Чугунное литье

Общие свойства чугуна

Основными составляющими чугуна являются железо и углероды. Свойства чугуна определяются структурой основной металлической массы, формой, количеством и расположением графитных включений.

Чугунное литье

Главным материалом для чугунного литья служит штыковой чугун из доменных печей. Литейные чугуны разделяются на литейный коксовый, литейный древесноугольный и литейный специальный. В качестве одного из основных материалов, поступающих в переплавку вместе со штыковым чугуном, используются, возврат собственного производства и ферросплавы. При плавке чугуна для снижения содержания углерода и повышения механических свойств отливок добавляют стальной лом.

Применение вагранок в чугунном литье

Вагранка — это простейшая шахтная печь для чугунного литья. Она является самым распространенным для чугунного литья типом и по своему устройству очень напоминает маленькую доменную печь. Некоторые части ее носят те же названия, что и соответствующие части домны.

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° 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/мм2, при растяжении — до 80 кг/мм2 и удлинение — 16 %.

Марки чугуна

Марки чугуна, модифицированного магнием, СПЧП45 и СПЧП 55 имеют перлитною структуру. Чугун СПЧП45 имеет предел прочности 45 кг/мм2, а СПЧП55 — 55 кг/мм2. Удлинение соответственно 1,5-5%. В настоящее время начали получать модифицированный магнием чугун с пределом прочности на растяжение до 100 кг/мм2 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°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. Крупнотоннажные отливки развесом от 0,1 до 20 тонн производятся в опоках и кессонах.

Основные виды продукции, получаемые на заводе:

Моторно-осевые подшипники тяговых электродвигателей локомотивов железных дорог.
Чугунные тормозные барабаны для грузовых автомобилей и автобусов отечественного и иностранного производства.
Чугунные гильзы и втулки промышленных компрессоров.
Чугунные гильзы дизельных двигателей локомотивов железных дорог.
Изделия, произведенные методом холодной штамповки из стального листа по чертежам Заказчика.
Каркасы тормозной колодки для локомотивов подвижного состава железнодорожного транспорта.
Воздухораспределительные устройства механизмов открывания хоппров-дозаторов и думпкаров (вагонов-самосвалов).
Чугунные металоформы для производства стеклотары.
Спортивный инвентарь — гантели 0,5 кг;1кг; 1,5 кг, 2 кг.
Художественное литьё из чугуна по эскизам и чертежам Заказчика.

Классификация чугуна

Чугун – это многокомпонентный сплав железа с углеродом и другими элементами. Широкое распространение чугуна в промышленности обусловлено оптимальным сочетанием технологических и эксплуатационных свойств, технико-экономическими показателями.

Классификация чугуна с различной формой графита производится по ГОСТ 2443-77. По специально разработанным шкалам оценивают форму включений графита, их размеры, характер распределения и количество, а также тип металлической основы.

Серый чугун

Серый чугун с пластичным графитом является наилучшим литейным сплавом. Благодаря высоким литейным свойствам из него можно получить отливки различных размеров, массы и конфигурации без прибылей или с малыми прибылями с наибольшим выходом годного литья.

Технология изготовления отливок из серого чугуна отличается простотой, высокими технико-экономическими показателями, не требует дефицитных материалов и больших энергозатрат.

Структура и свойства серого чугуна определяются процессом графитизации, от которого зависят не только количество и характер графитовых включений, но в значительной степени и структура матрицы.

Структуру и свойства чугуна можно прогнозировать с помощью структурных диаграмм или расчетных формул, наиболее четная интерпретация которых дана в работах Н.И.Гиршовича.

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом следует рассматривать как наиболее перспективный литейный сплав, с помощью которого можно успешно решать проблему снижения массы конструкций при сохранении их высокой надежности и долговечности.

Так же различают следующие виды чугуна из которого можно выполнять выплавку изделий: