Стальные и чугунные отливки

Обновлено: 07.01.2025

Производство отливок из чугуна - одно из приоритетных направлений деятельности компании ООО «ТС Инжиниринг». Предприятие занимается изготовлением чугунных отливок для различных отраслей промышленности много лет. За это время компанией был накоплен колоссальный опыт отливки изделий из чугуна высокого уровня сложности, различных размеров и форм. Максимальный возможный вес отливки из чугуна составляет 400 кг.

Ассортимент продукции

Предприятие производит чугунные отливки из различных марок чугуна:

чугун серый;
чугун жаростойкий;
чугун износостойкий;
чугун высокопрочный.

Наиболее универсальны и востребованы сегодня чугунные отливки, изготовленные высокопрочного и серого чугуна. Популярность серого чугуна обусловлена входящим в его состав графитом, который повышает прочность сплава. Отливки из серого чугуна используются активно в машиностроении, при изготовлении архитектурных элементов и форм, в художественном производстве. Чугунное литье из чугуна высокой прочности широко применяется в производстве труб для водоотведения и водоснабжения, газо- и нефтепроводов. Для изделий характерны высокая прочность и долговечность, высокие эксплуатационные качества.

Ассортимент продукции, выпускаемой предприятием, включает в себя литье для машиностроения (более 75% отливок из чугуна изготавливается на сегодняшний день для машиностроительной промышленности), сельскохозяйственных нужд, нефтегазовой и железнодорожной промышленности, а так же для коммунального хозяйства. ООО «ТС Инжиниринг» работает с заказами любого объема: как с серийными, так и с разовыми.

Технологии

На предприятии чугунные отливки изготавливаются по новейшей современной технологии литья металла в специальные формы из холодно-твердеющих смесей. Эта технология отличается от традиционно используемой (когда литье металла ведется в песчано-глинистые формы), тем, что предполагает применение в качестве связующего, искусственных смол. Данная прогрессивная технология позволяет выпускать отливки из чугуна с высокой стабильностью геометрических размеров, более качественной структурой металла и чистотой поверхности. Изделия обладают высокими механическими свойствами и повышенной износостойкостью. Все работы на предприятии ведутся четко с соблюдением технологии, строго выдерживаются сроки, оговоренные с заказчиком, компания гарантирует высокое качество каждого изделия.

Изготовление на заказ

Компанией ООО «ТС Инжиниринг» производится продажа отливок со склада, также ведется их изготовление на заказ. Выполнение заказа возможно по образцу уже готового изделия, и по чертежам заказчика. Специалисты компании по индивидуальному заказу ведут изготовление комплектов модельной оснастки для производства необходимых отливок из чугуна.

Конкурентные преимущества ООО «ТС Инжиниринг» - выверенные механизмы контроля качества (процесс отливки изделия контролируется на каждом этапе производства), индивидуальный подход к потребностям каждого заказчика, гибкая ценовая политика.

Хорошими литейными свойствами обладает серый чугун – это высокая жидкотекучесть, небольшая усадка, незначительное влияние газосодержания на механические свойства, а также достаточно высокое сопротивление образованию горячих трещин и малой склонностью к образованию усадочных раковин и пористости. Благодаря этим свойствам, отливки из чугуна такой разновидности производятся высокого качества и широко используются в промышленности. Поскольку трещиноустойчивость чугуна возрастает с повышением содержания углерода и кремния, на нашем предприятии используют технологии, позволяющие контролировать химический состав отливок таким образом, чтобы они не были подвержены образованию газовых раковин. Этому способствует также специально разработанная конструкция литниковой и вентиляционной систем. Практически, можно получать отливки из чугуна с любой структурой, благодаря процессу управления скоростью охлаждения чугуна. А от полученной структуры и зависят механические свойства, такие как герметичность, износостойкость, обрабатываемость отливки. При этом следует учесть, что для отливок из чугуна, обладающего высокой прочностью, характерно образовании холодных трещин. Поэтому строгое выполнение нормативов и соблюдение методик позволяет добиться получения такого качества чугуна, которое в минимальной степени подвержено риску возникновения вышеуказанных дефектов.

В качестве подшипниковых сплавов широко используются чугунные отливки, которые производят из антифрикционного чугуна. Для этого применяется группа специальных сплавов, которые способны работать в условиях трения как подшипники скольжения. Произведенные детали обладают высокими эксплуатационными свойствами, благодаря применению чугунных отливок, полученных вышеуказанным способом. Отливки можно производить из легированного или нелегированного чугуна с шаровидным, вермикулярным или пластинчатым графитом, включая отливки из ковкого чугуна.

Технология такого производства включает в себя разработку конструкции чугунной отливки, изготовление модельного комплекта чугунного литья. Следующим этапом является производство опытной партии, из которой чугунные отливки проходят испытания и подвергаются контрольным замерам. После этого осуществляется запуск в серию отливок с последующим контролем качества. Для осуществления всей технологической цепочки изготовления литья предприятие обладает современными производственными мощностями, позволяющими в короткие сроки, соблюдая ГОСТы и требования заказчика, изготавливать любые объёмы отливок из чугуна.

Cтальное и чугунное литье

Отливки из чугуна — одно из направлений деятельности ООО «Калужского опытно-механического завода». Детали изготавливаются как по стандартным параметрам, так и по образцам/чертежам заказчика. По необходимости инженеры разработают и изготовят модельную оснастку. В производстве используются технологии ПГС и ХТС — литье в песчано-глинистые и холодно-твердеющие смеси соответственно. С учетом назначения, в производстве используются разные марки чугуна — серый, высокопрочный, легированный, жаростойкий, антифрикционный.

Где используются чугунные отливки

Выплавку чугуна в доменной печи заказывают для разных отраслей деятельности, в том числе в декоративных целях. Данный способом изготавливают маховики, станины, корпусы, рамы, тормозные барабаны, диски сцепления. В тяжелом машиностроении из чугуна делают редукторы, зубчатые колеса, тормозные колодки, гидроцилиндры. В автомобилестроении — ступицы и шестерни, грузы погрузчиков, корпусные элементы механизмов. Для печей производятся корпусы и заслонки, поддоны и дверцы. Для сферы ЖКХ можно заказать решетки водостоков, дорожные люки, ливневые воронки, скамьи и многое другое.

Преимущества заказа чугунного литья на заводе

Своевременно реагируя на заказы, литьем чугуна по чертежам заказчика мы занимаемся ответственно, с учетом действующих стандартов. По сравнению с другими материалами, чугун относительно недорогой, но достаточно прочный и долговечный. Он хорошо поддается обработке, отличается высокой огнестойкостью и стабильной усадкой.

Технологии стального литья

Заказывая на заводе выплавку стали в электропечи, можно предоставить собственные чертежи или выбрать стандартные параметры отливок. Литье осуществляется в ПГС и ХТС. В производстве используются разные стальные сплавы с учетом технического задания заказчика. Это может быть конструкционная или нержавеющая, жаропрочная и износостойкая сталь. Габаритные размеры и массу отливок, а также конкретные марки стали можно уточнить у консультантов.

Где используются стальные отливки

Масса стальных отливок варьируется от нескольких граммов до десятков тонн, конфигурация бывает простой и сложной. Стальные детали достаточно прочные и пластичные, долго служат. В машиностроении масса стальных отливок может составлять до 60 % от массы машины (тепловозы и пр.). В энергетической отрасли востребованы колеса для турбин, масса которых около 85 т. Из особо прочных сталей изготавливают траки гусеничного транспорта, режущие части экскаваторов, землеройных машин, а также стрелы для трамваев и железнодорожного транспорта.

Преимущества заказа стальных отливок на заводе

Заводские стальные отливки более прочные по сравнению с чугуном, поэтому их применяют для изготовления ответственных элементов машин. Изделия из стали долговечные, прочные и выносливые к перепадам температур. Отливки из стали по механическим свойствам не уступают кованым изделиям, но по стоимости гораздо дешевле.

Различия между чугуном и литой сталью

Одним из самых популярных способов изготовления долговечных и качественных компонентов является литье. Отливка обеспечивает высокий уровень детализации, что не требует дополнительного изготовления или сборки. В то время как многие различные материалы могут быть отлиты, сталь и железо являются двумя наиболее популярными из-за их превосходных механических свойств для широкого спектра применений.

Литейный чугун обычно относится к серому железу, ковкому чугуну и ковкому железу. Это чугунное литье с содержанием углерода более 2%.

Литая сталь обычно относится к обычной углеродистой стали и легированной стали. Которая представляет собой стальное литье с содержанием углерода ниже 2%.

Таким образом, нет большой разницы от химического состава и сырья для чугуна и литой стали.

Устойчивость к коррозии

Когда дело доходит до коррозии, железо имеет лучшую коррозионную стойкость, чем сталь. Это не значит, что либо непроницаем для коррозии. Если оставить их незащищенными, оба металла будут окисляться в присутствии влаги. В конце концов, они будут полностью разлагаться. Чтобы предотвратить это, покрытие рекомендуется как для стальных, так и для чугунных отливок.

Стоимость

Чугун часто дешевле, чем литая сталь, из-за более низких материальных затрат, энергии и труда, необходимых для производства конечного продукта. Хотя необработанная сталь является более дорогой, существуют, однако, сборные формы стали. К ним относятся листы, стержни, прутки, трубы и балки.

Литейные свойства

Чугун относительно легко лить, так как он легко разливается и не дает усадки так же сильно, как сталь. Эта текучесть делает чугун идеальным металлом для архитектурных или декоративных металлоконструкций, таких как ограждения и уличная мебель.

Преимущества и недостатки чугуна

Хорошие литейные свойства серого чугуна: хорошее гашение вибрации, хорошая износостойкость, хорошая обрабатываемость и низкая чувствительность к надрезам. Однако его прочность на растяжение и относительное удлинение очень низкие. Таким образом, он может производить только некоторые металлические детали с низкими физическими требованиями. Требования, такие как защитная крышка, крышка, поддон картера, штурвалы, рама, пол, молоток, небольшая ручка, основание, коробка, нож, кровать, опора подшипника, стол, колеса, насос, клапан, труба, маховик, моторные блоки и т. д. Что касается более высоких марок, серый чугун может выдерживать большую нагрузку и определенную степень герметичности или коррозионной стойкости. Это позволяет использовать некоторые наиболее важные отливки, такие как цилиндр, шестерня, основание, маховики, станина, блок цилиндров, гильза цилиндра, поршень, коробка передач, тормозное колесо, соединительная пластина, клапан среднего давления и т. д.

Ковкий чугун имеет высокую прочность, пластичность, жаропрочность и ударную вязкость. Поэтому более широкое применение в некоторых случаях может заменить углеродистую сталь. Однако технология его производства высока. Производственный процесс является более сложным. Это делает стоимость производства выше, чем обычный серый чугун и литая сталь. Следовательно, существует больше дефектов литья для ковкого чугуна. Есть много областей, в которых используется ковкий чугун, таких как напорные трубы и фитинги, автомобильные приложения, сельское хозяйство, дорожные и строительные приложения и общие инженерные приложения.

Преимущества и недостатки литой стали

Основным преимуществом литой стали является гибкость конструкции. Конструктор литья имеет наибольшую свободу выбора дизайна. Это учитывает сложные формы и полые части поперечного сечения.

Литая сталь обладает гибкостью металлургического производства и наибольшей вариативностью. Можно выбрать другой химический состав и контроль, который адаптирован к различным требованиям различных проектов. Это предлагает различные варианты термообработки в более широком контексте механических свойств и производительности. Также предлагает хорошую сварочную способность и обрабатываемость.

Литая сталь является своего рода изотропным материалом и может быть внесена в общую конструкционную прочность стальных отливок. Это повышает надежность проекта. В сочетании с дизайном и весом преимущества короткого срока поставки, цены и экономичности дают литейной стали конкурентное преимущество.

Диапазон веса стальных отливок больше. Небольшой вес может составлять всего несколько десятков граммов прецизионных отливок. Вес больших стальных отливок достигает нескольких тонн, десятков тонн или сотен тонн.

Стальные отливки могут быть использованы для различных рабочих условий. Его механические свойства превосходят любые другие литейные сплавы, а также различные высоколегированные стали специального назначения. Чтобы выдерживать высокое растягивающее напряжение или динамическую нагрузку на компоненты, важно учитывать отливки из сосудов под давлением. При низкой или высокой температуре крупные и важные детали ключа нагрузки должны отдавать приоритет стальным отливкам.

Тем не менее, литая сталь имеет сравнительно плохое сопротивление всасыванию, износостойкость и подвижность. Производительность литья по сравнению с чугуном плохая. Также затраты выше, чем у обычного чугуна.

Поэтому для чугуна и литой стали у них есть свои преимущества и недостатки. Любой из них должен быть выбран в соответствии с применением и их физическими свойствами.

