Технология литья чугуна

Общие свойства чугуна

Чугун производят в доменных печах. Температура нагрева от горения газа и угольной пыли повышается. В результате получают 2 типа высокоуглеродистых сплавов:

• передельный,
• литейный.

Передельный сплав, в основном белый, очень твердый. Он содержит углерод в связанной форме, на изломе зерно белого цвета. Очень твердый, режущим инструментом не обрабатывается. Используется как основное сырье для получения сталей различных марок.

Остальные виды чугуна: серый, ковкий, высокопрочный. Они имеют высокую жидкотекучесть, используются для изготовления деталей методом литья в формы с последующей обработкой резанием. Твердость значительно выше, чем у незакаленных сталей. Высокое сопротивление стиранию. К недостаткам относится хрупкость, низкий предел сопротивления на изгиб и кручение.

При обработке чугуна резанием на малой подаче и скорости получается поверхность с высокой чистотой. Размеры с точностью до 0,02 мм.

Производство чугуна

При запуске доменной печи в нее послойно засыпают кокс и агломерат — обогащенная железная руда с флюсом. Снизу через форсунки вдувается кислород, подогретый газ. В процессе сгорания угля происходит химическое превращение его в двуокись углерода CO2, затем в окись — CO, которая окисляет железо, выделяя его из руды и делая твердым.

Доменный процесс непрерывный. Руда и флюс добавляются регулярно. Когда скапливается определенное количество чугуна, его выпускают в ковш, затем разливают по формам. Жидкий шлак предотвращает окисление расплавленного металла. Его сливают после чугуна через леток, расположенный выше, и вывозят за пределы цеха. В дальнейшем используют как сырье для производства цемента и в строительстве.

Преимущества чугунного литья

Изготовление деталей из чугуна стоит значительно дешевле, чем сделать аналогичные изделия из стали или бронзы. Повышенное содержание фосфора делает чугун жидкотекучим. Он легко заполняет все пустоты в форме, включая мелкие элементы. По красоте и разнообразию чугунные решетки выглядят лучше кованых. Они устойчивы к влаге, не требуют регулярного ухода.

Литье из чугуна имеет самые разные формы, может длительное время находится в воде и земле, невосприимчивы к низким температурам. Изготовление труб и фитингов, муфт, вентилей имеет простую технологию,по сравнению с другими материалами.

Усадка чугуна во время остывания практически отсутствует. Это позволяет делать отливки с минимальными отходами: малыми прибылями, без накопителей. Обработка деталей сводится к проточке посадочных мест.

Чугунные втулки ставятся в подшипники скольжения на низкооборотистые валы. Имея высокую износостойкость стиранием, они служат дольше шарикоподшипников и стоят в несколько раз дешевле.

Это интересно: Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки по цветам — описываем со всех сторон

Завод чугунного литья

Московский литейный завод по изготовлению чугунного литья использует разные технологии для производства качественной продукции из чугуна. Основные из которых – литье в землю и литье по готовым выплавляемым моделям

Чугунолитейный процесс достаточно трудоемкий и кропотливый, здесь важно правильно выполнить все этапы и соблюдать последовательность

Если завод крупного чугунного литья взял заказ на изготовление заготовок и элементов, необходимых в машиностроительной области, то принцип действия таков. Сначала расплавленный металл помещают в форму, в которой установлена определенная заготовка. Далее металл охлаждается, твердеет, и приобретает ту форму, в которую был залит в расплавленном виде. В результате вы получаете готовые отливки высокого качества, которые будут долговечны и надежны. Для изготовления отливок могут использоваться разнообразные способы:

• Центробежное литье
• Литье по выплавленным моделям
• Литье в песчаные формы
• Литье под давлением.

Изготовление чугунного литья

Чугун – исходный материал, необходимый для изготовления стали в мартеновских печах. Ранее количество производимого чугуна свидетельствовало об экономической силе страны. В Москве качественно и профессионально осуществляет литейное производство – чугунное литье завод «Московский литейный завод». Специалисты с достойным опытом работы могут выплавить любую композицию разной степени сложности в несколько этапов. Главные из которых:

• Подготовительный (разрабатывается эскиз и модель будущего изделия)
• Создание формы для отливки метала
• Расплавка чугунных слитков
• Отливка расплавов в заранее подготовленные формы
• Извлечение отливок и их дальнейшая финишная обработка.

Есть несколько распространенных технологий изготовления моделей и заготовки форм. Среди них выделяют основные методы чугунного литья:

Литье в землю – этот метод подразумевает литье металла в глиняно-песчаные формы. Вовнутрь формы опускается модель будущей готовой конструкции, которая полностью повторяет ее форму. Только модель должна быть по габаритам чуть больше размера литейной усадки

Глиняно-песчаный раствор утрамбовывается и уплотняется, полностью прилегая к модели.
ВАЖНО ЗНАТЬ: чугун в форму помещается через специально оборудованные отверстия, называющиеся литники.
В гипсовые формы – изготовленные из других затвердевающих примесей.
В оболочковые формы
Литье в кокиль – этот метод подразумевает литье в металлические надежные формы
По выплавляемым заготовкам
Литье под давлением
Литье по газифицируемым моделям.

Московский литейный завод изготавливает чугунное литье в доменных печах. После того, как происходит расплавление сплава и отбора примесей, чугун отливается в специальные формы, которые называются изложницы. В результате – получаются слитки, содержащие чугун, готовые к дальнейшей обработке. Финишная прямая – изготовление из отливок разнообразной готовой продукции.

Особенности ухода за чугунной посудой

После любого типа очистки нужно провести мероприятия по созданию защитного слоя на чугуне, чтобы предотвратить появление коррозии в будущем:

• включить духовку на 180 градусов, прогреть ее;
• смазать сковороду маслом (любым, кроме оливкового), нанося тонкий слой;
• поставить изделие в духовку дном вверх, оставить минут на 60;
• выключить шкаф, не доставать утварь еще час;
• вынуть сковороду, сполоснуть, протереть насухо, убрать для хранения.

Чугун всегда должен оставаться немного жирным – это позволит ему поддерживать защиту от коррозии в течение длительного времени. В дальнейшем надо соблюдать такие советы по уходу:

• всегда дожидаться остывания изделия, и только затем приступать к его мытью;
• после каждой помывки смазывать предмет растительным маслом и прокаливать 1-2 минуты;
• не оставлять сковороду с готовой жидкой едой надолго – после приготовления переливать ее в другую посуду;
• не пользоваться агрессивными моющими средствами, щетками, абразивами на постоянной основе, они смывают защитный слой, и чугун быстрее ржавеет;
• для удаления пригоревшей еды замачивать посуду в теплой воде, затем без труда убрать остатки мочалкой;
• не забывать регулярно пользоваться посудой, чтобы она не стояла без дела;
• не мыть в посудомоечной машине;
• не готовить кислую пищу, которая разъедает защитный слой.

Качественный уход за чугуном позволит сохранить изделия в отличном состоянии, исключить появление ржавчины, при этом подержать антипригарные качества и способность сохранять тепло.

Холодно твердеющая смесь

Для укрепления формовочного материала используются химические вещества, связывающие частицы смеси. Этот метод обязан своим наименованием тому, что для схватывания реагентов не требуется нагрев и просушка формы. В смесь добавляются быстро схватывающиеся жидкие смолы, катализаторы и специальные затвердители.

Состав ХТС

Литье в ХТС

Литье в выполненные из ХТС формы отличается повышенной относительно других видов земли точностью и наиболее высоким качеством поверхности. Размеры форм ХТС заметно меньше, чем для литья в землю. Материалы для таких смесей стоят существенно больше.

ХТС применяется в случае изготовления особо ответственных изделий, использования высококачественно стали, цветных металлов и специальных чугунов.

