Графитовый тигель своими руками

Промышленное оборудование

Конденсаторы

Конденсаторы связи

Протекторы магниевые

Муфты кабельные

Конденсаторы специальные

Графит и изделия из графита

Лодочки из графита, тигли для плавки в индукционных печах, блоки футеровочные графитированные, кристаллизаторы, пеллеты для науглераживания, электроды для сварки читать дальше.

Как сделать тигель или плавильную печь своими руками

Как сделать тигель или плавильную печь своими руками

Практически каждый предмет имеет несколько видов и назначений. Эта истина относится и к печам.

Есть печи для обогрева помещений, для приготовления еды, а есть специальные устройства для плавления металлов или для их хранения уже в расплавленном виде.

Такие устройства называют тигельными плавильными печами. Они имеют специфическое предназначение и поэтому список предприятий, где они нашли свое применение, совсем невелик. В основном это заводы и лаборатории. Но что же делать, если нужно для каких-либо целей дома переплавить металл? Покупать такое оборудование очень дорого, но его вполне реально изготовить своими руками. Для этого необходимы минимальные знания в этой области, желание и время.
Тигельная печь – это емкость, выполненная из огнеупорного материала в которой, нагревая до определенной температуры, плавят металл. Основные материалы, из которых изготавливаются тигли:
— керамика;
— графит;
— чугун.
Используются тигельные печи как на заводах, где изготавливаются больше металлические изделия, так и на малых предприятиях, например, для изготовления ювелирных изделий.
Керамические печи – это оптимальный вариант. При плавке металлов в керамическом тигле в самом веществе не происходят никакие изменения. Поэтому в таких тиглях без проблем можно плавить даже неблагородные металлы или сплавы из кобальта, хрома или палладия.
Графитовые тигли. Такие печи отличаются долгим сроком эксплуатации и высокой сопротивляемостью перед окислением, что делает их универсальными для плавления любых металлов и особенно сплавов на основе цинка и латуни. Кроме того их часто используют в индукционных печах. Графитовые тигли могут выдержать очень высокие температуры, например, восемьсот градусов для плавления алюминия.
Чугунные тигли, пожалуй, худшие из трех перечисленных. У них высокая реактивность, быстрое окисление и взаимодействие с другими металлами, а также чугун плохо сопротивляется высокой температуре. По этим причинам чугунные тигли очень редко встречаются, но они недорогие и вполне доступные.
В этой статье будут рассмотрены способы изготовления трех видов самодельных тиглей.

Тигельные печи. Сборка индуктора
Нагревательным элементом тигельной плечи в домашних условиях обычно является индуктор. Он имеет цилиндрическую форму с полостью внутри. В эту полость и помещается самодельный тигель с металлической стружкой. Индуктор изготавливается из огнеупорного материала, внутри него обмотка из проволоки, чаще всего используется медная проволока. При помощи специального генератора в эту обмотку подается ток, который и создает электромагнитное поле. Что, в свою очередь, создает вихревой ток в тигле и в помещённом в него металле. Они и плавят стружку. Сам индуктор собирается из 4 электронных ламп с параллельным соединением. Такой индуктор можно подключить к обычной розетке.
Есть еще один вариант сборки индуктора своими руками из электромагнитного сердечника и двух слоев обмотки. Первый слой – 10 витков медной проволоки с толщиной 4 мм, а второй – один виток, материалом для которого служит металлическая пластина с сечением 15*5 миллиметров. Электромагнитный сердечник имеет П-образную форму и представляет собой набор стальных пластин. Вокруг пластин делается первая обмотка, которая помещается в изолированный корпус, вторичная обмотка соединяет сердечник и металлические бруски, между которыми должно быть расстояние равное размерам тигля. Вся эта конструкция помещается в корпус печи.
Итак, получается печь, в которой расположен индуктор. От индуктора идут провода к розетке. В эту печь помещается тигель таким образом, чтобы замкнуть собой бруски. Если он помещен правильно, то раздаться гудение, сообщающее о том, что появилось напряжение и плавление началось. Если звука нет, то при помощи ручки нужно подвинуть тигель до полного замыкания цепи.

Сборка чугунного тигля
Берется металлический кожух и в него помещается стакан, сделанный из чугуна. Между ними засыпается смесь из песка и глины. Сбоку к нему крепится ручка. После одного-двух нагреваний смесь расплавится и закаменеет. Тигель готов. В него засыпают стружку и помещают в индуктор.

Изготовление тигля из глины
Можно изготовить тигель из шамотной глины. Это недорогой вариант и к тому же обладающий высокой стойкостью к большим температурам. Такую глину используют при кладке печей и ее можно купить в любом строительном магазине. Шамотная глина способна выдержать температуру до 1600 градусов по Цельсию.
Итак, понадобится шамотная глина (продается в мешках в строительных магазинах), жидкое стекло (продается там же) и молотый шамот. Его можно купить или изготовить из шамотного кирпича.
Для того чтобы сделать смесь, из которой в будущем будет вылеплен тигель, берется 7 частей глины, 3 части шамота и на литр сухой смеси 10 ложек жидкого стекла. Смешивается шамот и глина до однородного состояния. После этого потихоньку доливается вода. Чтобы не испортить заготовку можно часть смеси отсыпать, а в случае большого количества воды — добавить сухого порошка. Месить нужно до момента, когда глина перестанет липнуть к рукам.
Только после того, как будет замешана глина нужной консистенции, можно добавлять стекло. При добавлении стекла нужно тщательно все вымешивать до состояния, когда глина перестанет трескаться. Лучше всего в ком глины добавить стекло и раскатать в рулон, потом несколько раз сложить и повторять процедуру до тех пор, пока не перестанет трескаться. Материал для тигля готов. До того момента когда он будет использован, хранить нужно в нескольких слоях целлофана.
Глина есть, теперь чтобы изготовить тигель нужно взять форму, самый простой способ – это использование гипсовой формы. Как сделать такую форму можно найти на любом сайте по лепке из гипса. Итак, непосредственно изготовление тигля.Перед началом лепки нужно отбить весь воздух из глины, для этого на пол можно постелить газету и несколько раз с силой бросить ком на него, раз десять будет достаточно. Теперь берется ком глины и тщательно вминается в дно формы, после этого небольшими комочками формируются стены изделия. Их толщину можно контролировать по краю формы. Очень важно тщательно приминать глину к форме, чтобы там не образовалось воздушных подушек. После того как тигель вылеплен, нужно сделать ровной внутреннюю поверхность. Для этого достаточно смочить глину водой.
После этого наступает момент сушки. Форма с глиной помещается картонную коробку и накрывается крышкой. Часов через семь вся вода из глины испарится и форма будущего тигля немного «сядет», так что достать ее из формы не особо сложно. После этого тигель продолжает сушиться в той же коробке, по мере сушки все дефекты сами собой устранятся и горшочек приобретет серый окрас. Иногда могут появиться небольшие трещинки. Их можно замазать мокрой глиной. Далее горшки обжигаются при температуре 800 градусов в муфельной печи. После обжига тигель готов к использованию.

Графитовый тигель
Графит — это материал, у которого есть множество уникальных свойств. Положительные качества графита:
— устойчивость к воздействию расплавленными металлами;
— увеличение прочности с повышением температуры;
— высокие термостойкость и теплопроводность;
— небольшой удельный вес.
Для изготовления тигля из этого материала понадобятся:
— графитовый порошок;
— цельный графит;
— фетр;
— графитовая трубка;
— шамотный мертель;
— магнезит.
Некоторые из этих материалов можно использовать как самостоятельные единицы. Например, графитовая трубка по сути уже является тиглем, достаточно лишь сделать в ней дно.
Принцип изготовления из всех материалов одинаков. Рассмотрим на примере мертеля. Делается две формы. Можно скрутить из плотной бумаги, чтобы проще потом было удалить. Внешняя форма имеет конфигурацию полого цилиндра, а внутренняя просто цилиндр. Вставляется малый цилиндр в более широкий. Между ними будет заливаться смесь. Форма ставится в пластиковый стаканчик и в нее засыпается порошок мертеля. Засыпать нужно с горкой, так как он сядет, когда нужно будет утрамбовывать. В этот порошок при помощи шприца заливается 15 кубиков жидкого стекла. Все перемешивается и получается консистенция песочного теста. Небольшими порциями набивается в форму.
В итоге получается что-то вроде перевёрнутого вверх дном стаканчика. Чтобы форма не прилипла к столу лучше всего делать всю процедуру на целлофане. Затем форма переворачивается дном вниз и извлекается внутренний цилиндр. Его тоже лучше всего проклеить изначально целлофаном или скотчем. Тогда при извлечении форма тигля не пострадает.
После того как тигель подсох его нужно поместить в индуктор и прогреть. Это нужно делать при небольших температурах, так как должна выпариться вся вода, несмотря на то, что внешне кажется, как будто ее там совсем нет. Если тигель предварительно не прогреть и сразу начать в нем плавить, то он, скорее всего, лопнет. После прогревания при постукивании по тиглю, он издаст звонкий звук. Это говорит о том, что тигель сделан хорошо.
Следуя представленным инструкциям, можно довольно просто обзавестись самодельной плавильной печью, которая прослужит ничуть не меньше, чем покупная. Главное, не торопиться, соблюдать аккуратность в работе и не нарушать технологий изготовления.

Как сделать тигель для плавки свинца своими руками?

Многие из нас в детстве занимались сдиранием со старых аккумуляторов свинца с целью его дальнейшей переплавки в колечки или кулончики. Тогда правила переплавки никого не интересовали, а потому в качестве сосуда для этого действия служили консервные банки, удерживаемые «обручем» из только что сорванных веточек.

Сейчас же многие люди, желающие переплавить какой-либо материал, подходят к этому более серьезно. И у них часто возникает вопрос: как сделать это так, чтобы не испортить ничего вокруг и не оставить себе пару памятных ожогов?

Из данного материала вы узнаете о том, как смастерить тигель для плавки свинца своими руками. А чертежи примерного результата можно увидеть выше.

Но для начала — определение.

Что такое тигель?

Несложно догадаться, что это самый обычный сосуд, в котором переплавляют различные металлы. Точнее, не совсем обычный. Так как его задача заключается в том, чтобы выдержать не только температуру плавления материала, но также и собственную температуру нагрева на момент обработки.

Разновидности сосуда

Разделение типов этого инструмента происходит по категории сырья, которое необходимо обработать. На данный момент существуют следующие виды тигеля для плавки свинца:

• керамические нейтрального типа;
• керамические графитированного типа;
• графитовые;
• чугунные;
• стальные.

Внимание! Последние три типа абсолютно не подходят для использования в индукционной печи. Это объясняется полным поглощением ими энергии ЭМП.

Теперь можно переходить к непосредственной инструкции по созданию тигеля для плавки свинца своими руками.

Что понадобится для его создания?

В данном материале будет приведен пример сборки керамического тигеля нейтрального типа. Этот тип один из наиболее простых. К тому же стальной сосуд достаточно непрактичен. Что же понадобится для изготовления тигеля для плавки свинца своими руками:

• шамотная глина — 7 частей;
• мелкомолотый шамот — 1 часть;
• 10 столовых ложек силикатного канцелярского клея.

Где найти ингредиенты?

Чтобы получить молотый шамот, можно растолочь шамотный кирпич в фаянсовой ступе. Ее несложно найти в хозяйственном магазине, специализированных торговых токах, занимающихся продажей медицинского оборудования, или же в аптеке.

Также стоит позаботиться о наличии мельницы для размола шамота. Ее несложно соорудить самостоятельно.

Как сделать смесь для керамического тигеля нейтрального типа?

Для начала необходимо подготовить форму самодельного тигеля для плавки свинца. Делается это по следующему алгоритму:

• Сухая глина смешивается с молотым шамотом, до получения однородной консистенции. Рекомендуется сделать 20 оборотов в мельнице для шамота.

• Как только необходимое состояние будет достигнуто, можно выгрузить массу и начать перемешивать вручную, добавляя понемногу воду. Смесь в правильном состоянии будет лепиться в комок, не прилипать к коже и не просачиваться через пальцы.
• Теперь необходимо добавить силикатный канцелярский клей.
• Всю массу тщательно перемешать. Стоит отметить, что это самый тяжелый и трудоемкий этап. Обработку продолжать до тех пор, пока не будет получена однородная консистенция.
• Следующим этапом создания тигеля для плавки свинца собственными руками будет устранение воздуха из готовой смеси. Необходимо проследить за тем, чтобы в ней не осталось ни одного пузырька. В противном случае тигель лопнет при сильном нагреве. Чтобы этого избежать, воздух нужно выбить.
• Расстелить на твердом полу пленку (ни в коем случае не использовать газеты!).

• Теперь начинается самое приятное. Чтобы устранить весь воздух из заготовки, необходимо с максимальной силой бросать ее на пленку. Делать так до того момента, пока из массы не перестанут выходить пузырьки. После этого бросить еще 10 раз (можно больше).
• После того как была окончена процедура по удалению из смеси воздуха, можно помещать ее на хранение. Чтобы она пролежала как можно дольше, стоит использовать стеклянную посуду, имеющую герметично закрывающуюся крышку.

Внимание! Не стоит хранить заготовку в пластиковой таре, а также обернутой в несколько слоев пленки. Она высохнет за пару недель и будет непригодна к использованию!

Лепка тигеля для плавки свинца своими руками

Чтобы придать заготовленной массе необходимую форму, можно выбрать один из представленных далее вариантов. Выглядят они так:

• использовать разборную или разрушаемую форму из гипса;
• слепить самостоятельно.

Какой из вариантов выбрать, дело ваше. Последний этап создания тигеля должен быть выполнен строго по указанному алгоритму:

• После того как сосуд был сформирован, его необходимо высушить.
• Как только высохнет — поместить заготовку в муфельную печь. Настроить температуру на 800 градусов и обжигать в течение одного или двух часов. Такая температура необходима для того, чтобы клей мог расплавиться и крепко связать между собой все остальные компоненты. Если температура будет ниже, тигель развалится при первой же работе в печи от температуры содержимого. Если же температура будет выше — он развалится до конца обжига.

Полученная форма способна выдерживать жар в 1600 градусов. Если материалы были качественно обработаны и промолоты — он прослужит до 30 переплавок.

Перейти к странице

Немец Кузя

Белый и пушистый

Каолин-древесно-угольные тигли.
Каолин (чистый обогащённый каолин). 10
Горшки бывшие в плавке тщательно очишенные от шлака ( или шамот). 5
Древесный уголь твёрдых пород* (порошок). 5
Если тигли хорошо набиты, то держат температуру 1550-1650°C.
* Позже П.П. Аносов заменил его на графит.

Каолин-карборундовые тигли.
Каолин (чистый обогащённый каолин). 1
Карборунд (это карбид кремния). 1
Графит (порошок). 1

Потом пресуйте. Если тигли хорошо набиты, то держат температуру 1800-2000 без проблем.
Во время прессования пуансон обмазывайте порошком графита и при готовке массы как можно меньше воды используйте. Если во время прессования из формы вода течёт или хотя бы выделяется внизу, больше двух трёх капель, это плохо, воды в массе много и тигель позже может не достигнуть оптимальной стойкости.

Можно ли заменять графит коксом в тигельных смесях?
От кокса желательно воздержаться, кокс содержит легкоплавкий шлак который может сыграть на разрушение тигля при высокой температуре. Если его использовать то ищите самый малозольный, но лучше всё же использовать графит или древесный уголь. А если кокс единственная альтернатива, то берите куски крупного кокса которые очень неохотно колятся под ударом ручника (молотка), чем твёрже кокс тем выше качество и ниже зольность. И ещё кокс хоть немного, но содержит серу, что тоже нежелательно. Если будете использовать древесный уголь, то так же выбирайте куски плотного и твёрдого угля и его измельчайте. И последнее, каолиновой глиной частенько называют шамотную или фарфоровую глину. Это разные вещи. Фарфоровая глина кроме каолина имеет тонкомолотый кварц и полевой шпат, а шамотная глина большое количество кремнезёма. И в первом и во втором случае такие тигли не выдерживают температуру выше 1400°C. Обязательно ищите каолин, и желательно чистый, он и так является самым слабым звеном в тигельной массе.

Чтобы тигли не лопались во время плавки, отпрессованные тигли требуется хорошо просушить, я свои в сухом помещении не меньше месяца сушу. Можно конечно через неделю, поставить в духовку и несколько часов сушить при 80°С потом поднять температуру до максимума и если всё обошлось, то пару часов выдержать и сразу в печь под обжиг в муфельной печи при 900-1000 час — два. Обожжённые в муфельной печи тигли можно хранить в сухом помещении и расходовать по мере надобности, но перед употреблением снова прокаливать в духовке.

Наполнители.
Вкратце суть такова. Древесноугольный порошок порист и когда тигельная масса при нагревании начинает расширяться, то частицы угля легко сжимаются спасая тем самым тигель от растрескивания. Примерно так же работает волос или пакля в тигельной массе. Графитный порошок как самый лучший материал хорошо подходит для этих целей, но у него есть недостаток, графит не имеет усадки при нагревании и тигельная масса требует наполнителя для того чтобы он не трескался при нагреве. Получается, что кроме графита в массу тигля приходится помимо связки ещё и нейтральный наполнитель (шамотная крошка, корунд или карборунд) добавлять, что иногда негативно сказывается на стойкости тигля. В качестве наполнителя предохраняющего от растрескивания можно применять или коротко стриженный волос или паклю не длиннее 5мм-10, иначе волос или пакля сбивается в комки. Древесный уголь уже прошёл пиролизный процесс и газить не будет, потому, что нечем. Если вместо графита брать древесный уголь, то в шамотной крошке отпадает необходимость, но сам древесный уголь достаточно порист. В таком случае приходится увеличивать количество связующего, что тоже не есть гуд. Получается, что смешивать надо с тем же шамотом, но его присутствие сильно снижает стойкость тигля.

Примечания:
Стенки тигля должны быть одинаковой толщины, иначе по словам Аносова «легко повреждаются».
Стенки самонабивного тигля для длительной плавки стали должны быть толстыми. Так например если тигель имеет наружный диаметр 140мм, то стенки должны быть не менее 30мм, и соответственно внутренний диаметр всего 80мм.

Саша кузнец

С детства учусь

antonioMsk

Подмастерье

сергей рубцов

дела лучше слов

Каолин-древесно-угольные тигли.
Каолин (чистый обогащённый каолин). 10
Горшки бывшие в плавке тщательно очишенные от шлака ( или шамот). 5
Древесный уголь твёрдых пород* (порошок). 5
Если тигли хорошо набиты, то держат температуру 1550-1650°C.
* Позже П.П. Аносов заменил его на графит.

Каолин-карборундовые тигли.
Каолин (чистый обогащённый каолин). 1
Карборунд (это карбид кремния). 1
Графит (порошок). 1

Потом пресуйте. Если тигли хорошо набиты, то держат температуру 1800-2000 без проблем.