Характеристика чугунных и стальных отливок

Чугунные отливки — наиболее распространенный вид литых деталей. Широкое применение серого чугуна в машиностроении, строительстве и других отраслях народного хозяйства объясняется удачным сочетанием в нем хороших литейных и удовлетворительных механических свойств.

Механические и некоторые другие свойства серого чугуна регулируют, изменяя содержание углерода, кремния, марганца, хрома и некоторых других составляющих. Механические свойства серого чугуна часто регулируют скоростью охлаждения отливки в полости формы, а также модифицированием жидкого чугуна на желобе плавильного агрегата или в ковше. В качестве модификаторов в этом случае используют ферросилиций, силикокальций, магний и некоторые другие ферросплавы и металлы.

Существует несколько способов улучшения механических свойств чугунных отливок. Большинство их основано на изменении количества углерода в сплаве, а также регулировании количества и формы графитовых включений в отливке. Если в металлическую шихту добавить 30—40% стального лома, то содержание углерода в чугуне снизится до 2,8—3% и в результате получится перлитный чугун. Его применяют для изготовления ответственных деталей, как обладающего достаточно высокой прочностью (предел прочности при растяжении досі ига — ет400—450 МН/м2. ) . Путем модифицирования чугуна магнием можно получить высокопрочный чугун с шаровидными выделениями графита. Такой чугун имеет прочностные характеристики, близкие к стали, и в ряде случаев ее заменяет.

Ковкий чугун получают при отжиге белого чугуна в течение 30—60 ч при 900—1050°С. В зависимости от условий отжига ковкий чугун бывает перлитный (белосердечный) и ферритный (черносердечный).

Перлитный ковкий чугун получают после отжига белого чугуна в окислительной атмосфере. Для этого отливки из белого чугуна укладывают в металлические ящики, засыпают железной рудой и ставят в пламенную печь или электрическую нечь сопротивления. При высокой температуре карбид железа в чугуне разлагается по реакции

Fe3C -> 3Fe — j — Сотжига

Одновременно металл с поверхности отливки при воздействии на нее кислорода руды частично обезуглероживается. Отливки перлитного чугуна имеют в изломе светло-серебристый цвет.

Наибольшее применение получил ферритный ковкий чугун, который получают после отжига отливок из белого чугуна в нейтральной среде без добавки руды в ящики. Во время такого отжига распадается цементит, но металл не обезуглероживается. Излом ферритного чугуна бархатисто-черный.

Ковкий чугун разделяют на марки в зависимости от предела прочности при растяжении и относительного удлинения. В отличие от обычных серых чугуиов ковкие чугуны обладают лучшими пластическими свойствами. Тем не менее их нельзя подвергать ковке или штамповке, так как они не выдерживают больших деформаций.

Легированный чугун. Введение в состав чугуна хрома, никеля, меди, титана, молибдена и других легирующих элементов сопровождается улучшением его механических и физико-химических свойств. В ряде случаев можно получать отливки со специальными свойствами.

Чугунные отливки широко применяют в строительстве. Так, из серого чугуна отливают опорные колонны, подушки и другие детали, работающие на сжатие, а также санитарно-технические изделия и печную арматуру (трубы, радиаторы, колосники и т. д.). Чугунные отлив ки используют также при строительстве тоннелей.

Стальное литье. В зависимости от химического состава стали отливки разделяют на углеродистые, низколегированные и высоколегированные со специальными свойствами. Наибольшее количество стальных отливок получают из углеродистой стали. Фасонное литье из углеродистых сталей по химическому составу и механическим свойствам согласно ГОСТ 997—58 разделяют на десять марок (15Л; 20Л; …;55Л).

Широко применяемые в литейном производстве стали имеют следующий химический состав: 0,15—0,45% С; 0,5—1%Мп;0,2—0,5% Si. Содержание серы и фосфора должно быть минимальным. Стальные отливки имеют феррито-перлитную структуру и следующие механические свойства: предел прочности при растяжении не менее 400—600

МН/м2 (МПа), предел текучести 2С0—350 МН/м2 (МПа), относительнее удлинение 10—24%, относительное сужение 18—35% и ударную вязкость не менее 0,25—0,5 МДж ы2.

Сталь по сравнению с чугуном обладает более высокой температурой плавления, большей величиной усадки (около 2%), худшей жидкоте — кучестью, большей склонностью к образованию термических напряжений и трещин (горячих и холодных). В связи с этим к литейным формам для стального литья предъявляют высокие требования. Такие формы должны обладать большой прочностью, газопроницаемостью, огнеупорностью и податливостью, чем формы для чугунного и цветного литья.

