Как сделать тигель или плавильную печь своими руками. Тигель из шамотного кирпича


виды и устройство тиглей, изготовление тигля своими руками из графита, глины или чугуна

Практически каждый предмет имеет несколько видов и назначений, так и печи. 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.

Виды тиглей

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.

pechi.guru

Как сделать тигель или плавильную печь своими руками — Тепло Камина

Практически каждый предмет имеет несколько видов и назначений, так и печи. 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.

Виды тиглей

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.

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.

Источник

kamin-top.ru

Как изготовить тигель?: rsv_aka_vedjmak

Можно ли изготовить тигель в домашних условиях? Что для этого надо?

На самом деле это не так и сложно. Сейчас у меня на изготовление одного тигля уходит минут 30-40. Но в своё время достаточно много времени пришлось потратить на технологию производства. До нормальной статьи я так и не созрел, может быть в будущем, а пока перекинул материал из альбома в ЖЖ, ибо приходит много вопросов и в основном одних и тех же.

Внимание!!!! картинки пока можно посмотреть тут Смотреть 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 кирпичаТрубу 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 формыУстанавливаем 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…

Теперь что и где ещё можно почитать на эту тему.Ну во-первых, статья Ramirahttp://anb.at.tut.by/tigel/tigel.htmlhttp://dendrite-steel.narod.ru/stat-ramir-3.htmвсё очень подробно, с чертежами, огромное ему спасибо за труд, не поленился всё сделать как следует.Кое-что есть здесь:http://playground.sun.com/~vasya/Bulat.htmlНу и в архивах «Первой русской конференции по холодному оружию» тема несколько раз поднималась, поищите, правда могло и потеряться при переездах в своё времяhttp://rusknife.org/forum.php Ну и собственно ссылка для ленивых:http://www.old.gallery-st.com/10.html

Успехов.

rsv-aka-vedjmak.livejournal.com

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 индуктораНагревательным 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 тигляБерется 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 глиныМожно 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 тигельГрафит — 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.

www.garmony.com.ua

Тигель для плавки булата: wootz_steel

Оригинал "статьи"

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 кирпичаТрубу 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 формыУстанавливаем 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…

Теперь что и где ещё можно почитать на эту тему.Ну во-первых, статья Ramirahttp://anb.at.tut.by/tigel/tigel.htmlhttp://dendrite-steel.narod.ru/stat-ramir-3.htmвсё очень подробно, с чертежами, огромное ему спасибо за труд, не поленился всё сделать как следует.Кое-что есть здесь:http://playground.sun.com/~vasya/Bulat.htmlНу и в архивах «Первой русской конференции по холодному оружию» тема несколько раз поднималась, поищите, правда могло и потеряться при переездах в своё времяhttp://rusknife.org/forum.php Ну и собственно ссылка для ленивых:http://www.old.gallery-st.com/10.html

Успехов.

wootz-steel.livejournal.com

Как плавить металл в микроволновке

В обычной СВЧ печи можно легко плавить свинец, олово,стекло, алюминий медь, золото после незначительной переделки. Переделка сводится к удалению вращающейся тарелки и изготовлению из двух половинок жаростойкого кирпича муфельной печки.

магнетрон микроволновки 800 ватт

Как известно, микроволновая печь, содержит магнетрон, который генерирует электромагнитную волну от 2.450 ГГц. С помощью этой волны СВЧ печь разогревает пищу до нужной температуры. Типовая мощность микроволновой печи 800 ватт. Для микроволновок выпускаются магнетроны мощностью до 1450 ватт, такая печь будет плавить значительно быстрее.

Для СВЧ волны генерируемой магнетроном микроволновки воздух, стекло, пластик прозрачны, металлы, графит отражают СВЧ волну. Некоторые материалы поглощают СВЧ волны и преобразуются в тепло. Теоретически температуры могут быть очень значительными, но для наших нужд будет достаточно 1200 — 1500 градусов.  Плавка 50 грамм бронзы или золота в микроволновке занимает 30 минут.

Изготовление муфеля

Для изготовления муфельной СВЧ печи нам понадобится огнеупорный кирпич и специальный тигель из карбида кремния в который помещается металл для плавки. Огнеупорный кирпич прозрачен для СВЧ волны и не пропускает тепло, нагревается сам тигель.

разметка огнеупорного кирпича

Размечаем кирпич на 2 равных половинки, с помощью диагонали отмечаем центры будущих отверстий. В кирпиче необходимо высверлить 2 отверстия диаметром 70 мм. Для этого подойдет перка или сверло форстнера нужного диаметра. Сверлить можно дрелью или сверлильным станком на малых оборотах т.к., материал хрупкий. Для хорошей теплоизоляции минимальная толщина стенок 15-20 мм.

Можно сделать муфель из ШВТ. Шамотно-волокнистые плиты держат температуру 1350 градусов, обрабатывать их намного легче.

Для плавки металлов тигель можно использовать лабораторный тигель. 

Тигель из графита непригоден для микроволновки, низкий кпд, очень медленно греется.

Для хорошего кпд нужен тигель с карбидом кремния. Карбид кремния или карборунд, SiC, имеет температуру плавления 2700 °. Этот материал используется в промышленных ТЭНах и абразивных изделиях. Карбид кремния очень устойчив к воздействию кислот и не устойчив к щелочами. Пригоден для плавки цветных металлов, в расплавленном железе растворяется.

Изготовление тигля

Для изготовления тигля потребуется пресс формаВ смесь для изготовления нужно добавить примерно 7-10% бентонита, он придает пластичность. Можно заменить бентонит сухой глиной. Разбавляем смесь небольшим количеством воды до состояния густой глины и прессуем в форме с помощью тисков или домкрата, добавляя небольшое количество в 3-4 захода. После чего нужно извлечь тигель и дать ему просохнуть в течении суток.

Второй слева изготовлено в соответствии с этими инструкциями, Первый слева изготовлен с использованием той же формы , но с использованием огнеупорной керамики. Второй справа тигель из карбида кремния заводского производства, край справа из огнеупорной керамики, он непригоден для микроволновой печи.

После просыхания в течении суток при температуре не выше 90 градусов, можно испытать тигель, поместив в муфель и включив печь на 15 минут, если все сделано правильно, он раскалится примерно до 1000 градусов (как нить накала слабой лампочки).

Для большей устойчивости, внутреннюю поверхность тигля надо обработать в несколько слоев суспензией из мелкого кварцевого песка и силикатного клея. Дождитесь высыхания при комнатной температуре или в духовке затем повторите.

Еще интересное видео о плавке металлов с помощью микроволновки:

Присоединяйтесь к нам!

100uslug.com

lib-ipp.htm

Булатная сталь с нуля. Дмитрий Ипполитов.

Литой булат и по сей день окружен огромным количеством мифов и легенд, поэтому для начала попытаемся разобраться, что же он представляет собой в действительности. Согласно общепринятой современной классификации, булат - это композит на основе соединения железа с углеродом, обладающий резкой физико-химической неоднородностью (и характерным узором вследствие нее), полученный путем расплавления всей массы металла, предназначенного для производства булата, или ее части. Как и дамасская сталь, тоже являющаяся композитом, но полученным методом кузнечной сварки, булат характеризуется более высокими по сравнению с однородной сталью характеристиками, а именно сочетанием высокой твердости и вязкости и возможностью образования микропилы, повышающей режущие свойства. Из определения видно, что булат может быть получен как при полном, так и при частичном расплавлении составляющих, следовательно, возможно получить два вида булата, которые, как будет видно в дальнейшем, кардинально отличаются между собой. Булат, получаемый из равномерно-жидкого расплава, называется ликвационным, так как в основе технологии лежит процесс дендритной ликвации углерода при кристаллизации расплава. Поскольку данная статья посвящена, в первую очередь, описанию технологии изготовления булата для начинающих, здесь я не буду подробно описывать все металлургические процессы, сопутствующие превращению стали в булат. Вкратце процесс дендритной ликвации выглядит следующим образом. При медленной (это обязательное условие) кристаллизации стального расплава молекулы карбида железа выстраиваются в нитевидные кристаллы (дендриты), пронизывающие весь объем будущего слитка, причем чем медленнее охлаждение, тем разветвленнее получаются дендриты. В ходе дальнейшей кристаллизации на поверхность дендритов начинает осаждаться цементит - самое высокоуглеродистое соединение железа с углеродом (и, соответственно, самое твердое). Процесс кристаллизации дендритов и осаждение цементита обезуглероживает металл, окружающий дендриты, и после полной кристаллизации в слитке обнаруживается резкая неоднородность: сверхтвердые дендриты, покрытые цементитной "броней", окружены мягкой матрицей. Более подробно уяснить для себя суть процессов, лежащих в основе булатной технологии, можно при помощи учебных пособий по современной металлургии. Булат, получаемый с использованием технологии второго типа, называется двухфазным. Данный способ построен на том факте, что чем больше углерода в стали, тем ниже температура плавления этой стали. Соответственно, самую низкую температуру плавления среди соединений железа с углеродом имеет чугун (1250-1150 С в зависимости от содержания углерода), а самую высокую - чистое железо (1539 С). Суть технологии заключается в том, чтобы нагреть смесь железа или малоуглеродистой стали с чугуном до расплавления последнего и выдержать, не перегревая, чтобы чугун частично науглеродил малоуглеродистые включения. Получаемый таким методом металл также характеризуется высокой степенью неоднородности. Итак, кратко рассмотрев теоретические основы производства булата, перейдем к практике. Поскольку вся работа будет основываться на расплавлении стали, необходимо решить вопрос о соответствующем нагревательном устройстве. Идеальным устройством, безусловно, будет являться электрическая печь сопротивления с рабочей температурой не менее 1400 С. У такой печи только два недостатка - высокая стоимость и большой расход потребления электроэнергии. Тем не менее, если у кого-либо из читателей есть возможность использования электропечи, то лучшего нагревательного устройства для плавки булата не найти. Хотелось бы предостеречь от использования для этих целей печей, построенных на индукционном принципе работы, поскольку в них булатная сталь, как правило, не получается вследствие потери неоднородности расплава, происходящей из-за перемешивания жидкого металла индукционными токами высокой частоты. Для тех же, у кого нет возможности работать с электропечью, тоже далеко не все потеряно. Во-первых, плавка булата может быть успешно проведена и на кузнечном горне, лишь бы он был большого размера (в горн должно помещаться 3-4 ведра топлива). Горн для плавки булата лучше модернизировать. Я рекомендую для этой цели обложить огневую чашу горна шамотным кирпичом по всему периметру, высотой в два кирпича. Необязательно фиксировать кирпич на раствор, можно укладывать его просто один на другой перед плавкой и убирать, когда планируется использовать горн для ковки. Обкладка кирпичом позволяет поднять температуру внутри горна и облегчить задачу медленного охлаждения слитка. Специально для плавки можно самостоятельно соорудить некое подобие шахтной плавильной печи, лучше всего сделать это в земляной яме на открытом воздухе. Для этого дно ямы цилиндрической формы (глубиной около 60 см., диаметром около 40 см.) выкладывается шамотным кирпичом на шамотной глине, тем же кирпичом облицовываются и стенки. В стену примерно на середине высоты вмуровывается труба для подачи воздуха. Из шамотного кирпича, уложенного в металлическую оправу, сваренную наподобие ящика, изготовляется крышка. Устройство для подачи воздуха в такую печь должно быть достаточно мощным. В качестве топлива при плавке булата лучше всего использовать кокс. Кроме вопроса о нагревательном устройстве необходимо решить проблему плавильных тиглей. Для плавки стали идеальны алундовые или корундовые тигли, достать их можно, если хорошо поискать. Можно аккуратно выдолбить или выточить на токарном станке небольшой тигель из шамотного кирпича, оставив толщину стенок 5-6 мм. Возможно слепить тигель нужного объема из смеси шамотной крошки и шамотной глины, но по этому вопросу я рекомендую изучить специальную литературу или проконсультироваться у специалиста. Лично я предпочитаю все-таки использовать огнеупорные тигли фабричного производства. Объем тигля для начала не должен быть большим, лучше всего, если он будет в пределах 200-300 мл. Итак, когда все необходимое оборудование подготовлено, можно приступить непосредственно к процессу. Мы начнем с изготовления булата ликвационного типа (кстати сказать, именно этот тип булата сегодня позиционируется как "настоящий булат"). Химический состав булата может быть самым разнообразным, общих требований здесь два - значительное содержание углерода (порядка 1,5% для начала будет достаточно, хотя содержание углерода в булате может достигать и 3%), и наличие таких легирующих составляющих, как хром или ванадий. Легирующие компоненты нужны для облегчения карбидообразования в расплаве, их процентный состав может варьироваться от нескольких десятых долей процента до нескольких процентов. В этом смысле перед экспериментатором лежит практически бесконечное число вариантов, поскольку любые изменения в химическом составе булата будете влечь за собой изменения в свойствах (в том числе и в узоре) готового металла. Для начала я рекомендую выплавить булат из шихты приблизительно такого состава: 1/3 чугуна (рекомендуется использовать качественный чугун, например, от автомобильных цилиндров), 2/3 стали ШХ15 (шарикоподшипниковая, годятся и шарики, и обоймы). Желательно добавить примерно примерно 1/10 массовую часть стали, содержащей ванадий (например, от гаечного ключа с пометкой "Хром-Ванадий"). Булат такого состава богат легирующими элементами и углеродом, то есть удовлетворяет всем необходимым требованиям. Еще раз отметим, что с весовыми долями компонентов можно экспериментировать, помня простое правило - булат может быть получен практически из любой стали. Все составляющие шихты рекомендуется измельчить на части размером примерно 5х5 мм., или даже меньше, особенно при использовании горна в качестве нагревателя. Во-первых, это уменьшит риск непроплавления отдельных частей, во-вторых, при таком размере частиц тигель может быть набит максимально плотно. После заполнения тигля шихтой на нее укладывается слой битого бутылочного стекла. Стекло служит в качестве флюса, защищая сталь от окисления и вбирая в себя шлаки. Когда тигель набит, он помещается в хорошо разгоревшийся горн так, чтобы края тигля были вровень со слоем углей. Учтите, что в процессе плавки тигель будет погружаться вглубь горна по мере выгорания углей, его необходимо поднимать клещами, а потом добавлять свежее топливо. При этом важно, чтобы тигель не опрокинулся и расплавленная сталь не вылилась. Нагрев следует вести при максимальной интенсивности дутья, чтобы сам тигель и топливо вокруг него были ярко-белыми. На полное расплавление обычно уходит до двух часов времени. Периодически следует аккуратно покачивать тигель в печи кочергой, следя за поверхностью расплава. Когда содержимое тигля при покачивании будет выглядеть абсолютно жидким, без всяких признаков вязкости (как вода), плавку можно считать состоявшейся. Теперь предстоит не менее важная часть процесса - охлаждение. Для получения булата оно должно быть максимально возможно медленным. Электропечь позволяет осуществить строгую изотермическую выдержку (идеальным является охлаждение со скоростью 1 С в минуту), при плавке в горне приходится полагаться на интуицию. Прежде всего, печь нужно загрузить значительным количеством топлива (порядка 2-х ведер для горна, для шахтной печи - доверху), предварительно подняв тигель вровень со старым, уже горящим топливом. Пусть вас не пугает то, что тигель окажется под слоем угля - от контакта с холодным топливом верхний слой расплавленного стекла в тигле станет вязким и не допустит попадания топлива в расплав. После этого дутье уменьшается до минимума (но не выключается совсем), а горн или печь накрывается сверху крышкой (или просто закладывается шамотным кирпичом). Подобные условия вполне пригодны для дендритной кристаллизации. При слабом дутье масса топлива вместе с тиглем будет медленно, но все же остывать, и через некоторое время (порядка 4-5 часов), когда топливо уже практически сгорит и превратится в шлак, слиток достигнет температуры около 800 С. После этого медленное охлаждение теряет свое значение, поскольку расплав уже полностью кристаллизовался и дендритная ликвация произошла. Тигель извлекается из горна и охлаждается на воздухе до комнатной температуры. После этого слиток необходимо извлечь из тигля, обычно для этого тигель приходится раскалывать молотком. Внимательно осмотрите слиток - он должен быть плотным, без усадочной раковины. Если плавки и дендритная ликвация прошли успешно, по все поверхности слитка можно рассмотреть довольно крупную кристаллическую фактуру - это первый признак того, что вы на верном пути. Сейчас самое время для того, чтобы прерваться и отдохнуть, потому что вам предстоит самая сложная и важная операция на пути к получению булата - ковка. Продолжение. Ковка булата, как уже было сказано выше, представляет собой довольно трудоемкий процесс, недаром среди кузнецов-оружейников бытует поговорка "Кто ковал - того и булат". Все свойства, присущие булатной стали, приобретаются большей частью во время ковки. Здесь есть одно простое и непреложное правило - ковка должна быть медленной. Перед ковкой выплавленный слиток рекомендуется отжечь. В принципе, можно ковать и не отожженный слиток, но при этом весьма велика вероятность его растрескивания, которое может произойти в любой момент ковки и свести на нет все предыдущие усилия. Отжиг булата производится в течение нескольких часов (но не менее часа) при температуре около 1000 С (оранжевое свечение). Перегрев слитка до лимонного или, тем более, белого цвета влечет за собой потерю узора, так как карбидные нити растворяются и металл становится однородным. Как писал П. П. Аносов, "потеря узора при ковке составляет вину кузнеца". Слиток, подвергнутый отжигу, охлаждается до комнатной температуры, после чего начинается собственно ковка. Поскольку булатный слиток крайне неудобно удерживать клещами, я рекомендую приварить (лучше всего аргонной сваркой, поскольку металл высокоуглеродистый) к нижней части слитка (она обычно самая "проблемная", поэтому ее не жалко будет потом отрезать или пустить на хвостовик будущего клинка) металлический прут длиной около полуметра, за который можно будет удерживать слиток под молотом рукой. После этого слиток помещается в горящий горн и начинается операция, называемая термоциклированием. Суть ее в том, что слиток нагревается до ковочной температуры (для булата - 900-920 С - ярко-алое, но без оттенка желтизны свечение), потом охлаждается на воздухе до 650-700 С (свечение темно-красное, едва-едва заметное), после чего операция повторяется. Перед началом ковки рекомендуется сделать 20-30 циклов. Термоциклирование продолжается и в процессе ковки, то есть ковка начинается с верхней температуры, а на нижней заканчивается, и слиток возвращается в горн для подогрева. Всего на расковку слитка до состояния клинка требуется 100-150 термических циклов. От их количества и точного соблюдения температур зависит качество и узор металла. Учтите, что в течение первых 40-50 циклов ковки булат деформируется очень тяжело, то есть, практически не куется. Потом, когда внутренние напряжения между кристаллами будут преодолены, картина меняется на прямо противоположную - слиток начинает коваться, как пластилин. Есть несколько тонкостей, которые необходимо соблюдать при ковке булата. Во-первых, ковка должна быть по возможности непрерывной - булат не любит полного охлаждения в процессе деформации. Во-вторых, в начале ковки не рекомендуется менять направление деформации во время одного цикла. В-третьих, булат не выносит протяжки на цилиндр - поковка должна быть постоянно квадратного или прямоугольного сечения, то есть удары нужно наносить только в двух перпендикулярных плоскостях. Деформация за один цикл ковки должна составлять 1-2 миллиметра. При ручной ковке у вас больше и не получится, а если вы куете на гидравлическом молоте, необходимо сдерживаться и ковать медленно, регулируя ход молота педалью так, чтобы он наносил слабые частые удары. Следует также следить за появлением трещин на поверхности слитка. Эта неприятность практически неизбежна, и риск ее тем выше, чем больше углерода в вашем металле. Важно заметить трещину в самом начале ее образования и выбрать ее на электроточиле, после чего ковку можно продолжить. Когда слиток доведен до квадратного сечения, можно приступать к операциям, влекущим за собой усложнение узора. Для этого поковку нужно деформировать участками, чтобы кристаллы интенсивно перемешивались и переплетались между собой. Вариантов того, как это сделать, достаточно много. Самый простой - так называемая ковка "винтом". Суть этого метода в том, что заготовка подается под боек участками по 1-2 см от себя с проворотом на 90 после каждого удара. После этого все четыре грани проглаживаются и процесс повторяется. Более сложный метод - "косая ковка". Поверхность граней для этого набивается крест-накрест тупым зубилом или узким бойком обычного молотка, после чего опять-таки следует простая плоская ковка для сглаживания неровностей. Можно также скрутить заготовку вдоль продольной оси, как при изготовлении крученого дамаска, или насверлить поверхность на небольшую глубину с последующим проглаживанием. Все эти методы позволяют улучшить не только узор, но и качество металла. Как правило, после обычной ковки, когда слиток сначала проковывается до квадратного сечения, а потом расковывается в пластину, получается полосатый узор, а при ковке молотком с закругленным бойком - волнистый. Ковка "винтом" позволяет получить сетчатый узор, а косая ковка - коленчатый, когда на местах пересечения надрубов прямые пряди линий булатного узора образуют своеобразные гроздья. В любом случае, как и при изготовлении дамасской стали, различные виды деформации булата оставляют широкое поле для экспериментов. Следует отметить, что при изготовлении булатного клинка недостаточно просто протянуть слиток на пластину, из которой потом выточить клинок. Крайне рекомендуется спуски будущего клинка тоже оттягивать путем ковки, чтобы металл лезвия уплотнялся а сверхпрочные карбиды концентрировались на режущей кромке. После ковки необходимо сошлифовать со всей поверхности клинка слой толщиной около полмиллиметра - этот слой обезуглерожен в процессе ковки и не обладает в полной мере булатными свойствами. Закалка производится в масле с нагрева до 850-900 С, то есть с той же температуры, при которой вы начинали ковку. Рекомендуется применение зонной закалки, когда закаливается только лезвие, а обух остается "сырым". Отпуск клинка можно производить в обычной духовке при температуре около 300 С, когда на клинке образуется побежалость соломенно-желтого цвета. Правильно изготовленный и термообработанный клинок из булата рекомендованного мной в первой части статьи состава должен с хрустом резать стекло сразу после закалки и слегка царапать после отпуска, обладая при этом значительной долей упругости. Травление для проявления узора производится в растворе хлорного железа в несколько этапов по 5-10 секунд с промежуточной промывкой и протиркой легким полирующим средством (например, пастой ГОИ самой мелкой зернистости). Такова технология производства классического ликвационного булата. Как уже было отмечено ранее, существует также другая группа технологий, позволяющих получать литую неоднородную сталь, которую принято называть "двухфазным булатом" или "фарандом" (именно так назвал подобную сталь арабский историк 10 века Аль Бируни). Технология получения двухфазного булата построена на разнице температур плавления сталей с различным содержанием углерода. Суть метода такова: в расплавленный чугун или высокоуглеродистую легированную сталь добавляют мелко измельченное чистое железо в таком количестве, чтобы его частицы (раскаленные, но все еще твердые из-за более высокой температуры плавления) заполнили весь объем тигля, а пространство между ними было заполнено высокоуглеродистым расплавом. После некоторой выдержки, при которой углерод из расплава частично диффундирует в железо, полученный металл проковывают. Сложность данного метода заключается в том, чтобы не перегреть металл, что может повлечь за собой расплавление железа и гомогенизацию слитка. Я приведу здесь примерную технологию изготовления булата данного типа, поскольку вариантов здесь великое множество. Безусловно, при наличии электропечи задача существенно упрощается, поскольку имеется возможность выставить постоянную температуру нагрева, чуть выше точки плавления чугуна и значительно ниже температуры плавления железа. На открытом огне дело обстоит несколько сложнее. Во-первых, нужно точно рассчитать весовые доли чугуна и железа, исходя не только из желаемого количества углерода, но и из геометрии. Как правило, оптимальным является соотношение 2 части железа на 1 часть чугуна. Чугун лучше использовать максимально высокоуглеродистый и, следовательно, максимально легкоплавкий. Сначала в тигле расплавляется весь чугун, покрытый тонким слоем флюса в виде битого стекла. Когда металл будет полностью жидким, дутье нагревательного устройства уменьшается, но так, чтобы расплав не начал застывать. После этого в тигель мелкими порциями загружается железо, лучше всего в виде самых мелких гвоздей (во-первых, железо в гвоздях качественное, во-вторых, такой размер и форма является идеально подходящими). После добавления в тигель каждой порции (для этой цели придется изготовить некое подобие ложки на длинной ручке) гвозди, еще холодные и плавающие на поверхности расплава, утрамбовываются в расплавленный чугун кочергой или просто изогнутым под прямым углом железным прутом, делается перерыв в 1-2 минуты, чтобы расплав восстановил свою температуру и. следовательно, жидкотекучесть, и добавляется следующая порция. После того, как все железо "ушло" в тигель, я рекомендую произвести замедленное охлаждение, правда, более быстрое, чем при изготовлении ликвационного булата. Достаточно будет просто засыпать тигель сверху слоем топлива, дать ему разгореться при слабом дутье, выключить подачу воздуха и дать тиглю остыть вместе с печью до комнатной температуры. Дальнейшая обработка полученного металла аналогична ковке ликвационного булата, только понижается температура отжига (до 900 С), и исключается термоциклирование до ковки. Перегрев данного сорта булата выше красного цвета каления крайне нежелателен, так как высокоуглеродистые чугунные прослойки при температуре более 1000 С начинают размягчаться, а потом расплавляются, вследствие чего слиток буквально "распадается на составные части". При температуре до 900 С этот металл очень хорошо куется, а после закалки выдает весьма приличную твердость. Итак, в данной статье были приведены некоторые технологии изготовления булатной стали. Я хочу еще раз подчеркнуть, что эти технологии являются базовыми. Зная основные принципы производства булата, мастер может без конца их совершенствовать. Надеюсь, этот путь увлечет читателей, и тем, кто захочет испробовать сказанное здесь на деле, остается лишь пожелать удачи.

назад в библиотеку

dendrite-steel.narod.ru


Смотрите также