Немец Кузя

Белый и пушистый

П. П. Аносов перепробовал различные флюсы и отметил, что реальная польза есть только от двух флюсов.
первый это пережжённый и перемолотый кварц (кварцит),
второй доломит.
Кварц меньше влияет на материал тигля в данном случае речь идёт о каолиновых смесях, но и булат с ним получается худшего качества.
«Доломит, особенно в смеси с окалиной может повредить стенки горшка если положен сверх меры, но булаты с доломитовым флюсом получаются выше качеством»
Счастье в умеренности как говорится. Стекло в качестве флюса тоже не годится совершенно, равно как и простой песок, но если песок из за грязи, в остальном если это кварцевый песок конечно он вполне мог бы сойти, то стекло является продуктом нейтрализации кислой соли SiO2 обычной содой. Стекло нейтрально и не может иметь рафинирующего действия на металл, кроме того, само стекло может содержать нежелательные примеси от солей калия и свинца, до кобальта. В некоторых случаях можно использовать бутылочное или оконное стекло без красителей используя слой нейтрального стеклянного расплава в качестве жидкой крышки.
Далее: покупные тигли бывают как из каолиновых смесей с графитом или без, так и алундовые, то есть в которых корунд основная составляющая. Такие высокоглинозёмистые тигли амфотерны почти в отношении любых флюсов (почти, флюорит например исключение. ), есть покупные тигли целиком из графита, из окиси циркония и из карборунда.
Физические свойства корундовых тиглей:
Al2О3 % Содержание. 60. 75. 80. 85. 92. 95. 99. 99,8
Коэффициэнт температурного
расширения. 7,1. 7,6. 7,6. 7,6. 7,5. 7,3. 7,6. 7,6
Теплопроводность. 16. 17. 17. 17. 18. 20. 34. 35
Максимальная рабочая температура. 1350. 1100. 1300. 1350. 1500. 1600. 1700. 1800
Температура плавления. 1800. 1700. 1800. 1850. 1920. 2000. 2030. 2040
Заявленная производителем температурная стойкость тиглей не должна вводить вас в заблуждение. Это стойкость конуса Зайгера, то есть когда испытываемый конус деформируется от температуры настолько что вершиной касается основания, (полностью теряет прочность и форму.) Реальная стойкость тигля градусов на 150-200 меньше, в противном случае размягчившийся материал тигля уже не способен удержать собственный вес и тем более вес и давление металла. Почти у всех покупных тиглей есть два недостатка, отсутствие крышки и тонкие стенки. Для плавки цвет.мета тонкие стенки конечно годятся, но для длительной плавки металла особенно стали или булата этого явно не хватает. Исключение составляют рефраксовые и циркониво-оксидные тигли, но и у них крышки поголовно отсутствуют.
Вернёмся ненадолго к рецептурам тиглей:
Павел Петрович Аносов перешёл на использование графита в качестве наполнителя и заменил им уголь, слегка изменив и состав тигельной массы.
Состав;
Глина огнеупорная (каолин). 1
Старых горшков бывших в плавке . 1
Графит . 1

Дмитрий Иванович Менделеев пользовался несколько иными тиглями.
Состав тигля по Менделееву:
Глина огнеупорная (каолин). 3
Глина огнеупорная обоженная. 7

Теперь очень важное примечание:
Тигли они не лепили, а прессовали. Какими приспособлениями пользовался Дмитрий Иванович Менделеев мне неизвестно, а Павел Петрович Аносов сконструировал специальный пресс с большим воротом который обслуживали двое рабочих. П.П. Аносов особо отмечал, что от качества прессования тигля зависит его стойкость:** — Если исходить из того, что тигли были спрессованы как должно, то наклоняются они после 5- 5,5 часов непрерывного дутья на полном духу.

В. В. Кузнецов предлагает такой рецепт изготовления тиглей.
«В эмалированной чашке греют воду и растворяют в ней гидрат окиси алюминия. Al (OH)3. Затем туда вливается ортофосфорная кислота и через 10 мин. получена густая, прозрачная коллоидная жидкость. В нее добавляется одна часть графита и семь частей Al2O3 и всё это хорошо замешивается пока не получится густая масса. Эта масса может хранится в холодильнике в пакете многие месяцы. По мере надобности масса прессуется в тигли, сушится, подвергается обжигу. Правильно сделанные тигли даже тонкостенные, очень прочные. Принцип выдержки правильного соотношения компонентов прост: если тигель плывет – много кислоты, если разваливается – мало связующего коллоида.
Другой вариант: графитовый тигель с высокой рабочей температурой и футеровка из этой же фосфатной массы.» Взято с его страниц в интернете

Магнезит — карборундовые тигли (авторы П. С. Мамыкин и П. Н. Дьячков)
Два изобретателя П. С. Мамыкин и П. Н. Дьячков задались целью разработать особотугоплавкие тигли для плавки таких металлов как платина.
31.01.1950 года ими была запатентована следующая рецептура:

Вот примерные составы для магнезит — карборундовых изделий и корпусов тиглей
(в процентах)
Металлургически магнезитовый порошок с. 1 состав. 2состав
зернами