Чугунное литье
Чугун — это сплав железа с углеродом и другими элементами. Является недорогим, прочным, износостойким, но хрупким конструкционным материалом, широко используемым в промышленности и строительстве.
Чугун
Основные методы чугунного литья
Современная промышленность использует много различных методов производства чугунного литья. Они сводятся к нескольким основным методам литья:
в формы из глиняно-песчаной смеси (так называемое литье «в землю»)
внутрь формы помещается модель готового изделия, полностью повторяющаяся его форму, но превышающая его по размерам на величину литейной усадки. Глиняно-песчаная смесь трамбуется и уплотняется, обеспечивая полное прилегание к модели. Литье чугуна в форму осуществляется через специально предусмотренные отверстия — литники.
- в гипсовые формы (и из других отвердевающих растворов);
- в оболочковые формы;
- в кокиль (металлические защищенные формы);
- по выплавляемым моделям;
- под давлением.
- В газифицируемую модель
Специалисты различают несколько видов чугуна, в зависимости от содержания тех или иных примесей.
Виды чугуна
Серый чугун содержит от 2,9% до 3,7% графита и кремний, обладает отличными литейными свойствами:
- низкая температура плавления
- высокая текучесть расплава
- малая усадка.
Является подходящим материалом для корпусов станков и механизмов, поршней и блоков цилиндров двигателей. Высокая хрупкость исключает применение материала в деталях, работающих на изгиб и растяжение. Литье серого чугуна преимущественно проводится в песчаные формы и в кокиль.
Высокопрочный чугун, ВЧШГ, содержит графит в шаровидной форме. Этот вид графита отличается высокой вязкостью и ковкостью, пригоден для кузнечной обработки. Из него отливают трубы, трубопроводную арматуру, ответственные и высоконагруженные детали механизмов.
Высокопрочный чугун
Изделия из высокопрочного чугуна производят также методом литья в газифицируемую модель. Литье чугуна производится в форму из песчаной смеси, уплотненной вокруг полистироловых блоков моделей.
Для улучшения механических свойств отливки из высокопрочного чугуна подвергают термической обработке. Ее основные этапы:
- нагрев до 850 °C;
- выдержка в нагретом состоянии несколько часов;
- медленное остывание в минеральном масле при 350 °C.
Термообработка повышает однородность материала и снимает внутренние напряжения в отливке, снижая вероятность возникновения трещин в процессе эксплуатации
Чугунные отливки
Чугунные отливки бывают разных размеров — от мелких деталей до многометровых станин крупных станков. Конфигурация их тоже бывает самая разнообразная — от простеньких втулок до изысканных литых решеток и ворот.
Чугунные отливки
Отливки из чугуна также подразделяются:
- по назначению – на общие и специальные, такие, как антифрикционные, жаропрочные и т.п.
- по структуре материала – на ферритные, перритные и смешанные
- По виду содержащегося графита — на шаровидные, пластинчатые, хлопьевидные и вермикулярные
- По содержанию углерода — на белые, серые и отбеленные
В металлургической науке существуют и другие классификации чугунных отливок.
Виды литейных моделей и их свойства
В самом простом случае в качестве модели для литья в землю используют оригинал изделия. Однако при этом благодаря литейной усадке невозможно соблюсти точные размеры отливок.
Обычно же делают модель (или макет) — масштабную копию будущего изделия, увеличенную на значение литейной усадки.
Модель для литья в землю
Материалы для моделей должны легко формоваться для придания нужной конфигурации и легко обрабатываться для передачи деталей рельефа. Традиционно их изготовляют из дерева, воска, гипса и металлов. Не так давно стали использовать также различные пластики. Печатают их и на 3D-принтерах.
Основные свойства моделей:
- Прочность — необходима при трамбовке земли, чтобы сохранить конфигурацию изделия и его размеры.
- Легкость вынимания из формы. Поверхность макета тщательно обрабатывают, покрывают особой смазкой. При сложной конфигурации используют разборную модель.
- Легкоплавкость и испаряемость (в случае выплавляемых/ выжигаемых моделей)
По сложности конструкции различают следующие виды моделей:
- Цельные
- Разъемные
- С отъемными частями
- Для пустотелых отливок
Цельные модели
Применяются для несложных изделий, без заметных выступов и впадин. Извлечение такого макета в ходе формовки не вызывает затруднений.
