процесса. Количество вещества — 0,25% от веса металла в печи.
  5. При получении сплава, похожего на одну большую каплю, тигель немного держат при высокой температуре для повышения степени текучести.
  6. Завершающим этапом становится заливка расплавленного металла в форму, после чего ему дают остыть.

Стоит учитывать, что для проведения процесса плавки требуется тигель с носиком из тугоплавкого материала, выдерживающим сильный нагрев. В продаже встречаются кварцевые, фарфоровые, стальные, чугунные и другие тигли. Литейная форма, как правило, изготавливается из скульптурного гипса, который выдерживает сильный нагрев, но при этом довольно хрупкий и не прилипает к металлу во время его остывания и затвердевания.

Источник: https://tokar.guru/metally/alyuminiy/plavka-alyuminiya-v-domashnih-usloviyah-pri-vysokoy-temperature.html

Понравилась статья? Поделить с друзьями: