В лаборатории следует иметь возможность делать детали и оборудования специального назначения («инструмент для себя»). То есть следует владеть технологией пайки, отливки, гибки, штамповки, сварки и применять их для того, что называется «рацпредложениями». Такая возможность крайне ценна. Она резко расширяет возможности для работы.

Отливка заготовок из алюминия

Обязательно следует иметь возможность отливать различные детали из сплавов алюминия. Особенно ценна эта возможность при обработке стекла шлифовкой при изготовлении оптики. Инструмент из алюминия удобен, он легко изготовляется, лёгок, на нём отлично видна грязь и остатки абразивов, его легко подгонять по радиусу шабрением и алмазной шлифовкой. Для всяких служебных деталей алюминий также является прекрасным материалом.

Плавить алюминий можно в тигле из простого железа в любой подходящей печи. Тигли из нержавеющей стали применять нельзя. Алюминий припаивается к стенкам тигля, а затем начинает их растворять. Это приводит к авариям. Тем, кто не желает делать железные тигли, можно порекомендовать титановые, которые рекомендуются в книге Н.Н.Белоусова «Плавка и разливка сплавов цветных металлов» из серии «Библиотечка литейщика» для плавки сплавов, чувствительных к загрязнению железом.

Отливки можно разделить на несколько категорий: «блины» — отливки в виде диска относительно малой толщины. Они делаются следующим способом: на толстую металлическую плиту укладывается пропитанная стеклоткань из теплоизоляции теплотрасс или насыпается тонким слоем песок. На него укладывается «обечайка» нужного размера. Если она из жести, то её следует обсыпать снаружи влажным песком. Металл любого состава (из металлолома) плавится в тигле и после расплавления нужного количества и очистки от шлака и других примесей заливается в форму с возможно меньшей высоты. Полностью затвердевшая отливка закаливается в воде от температуры около 450 °C. Закалённые сплавы алюминия самоупрочняются в течении нескольких часов за счёт выделения фаз типа AlnMgm, AlnMgm Sik. Простые сплавы алюминия с кремнием закалке не поддаются. «Блины» больших размеров при закалке могут треснуть, поэтому следует стремится к тому, чтобы охлаждение было равномерным. Погружать отливку следует в горизонтальном положении, либо равномерно обливать водой из шланга.

Отливки, как правило, получаются пористыми. Для её устранения может применятся пропитка нагретой до ста градусов детали эпоксидной смолой.

Стержни из алюминия отливаются аналогично, но в металлические втулки с ровной внутренней поверхностью. Форму полезно смазать тонким слоем минерального масла.

Радиаторы для электронных приборов отливаются в металлические кокили. Отладка форм и технологии сложна и сам процесс отливки опасен из-за возможных взрывов внутри формы, поэтому мы его описывать здесь не будем. Изготовление радиаторов различного назначения может быть выполнено из алюминиевых сплавов токарными методами и фрезеровкой. Отливки прочих видов следует делать, изучив специальную литературу.

Следует особо отметить отливки по выплавляемым моделям и отливки по выжигаемым моделям из пенопласта в формы из песка с добавкой десяти-пятнадцати процентов цемента. Последние особенно хороши для единичных отливок сложной формы. Модель делается из пенопласта кое-как, её отдельные детали можно склеивать сплавом воск-канифоль, просто складывать, закрывая стыки полиэтиленовой плёнкой и т. д. Надо позаботится о том, чтобы кристаллизация металла происходила в нужном направлении. Втыкая в пенопласт «холодильники» из алюминиевой проволоки, можно управлять кристаллизацией металла, предотвращая «ужимины», усадочные раковины и другие дефекты кристаллизации. К готовой модели из пенопласта приделываются литники и «прибыли» — резервуары для пополнения металла, который при твердении уменьшает свой объём. Их также делают из пенопласта.

При заливке металл сжигает пенопласт и заполняет форму. Дымят и воняют такие формы — бесподобно. Поэтому при работе с ними, как и при самой плавке, необходима хорошая вентиляция. При работе с расплавленным алюминием (и расплавленным металлом вообще) подходить без очков к печи — недопустимо! Крайне опасно попадание воды в металлические формы. Это приводит к сильным взрывам и выбросам расплавленного металла. Формы из песка с глиной могут быть влажными.

Литейные сплавы алюминия, как правило, плохо обрабатываются на металлорежущих станках. Обрабатываемость можно резко улучшить, добавляя в сплав несколько процентов меди или цинка и закаливая его в воде с 400°с последующим старением (см. выше), но коррозионная стойкость такого сплава низкая.

Гораздо лучше добавлять в сплав любого состава 2–4 весовых процента магния. Такой сплав тоже подвергается закалке и старению, стоек против коррозии в воде и не даёт липкой стружки.

При необходимости измельчить зерно в сплавах алюминий— кремний в них после расплавления добавляют около процента смеси равных частей хлористого и фтористого натрия и перемешивают. Через пять минут сплав можно разливать. Ничтожных примесей натрия, перешедших в сплав, достаточно для того чтобы сильно измельчить зерно и повысить прочность и пластичность сплава. При необходимости улучшить его обрабатываемость на станках следует применять смазку из керосина, бензина или уайт-спирита с добавкой спирта или скипидара.

Заевшую резьбу на алюминиевых деталях следует смочить спиртом и только затем развинчивать.

Если пилить алюминий или резать лист «царапкой» (см. рис. 7), то рез следует смачивать скипидаром или спиртом. Это резко улучшает работу.

Пилить ножовкой магний и медные сплавы следует только новыми полотнами, которые не применялись для резки железа.

Разделку металлолома для плавки следует вести с помощью головы (см. рис. 8), молотка и других подходящих инструментов.

Разбивать отливки из алюминия следует таким образом, чтобы удар вызывал растягивающие напряжения в наиболее тонком сечении. Если деталь имеет рёбра жёсткости, то их можно надрезать, а тонкие участки между ними выбить с помощью стального стержня. Зубило для разделки алюминия подходит мало. Разбивать металлолом следует всегда на массивном основании, чётко представляя себе, какой участок Вы собираетесь разрушить именно этим ударом. Деформируемые алюминиевые сплавы (дюраль, АМГ) разбивать тяжело. Их следует распиливать.