Графитовый тигель со смещенным отверстием | Специально разработан для вакуумного литья под давлением золота, серебра и платины | Цзянси Нинхеда Новый материал

▍ Описание продукта

Что такое графитовый тигель с эксцентриковым отверстием?

Графитовый тигель с эксцентриковым отверстием представляет собой графитовый контейнер высокой плотности с нецентрально-симметричным заливочным отверстием, расположенным внизу или вверху тигля. Эта конструкция представляет собой не просто сверление отверстия, а прецизионную конструкцию, основанную на расчетах динамики жидкости: эксцентриковое отверстие позволяет расплавленному металлу попадать в полость формы по касательной, создавая спиральный путь заполнения, который полностью вытесняет воздух из полости.

В традиционных тиглях с центральным отверстием, используемых при вакуумном литье, расплавленный металл ударяется о дно формы вертикально и отскакивает во всех направлениях, легко вызывая пористость и холодное затворение в сложных конструкциях, таких как сложные ювелирные изделия, зубные коронки и мосты. Конструкция с эксцентриковым отверстием изменяет угол входа расплавленного металла для достижения ламинарного заполнения, увеличивая плотность отливок более чем на 30% и значительно снижая процент брака.

В Ningheda Graphite используются заготовки из мелкозернистого изостатического графита , которые прецизионно обрабатываются на станке с ЧПУ, что обеспечивает точность позиционирования эксцентрикового отверстия ±0,1 мм. Это обеспечивает идеальное, бесшовное прилегание к выпускной трубе оборудования, исключая риск утечки жидкости.

Тигель для плавления графита с одним выходом

Ассортимент графитовых тиглей и мешалок

▍ Характеристики продукта и технические характеристики

▍ Основные преимущества продукта

• Преимущество 1: Конструкция проточного канала с эксцентриковыми отверстиями обеспечивает нулевую пористость отливок.

  Структура эксцентрикового отверстия, оптимизированная с помощью моделирования жидкости CFD, позволяет расплавленному металлу плавно заполнять форму по спирали, эффективно предотвращая захват воздуха, вызванный турбулентностью. По данным заказчиков, процент дефектов пористости сложных ювелирных отливок снижен с 12% до менее 2%.

  
  

• Преимущество 2: графитовый материал высокой чистоты, отсутствие загрязнения драгоценными металлами.

  Используется изостатический графит высокой чистоты с зольностью не более 0,06%, что обеспечивает отсутствие примесей углерода в процессе плавки. Чистота готовых изделий из золота и платины может постоянно поддерживаться на уровне 99,9% или выше, что соответствует требованиям чистоты, предъявляемым к инвестиционным золотым слиткам и ювелирным изделиям высокого класса.

• Преимущество 3: отличная стойкость к термическому удару — отсутствие растрескивания при быстром охлаждении или нагреве.

  Имея коэффициент теплового расширения всего 2,5×10⁻⁶/°C, графит можно нагревать непосредственно от комнатной температуры до 1600°C без предварительного нагрева или фазы повышения температуры, а также выдерживать повторяющиеся термические циклы. Лабораторные испытания: 50 циклов закалки в воде от 1000°C до комнатной температуры, степень целостности 98%.

• Преимущество 4: прочность увеличивается, а не снижается при высоких температурах

  В отличие от керамических тиглей, которые размягчаются и деформируются при высоких температурах, графит сохраняет прочность на сжатие ≥70 МПа даже при температуре выше 2000°С. При заполнении раствором платины высокой плотности (плотность 21,4 г/см⊃3;) стенки тигля не вздуты и не растрескиваются.

• Преимущество 5: быстрая теплопроводность, короткое время плавки, экономия энергии и снижение потребления.

  Графит имеет теплопроводность 80–150 Вт/(м·К), что значительно превышает теплопроводность огнеупорных глинистых материалов. Выплавка 1 кг золота занимает всего 8–12 минут, что сокращает время плавки на 40 % по сравнению с глиняными тиглями и экономит более 25 % электроэнергии на партию.

• Преимущество 6: исключительно длительный срок службы и низкая общая стоимость.

  В условиях вакуума или защиты инертным газом графитовые тигли с эксцентриковыми отверстиями, используемые для плавки золота и серебра, имеют средний срок службы 80–120 циклов плавки, что в 2–3 раза больше, чем у композитных тиглей из глины и графита. Среднесуточная стоимость единицы снижается на 60%.

