Тигель – это специальная емкость, способная выдерживать воздействие высоких температур и предназначенная для плавки металлов. В основном тигель выполняется в форме цилиндра или конуса, хотя некоторые производители выполняют его в виде чаши или лодочки для более удобного разлива жидкого металла по формам. Тигель создается из огнеупорных материалов, чаще всего это графит или чугун. Простой тигель идеально подходит для плавки не только черных металлов, но даже драгоценных. Тигель отлично подойдет для плавки серебра и золота.
Где взять тигель для плавки серебра и золота
Купить тигель для плавки металлов не сложно, ведь существует немало производителей, занимающихся созданием тиглей, однако лучше всего сразу приобретать готовую индукционную установку с тиглем, чтобы впоследствии не возникало проблем, а плавка производилась за короткий промежуток времени. Индукционные плавильные печи собираются с уже установленным тиглем необходимого клиенту объема. Плавильная печь настраивается со всеми необходимыми характеристиками и плавит любые металлы, позволяя получить сплавы высокого качества.
Сделать тигель своими руками так же можно, но подойдет он больше для индивидуального использования, например, чтобы расплавить определенное количество свинца и отлить собственные пули (охотникам). Для использования данного оборудования в промышленных масштабах лучше всего не проявлять самостоятельности и приобрести готовое индукционное оборудование, имеющее тигель, и готовое приступить к рабочему процессу.
Материалы для создания тигля
Очень важно обращать внимание на материал, из которого выполнен тигель, чтобы металл, который впоследствии будет в нем плавиться, не вступил в ненужную химическую реакцию.
Как правило, тигли создаются из:
- Керамической смеси. В состав смеси из керамики входят материалы, имеющие повышенную устойчивость к высоким температурам – глина, соединение бора, карбид металла и мн.др.
- Черный металл. Самым огнеупорным металлом на сегодняшний день является чугун, поэтому он отлично подходит для создания тигля.
- Цветной металл. Как правило, цветной металл редко применяется для создания тигля, ведь такая емкость получится недешевой. Однако стоит отметить, что отлично подойдут в этих целях следующие металлы: титан, никель, молибден и т.п.
- Неметаллические материалы используются для создания тигля куда чаще, чем все остальные перечисленные выше. Тигель может быть создан из: графита, глины, кварцевого песка и других похожих элементов.
Простой тигель для плавки серебра и золота можно изготовит самостоятельно, используя подручные емкости из вышеуказанных материалов, однако для его использования в промышленных масштабах рекомендуем приобретать уже готовую установку.
Многие умельцы делают тигли для плавки металлов своими руками, отработали свои технологии, и качество таких изделий бывает довольно неплохое. Если для Вас изготовление тигля своими руками - дело новое, то этот обзор поможет определиться по какому пути дальше двигаться: делать тигель самому или купить его у непосредственного производителя без посредников.
Начнем с того, что материалом для изготовления тигля своими руками могут служить куски труб из нержавеющей стали, чугуна, глина, шамотная крошка, древесный уголь, графит и др. Казалось бы, дешевые материалы, себестоимость самодельного тигля тоже должна быть невелика. Однако на практике, при изготовлении качественного и дешевого тигля в домашних условиях умельцы сталкиваются с целым рядом проблем. В данном обзоре мы не будем останавливаться на графитовых тиглях и их проблемах выгорания при плавке металлов. Здесь мы подробнее остановимся на проблемах изготовления керамических тиглей своими руками. Опишу наиболее распространенные из них:
- Основная проблема - неоднородный состав глиняных масс. Разные месторождения глин характеризуются разным составом, при этом для получения качественных керамических изделий требуются глины определенного качественного и количественного состава.
- Глины, используемые для изготовления керамических тиглей, дают усадку, разные глины - разная усадка. Если Вы готовите тигли крупными партиями и закупаете глину одного типа в большом количестве, то это не проблема. Усадка глины заранее высчитывается, и готовое изделие получается заданной формы и разбег габаритных размеров крайне мал. Но если керамические тигли изготавливаются от случая к случаю, используются разные партии глины, то выдержать нужные размеры оказывается проблематично, повышается процент брака.
- Самодельные керамические тигли выдерживают небольшое количество плавок, при использовании тетрабората натрия (буры) самодельные керамические тигли довольно быстро покрываются микротрещинами и становятся непригодными для дальнейшей плавки металла.
- Самодельные тигли зачастую недостаточно просушены, из-за чего, при плавлении металла в теле тигля появляются дополнительные напряжения и тигель лопается.
- Самодельные керамические тигли получаются толстостенные и требуют большего времени на нагрев, увеличиваются энергозатраты при плавлении металла.
Оптимальным вариантом для плавки большинства металлов является керамический тигель, но не всякий керамический тигель подойдет для плавления металла. Рассмотрим этот вопрос подробнее. Начнем с того, что керамические тигли, которые наиболее часто встречаются на российском рынке, делятся на фарфоровые, корундовые и тигли из кварцевой керамики. не подходят для плавки многих металлов из-за своей относительно небольшой огнестойкости. огнестойки и прочны, но при плавлении металла есть одно очень важное ограничение: корундовый тигель нельзя резко нагревать и охлаждать, скорость охлаждения корундового тигля 2-3 ° С/минуту. Для плавления металла в режиме смены температур подойдет
Тигель из кварцевой керамики инертен по отношению к металлам, огнеупорен, химически стоек, выдерживает резкие перепады температур. Для неискушенного человека для изготовления качественного тигля из спеченной кварцевой керамики потребуются неоправданно большие затраты времени, материала и энергии на экспериментальную работу. Таким образом, для новичка гораздо выгоднее не делать тигель для плавки металлов своими руками, а купить его непосредственно у производителя тиглей. Цены на тигли из кварцевой керамики можно посмотреть .
Приступим:
И так, для изготовления тигля, понадобится: кусок пластиковой водопроводной трубы насколько я помню диаметр примерно 105 мм.(наружная часть формы), два деревянных диска (дно формы е её крышка) сделанные точно под размер внутреннего диаметра пластиковой трубы (можно взять фанеру но толщину рекомендую не менее 20 мм), внутренняя часть формы она делается на конус а низ полностью закругляется (по диаметру её надо сделать не идеально круглой, а слегка овальной, всего на 1-2 мм, позже объясню почему), три хомута соответствующие наружному диаметру пластиковой трубы, три самореза средней длины (в зависимости от толщены деревянного круга (будущей крышки формы), два длинных самореза (они будут нужны для того, чтобы вытащить внутреннюю форму).
Ещё потребуется шамотная глина, шамотная крошка, приготовленная из шамотного кирпича (на один тигель с крышкой у меня уходит примерно половика кирпича
Трубу необходимо распилить по всей длине (это облегчит изымание готового тигля)
Со стороны будущего дна формы делаем пропилы как на рисунке всего примерно 6-10 на глубину примерно 20-25 мм. (они помогут жестко закрепить дно формы
Устанавливаем дно, и закрепляем его хомутом.
Устанавливаем средний хомут, но зажимаем его не полностью, только так, чтобы в дальнейшем стенки формы не расползались, оставляем щель примерно в 1 мм.
Теперь надо вырезать 4 бумажных круга под внутренний размер формы они не дадут прилипать смеси к дну формы и к её крышке)
Кладем один из кругов на дно формы.
Теперь займемся смесью её надо перемешивать очень тщательно. Я использую состав состоящий примерно на 60% из шамотной крошки, на 30% из шамотной глины и на 10% из древесного угля. Перемешиваю его сначала в сухом виде потом уже с водой, воды надо не много, чтобы состав только держал форму как на рисунке.
Далее в целях сбережения нервной системы при последующих попытках вытащить тигель из наружной формы, рекомендую проложить межу стенками формы и смесью лист бумаги. (Первый опыт по вытаскиванию готового тигля из наружной формы занял у меня часа 2-3 и кончился естественно ничем, так что на счет листа бумаги настоятельно рекомендую)
Прежде чем формировать дно тигля необходимо замерить расстояние от дна формы до её верхних краев. По мере трамбовки смеси эти замеры надо будет повторять пока не будет достигнута требуемая толщина дна. (Забегая вперед скажу, что пробовал схему и наоборот, когда дно тигля трамбуется в последнюю очередь, а сначала делаются края. В принципе это роли не играет, и в том и в другом случае результат зависит от того, насколько хорошо вы утрамбовали смесь, и нету ли в ней пустот)
После того, как дно готово, устанавливаем по центру внутреннюю часть формы, и начинаем трамбовать будущие стенки тигля.
Трамбовать надо очень тщательно, это залог, того, что весь предыдущий и будущий труд не будет напрасным. Смесь лучше докладывать маленькими порциями.
Трамбуем дальше.
Утрамбовали. Дальше кладем сверху ещё один вырезанный бумажный круг.
Закрываем верхней крышкой формы. В ней как и во внутренней части должно быть три отверстия, через них саморезы соединят крышку формы с ей внутренней, центральной частью.
Заворачиваем саморезы, Почему именно три самореза? Тот, что в середине - центрует крышку, два боковых – основные на них ляжет вся нагрузка.
Теперь ещё два больших самореза.
Далее самое сложное, закрепив горизонтально форму и вставив между большими саморезами любой длинный предмет (как показано на рисунке) начинаем постепенно вращать внутреннюю часть формы (для этого её и необходимо было сделать овальной формы) Таким образом расширяется внутренняя часть тигля, что потом позволит без проблем вытащить внутреннюю форму.
Когда она начнет свободно вращаться, её можно вытащить. Обычно внутренние стенки тигля после этого достаточно гладкие.
Снимаем все хомуты.
Вытаскиваем тигель из формы, обычно проблем с этим не бывает.
Внутренняя поверхность с ещё не зашпаклеванными изъянами на стыке дна и стенок.
Что касается крышки тигля, то тут всё просто, в той же форме закрепляем хомутом дно, опять кладем круг из бумаги, трамбуем смесь и закрываем крышкой, предварительно, положив ещё один бумажный лист сверху. Дальше прессуем либо струбциной, либо молотком. Получается такой вот блин, а когда он высохнет, то по центру сверлим дрелью отверстие примерно 6-8 мм.
Получается вот такой тигель.
Загрузив содержимое, замазываем тигель снаружи шамотной глиной.
Ну и собственно всё, осталось только поставить тигель в печь.
Теперь что касается самых распространенных вопросов:
Что можно плавить в этом тигле?
Я делал этот тигель для плавки булата, температура плавки железа 1535 градусов, чистое железо я не плавил, обычно гвозди и электроды тоесть примерно 1400-1500 градусов он держит. Насколько долго не скажу,но полчаса, час - точно. Естественно все металлы и сплавы с более низкой температурой плавления в тигле плавить можно.
Пробуйте.
Если что-то пойдет не так поэкспериментируйте с составом смеси.
Больше 1500 греть не пробовал, не позволяет печь.
Можно ли плавить медь, латунь, бронзу и т.д.?
Ответил в предыдущем вопросе.
Чем можно греть тигель? В каких печах?
У меня самодельная печь на каменном угле, провел не одну плавку, проблем с тигелем пока не было ни разу. Опять же повторюсь трамбуйте смесь как следует, от этого многое зависит.
Горелку на пропане, печь на мазуте тоже использовать можно (но сам не пробовал) , многое будет зависеть от толщены стенок тигля, чем толще - тем надежней, но и сложнее прогреть содержимое, больше затраты энергии. Только не забудьте нагревать надо постепенно, если нагреть тигель только с одной стороны то треснет любой даже графитовый.
P.S. Ну и техника безопасности, разумеется, таки не чашка с чаем…
| СТАТЬИ
Изготовление тиглей из шамотной глины
Фарфоровые тигли даже при не слишком высокой температуре часто трескаются и лопаются. Использовать тигли из других более дорогих материалов (графитовые, алундовые и т.п.) экономически невыгодно. Впрочем, цены на лабораторный фарфор тоже не радуют.
Как вполне экономичный и практичный вариант – изготавливать тигли (и не только их) самостоятельно из шамотной глины. Это не очень сложно. Освоить описанную далее технологию можно даже с «нуля», что позволит делать для себя тигли любого нужного объема. Для этого необходимы следующие материалы:
Шамотная глина - используется при кладке печей ее можно купить в строительном магазине.
Надпись на упаковке: шамотная глина молотая, термостойкость до +1600 °C, состав: массовая доля окись алюминия не менее 23%, окись железа не более 5%, минералы. Сайт производителя www.pva.ru
Мешка глины хватит надолго. Так же понадобится жидкое стекло (канцелярский - силикатный клей как заменитель использовать нельзя) продается в строительных магазинах и молотый шамот. Последний можно достать, сделать самостоятельно из шамотного кирпича или купить. Это основные ингредиенты. Состав смеси подбирается опытным путем. Использую следующий: глина – 7 частей, шамот – 3 части, жидкое стекло из расчета на литр сухой смеси шамота и глины – 10 столовых ложек. Процесс:
Отмерив, нужное количество глины и шамота смесь тщательно перемешивается до однородного состояния, и только после этого добавляется небольшими частями вода. Все перемешивается. Смесь лучше разделить на несколько частей и если воды добавлено больше чем надо, то можно просто досыпать сухой смеси. Глина месится руками. Важно - готовая глина не должна липнуть к рукам, если липнет, значит, воды слишком много. Если воды мало (при хранении глина может подсохнуть) достаточно комок глины обмакнуть в чашку с водой и перемять. Когда глина смята в ком, частями добавляется жидкое стекло. Глина тщательно вымешивается. Способов много – самый простой скатать кусок глины в жгут, сложить его пополам несколько раз и снова раскатать. Повторять процесс до тех пор, пока глина не будет при сминании трескаться. Хранить готовую глину до использования нужно завернутой в несколько целлофановых пакетов. Все это и многое другое подробно описано на сайтах керамистов.
Далее как пример самый простой, доступный и дешевый способ лепки тигля по гипсовой форме.
Для работы использован фарфоровый тигель (в качестве модели), алебастр (строительный гипс) и пластиковая бутылка из-под минералки. Бутылка обрезается с таким расчетом: высота тигля плюс 40-50 мм. Это будет форма. В нее засыпается алебастр и доливается вода. Консистенция должна получится, как у жидкой сметаны. В смесь утапливается (примерно по центру) фарфоровый тигель до самого края. В тигель нужно положить что-то тяжелое, с таким расчетом, что бы он и не утонул и «не всплывал». После того как алебастр застыл нужно извлечь тигель из гипса и форму из обрезка пластиковой бутылки. Пластик надрезается ножницами и легко рвется вдоль линии разреза, а вот извлечь тигель из алебастра несколько сложнее.
На фото показано как это сделать:
Гипсовая форма кладется на две дощечки с таким расчетом, что бы фарфоровый тигель оказался между ними. Затем сильным ударом деревянной доской (киянкой и т.п.) тигель выбивается из формы. Для того, что бы форма не разрушилась ее дно специально сделано толщиной 40-50 мм.
Форма практически готова. Если на ее внутренней поверхности остались дефекты – трещины, пузыри и т.п. они замазываются жидким алебастром. После высыхания все неровности зачищаются.
Изготовить тигель из глины по форме можно несколькими способами. Один из них т.н. шликерное литье. У этого способа есть как плюсы, так и минусы. Более рационально на начальном этапе просто вылепить тигель в форме, а не возится с жидкой глиной.
Подготовленная глина перед лепкой «отбивается» что бы удалить из нее воздух. Для этого комок глины нужно отбить об твердую поверхность (застелить пол газетой и с силой бросить на нее ком глины). И так пять-семь раз. Когда глина готова берется небольшой комок и с силой вминается на дно формы. Затем берутся небольшие кусочки глины и из них формуются стенки тигля. Толщина стенок контролируется по краю формы. Самое важное тщательно проминать глину к форме. Загладить неровности и сделать внутреннюю часть будущего тигля гладкой можно смочив глину водой. Но это в последнюю очередь. Следующий очень важный этап работы – сушка. Форма ставится в картонную коробку, которая накрывается крышкой. По мере испарения воды глина дает усадку. Через 6-8 часов тигель уменьшится в объеме, и извлечь его из формы не составит особого труда – достаточно перевернуть ее вверх дном – сам выпадет:
После этого тигель досушивается в картонной коробке уже без формы. По мере сушки все появившиеся дефекты устраняются. Если образовались трещины, они замазываются жидкой глиной.
После того как тигли высохли как на фото семь тиглей серого цвета, два более темного – они еще не досохли. Первые семь уже можно обжечь. Для этого целесообразно использовать муфельную печь:
Температура обжига – восемьсот градусов. Для тигля вполне достаточно. При обжиге следует учитывать что глина содержит в себе органику которая будет выгорать и воду в связанном состоянии которая будет испарятся. Соответственно нужно побеспокоится о выходе газов из печи. В лабораторной муфельной печи для этого предусмотрено отверстие в дверце. Если нет возможности использовать такую печь можно обжигать и в маленькой по одному:
Для изготовления тиглей так же можно использовать пресформы.
Если вы собрались заниматься литьем алюминия в домашних условиях, то вам потребуется не только сама муфельная печь, но и тигель для муфельной печи. Приятная новость заключается в том, что все это можно очень легко и с минимальными затратами изготовить. Когда я делал и описывал процесс в своем ТехноБлоге Dimanjy, то вообще уложился в 0 рублей, т.к. все материалы валялись и ржавели возле сарая, норовя оказаться на свалке, и только лень-матушка уберегла их от столь плачевной участи.
Тигель для муфельной печи я также изготовил самостоятельно из обычного обрезка толстостенной трубы подходящего диаметра. Но, как я впоследствии узнал на форуме ChipMaker, я слегка поторопился. И вот почему.
Самый простой способ изготовить тигель для муфельной печи — это сварить его из металла, а точнее — из обрезка трубы. Но дело в том, что конструкция моей муфельной печи снабжена открытыми токопроводящими ТЭНами. И как это меня не тряхануло током на первой же плавке алюминия в домашних условиях! Интуитивно я очень аккуратно погружал и извлекал тигель из рабочей камеры моей муфельной печи. Ее, кстати, нередко называют «тигельная печь» именно благодаря тому, что плавка цветного металла происходит в тигле. Теперь мне нужно доработать конструкцию печи, снабдив ее специальной крышкой с датчиком открывания, сигнал с которого отключал бы электричество от ТЭНов, спасая меня от удара током. Но сейчас не об этом.
Как я уже говорил, изготовить металлический тигель очень просто. Берем трубу подходящего диаметра. Очень желательно иметь толщину стенок хотя бы 4-5 мм, иначе более тонкостенный тигель быстро прогорит, и в процессе плавки жидкий алюминий может вытечь из тигля, замкнув тем самым оголенные спирали ТЭНов муфельной печи. Чтобы этого не случилось, можно просверлить дренажное отверстие в дне муфельной печи. Тогда алюминий весь вытечет через него, обжигая наши пятки, но спасая нашу мини-плавильню от выхода из строя. Это, кстати, мне тоже посоветовали на форуме. Я сам до этого не додумался.
Так вот, берем трубу, зачищаем ее и завариваем с одного конца металлической пластиной, которую потом слегка опиливаем болгаркой для придания более-менее округлой формы.
Можно, конечно, и не зачищать. Потом все это само обгорит в рабочей камере муфельной печи, но мне не очень хотелось потом всем этим дышать, поэтому я не поленился и шлифанул
Затем отпиливаем трубу так, чтобы получился стакан нужной высоты — это и будет наш тигель.
Как видно из рисунка — я приделал к моему тиглю носик и немного сточил в этом месте болгаркой и отшлифовал напильником. Носик сделать также очень просто — это спиленный под углом кусок металлического уголка. Под каким углом пилить — это уж догадайтесь сами. Покрутите кусок уголка в руках, мысленно проводя через него секущую плоскость болгарки.
Также к противоположному бортику моего тигля я приварил гайку М8. В нее вворачивается ручка для погружения и вынимания тигля из тигельной печи. Достаточно всего несколько оборотов ручки, и наш тигель крепко держится, исключая случайное опрокидывание или пролив расплава алюминия себе в тапки. Такие меры безопасности особенно актуальны для плавки цветных металлов в домашних условиях.
Ручку я выполнил из обычного куска арматуры, приварив с одной стороны болт М8. Единственным недостатком такой ручки тигля является неудобство литья. Но это легко поправить, наварив на наш тигель дополнительное приспособление, чтобы было удобно перехватиться. Когда я это сделаю, то обновлю пост. Следите за обновлениями на ТехноБлоге Dimanjy
