Тигли для плавки металлов: виды, материалы, применение

Тигель — ёмкость из огнеупорного материала, предназначенная для плавления, рафинирования, прокаливания и аналитической подготовки металлов и сплавов. Применяется в металлургии, литейном производстве и лабораторном оборудовании. Форма — коническая, цилиндрическая; встречаются чашки, лодочки, ковшеобразные с носиком для разлива.

Изготовим тигель по индивидуальным чертежам заказчика: пришлите эскиз с указанием материала, размеров, типа печи и объёма партии.

Маркировка и объём тиглей

Промышленные тигли маркируются номерами от 1 до 300. За единицу ёмкости принят объём 0,142 дм³ — масса 1 кг расплавленной бронзы при заполнении тигля на 85%. Тигель №20 вмещает 20 кг бронзы (объём 2,84 дм³). Лабораторные керамические тигли маркируются по ГОСТ 9147-80 (№1–№6, вместимость 3–225 мл).

Графитовые тигли

Изготавливаются из чистого графита методом изостатического прессования, а также глино-графитовые (clay-graphite) с добавлением огнеупорной глины. Рабочая температура — до 3000°C в инертной среде. Характеризуются высокой теплопроводностью, стойкостью к термоударам, не смачиваются расплавами.

Графитовые тигли применяются для плавки меди, латуни, бронзы, алюминия, драгоценных металлов. Выпускаются варианты с покрытиями SiC или BN для повышения стойкости к окислению.

Карбидокремниевые тигли (SiC)

Производятся из самосвязанного или реакционноспечённого карбида кремния. Рабочая температура — до 1600–1700°C на воздухе, свыше 2000°C в защитной атмосфере. Обладают высокой эрозионной стойкостью к шлакам и агрессивным расплавам. Карбидокремниевые тигли оптимальны для чугуна, стали и работы в индукционных печах.

Керамические тигли

Классифицируются по составу огнеупорного материала:

• Корундовые (Al₂O₃ 85–99%) — рабочая температура до 1600–1800°C, химически стойкие к кислотам и щелочам. Применяются для плавки никеля, кобальта, алюминия, щелочных металлов. Требуют плавного нагрева (2–3°C/мин) во избежание растрескивания.
• Муллитокорундовые — повышенная термостойкость, для работы с переменными температурными режимами.
• Циркониевые (ZrO₂, YSZ) — до 2000–2400°C, для плавки чистых металлов, никелевых и хромовых сплавов.
• Магнезитовые (MgO) — до 2400°C, для солей и окисей свинца.
• Шамотные — из обожжённой огнеупорной глины, для цветных и ювелирных металлов.
• Фарфоровые — до 1200–1300°C, для лабораторных работ: прокаливание осадков, определение зольности.
• Нитрид-борные (BN) — химически инертны, для агрессивных сред (фториды, расплавы щелочей).

Кварцевые тигли

Изготавливаются из плавленого кварца (SiO₂ 99,9–99,99%), прозрачные и непрозрачные. Рабочая температура — до 1400°C. Не растрескиваются при резком перепаде температур благодаря аморфной структуре. Применяются для высокочистых процессов, выращивания кристаллов, работы с полупроводниками.

Металлические тигли

Материал выбирается в зависимости от температуры плавления обрабатываемого металла:

• Стальные и чугунные — для низкотемпературных плавок (цинк, свинец, олово).
• Никелевые — для сплавления с щелочами и перекисью натрия. При изготовлении добавляют кремний для повышения стойкости.
• Молибденовые (Mo) и вольфрамовые (W) — для вакуумных и высокотемпературных процессов.
• Танталовые (Ta), ниобиевые (Nb) — для щелочного сплавления.
• Титановые — для специальных применений.

Тигли для плавки стали

Сталь плавится при 1500–1600°C, процесс сопровождается сложными физико-химическими реакциями. Требуются тигли с высокой термостойкостью: графитовые, из карбида кремния или молибдена.

Формы и конструкции тиглей

По форме различают:

• Цилиндрические, конические (A-form, B-form, V-образные)
• Ковшеобразные с носиком для разлива
• Высокие и низкие, с крышками, двустенные
• Лодочки, чашки выпарительные
• Перфорированные (тигли Гуча)
• Капиллярные микротигли для термогравиметрии (TGA/DSC) и ICP-MS

Объёмы тиглей по назначению

• Микротигли — 0,3–50 мл (до 0,5 г), для аналитики и термогравиметрии
• Лабораторные — №1–№6 по ГОСТ 9147-80 (3–225 мл)
• Полупромышленные — 0,5–50 кг
• Промышленные — от сотен килограммов до нескольких тонн

Применение тиглей

• Металлургия — плавка чёрных и цветных металлов, драгоценных металлов и сплавов
• Лабораторно-аналитические работы — прокаливание, озоление, гравиметрия, термоанализ
• Ювелирное производство — шамото-графитовые тигли (A/B/C, GP/К) на 100+ плавок
• Выращивание кристаллов — кварцевые и циркониевые тигли
• Стекловарение — керамические и платиновые тигли

Типы печей для тиглей

Тигли подбираются под конкретный тип печи: индукционные, муфельные, пламенные (газовые), вакуумные, электронно-лучевые, плазменные. Конструкция и материал тигля должны соответствовать способу нагрева и атмосфере в рабочей камере.

Условия поставки

Поставляем тигли стандартных типоразмеров и изготавливаем по индивидуальным чертежам с учётом: конкретного металла/расплава, температурного режима, типа печи и атмосферы, требований к чистоте и сроку службы. Продукция соответствует ГОСТ, DIN, ISO, ASTM.