Чугунное литье
Чугун — это сплав железа с углеродом и остальными элементами. считается дешевым, прочным, устойчивым к износу, но хрупким конструкционным материалом, широко применяемым в промышленности и строительстве.
Технология литья из чугуна
Технология литья из чугуна первый раз была освоена в Китае около Х столетия н.э., в странах Европы первый раз упоминается в четырнадцтом веке, как материал для изготовления пушек. В РФ первое «литье чугунное, для делания пушек пригодное» относиться к эпохе Ивана IV Рюриковича. Расцвет эпохи чугуна наступил в 19-20 веках. В данное время из него делали мосты и магистрали из труб, фонари и ограды, детали архитектурного декора и конструкции несущего типа строений. Также, из аналогичного материала отливали рельсы, детали станков, и двигателей. Отдельно необходимо упомянуть чугунную посуду, утюги и дизайн радиаторы.
Чугун также являлся исходным элементом для изготовления стали мартеновским способом. Объем его производства был самым важным критерием экономичной мощи страны и ее военного потенциала. С изобретением дешевых технологий производства и обработки алюминиевых сплавов и стали значение чугуна как конструкционного материала ощутимо снизилось. Большое развитие производства очень прочных пластиков и материалов на основе композитов целиком оттеснило чугун с авангардных позиций.
Процесс литья из чугуна
Чугун изготавливается в доменных печах — очень больших сооружениях, высотой с десятиэтажный дом. После расплавления руды и убирания примесей происходит отливка чугуна в стальные формы — изложницы. Получающиеся слитки (чушки) – содержат чугун конкретной марки и готовы к последующему переделу. На литейных заводах из них отливают разные изделия которые уже готовы.
Процесс литья из чугуна
Важные этапы процесса литья из чугуна:
- Подготовка модели готового изделия
- Изготовление формы для отливки
- Расплавление чугунных чушек
- Отливка расплава в формы
- Извлечение отливок и их финальная обработка
Есть несколько методов изготовления моделей и подготовка форм
Главные методы чугунного литья
Сегодняшняя промышленность применяет много самых разных методов производства чугунного литья. Они сводятся к нескольким ключевым методам литья:
- в формы из глиняно-песчаной смеси (говоря иначе литье «в землю»)
вовнутрь формы помещается модель готового изделия, полностью повторяющаяся его форму, но превышающая его по размеру на величину литейной усадки. Глиняно-песчаная смесь протрамбовывается и уплотняют, обеспечивая полное прилегание к модели. Литье чугуна в форму выполняется через собственно предусмотренные отверстия — литники.
- в гипсовые формы (и из иных отвердевающих растворов);
- в оболочковые формы;
- в кокиль (железные защищенные формы);
- по выплавляемым моделям;
- под давлением.
- В газифицируемую модель
Профессионалы есть несколько вариантов чугуна, в зависимости от содержания тех либо других примесей.
Серый чугун имеет от 2,9% до 3,7% графита и кремний, обладает прекрасными литейными качествами:
- невысокая температура плавления
- высокая текучесть расплава
- небольшая усадка.
считается подходящим материалом для корпусов станков и механизмов, поршней и блоков цилиндров двигателей. Большая хрупкость исключает использование материала в деталях, работающих на изгиб и растяжение. Литье серого чугуна преимущественно проходит в песочные формы и в кокиль.
Высокой прочности чугун, ВЧШГ, имеет графит в шаровидной форме. Такой вид графита выделяется высокой вязкостью и ковкостью, подходит для кузнечной обработки. Из него отливают трубы, сантехническую арматуру, ответственные и высоконагруженные детали механизмов.
Изделия из очень прочного чугуна делают также методом литья в газифицируемую модель. Литье чугуна изготавливается в форму из песчаной смеси, уплотненной вокруг полистироловых блоков моделей.
С целью улучшения механических параметров отливки из очень прочного чугуна подвергают обработке термическим путем. Ее важные этапы:
- нагрев до 850 °C;
- выдержка в нагретом состоянии пару часов;
- медлительное остывание в минеральном масле при 350 °C.
Термическая обработка увеличивает однородность материала и снимает внутренние напряжения в отливке, снижая вероятность появления трещин во время эксплуатации
Производство чугуна
Производство чугуна из ряда основных показателей экономичной мощи страны отошло в ряд второстепенных, однако не потеряло собственного значения для экономики.
Лидером в изготовлении чугуна с практически десятикратным отрывом считается КНР- 543,748 млн. т в течении года, следом идут Япония 66,943 млн. т, Российская Федерация — 43,945 млн. т и Индия — 29,646 млн. т. КНР создает более 50% мирового чугуна.
Чугун изготавливается в доменных печах, подготовленная металлическая руда плавится одновременно с добавками, в качестве топлива применяется коксующийся каменный уголь или газ.
Основное употребление чугуна происходит сейчас в качестве компонента для выплавки стали. Развитие чугунного производства идет по большей части по направлению увеличения его энергетические эффективности, экологичности и снижения расходов.
Неповторимые свойства чугуна — дешевизна, крепость и устойчивость к коррозии дают возможность черному металлу смело смотреть в грядущее.
Чугунные отливки
Чугунные отливки могут быть самого разного размера — от небольших деталей до многометровых станин больших станков. Конфигурация их тоже бывает очень разная — от простеньких втулок до утонченных литых решёток и ворот.
Отливки из чугуна также делятся:
- по назначению – на общие и специализированные, такие, как антифрикционные, огнеупорные 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 есть и иные спецификации отливок из чугуна.
Способы литья
Наиболее новый способ это литье по газифицируемым моделям. Данный вариант дает возможность не только выполнять литье чугуна, но и получать стальные отливки. Способ выделяется экономией, экологичностью и возможностью повторного применения материала форм.
Способ состоит из таких этапов.
Подготовка моделей
Модели производят из заранее вспененного и подсушенного полистирола с размерами зерна 0,3— 0,9 мм. (в зависимости от габаритов детали). Материал задувается в формы, запекается и охлаждается.
Литье по газифицируемым моделям
Модели клеят или спаивают в блоки. Дальше блоки опускают в ванную, чтобы нанести противопригарное покрытие и сушат. Если конфигурация изделия непростая, то покрытие наносят из сопла.
Блоки моделей помещают в опоку, размещенную на вибрирующем основании, понемногу засыпая их песчано-глиняной смесью, их «землёй». Порой засыпку делают слой за слоем, отдельно уплотняя каждый.
Засыпанные и уплотненные формы перевозят в заливочный цех. Насос вакуумного типа оканьчивает уплотнение песка и придание ему хорошей прочности.
Заливка металла
Металл заливают прямо в материал модели. Жидкий расплав испаряет полистирольные модели и заполняет все детали рельефа.
Газообразные, жидкие и твердые вещества полистирола убираются насосом вакуумного типа прямо через стенки формы.
Завершающие операции
Отливки из чугуна охлаждаются в форме. Ритм уменьшения температуры и общая его продолжительность устанавливается весом детали, толщиной ее стенок и требованиями процесса производства. Дальше формы разбиваются, отливки чистятся от остатков противопригарной краски, убираются литники.
Преимущества чугунного литья
Чугунное литье выделяется от отливок из остальных материалов рядом плюсов, например, как:
- дешевизной
- большей прочностью и устойчивостью к износу
- хорошим качеством поверхности, сводящим до минимума дальнейшую механическую обработку
Характеристики и использование чугуна
Нужно выделить, что во время использования сегодняшних методов литья доступнее выходит не только сама отливка, но и остаточная продукция. Многие производства, в конце 20 столетия заменившие чугунные детали собственных изделий на стальные, вернулись или задумывают вернуться к проверенному временем материалу на новом шаге его развития.
Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