История

Документированная история чугуна стартует с I тысячелетия до нашей эры:

• Выплавку освоили китайцы и их соседи.
• С V века до нашей эры начался период декоративного чугунного литья.
• Через 600 лет в Китае появились монеты.

Появление сплава в Европе датируют XIV веком, в России – на двести лет позже. Интерес возрос в связи с пригодностью чугуна как материала пушек и ядер.

Турнирный мост Эглинтон (завершено около в 1845 году), Норт-Эршир, Шотландия, построен из чугуна

Чугунный угольный утюг

Расцвет чугунного промысла в России приходится на XVIII век:

• Появились мосты, рельсы.
• На Урале изобретены чугунки – посуда номер один для русской печи. Позже их дополнили сковороды.
• К концу века Россия стала мировым лидером по производству чугуна.

Оригинальный мост через Тей с севера (закончен в 1878 году)

Мировую славу обрели ажурные изделия каслинских мастеров.

О проекте liteinoeproizvodstvo.ru

Литейное производство — это не так сложно, как вы думаете, это очень интереснокоманда портала

Очутившись на странице нашего портала, вероятно, Заинтересовались Литейным производством.
Литейное производство,немного истории
Литейное производство прочно вошло в нашу жизнь. Значение литейного производства в развитии современной промышленности велико. Почти все приборы, механизмы, оборудование, автомобили, имеют литые детали. Нет такой отрасли машиностроения, где бы не применяли отливки.

Литье является одним из старейших способов, которым еще в древности пользовались для производства металлических изделий — вначале из меди и бронзы, а затем из чугуна, а позже из стали и других сплавов.
Первым литейным заводом в России по производству бронзовых отливок был пушечно — литейный завод (Пушечная изба), построенный в Москве в 1479 г. Самыми выдающимся из пушечных мастеров был Андрей Чохов, отливший в 1586г., из бронзы знаменитую «Царь-пушку» массой 20 т.

Несколько позже, в 1735г. другой московский литейщик Иван Моторин отлил из бронзы величайший в мире «Царь-колокол» массой 196 т, являющийся замечательным произведением искусства.

В С.Петербурге, Москве и других городах имеются десятки литых памятников-свидетелей высочайшего искусства русских мастеров-литейщиков.
Первые чугунные отливки изготовляли на металлургических заводах непосредственно из жидкого металла, выплавляемого в доменных печах. Позже на машиностроительных заводах стали строить самостоятельные чугунолитейные цехи, где в специальных печах, переплавляли чушковый доменный чугун с металлическим ломом. Цех такого типа впервые был построен в 1774г, на Гусевском заводе, где были установлены опрокидывающиеся шахтные печи — прототип вагранок. В 1868 г, на мальцевских заводах впервые были получены стальные фасонные отливки.

Великий русский ученый М.В. Ломоносов заложил основы физической химии-фундамента науки о металлах. Начало 19 века характеризуется тем, что литейное дело становится на научную основу, постепенно превращаясь в литейное производство. Этому способствовало развитие науки о металлах, основателем которой является Д.К. Чернов.Его современники А.С. Лавров, Н.В. Калакутский дали научное объяснение причин образования дефектов в отливках- газовых раковин, ликвации, внутренних напряжений, внеся большой вклад в науку о литых металлах.

Основными процессами литейного производства являются плавка металла, изготовление форм, заливка металла и охлаждение, , выбивка, очистка, обрубка отливок, термообработка, контроль качества.

Различают отливки черных металлов и сплавов ( стали, серого и ковкого чугуна), а также отливки из цветных металлов и сплавов ( медных, алюминиевых, магниевых).
Основной способ изготовления отливок – литье в песчаные формы, в которых получают около 80 % общего количества отливок. Однако точность и шероховатость поверхности отливок, полученных в песчаных формах, во многих случаях не удовлетворяют требованиям современного машиностроения. Поэтому, в последнее время стали применять специальные способы литья: в металлические формы(кокили), под давлением, по выплавляемым моделям, центробежное литье, литье в оболочковые формы, позволяющие получать отливки повышенной точности, с малой шероховатостью поверхности и минимальными припусками на механическую обработку.

По сравнению с другими способами изготовления заготовок деталей машин (прокатка, ковка, сварка) литейное производство позволяет получать заготовки сложной конфигурации с минимальными припусками на обработку резанием, хорошими механическими свойствами. Технологический процесс изготовления отливок механизирован и автоматизирован, что снижает стоимость литых заготовок. Дальнейшее совершенствование технологии , повышение их качества отливок, позволяют коренным образом изменить технологический процесс, резко увеличить производительность труда, создать новые высокопроизводительные литейные машины и автоматы, в конечном счете улучшить качество продукции и повысить эффективность производства.

Литье чугуна в домашних условиях

Литьё чугуна

в землю является экономически недорогим и простым процессом, который используют на протяжении более 500 лет.

Таким образом отливаются формы массой до 200 тонн, один из прекрасных примеров литья чугуна в землю – это отлитая в 1586 году «Царь пушка». На данный момент литьё в землю используется в машиностроении, станкостроении, автомобилестроении.

Многие памятники так же были изготовлены этим способом. У литья в землю есть свои преимущества и недостатки, которые будут рассмотрены ниже.

Модели для литья в землю

Чтобы получить готовое изделие, предварительно изготавливается модель, которая в точности повторяет будущее изделие. Обязательное условие при литье чугуна в землю – это превышение размера модели на процент усадки чугуна.

Дело в том что расплавленные металлы имеют свойство расширятся, а при охлаждении масса металла уменьшается в объёме, то есть, говоря по-другому – металл имеет усадку.

Чтобы готовое изделие имело точный размер, модель делают большего размера с учётом будущей усадки.

Модели для литья могут быть разборные, полнотелые, пустотелые, с разными дополнительными съёмными частями. Для художественного литья используют выплавляемые модели, либо выжигаемые (из пенонаполненного пластика). Несложные художественные формы изготавливают по неразборным моделям ( часто односторонним, плоским).

Пустотелые отливки изготавливают с применением стержней, которые устанавливают в формы. Стержни формируют в будущей отливке полости и глубокие выемки.

Таким образом изготавливали крупные памятники, полости внутри позволяют экономить металл и получить более качественную отливку.

Дело в том что меньший слой металла имеет меньшую усадку, что положительно сказывается на качество получаемой поверхности, уменьшает количество раковин и других браков отливки.

Модели для литья чугуна в землю изготавливают из различных материалов, для этого используют дерево, пластик, различные легкоплавкие материалы, пенопласт. Так же модели изготавливают из металлов – чугуна, бронзы, латуни, алюминия.

В этом случае модели получаются наиболее качественные, выполненные с высокой точностью.

Обработку моделей производят любым подходящим инструментом, то есть, используются фрезеровочные, токарные, точильные станки, а так же, как было упомянуто выше, многофункциональные роботизированные станки с ЧПУ. В последнее время для изготовления особо сложных моделей, применяются 3D принтеры. Они с максимальной точностью позволяют реализовать реальную модель, спроектированную в программе моделирования.

Опоки для отливки

Опока для отливки – это ёмкость (ящик, коробка), которая предназначена для изготовления самой литейной формы из модели. Форма в опоке формируется из нескольких полуформ. Выплавляемые модели позволяют изготавливать неразборные формы, которые после заливки и остывания металла просто разбиваются.

Формы в опоке могут быть многоразовые или одноразовые. Как правило, формы для литья изготавливают одноразовые. Раньше отливки особо крупных размеров использовали в качестве опоки саму землю. То есть, форма для литья формировалась непосредственно в слое земли.

Сейчас в качестве опоки используются ящики из металла и немного реже из дерева.

Стержни для литья

Стержни в форме для литья необходимы, чтобы формировать в отливках полости разного объёма, размера и длины. Стержни подвергаются воздействию расплавленного металла, поэтому они должны выполняться из газопроницаемых, прочных, термостойких материалов.

В зависимости от размеров отливки, заливаемого металла, свойств сплава, для стержней используют специально подобранные смеси. В основном стержни делают из смесей кремнезёмистых элементов, песка, графита, каолина, шамота.

Стержни могут быть изготовлены с внутренними полостями, таким образом, в эти полости будут удаляться образующиеся при литье чугуна газы. Так же наличие полостей в стержнях позволяет легче их удалить из уже готового изделия. Для примера можно привести литьё чугунных батарей.

В этом изделии внутренняя полость, образуемая с помощью стержней определённой формы, имеет внутренние пустые пространства. Без наличия полостей в стержнях, удалить их будет проблематично.

Формовка для заливки

Формовка формы (тут немного технической тавтологии) производится разными способами. Если изделие несложной формы, то формовку выполняют заливкой (либо заполнением) формовочной смесью.

Изготовление отливок из чугуна и стали

Рис. 10Л Литейная форма для получению отливок из ковкого чугуна	Для питания усадки в толстостенных участках 2 отливки 5 предусматриваются прибыли 4, которые затвердевают в последнюю очередь и в них образуется усадочная раковина 1.Расплавленный металл заливается через литник 3,имеющий большее сечение, чем литник при получении отливок из серого чугуна.
Рис. 11Л Литейная форма и отливка из сталиа – литейная форма для получения отливки из стали; б- отливка из стали	1 – стояк большого сечения;2 – массивный выпор;3 – четыре прибыли

Преимущества и недостатки литья в песчаные формы

Способылитья	Преимущества	Недостатки
ЛПФЛитье в песчаные формы	Проста и экономичность технологического процесса.Большое разнообразие форм отливок.Большой диапазон массы и размеров отливок.	В основном, в качестве материала отливок используется серый чугун, обладающий хорошей жидкотекучестью и малой усадкой. Реже используется сталь. Весьма ограничено производятся отливки из цветных металлов и сплавов.Качество металла отливок низкое, что связано с возможностью попадания в металл неметаллических включений, газовой пористостью (из за бурного газообразования при заливки металла во влажную форму) Низкая чистота поверхности и точность размеров. Поэтому сопрягаемые поверхности деталей, заготовки которых получают ЛПФ, всегда обрабатываются резанием.

2. Литье по выплавляемым моделям (лвм) (рис 12л)

Рис. 12Л Литье по выплавляемым моделям

Последовательность операций при литье по выплавляемым моделяма– запрессовка пастообразного модельного состава в разъемную пресс-форму;б– сборка блока моделей с моделью общей литниковой системы;в– нанесение на модельный блок жидкой огнеупорной суспензии;г– нанесение на поверхность модельного блока слоя сухого кварцевого песка в специальной продуваемой установке;д– выплавление модельного блока из формы в горячей;е– установка тонкостенной формы в опоку и засыпка подпорного материала;ж– заливка тонкостенной формы расплавом

Процесс изготовления отливки.

Модельная смесь в пастообразном илижидком состоянии запрессовывается вразъемную пресс-форму требуемойконфигурации (рис. 12Л, а). Послезатвердевания модельного составапресс-форма раскрывается, полученныемодели извлекаются и приклеиваются к легкоплавкой модели литниковой системы(рис. 12Л,б), образуя общий блок. Водин блок объединяют от 2 до 100 моделей.

Для получения формы на поверхностьмодельного блока многократным погружением(рис. 12Л,в) наносится жидкая огнеупорнаякерамическая суспензия, после чего вспециальной продуваемой установке(рис. 12Л,г) наносится на влажнуюсуспензионную поверхность модельногоблока слой сухого кварцевого песка.Затем модельный блок с нанесённым слоемсушат около 2 часов на воздухе.

Повторяяпроцедуры нанесения жидкой суспензии,сухого песка и просушки, на модельныйблок наносят от 3 до 6 слоёв огнеупорногопокрытия, получая неразъёмную тонкостеннуюформу с толщиной стенки 6 – 8 мм. Из этойформы модельный блок выплавляется врезультате погружения на несколькоминут в бак с горячей водой, температуракоторой Т = 85…950С (рис. 12Л,д).

Модельный состав расплавляется ивсплывает на поверхность, откудапериодическиудаляется дляновогоиспользования.После извлеченияиз водыоболочковую форму сушат, а затемустанавливают в опоку и засыпаютподпорным материалом (рис. 12Л,е).Подпорный материал применяется дляпредотвращения прорыва тонкостеннойформы расплавленным металлом в процессеее заливке.

В качестве подпорногоматериал обычно используется сухойкварцевый песок. Затем опока с формойустанавливается в электрическую печьи прокаливается не менее 2 часов притемпературе 900С. Впроцессе прокалки происходит испарениеводы, выгорание остатков модельногосостава и упрочнение формы. В результатепрокалки форма превращается в прочнуюкерамическую оболочку.

Сразу же послепрокалки горячую форму заливаютрасплавленным металлом (рис. 12Л, ж).

Соседние файлы в папке 2 Раздаточный материал лекции Литье

Изменения решётки

При увеличении тепла (чугун плавится при температуре 1200 градусов по Цельсию), происходит переход кристаллической решётки в текущее жидкое состояние. Именно в этот момент растёт внутренняя энергия металла. Достигнув нагрева свыше одной тысячи градусов, кристаллическая решётка разрушается. В это время, поступающая тепловая энергия продолжает ослаблять молекулярные связи. Наблюдается увеличение запасов энергии внутри металла. Она выше той, что содержит кристаллизованный материал, в несколько раз.

Прекращение нагревания является началом охлаждения металла. Происходит обратный процесс кристаллизации, развивающийся по дендритному алгоритму. То есть из точек, мотивирующих такое развитие. Они (дендриты) выступают в роли априорных стадий процесса. Кристалл вырастает как бы из центра явления. В жидком, но уже в остывающем чугуне, кристаллизация происходит по принципу строения дерева. В процессе участвуют дендриты цементита, аустенита и графита. Зафиксировано термодинамическим способом, что именно графит шаровидной формы представлен дендритом, имеющим секторальную слоистую конструкцию.

Переплавка чугуна в вагранке

В отличие от доменной плавки, переплавка чугуна в вагранке при грамотном подходе способна приносить прибыль при относительно небольших вложениях и представляет несомненный интерес для малого бизнеса.

Вагранка, как и домна, принадлежит к печам шахтного типа. В качестве топлива в ней используется кокс, в последнее время всё большее распространение получают вагранки, работающие на газе.

Для достижения высокой температуры горения используется нагнетание воздуха в рабочую камеру.

В отличие от доменной печи, где металл выплавляется из руды, в вагранке производится переплавка лома чугуна и чугунных чушек с последующим разливом расплава в формы для получения готовых изделий.

Ввиду небольшого размера обслуживание таких печей на порядки проще, чем обслуживание домны. По этой же причине упрощен их ремонт и процедура остановки.

Принципиальная схема вагранки, работающей на коксе, выглядит так:

• Основной частью вагранки является металлический цилиндр — кожух, изготовленный из листов стали 6-12 мм. Внутренняя поверхность его выложена жаропрочным кирпичом или иным огнеупорным материалом, толщина которого равняется 200-300 мм.
• Основанием для кожуха служит подовая плита, которая опирается на четыре колонны. Для удаления остатков чугуна при ремонте служит отверстие, расположенное в центре плиты, закрытое заслонкой.
• Для загрузки кусков чугуна, кокса и присадок служит завалочное окно.
• Часть рабочего пространства от подовой плиты до завалочного окна называется шахтой.
• Часть пространства кожуха, находящаяся выше завалочного отверстия, называется трубой.
• Нижняя часть шахты называется горном. В горне имеются фурмы для подачи воздуха или кислорода, а так же летки, чугунная и шлаковая.
• Часть горна в районе фурм – плавильный пояс.
• Розжиг производится через рабочее окно с помощью дров.

Процесс плавки происходит таким образом:

1. Через завалочное окно в шахту загружаются куски чугуна и кокса, а так же флюса и иных присадок.
2. При сгорании кокса, температура горения которого повышается благодаря нагнетаемому через фурмы воздуху, происходит расплавление чугуна, который выходит через чугунную летку.
3. Шлак, который в силу своей лёгкости плавает поверх чугуна, выходит сквозь шлаковую летку.
4. Газообразная смесь, образовавшаяся при горении, уходя вверх по шахте, нагревает опускающуюся от завалочного окна шихту и уходит в трубу.

Для облегчения заливки больших форм и выдерживания постоянного химического состава чугуна вагранки, как правило, оснащены еще одним горном – копильником, в котором накапливается выходящий из летки кожуха чугун.

В этом случае раздача расплава производится из копильника.

Рабочий цикл составляет от 10 до 20 часов, после чего вагранка гасится и производится ремонт жаропрочной облицовки её внутренней поверхности.

Производительность такой печи может равняться от 0,2 до 25 т/час, соответственно, при диаметре шахты от 500 до 2000 мм, при полезной высоте шахты от 3 до 5 метров.

Расход газа газовых плавильных печей

Расход газа во время работы плавильных печей зависит от газовой горелки. На газовых термических печах устанавливаются горелки низкого и среднего давления. Правильно выбранная газовая горелка должна обеспечивать:

• подвод в зону горения требуемого количества газа и воздуха;
• хорошее перемешивание шихты;
• полное сжигание газа при минимальном коэффициенте избытка воздуха;
• хороший теплообмен внутри плавильного узла, исключающий локальные перегревы;
• устойчивую работу в необходимом диапазоне изменения теплопроизводительности.

Расход газа при плавки 1 тонны шихты меди или алюминия составляет от 60 до 100 м3/час.

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:

1. по назначению – на общие и специальные, такие, как антифрикционные, жаропрочные и т.п.
2. по структуре материала – на ферритные, перритные и смешанные
3. По виду содержащегося графита — на шаровидные, пластинчатые, хлопьевидные и вермикулярные
4. По содержанию углерода — на белые, серые и отбеленные

В металлургической науке существуют и другие классификации чугунных отливок.

Технология производства

Выплавка чугуна проводится на протяжении нескольких десятилетий, что связано с его уникальными эксплуатационными качествами. Большое количество разновидностей сплавов определяет применение особых правил маркировки. Маркировка чугунов проводится следующим образом:

1. Литейные обозначаются буквой Л.
2. Серый получил широкое распространение, для его обозначения применяется сочетание букв «СЧ».
3. Ковкий обозначают КЧ.
4. Предельный или белый обозначают буквой П.
5. Антифрикционный или серый обозначают АЧС.
6. Легированные чугуны могут обладать самым различным химическим составом и обозначаются буквой «Ч».

Технология производства чугуна предусматривает проведение нескольких этапов, которые позволяют получить требуемую структуру. Рассматривая процесс получения чугуна, отметим следующие моменты:

1. Производство проводится в специальных доменных печах.
2. Легированный и жаростойкий чугун могут получаться при использовании в качестве сырья железной руды.
3. Технология представлена в восстановлении оксидов железа руды. В результате перестроения кристаллической решетки и изменения структуры на выходе получается материал, который называют чугуном.
4. Рассматривая способы производства, отметим, что особенности технологии также заключаются в применяемых материалах – коксах. Под коксом подразумевают природный газ или термоантрацит, выступающие в качестве топлива.
5. Изготовление чугуна предусматривает отпуск железа в твердой форме при применении специальной печи. На данном этапе получается жидкий чугун.

Оборудование для производства чугуна может существенно отличаться. Кроме этого, применяемая технология производства во многом определяет то, какой будет получен материал. Примером можно назвать производство ВЧШГ, которое связано с приданием структуре необычную форму.

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.