Горизонтальный графитовый тигель с плоской мешалкой

Заготовки универсальных стандартных графитовых тиглей

Комплект плоских стержней для вертикального графитового тигля

▍ Почему при литье под давлением в вакууме необходимо использовать графитовые тигли с эксцентриковыми отверстиями?

В процессе литья под вакуумом под давлением (VPC) расплавленный металл быстро заполняет гипсовую форму под действием вакуумного всасывания и положительного давления инертного газа. Во время этого процесса характер течения расплавленного металла напрямую определяет качество отливки. Метод вертикальной разливки, используемый в традиционных тиглях с центральным отверстием, имеет три критических недостатка:

• Во-первых, захват воздуха. Когда расплавленный металл падает вертикально из центра, он создает вращающийся в противоположных направлениях вихрь на дне формы. Воздух в верхней части полости формы «захватывается» расплавленным металлом и не может выйти наружу, в конечном итоге образуя пористость в верхней части отливки и в толстых и больших поперечных сечениях.

• Во-вторых, несоответствие температуры. Вертикальный удар вызывает разбрызгивание расплавленного металла; расплавленный металл, который первым контактирует со стенкой формы, быстро охлаждается, в то время как расплавленный металл, падающий позже, имеет более высокую температуру, что приводит к неравномерной микроструктуре отливки и значительным изменениям твердости.

• В-третьих, окислительные включения. В турбулентных условиях площадь поверхности расплавленного металла резко увеличивается, увеличивая воздействие на него остаточного кислорода и образуя включения оксидной окалины, которые после полировки проявляются в виде черных питтингов.

Эксцентричная конструкция отверстия Ningheda Graphite принципиально решает вышеуказанные проблемы . Эксцентричное отверстие расположено на одной стороне основания тигля; расплавленный металл поступает в форму под тангенциальным углом 15–30°, образуя устойчивое спиральное течение вдоль стенки формы. Такая схема потока обеспечивает три основных механических преимущества:

• Тщательная дегазация: спиральный поток вытесняет воздух из центра полости формы к вентиляционному отверстию, позволяя вакуумному насосу снизить остаточное давление до уровня ниже 10 Па за 0,3 секунды.

• Оптимальный температурный градиент: поскольку расплавленный металл течет близко к стенке формы, внешний слой сначала охлаждается, образуя оболочку затвердевания, в то время как внутренний расплавленный металл постоянно заполняет усадку, устраняя усадочную пористость.

• Защита от ламинарного потока: поток с низким числом Рейнольдса сводит к минимуму контакт между расплавленным металлом и воздухом, снижая скорость окисления и выгорания на 50%.

Графитовый тигель с открытой внутренней полостью, резьбовой стержень

Вертикальный графитовый тигель с заостренным резьбовым стержнем

▍ Материаловедение: почему стоит выбрать изостатический графит, а не графит, связанный глиной?

Хотя графитовые тигли с глиной, обычно встречающиеся на рынке, недороги, содержание графита в них составляет всего 30–50%, а остальная часть состоит из огнеупорной глины и асфальтового связующего. Этот композиционный материал имеет существенные недостатки:

• Низкая максимальная термостойкость: глинистые компоненты начинают размягчаться при температуре выше 1200°С, что делает их непригодными для плавки платины (температура плавления 1768°С) и кобальт-хромовых сплавов (температура плавления 1350°С).

• Плохая термостойкость: коэффициенты теплового расширения глины и графита значительно различаются. Быстрое охлаждение и нагрев создают напряжение сдвига на границе раздела, вызывая образование трещин уже после 3–5 использований.

• Высокий риск загрязнения: примеси SiO₂ и Al₂O₃ в глине вступают в реакцию с драгоценными металлами при высоких температурах, в результате чего на поверхности отливок образуются серые включения.

Графитовые тигли Ningheda изготавливаются из изостатически прессованного графита высокой чистоты с чистотой ≥99,9%, который подвергается изотропному прессованию при 200 МПа и высокотемпературной графитации при 2800°С. Их микроструктура плотная и однородная, с одинаковыми свойствами во всех направлениях, что исключает межслоевые слабые плоскости, характерные для традиционного формованного графита. По данным сканирующей электронной микроскопии материал демонстрирует пористость ≤12% с концентрированным распределением пор по размерам, что обеспечивает как эрозионную стойкость, так и предотвращение проникновения расплавленного металла.

Процесс прецизионной обработки: контроль эксцентриситета ± 0,1 мм.

Точность позиционирования эксцентрикового отверстия имеет решающее значение для успешной отливки. Если отклонение эксцентриситета превышает 0,3 мм, угол падения расплавленного металла изменяется, нарушая спиральную картину течения и фактически усиливая турбулентность.

Ningheda Graphite оснащен пятиосевым обрабатывающим центром с ЧПУ и использует режущие инструменты с алмазным покрытием для сухой резки. Процесс обработки следующий:

• Проверка заготовки: каждая графитовая заготовка подвергается ультразвуковому контролю для устранения внутренних трещин и включений.

  
  

• Черновая обработка: Внешняя форма обтачивается, оставляя припуск на чистовую обработку 0,3 мм.

  
  

• Отделка: Внутренний и внешний круги обработаны на станке с ЧПУ, чтобы обеспечить концентричность ≤ 0,05 мм.

  
  

• Обработка эксцентриковых отверстий: используя нижнюю поверхность в качестве ориентира, межосевое расстояние смещается в соответствии с чертежами заказчика; После сверления отверстие точно растачивается до заданных размеров.

  
  

• Снятие фасок и полировка: края отверстий закругляются до радиуса R0,5, заусенцы удаляются, а этот процесс предотвращает появление царапин на уплотнениях оборудования.

  
  

• Проверка координатно-измерительной машины (КИМ): 100% проверка эксцентриситета, диаметра отверстия и перпендикулярности с выдачей отчета о размерах.

▍ Сценарии применения и их преимущества

Ювелирные изделия, золото, серебро, литье, применение

Использование лабораторных полупроводниковых металлов

Промышленный завод по выплавке драгоценных металлов

• Литье драгоценных металлов в ювелирной промышленности (основное применение)

  Подходит для плавки, литья в слитки и вакуумного литья ювелирных изделий из золота, серебра, каратного золота, платины и палладия. Конструкция эксцентрикового отверстия сводит к минимуму остатки драгоценных металлов, снижает потери ценного сырья и совместима с автоматизированным оборудованием массового производства на ювелирных заводах.

• Лаборатории по аффинажу драгоценных металлов

  Мелкотоннажная плавка для очистки драгоценных металлов и экспериментов по рецептуре сплавов; остаточный металл можно легко и полностью удалить, что облегчает частую смену рецептуры сплавов и снижает перекрестное загрязнение.

• Высокотемпературная плавка цветных металлов

  Мелкосерийная выплавка медных сплавов и образцов редких сплавов; стабильное тепловое поле обеспечивает однородный состав сплава.

▍ Руководство по использованию и обслуживанию

1. Хранение: Хранить в сухом, хорошо вентилируемом складе. Графит очень легко впитывает влагу; если тигель станет влажным, он может разбиться во время начального процесса нагрева.

2. Предварительный нагрев: При первом использовании нагревайте тигель постепенно. Подержите при 200°C 30 минут, чтобы полностью удалить влагу.

3. Использование: Не допускайте, чтобы уровень расплавленного материала превышал 2/3 внутренней полости, чтобы предотвратить выливание высокотемпературного расплавленного материала. Не ударяйте по корпусу тигля или краям эксцентрикового отверстия твердыми предметами.

4. Очистка: Для удаления остатков металла используйте щетку с мягкой щетиной. Не скоблите внутренние стенки тигля твердыми инструментами, так как это повредит плотный поверхностный слой.

5. Рекомендации по продлению срока службы: Используйте тигель в защитной атмосфере вакуума, азота или аргона, чтобы значительно замедлить окисление графита и продлить срок его службы.

Конический графитовый тигель с одним носиком

Тигель большой емкости с наклонным отверстием

Графитовый тигель с несколькими полостями по индивидуальному заказу

▍ Способ упаковки

• Внутренняя упаковка: Каждый тигель индивидуально упакован в амортизирующую пузырчатую пленку, а в эксцентриковое отверстие вставлен защитный пенопластовый сердечник, чтобы предотвратить повреждение прецизионных каналов во время транспортировки.

• Внешняя упаковка: Коробка из пятислойного армированного гофрокартона с внутренними перегородками из пенопласта. Оптовые заказы усиливаются фанерными ящиками, не подвергающимися фумигации.

• Маркировка: На внешней упаковке имеется маркировка «Хрупкое», «Хранить в сухом состоянии» и «Эта сторона вверх», а также этикетка со спецификацией продукта и копия отчета об испытаниях материала.

▍ Способы доставки

• Образцы/небольшие заказы: Международная экспресс-доставка DHL/FedEx/UPS с доставкой в ​​крупные города мира в течение 7–15 рабочих дней.

• Крупнообъемные заказы: полная загрузка контейнера (FCL) или неполная загрузка контейнера (LCL) морским транспортом; Поддерживаются условия FOB, CIF и DDP. Возможна доставка в назначенные порты или на зарубежные склады.

• Особые требования: Мы можем обеспечить экспортное таможенное оформление, оформление сертификатов происхождения (CO) и процедуры проверки товаров в соответствии с требованиями заказчика.

▍ Часто задаваемые вопросы

• В1: В чем разница между графитовым тиглем с эксцентриковым отверстием и стандартным тиглем с центральным отверстием?

  A1: Обычные тигли имеют центрально расположенное отверстие, что позволяет драгоценным металлам оставаться на дне тигля после выливания расплавленного металла, что приводит к потерям сырья. Конструкция смещенных отверстий направляет расплавленный металл на одну сторону, обеспечивая более тщательную выгрузку и уменьшая остатки драгоценного металла. В то же время структурные размеры могут быть согласованы с разгрузочными интерфейсами автоматизированного литейного оборудования, что делает их пригодными для конвейерного производства. Напротив, тигли с центральным отверстием в основном подходят только для простой ручной плавки.

• В2: Можно ли изменить положение и размер эксцентрикового отверстия в соответствии с моим оборудованием?

  A2: Мы поддерживаем полную настройку. Мы можем отрегулировать эксцентриковое расстояние и внутренний диаметр проточного канала в зависимости от расположения выпускного отверстия вашего литейного оборудования, а также отрегулировать общую высоту и внешний диаметр тигля. Мы предоставим чертежи САПР для вашего подтверждения перед производством.

• Вопрос 3: Будет ли плавление высокореактивных драгоценных металлов, таких как платина и палладий, вызывать загрязнение?

  A3: Мы используем графитовые изделия сверхвысокой чистоты с общим содержанием примесей ≤0,01%. Эти материалы химически стабильны и не вступают в реакцию с драгоценными металлами при высоких температурах, предотвращая такие проблемы, как проникновение углерода или изменение цвета, а также отвечают требованиям, предъявляемым к высококачественному литью ювелирных изделий.

• В4: сломаются ли тигли во время транспортировки?

  A4: Хотя графит твердый и хрупкий, наша упаковка прошла испытания на падение. Каждая деталь имеет независимые амортизирующие опоры в местах расположения эксцентричных отверстий, а процент поломок при обычной логистической транспортировке составляет менее 0,5%. Если вы получили поврежденный товар, сделайте фотографии и свяжитесь с нами в течение 24 часов для замены.

• В5: Каков минимальный объем заказа? Каково время выполнения?

  A5: Стандартные размеры (∅40/∅50/∅60 мм) требуют минимального заказа 10 штук; нестандартные размеры требуют минимального заказа от 50 штук. Стандартные продукты доставляются в течение 10–15 дней, а нестандартные — в течение 15–30 дней. По запросу возможна ускоренная доставка срочных заказов.

• Вопрос 6: Можно ли в этих тиглях плавить помимо драгоценных металлов обычные металлы, такие как медь и алюминий?

  A6: Да, но это не рекомендуется. Медь и алюминий имеют низкие температуры плавления, поэтому использование стандартных глино-графитовых тиглей экономически более выгодно. Тигли изостатического графита высокой чистоты стоят дороже, и преимущества их чистоты лучше всего использовать при обработке драгоценных металлов.

• В7: Можно ли использовать этот тигель при высоких температурах на открытом воздухе в течение длительного времени?

  A7: Мы не рекомендуем длительное использование при высоких температурах на открытом воздухе. Графит медленно окисляется в высокотемпературной, богатой кислородом среде. Настоятельно рекомендуем использовать его в вакууме или в инертной защитной атмосфере (например, азота или аргона), что не только продлевает срок службы тигля, но и предотвращает окисление драгоценных металлов.

Если вы ищете графитовые тигли с эксцентриковым потоком, совместимые с машинами вакуумного литья и индукционными печами для снижения потерь при выплавке драгоценных металлов, пожалуйста, пришлите модель вашего оборудования, габаритные чертежи изделия и требования к материалам для плавки нашим техническим инженерам. Мы предоставляем бесплатный выбор решения и расценки на параметры, а также отчеты об испытаниях графитовых материалов. Наша компания может поставлять полный спектр высокотемпературной графитовой продукции, включая стандартные графитовые тигли с прямыми отверстиями, графитовые разливочные желоба и графитовые формы, предлагая универсальные возможности совершения покупок.