Большинство отливок из углеродистых и других сталей подвергают термической обработке, которую проводят для улучшения их микроструктуры, механических и эксплуатационных свойств, а также для уменьшения остаточных напряжений. Эти напряжения снимают при отжиге или высокотемпературном отпуске.

Литые детали из углеродистой стали применяют во многих отраслях народного хозяйства. Достаточно широко используют в технике и другие стали. Среди последних ведущее место занимают отливки из вы — сономарганцоБистой стали 110Г13Л (шары и била мельниц, щеки камнедробилок, зубья ковшей экскаваторов, крестовины и стрелки трамвайных и железнодорожных линий и т. д.). Детали из такой стали хорошо переносят продолжительные и интенсивные ударно-абразивные нагрузки.

Чугунное, стальное и цветное литье

Главным материалом для чугунолитейных цехов служит штыковой чугун из доменных печей. Литейные чугуны разделяются на литейный коксовый, литейный древесноугольный и литейный специальный. Содержание элементов в литейном коксовом чугуне должно соответствовать ГОСТ 4832-58, в литейном древесноугольном - ГОСТ 4833-49 и литейном специальном - ГОСТ 4834-49,

В качестве одного из основных материалов, поступающих в переплавку вместе со штыковым чугуном, используются чугунный лом, возврат собственного производства и ферросплавы. При плавке чугуна для снижения содержания углерода и повышения механических свойств отливок добавляют стальной лом.

Устройство вагранок и их работа

Вагранка - это простейшая шахтная печь для переплавки чугуна. Она является самым распространенным для этой цели типом и по своему устройству очень напоминает маленькую доменную печь. Некоторые части ее носят те же названия, что и соответствующие части домны.

На чугунную плиту установлен кожух диаметром D₂, склепанный или сваренный из железа и выложенный огнеупорным кирпичом, образующий внутренний диаметр шахты вагранки D. Плита лежит на чугунных колонках. В плите имеется отверстие с дверкой на петлях. На днище сверху набивают под или лещадь. Несколько выше пода в кадке делают один, два или три ряда фурм. Через эти фурмы и подается воздух, необходимый для горения топлива. Воздух поступает в фурмы из коллекторного кольца высотой h2, опоясывающего всю вагранку, а в кольцо он нагревается по трубе вентилятором. К нижней стенки кольца крепятся чугунные коробки главного ряда фурм со стеклом для наблюдения за фурмой во время плавки.

Часть вагранки между подом и фурмами называется горном, а выше фурм - шахтой. Верхняя часть шахты называется колошником. В колошнике имеется загрузочное окно. Над колошником устраивается труба для отвода газов. Над подом в нижней части вагранки имеется рабочее окно, закрываемое дверцей. На уровне пода в кадке вагранки устраивается горловина для выпуска расплавленного чугуна в копильник диаметром D₀.

Выпуск чугуна производиться через отверстие в нижней части копильника, называемое леткой. Шлак из копильника выпускают через отверстие шлаковой летки, расположенной на высоте h₃ под подом. Расплавленный металл скопляется в горне и выпускается через летку по желобу. Для управления искр вверху вагранки устанавливают искроуловитель.

В вагранку через загрузочное окно с колошниковой площадки периодически загружают шихту из чугуна, кокса и флюса. Расход кокса составляет 10-15 % от веса переплавляемой металлической шихты.

Реконструкция вагранок с применением дутья, обогащенного кислородом, с подогревом подаваемого в вагранку воздуха, с переводом подаваемого в вагранку воздуха, с переводом на газообразное топливо повышает производительность литейных цехов.

От сгорания кокса в горне вагранки накапливается очень трудноплавкая зола, шлаки становятся очень густыми и уносят с собой капли металла. Густые шлаки того, затягивают фурмы, нарушая нормальный ход плавки, и способствуют переходу в чугун серы. Для разжижения шлака в вагранку добавляют флюсы, чаще всего в виде известняка.

Необходимо сказать о кислых шлаках доменной плавки. Кислые шлаки легкоплавки, но при плавке в вагранке на коксе они недопустимы, так как содержат много кремнезема (SiO₂) и не могут удерживать в себе серу в той мере, в какой ее удерживают основные шлаки, богатые известью. Известковый камень с успехом заменяют в вагранке основным мартеновским шлаком, богатым известью (вторичным шлаком - бедным фосфором).