Цельные модели
Используются для макетирования простых деталей, а также барельефов, постаментов и других простых художественных отливок.
Разъемные модели
Применяются для литья сложной геометрии, со значительным рельефом поверхности, обычно линия разъема проходит по плоскости симметрии детали. Модели для таких изделий делают из двух и более составляющих, которые формуются в разных опоках
Для литья в землю очень важно, чтобы части макета не сместились друг относительно друга. Для этого при изготовлении подмодели ее снабжают шипами и отвечающими им пазами. Пары пазы-шипы и фиксируют компоненты во время формовки
Пары пазы-шипы и фиксируют компоненты во время формовки.
Разъемные модели
Для литья в землю изделий с особо сложной пространственной конфигурацией применяют макеты с отъемными частями. Так, для вазы ручки не дадут извлечь модель из формы. Поэтому их изготовляют из дерева повышенной плотности из двух или более частей. Ручки извлекаются внутрь полости, в начале нижние их части, а за ними — и верхние. Чтобы получить полость в изделие, используют специальную часть формы, называемую стержнем. К материалу для стержней предъявляются особые требования — он каждой стороной прикасается к поверхности отливки, поэтому их делают из прочных сортов дерева. Стержень должен легко выходить из отливки.
Литье из чугуна — особенности процесса
Открытие металла человеком дало сильный толчок в истории человечества. Сначала появилась бронза, затем и железо, что в итоге в ходе эволюционных изменений привело к технологическому прогрессу. Несмотря на то, что первый из металлов, который научились обрабатывать, была бронза, железо и его сплавы стали лидирующими в производстве. Правда сейчас человек умеет обрабатывать практические любые металлы, может получать сверхлёгкие и сверхпрочные сплавы, железо и чугун занимаю одно из первых мест по значимости. Литье из чугуна — имеет собственные технологические особенности процесса.
Особенности производства чугуна
Первая выплавка железа была произведена примерно в 12 веке до н.э.. С того момента суть процесса изменилась не намного, но технологические решения стали более эффективные. Железо выплавляют последние 100 лет практически по одной и той же технологии. Железная руда в огромной доменной печи разогревается коксом, который горит с помощью подающегося воздуха. В результате реакции восстановления, оксиды железа из руды реагируют с частью угля. В реакции образуется чистое железо в расплавленном состоянии. Температура плавления железа примерно около 1600 С. Когда всё железо их руды восстановилось, его сливают в расплавленном состоянии, по специальным формам, где оно застывает. Чугун — это – собственно сплав железа и углерода (от 2,5 % до 5%). Получают чугун так же как и железо, в доменных печах, при этом процесс плавки ведут несколько иначе, таким образом сразу получая чугун из руды, миную повторную переплавку чистого железа. Чугун плавиться при меньшей температуре, от 1100 до 1300 С. Есть и другие методы получения железа из руды, они так же используются на различных металлургических заводах.
Чугун, в отличии от простого железа обладает своими уникальными качествами.
- Чугун практически не ржавеет, в отличие от нелегированного железа;
- Чугун хорошо выдерживает нагрев, вплоть до 1000 С, железо при такой температуре очень быстро покрывается окалиной, то есть, выгорает;
- Чугун имеет низкую пластичность, хрупок, но вместе с тем он хорошо обрабатывается электрическим и механическим инструментом;
- Литьё чугуна – это наиболее простой и недорогой процесс;
- У чугуна есть несколько разновидностей, которые так же легко получить, как и простой серый чугун.
Чугун для литья поступает на фабрики и заводы в чушках, здесь из него производят уже готовые изделия. Наиболее простой, и дешёвый способ литья чугуна производят в глиняно-песчаные формы. В детстве, наверное, каждый строил песочные замки и лепил фигурки из глины. Так же и здесь, в специально приготовленную форму из песка, глины и некоторых дополнительных компонентов выливают расплавленный чугун. Чугун обладает хорошей литьевой текучестью, чтобы избежать некоторой усадки металла, формы делают немного больше по размеру. Самый простой и наглядный пример литья чугуна – это чугунных батареи, которые 20-30 лет назад использовали повсеместно. Да и сейчас их делают и используют, потому как это наиболее недорогие батареи для отопления.
Литьё чугуна по ГОСТ
Несмотря на наличие других технологий литья чугуна, литьё в землю, или песчано-глиняные формы наиболее распространено. Есть и другие способы литья, они используются, когда нужно получить изделие с другими характеристиками
Не важно, по какой технологии идёт литьё чугуна, оно производится согласно установленному ГОСТу, и фиксируется чёткими, принятыми стандартами. Соблюдая стандарт качества, независимо от места производства, изделия из чугуна имеют одинаковые, заданные характеристики
Литьё чугуна позволяет получить сотни тысяч разнообразных изделий, от небольших деталей дли станков и механизмов, до многотонных изделий для ледоколов и атомных станций. Чугун будет востребован ещё ближайшие 100 лет, пока его нечем заменить.
Если у вас возникли вопросы или вы хотите узнать цены, обращайтесь в отдел сбыта по телефону:
+7 (4842) 75-10-21 (многоканальный)
Профессиональные сотрудники предоставят Вам дополнительную информацию и помогут оформить заявку.
Возникли вопросы? Свяжитесь с нами по телефону +7 (4842) 75-10-21
Удобнее связаться по электронной почте? Напишите нам на zsm-mk@yandex.ru
Серый чугун
Несмотря на относительно невысокие механические свойства, серый чугун нашел широкое применение. Потому что легко обрабатывается, обладает повышенной демпфирующей способностью, а так же антифрикационными свойствами. Поскольку графит чугуна удерживает смазку и сам служит смазочным материалом. Сопряженные детали из чугуна легко перемещаются относительно друг друга.
Серый чугун с небольшими добавками хрома и никеля приобретает хорошие упругие свойства. Поршневое кольцо из такого чугуна после снятия нагрузки вновь принимает первоначальные размеры.
Серый чугун обладает высокой жидкотекучестью. При реальных температурах заливки длина спиральной пробы из чугуна почти вдвое больше стальной, что позволяет изготавливать отливки сложной конфигурации.
Серый чугун отличается малой объемной усадкой при кристаллизации, позволяющей во многих случаях обходиться без установки и прибыли. Наиболее распространенный агрегат для выплавки серого чугуна — вагранка с капельником, в котором происходит накапливание металла, а также усреднение его состава и температуры. Для уменьшения склонности чугуна к отбелу, его модифицируют, вводя в жидкий металл кремнийсодержащие добавки. Модифицирование позволяет выравнивать свойства металла в различных сечениях отливки. Что видно на примере измерения твердости чугунов. Не модифицированного и модифицированного.
Глубина отбела на клиновой пробе модифицированного чугуна значительно меньше, чем не модифицированного. Форма графитовых включений в результате модифицирования также изменяется.
Кроме вагранок для выплавки серого чугуна используют электрические печи
Они позволяют выплавлять металл с более высокой температурой, что имеет важное значение для последующей, внепечной обработки чугуна. Формы для получения отливок из серого чугуна изготавливают уплотнением формовочной смеси в опоках
В полость литейной формы для выполнения внутренней конфигурации отливки устанавливают стержни.
В массовом производстве для мелких чугунных отливок широко применяют автоматические линии безопочной формовки, в том числе с установкой стержней при помощи стержнеукладчика.
Металл формы также заливается автоматически. Отливки из серого чугуна изготавливают не только в песчаных формах, но и металлических. Для получения отливок, имеющих форму тел вращения, широко применяют центробежный способ литья. При этом, повышается производительность труда, не расходуются формовочные материалы, отсутствует литниковая система.
Серый чугун — общепризнанный конструкционный материал. Его применяют для изготовления различных деталей, работающих в условиях статичных нагрузок, вибрации, повышенного трения.
Способы литья
В зависимости от марки металла, вида, размера, формы будущей отливки, выбирается наиболее подходящий и экономически обоснованный способ литья. В настоящее время существуют около 50 методик, но наиболее распространенными считаются следующие:
- литье в кокиль;
- литье под давлением;
- в песчаные формы;
- по выплавляемым моделям.
Схема литейно-прокатного агрегата для производства из разных легированных сталей
Кокиль – модель-форма, в которую заливается расплавленный металл, после остывания получается готовое изделие. Это наиболее популярный способ литья, однако, он требует большого профессионализма на этапе изготовления кокиля, поскольку здесь важна точность, ведь от качества формы будет зависеть конечный результат.
Машины для литья в облицованный кокиль
Для крупносерийного производства этот способ наиболее выгоден, поскольку кокиль изготавливается один раз, а эксплуатироваться может до нескольких тысяч. При литье в кокиль минимальная толщина стенок детали должна быть 3 мм, а масса изделия – от 20 г до 50 кг.
Литье под давлением также один из популярных способов. Для него используют специализированные автоматические машины. Для различных сплавов металлов используют или метод низкого давления, или высокого. Технология несложная:
- металл плавится в печи;
- подается под давлением в специальную пресс-форму, которая имеет очертания будущей отливки. Давление может быть в пределах от 8 до 700 МПа;
- после остывания получается готовое изделие.
Конвертер для стали
Литье в земляные или песчаные формы – один из наиболее древних способов, но им успешно пользуются и по сегодняшний день. Для начала изготавливают модель, с помощью которой делают отпечаток в песчано-глинистой смеси. При этом следует предусмотреть припуски на последующую механическую обработку изделия. Сама модель может быть деревянной, пластмассовой или металлической. Этот способ подходит для монолитных и крупных деталей, с его помощью можно отливать изделия массой до 40 т.
Чугунное литье по чертежам в промышленности
Отливки из чугуна на протяжении многих лет неизменно находят применение в промышленности, чаще всего это такая сфера, как машиностроения. Для того чтобы создать эксклюзивный заказ, достаточно передать исполнителю готовый чертеж детали для литья или модель, которая была изготовлена ранее. В результате он получает продукцию из наиболее подходящей марки чугуна, которая практически не нуждается в последующей механической обработке.
Для того чтобы обеспечить должное качество, производитель использует особый метод центробежного литья, выполнить которое можно только на современном оборудовании с соблюдением технологии производства.
Читайте далее по теме:
Отечественные марки серого чугуна и зарубежные аналоги
| Россия, ГОСТ 1412-85 | ИСО 185 | Великобритания, BS 1452 | Германия, DIN 1691 | США, ASTM A 48 | Япония, JIS G 5501 |
| СЧ 10 | 100 | 100 | GG-10 | 20 В | FC 100 |
| СЧ 15 | 150 | 150 | GG-15 | 25 В | FC 150 |
| СЧ 18 | — | 180 | — | — | — |
| СЧ 20 | 200 | 200 | GG-20 | 30 В | FC 200 |
| СЧ 21 | — | 220 | — | — | — |
| СЧ 24 | — | — | — | — | — |
| СЧ 25 | 250 | 250 | GG-25 | 35 В | FC 250 |
| — | — | — | — | 40 В | — |
| СЧ 30 | 300 | 300 | GG-30 | 45 В | FC 300 |
| СЧ 35 | Л 5 0 | 350 | GG 35 | 50 В | FС 350 |
59. Механические свойства отечественных и зарубежных серых чугунов
| Стандарт | Марка чугуна | Толщина стенки, мм | Временное сопротивление при растяжении, МПа, не менее | Твердость НВ |
| ГОСТ 1412-85 | СЧ 10 | 4 | 140 | 205 |
| 8 | 120 | 200 | ||
| 15 | 100 | 190 | ||
| 30 | 80 | 185 | ||
| 50 | 75 | 156 | ||
| 80 | 70 | 149 | ||
| 150 | 65 | 120 | ||
| ИСО 185 | 100 | 2,5 — 10 | 120 | — |
| 10 — 20 | 90 | — | ||
| BS 1452 | 100 | 30 | 100 | — |
| DIN 1691 | GG-10 | 5 — 40 | 100 | — |
| ASTM А 48 | 20В | 30,5 | 138 | — |
| JIS G 5501 | FC 100 | 4 — 50 | 98,1 | 201 |
| ГОСТ 1412-85 | СЧ 15 | 4 | 220 | 241 |
| 8 | 180 | 224 | ||
| 15 | 150 | 210 | ||
| 30 | 110 | 201 | ||
| 50 | 105 | 163 | ||
| 80 | 90 | 156 | ||
| 150 | 80 | 130 | ||
| ИСО 185 | 150 | 2,5 — 10 | 155 | — |
| 10 — 20 | 130 | — | ||
| 20 — 30 | 115 | — | ||
| 30 — 50 | 105 | — | ||
| ИСО 185 | 150 | 20 — 40 | 120* | — |
| 40 — 80 | 110* | — | ||
| 80 — 150 | 100* | — | ||
| 150 — 300 | 90** | — | ||
| BS 1452 | 150 | 30 | 150 | — |
| DIN 1691 | GG-15 | 2,5- 5 | 180 | — |
| 5- 10 | .155 | — | ||
| 10 — 20 | 130 | — | ||
| 20 — 40 | 120 | — | ||
| 40 — 80 | 110 | — | ||
| 80 — 150 | 100 | — | ||
| 150 — 300 | 90*** | — | ||
| ASTM A 48 | 25В | 30,5 | 172 | 205 |
| JIS G 5501 | FC 150 | 4 — 8 | 186 | 241 |
| 8- 15 | 167 | 223 | ||
| 15- 30 | 147 | 212 | ||
| 30 — 50 | 127 | 201 | ||
| ГОСТ 1412-85 | СЧ 18 | 30 | 180 | — |
| BS 1452 | 180 | 30 | 180 | — |
| ГОСТ 1412-85 | СЧ 20 | 4 | 270 | 255 |
| 8 | 220 | 240 | ||
| 15 | 200 | 230 | ||
| 30 | 160 | 216 | ||
| 50 | 140 | 170 | ||
| 80 | 130 | 163 | ||
| 150 | 120 | 143 | ||
| ИСО 185 | 200 | 2,5 — 10 | 205 | — |
| 10 — 20 | 180 | — | ||
| 20 — 30 | 160 | — | ||
| 30 — 50 | 145 | — | ||
| ИСО 185 | 200 | 20 — 40 | 170* | — |
| 40 — 80 | 150* | — | ||
| 80 — 150 | 140** | — | ||
| 150 — 300 | 130** | — | ||
| BS 1452 | 200 | 30 | 200 | — |
| DIN 1691 | GG-20 | 2,5- 5 | 200 — 300 | — |
| 5- 10 | 205 | — | ||
| 10 — 20 | 180 | — | ||
| 20 — 40 | 170 | — | ||
| 40- 80 | 150 | — | ||
| 80 — 150 | 140 | — | ||
| 150 — 300 | 130*** | — | ||
| ASTM А 48 | 30В | 30,5 | 207 | — |
| JIS G 5501 | FC200 | 4 — 8 | 235 | 255 |
| 8- 15 | 216 | 235 | ||
| 15 — 30 | 196 | 223 | ||
| 30 — 50 | 167 | 217 | ||
| ГОСТ 1412-85 | СЧ 21 | 30 | 300 | — |
| BS 1452 | 220 | 30 | 220 | — |
| ГОСТ 1412-85 | СЧ24 | 30 | 240 | — |
| ГОСТ 1412-85 | СЧ25 | 4 | 310 | 260 |
| 8 | 270 | 255 | ||
| 15 | 250 | 245 | ||
| 30 | 210 | 238 | ||
| 50 | 180 | 187 | ||
| 80 | 165 | 170 | ||
| 150 | 150 | 156 | ||
| ИСО 185 | 250 | 4 — 10 | 250 | — |
| 10- 20 | 225 | — | ||
| 20 — 30 | 205 | — | ||
| 30 — 50 | 185 | — | ||
| ИСО 185 | 250 | 20 — 40 | 210* | — |
| 40 — 80 | 190* | — | ||
| 80 — 150 | 170** | — | ||
| 150 — 300 | 130** | — | ||
| BS 1452 | 250 | 30 | 250 | — |
| DIN 1691 | GG-25 | 5 — 10 | 250 — 350 | — |
| 10 — 20 | 225 | — | ||
| 20 — 40 | 210 | — | ||
| 40- 80 | 190 | — | ||
| 80 — 150 | 170 | — | ||
| 150 — 300 | 160*** | — | ||
| ASTM A 48 | 35В | 30,5 | 241 | — |
| ASTM А 48 | 40В | 30,5 | 276 | — |
| JIS G 5501 | FC 250 | 4 -8 | 275 | 259 |
| 8 — 15 | 255 | 248 | ||
| 15-30 | 245 | 241 | ||
| 30 — 50 | 216 | 224 | ||
| ГОСТ 1412-85 | СЧ 30 | 4 | — | — |
| 8 | 330 | 270 | ||
| 15 | 300 | 260 | ||
| 30 | 260 | 250 | ||
| 50 | 220 | 197 | ||
| 80 | 195 | 187 | ||
| 150 | 180 | 163 | ||
| ИСО 185 | 300 | 10 -20 | 270 | — |
| 20 — 30 | 245 | — | ||
| 30- 50 | 225 | — | ||
| ИСО 185 | 300 | 20 — 40 | 250 * | — |
| 40 — 80 | 220 * | — | ||
| 80 — 150 | 210 ** | |||
| 150 — 300 | 190 ** | — | ||
| BS 1452 | 300 | 30 | 300 | 262 |
| DIN 1691 | GG-30 | 10 — 20 | 300 — 400 | — |
| 20- 40 | 250 | — | ||
| 40 — 80 | 220 | |||
| 80 — 150 | 210 | — | ||
| 150 — 300 | 190 | — | ||
| ASTM А 48 | 45В | 30,5 | 310 | — |
| JIS G 5501 | FC 300 | 8- 15 | 304 | 269 |
| 15 — 30 | 294 | 262 | ||
| 30 — 50 | 265 | 248 | ||
| ГОСТ 1412 85 | СЧ 35 | 4 | — | — |
| 8 | 380 | 290 | ||
| 15 | 350 | 275 | ||
| 30 | 310 | 270 | ||
| 50 | 260 | 229 | ||
| 80 | 225 | 201 | ||
| 150 | 205 | 179 | ||
| ИСО 185 | 350 | 10- 20 | 315 | — |
| 20 — 30 | 290 | — | ||
| 30 — 50 | 270 | — | ||
| ИСО 185 | 350 | 20 — 40 | 290 * | — |
| 40 — 80 | 260 * | — | ||
| 80 — 150 | 230 ** | — | ||
| 150 — 300 | 210 ** | — | ||
| BS 1452 | 350 | 30 | 350 | — |
| DIN 1691 | GG-35 | 10 — 20 | 350 — 450 | — |
| 20 — 40 | 290 | — | ||
| 40 — 80 | 260 | — | ||
| 80 — 150 | 230 | — | ||
| 150 — 300 | 210 *** | — | ||
| ASTM A 48 | 50В | 30,5 | 345 | — |
| JIS G 5501 | FC 350 | 15 — 30 | 343 | 277 |
| 30 — 50 | 314 | 269 | ||
| ASTM A 48 | 55B | 30,5 | 379 | — |
| ASTM A 48 | 60В | 30,5 | 414 | — |
* Приливная проба диаметром 30мм.
* Приливная проба диаметром 30мм.
** Приливная проба диаметром 50мм.
*** Ориентировочные данные
Чугунное литье
Чугун — это сплав железа с углеродом и другими элементами. Является недорогим, прочным, износостойким, но хрупким конструкционным материалом, широко используемым в промышленности и строительстве.
Чугун
Основные методы чугунного литья
Современная промышленность использует много различных методов производства чугунного литья. Они сводятся к нескольким основным методам литья:
в формы из глиняно-песчаной смеси (так называемое литье «в землю»)
внутрь формы помещается модель готового изделия, полностью повторяющаяся его форму, но превышающая его по размерам на величину литейной усадки. Глиняно-песчаная смесь трамбуется и уплотняется, обеспечивая полное прилегание к модели. Литье чугуна в форму осуществляется через специально предусмотренные отверстия — литники.
- в гипсовые формы (и из других отвердевающих растворов);
- в оболочковые формы;
- в кокиль (металлические защищенные формы);
- по выплавляемым моделям;
- под давлением.
- В газифицируемую модель
Специалисты различают несколько видов чугуна, в зависимости от содержания тех или иных примесей.
Виды чугуна
Серый чугун содержит от 2,9% до 3,7% графита и кремний, обладает отличными литейными свойствами:
- низкая температура плавления
- высокая текучесть расплава
- малая усадка.
Является подходящим материалом для корпусов станков и механизмов, поршней и блоков цилиндров двигателей. Высокая хрупкость исключает применение материала в деталях, работающих на изгиб и растяжение. Литье серого чугуна преимущественно проводится в песчаные формы и в кокиль.
Высокопрочный чугун, ВЧШГ, содержит графит в шаровидной форме. Этот вид графита отличается высокой вязкостью и ковкостью, пригоден для кузнечной обработки. Из него отливают трубы, трубопроводную арматуру, ответственные и высоконагруженные детали механизмов.
Высокопрочный чугун
Изделия из высокопрочного чугуна производят также методом литья в газифицируемую модель. Литье чугуна производится в форму из песчаной смеси, уплотненной вокруг полистироловых блоков моделей.
Для улучшения механических свойств отливки из высокопрочного чугуна подвергают термической обработке. Ее основные этапы:
- нагрев до 850 °C;
- выдержка в нагретом состоянии несколько часов;
- медленное остывание в минеральном масле при 350 °C.
Термообработка повышает однородность материала и снимает внутренние напряжения в отливке, снижая вероятность возникновения трещин в процессе эксплуатации
Чугунные отливки
Чугунные отливки бывают разных размеров — от мелких деталей до многометровых станин крупных станков. Конфигурация их тоже бывает самая разнообразная — от простеньких втулок до изысканных литых решеток и ворот.
Чугунные отливки
Отливки из чугуна также подразделяются:
- по назначению – на общие и специальные, такие, как антифрикционные, жаропрочные и т.п.
- по структуре материала – на ферритные, перритные и смешанные
- По виду содержащегося графита — на шаровидные, пластинчатые, хлопьевидные и вермикулярные
- По содержанию углерода — на белые, серые и отбеленные
В металлургической науке существуют и другие классификации чугунных отливок.
Способы литья
Наиболее современный способ это литье по газифицируемым моделям. Этот способ позволяет не только осуществлять литье чугуна, но и получать стальные отливки. Способ отличается экономичностью, экологичностью и возможностью повторного использования материала форм.
Способ состоит из следующих этапов.
Заливка металла
Металл заливают прямо в материал модели. Жидкий расплав испаряет полистирольные модели и заполняет все детали рельефа.
Формовка чугуна
Продукты сгорания полистирола удаляются вакуумным насосом прямо через стенки формы.
Завершающие операции
Отливки из чугуна остывают в форме. Темп снижения температуры и общая его длительность определяется весом детали, толщиной ее стенок и требованиями производственного процесса. Далее формы разбиваются, отливки очищаются от остатков противопригарной краски, удаляются литники.
Литье в оболочковые формы
Этот способ является, как и предыдущие, способом литья в разовые формы. Для изготовления тонких оболочковых форм нужно в 20-30 раз меньше формовочных материалов, чем для песчаных или форм из ЖСС. Способ применяют для чугунных, стальных и для алюминиевых отливок, простой конфигурации без внутренних полостей в серийном производстве.
Литье в оболочковые формы, которые изготавливают из формовочных смесей (кварцевый песок с термореактивной связующей смолой) по горячим моделям.
В качестве связующего для изготовления оболочковых форм в производстве используется пульвербакелит — смесь фенолоформальдегидной смолы CФП-011Л с 7% уротропина.
Уротропин применяется как ускоритель отвердевания. Малотоксичен, относится к 3кл опасности, ПДК — 9 мг/м3 (ГОСТ 1381-73).
В настоящее время альтернативы термореактивным смолам на основе фенолоформальдегида для изготовления оболочковых форм по технологичности и качеству поверхности форм не найдено.
Способ обеспечивает получение шероховатости поверхности Rz =80…40 мкм, и точность — 12…14 квалитет. Способ легко можно механизировать и автоматизировать.
Цены на изготовление пресс-формы для литья алюминия
Стоимость изготовления оснастки для литья алюминия значительно зависит от конструкции пресс-формы и панируемого гарантийного срока эксплуатации. Часто производители китайских пресс-форм, дают цену без учёта стоимости каналов охлаждения и нагрева, а также наличия в форме специальных формообразующих предназначенных для торможения расплавленного металла и снижения количества брака в ходе отливки тестовой партии. изготавливает оснастку для литья алюминия в пресс-формы по ценам способными выдержать любую конкурентную борьбу не только с китайскими, но и российскими производителями
Чугунное литье – способы изготовления:
Литьё чугуна в холодно-твердеющие смеси (ХТС) – это литье чугуна с применением искусственной смолы. Вместо трамбовки смеси (как при литье в землю), смесь заливают в опоку и дожидаются, когда смола затвердеет. Обычно затвердевание происходит при комнатной температуре в течение 20 минут. Литье в ХТС значительно улучшает качество необработанных поверхностей стальной отливки по сравнению с другими технологиями литья в песчаных формах. Обычно для изготовления модельной оснастки используют дерево, металл или пластик МДФ..Для отверждения смол применяется продувка стержневых ящиков различными третичными аминами. Технология литья в ХТС позволяет обеспечить высокое качество поверхности литья, отсутствие газовых дефектов и засоров в отливке.
Литьё чугуна по выжигаемым и выплавляемым моделям – сначала из специального материала изготавливается копия будущего изделия с необходимыми припусками на усадку и последующую механическую обработку. Для выплавляемых моделей используют парафин, стеарин, воск или их смеси, а для выжигаемых применяют материалы, сгорающие на воздухе или в кислородной среде с малым образованием дыма и сухих остатков (как говорят профессионалы – с низкой зольностью)
Затем на полученную модель – неважно, выжигаемую или выплавляемую – наносят в несколько слоев (до девятнадцати) керамические порошки с силикатным связующим, высушивая модель после нанесения каждого слоя. В итоге вокруг модели образуется прочная жаростойкая корка, в которую затем и будет произведена заливка расплавленного чугуна
Но перед заливкой модель необходимо каким-то образом удалить. Если модель выплавляемая, то корку вместе с моделью переносят в ванну с горячей водой, где парафиностеариновое вещество, температура плавления которой 61-75°С, плавится и с успехом покидает корку. С выжигаемыми моделями поступают иначе – форма помещается в печь и долгий промежуток времени выдерживается при высокой температуре либо в воздушной среде, либо с подачей кислорода – для более полного и быстрого сгорания модели (потому модель и называется выжигаемой). Для удаления продуктов горения форма продувается сжатым воздухом. Если позволяет среда, то перед заливкой форме дают остыть до комнатной температуры, а зольные остатки вымывают струей воды или выдувают воздухом. Но не всегда такое удаление сухих остатков возможно: при остывании на корке может появиться паутина трещин. По выжигаемым или выплавляемым моделям отливают различные сложные изделия (насосы, решетки, колеса), где штамповка не возможна, а также художественное литье (скамейки, статуэтки, фигуры, фонари (столбы) освещения).
Литьё чугуна в землю – самый дешёвый и простой способ литья. Модели изготавливают из различных материалов: дерева, гипса, металла. Самый популярный материал, это дерево. Сначала в модельном цехе из дерева изготавливают модель будущей отливки. Она должна быть несколько большего размера, чем отливка, с учетом усадки металла при охлаждении. Модель (как и будущая форма) разъемная и состоит из двух половинок. В землеприготовительном отделении литейного цеха из земли и различных добавок готовят формовочную смесь. Если у отливки должно быть внутреннее отверстие или полость, то необходимо приготовить еще одну смесь — для стержней. Назначение стержней — заполнить те места в форме, которые в детали соответствуют отверстиям или полостям. Недостаток литья чугуна в землю: дорогостоящая механическая обработка: припуски даются не менее 7 мм (бывает до 40мм), обрабатываются практически все поверхности детали.
Центробежное литье чугуна – самый дорогой способ литья. Чугун заливают во вращающуюся металлическую форму, при вращении он прижимается к стенкам модели, тем самым позволяет получать отливки высокой точности с минимальными припусками на обработку и отсутствие раковин, а также высокая плотность изделия. Основные литые заготовки полученные данным методом: втулки, венцы червячных колес, роторы электродвигателей, водопроводные и канализационные трубы, заготовки гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, облицовки судовых валов, корпуса сушильных цилиндров бумагоделательных машин, труба для энергетического машиностроения. Возможности центробежного литья чугунных заготовок:
– с горизонтальной осью вращения (масса отливок до 100 кг, наружный диаметр от 160 до 300 мм, внутренний – не менее 130 мм, длина до 590 мм);
– с вертикальной осью вращения (масса отливок до 200 кг, наружный диаметр до 680 мм, высота до 500 мм).