Производительность вагранок в зависимости от их размеров колеблется широких пределах - от 0,25 до 25 т в час.

При крупных отливах расплавленный чугун выпускают в большие специальные ковши, а из низ в формы. Выдержка в ковше способствует вплавлению посторонних включений и выделению газов.

Получение отливок с отбеленной поверхностью и с менее твердой внутренней частью достигается быстрым охлаждением поверхности отливки. Отбеленная твердая поверхность имеет структуру белого чугуна (с избытком цементита). При быстром охлаждении графит не успевает выделиться, и углерод остается химически связанным, т.е. в виде цементита. Для отливок с отбеленной поверхностью чугун должен содержать меньше кремния (0,7-0,8%) и марганца (0,5-0,8%). В тех частях формы, где поверхность отливки должна быть отбелена, следует применять металлические стенки (холодильники).

Получение чугунов повышенного качества

Для ответственных отливок применяют чугуны повышенного качества с улучшенной структурой. Повышенные механические свойства, хорошее сопротивление истиранию, однородность свойств во всех частях отливки обеспечили широкое распространение перлитных чугунов. Повышенными механическими качествами обладает чугун с пониженным содержанием углерода. Для этой цели в вагранку вводят стальные обрезки (до 50% от веса шихты).

Для высококачественных отливок модифицированного чугуна требуется высокая температура металла на желобе (до 1400-1450 o C) Тогда модифицированный чугун получается введением в струю чугуна измельченного модификатора, например в виде силикокальция или высокопрочного ферросилиция, в количестве 0,2-0,5 % от веса чугуна. Такое количество модификатора, незначительно изменяя химический состав чугуна, резко улучшает его физические свойства. Вследствие раскисления и графитизации чугун получает во всех сечениях отливки равномерную величину зерна с перлитно- графитным строением.

При выплавке модифицированного чугуна рекомендуют применять вагранку с тремя рядами фурм, обеспечивающими повышенную температуру жидкого чугуна, снижение расхода кокса и увеличение производительности. Количество вводимого модификатора зависит от состава чугуна и должно быть тем больше, чем меньше в чугуне углерода и кремния. Присадку модификатора в ковш следует производить не больше, чем за 5-10 мин. До заливки во избежание понижения механических качеств чугуна.

Серый чугун путем обработки жидкого металла магнием имеет предел прочности при изгибе до 120кг/мм 2 , при растяжении - до 80 кг/мм 2 и удлинение - 16 %.

Марки чугуна, модифицированного магнием, СПЧП45 и СПЧП 55 имеют перлитною структуру. Чугун СПЧП45 имеет предел прочности 45 кг/мм 2 , а СПЧП55 - 55 кг/мм 2 . Удлинение соответственно 1,5-5%. В настоящее время начали получать модифицированный магнием чугун с пределом прочности на растяжение до 100 кг/мм 2 и удлинением 7-8% и выше.

Ковкий чугун представляет собой чугунное литье с ферритной или перлитной основой с включениями углерода отжига округлой формы в отличие от пластинчатого графита серого чугуна. Для получения ковкого чугуна отливки из белого чугуна подвергаются отжигу.

При отжиге отливок из белого чугуна при температуре выше критической, а именно при 900-950 0 C, карбид железа Fe₃С разлагается на железо и углерод отжига. Твердость отливок понижается, обрабатываемость улучшается а механические свойства возрастают. Отливки отжигают в ящиках, заполненных песком или железной рудой. В первом случае получают черносердечный, а во втором - белосердечный ковкий металл.

Отливки из ковкого чугуна ковать нельзя. Название "ковкий" чугун условно и указывается лишь на некоторую пластичность. Отличительной чертой таких отливок являются их механические свойства, занимающие среднее место между сталью и серым чугуном.

Отливки из ковкого чугуна применяются для мелких деталей автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин, соединительных частей трубопроводов: уголков, муфт, тройников и других деталей.

Расчет шихты для получения чугунного литья

Расчет шихты заключается в подпоре такого шихтового материала, который бы обеспечивал получение литья требуемого химического состава. При расчете шихты затруднение вызывает различие угара основных примесей чугуна во время плавки. Угар этот зависит от сорта шихтового материала, режим плавки и топлива.

Допустим, например, что для машиностроительного литья требуется получить в отливке 2,4% Si, 0,65% Mn, 0,40-0,5% P и не более 0,09% S, а в распоряжении литейного цеха имеются, %:

Кремний	Марганец	Фосфор	Сера
Чугун марки ЛКО	3,25	0,65	0,3	0,03
Чугун марки ЛКI	3,10	0,55	0,3	0,03
Чугунный лом	2,50	0,70	0,6	0,08

Взяв 50% лома и по 25% чугуна указанного состава, получим в каждой колоше весом в 900 кг:

Чугун марки ЛКО - 225 кг
Чугун марки ЛКI - 225 кг
Чугунный лом - 450 кг

В них будет содержаться, %

Кремний 0,25 * 3,25 = 0,813 0,25 * 3,10 = 0,775 0,50 * 2,50 = 1,250 Всего: 2,838	Марганец 0,25 * 0,65 = 0,1625 0,25 * 0,55 = 1,1375 0,50 * 0,70 = 0,3500 Всего: 0,650
Фосфор 0,25 * 0,3 = 0,0,75 0,25 * 0,3 = 0,075 0,50 * 0,6 = 0,300 Всего: 0,45	Сера 0,25 * 0,0,3 = 0,0075 0,25 * 0,03 = 0,0075 0,50 * 0,08 = 0,0,400 Всего: 0,0,550

Если принять угар кремния равным 15%, марганца 22%, фосфора 0% и пригар серы в 50% (за счет серы кокса) и вычесть количество выгоревших кремния и марганца, оставив без изменения фосфор и добавив пригар серы, то получим состав чугуна после переплавки, т.е. в отливке, %:

Кремний = Угар 15 % * ( 2,838 - 0,0 ) = 0,45%
Марганец = Угар 22% * ( 0,650 - 0,143 ) = 0,507%
Фосфор = Угар 0% * ( 0,45 - 0,0 ) = 0,45%
Сера = Угар 50% * ( 0,0550 + 0,0275 ) = 0,0825%

Таким образом, мы получим чугун, соответствующий требованию, за исключением содержания марганца, которого нахватает (0,15%). Недостающее количество марганца, равное 0,015 · 900 = 1,35 кг, можно добавить в виде зеркального чугуна с 10-25% Si, возьмем марку с15; Mn.

Угар марганца из зеркального чугуна в вагранке примем равным 30%. Значит ввести в шихту не 1,35 кг, ( 1,35 * 100 ) / 70 = 1,9 кг; зеркального же чугуна с 15% Mn нужно ввести 1,9 : 0,15 = 12,6 кг.

Стальное литье

Отличительными способностями стального литья являются высокая температура жидкой стали, большая усадка и внутренние напряжения. Все это требует изготовления форм из высокоогнеупорных формовочных материалов (чистый кварцевый песок с необходимым количеством огнеупорной или шамотной глины). Кроме того, форма должна иметь достаточную податливость при остывании. Вследствие большой усадки стали требуется установка прибыли для питания отливки. С целью экономии металл вместо больших прибылей можно применять прибыли меньшего размера, но используя в них газовое давление. Основную сталь при отливке стальных деталей выпускают через отверстие в дне ковша.

Главным недостатком стальных отливок являются усадочные раковиныи трещины. При отсутствии этих пороков и при правильной термической обработке стальное литье обладает высокими механическими качествами, не уступающими свойствами изделий, получаемых ковкой или другими видами обработки давлением. В последнее время достигнута отливка тонкостенных деталей весом в несколько граммов и разработаны методы изготовления литого инструмента. С другой стороны.

Стальное литье получают, как и чугунное, с помощью формовочных машин и пескометов, применяя конвейеры для заливки форм и ленточную подачу формовочных смесей.

В настоящее время машиностроение располагает сталями, имеющими после термической обработки предел прочности при растяжении до 200 кг/мм 2 и даже более, а удлинение более 10%.

Цветное литье

Плавку цветных металлов производят в тигельных горнах, пламенных печах и электропечах.

Тигельные горны отапливают твердым топливом (кокс, антрацит), жидким (нефтяные остатки - мазут) и газообразным (генераторный газ).

Тигли применят обычно графитовые (ГОСТ 3782-54). Условная вместительность их от 0,1 до 356 кг. Условная вместимость тиглей определена для меди с увеличенным весом 8,6 при 1200 o C при условии заполнения их на 95%.

Читайте также: