Технология литья чугуна и его свойства

Чугун - сплав углерода, железа и других примесей, например, марганца, никеля, хрома. Чугунное литье представляет собой достаточно сложный технологический процесс, качество которого в полной мере зависит от огромного количества факторов. К ним можно отнести:

 

  • использование для литья современного оборудования;
  • высокую квалификацию рабочих, а конкретно инженеров-литейщиков, которые имеют большой опыт работы в этой сфере;
  • строгое соблюдение технологии;
  • возможность механической обработки литья для обнаружения и исправления дефектов;
  • грамотный подбор материалов, которые загружаются в плавильные печи.

Чтобы разобраться в сути чугунного литья, нужно рассмотреть основные свойства этого материала, а также его реакцию на те или иные воздействия. К основным свойствам чугуна можно отнести: теплопроводность, электропроводность, плотность и температуру, при которой он начинает плавиться.

Температураплавленияиграет большуюроль в производстве, связанном с литьем чугуна. Всвязистем, чтотемператураплавлениячистогометалла и сплава существенно отличаются друг от друга, ее необходимо определять после проведения экспериментов.

К важным свойствам чугуна можно отнести его возможность сохранять прочность и первоначальную форму при больших нагрузках. Благодаря этой возможности изделия, полученные в результате литья чугуна, часто устанавливают на промышленное оборудование, работающее, как правило, под большой нагрузкой. Способность сохранять свои механические характеристики определяется прочностью, твердостью, упругостью, и пластичностью уже готовой отливки.

Прочность в полной мере определяет срок эксплуатации изделия, а упругость - способность чугуна возвращаться в первоначальную форму после длительного воздействия на него большой силы. Чтобы определить твердость готовой отливки, специалисты используют приборы Роквелла или Бринелля.

В производстве, в котором изготавливаются детали с помощью технологии чугунного литья, наиболее ценными считаются сплавы, которые обладают высоким уровнем пластичности. Ведь из таких материалов намного проще делать детали даже самой сложной формы.

Жидкотекучесть – свойство чугуна, благодаря которому металл во время расплавки попадает даже в самые маленькие уголки созданной конструкторами формы. Данная способность прямо пропорциональна температуре: чем выше температура, тем лучше жидкотекучесть металла. На конечном этапе для готовых отливок очень важна усадка. Если она большая, то изготовленная детали может потерять объем. Усадка выполняется тогда, когда сплав охлаждается.

На различных производствах применяются разнообразные технологии литья чугуна. В данной статье будут рассмотрены основные из них:

  1. Литье чугуна в формы из песка. К сожалению, эта технология далека от соответствия многим требованиям по причине того, что поверхность полученных деталей получается не совсем гладкой, геометрические формы – не совсем точными, а качество - низким. Данную технологию сложно автоматизировать. По этой причине данный способ сегодня вытесняют более современные технологии литья, которые обеспечивают меньшую шероховатость, высокую производительность труда, уменьшают и порой даже исключают необходимость дополнительной механической обработки.
  2. Литье с использованием жидких самотвердеющих смесей. Данный способ применяется для производства чугунных деталей более высокого качества. Представленная технология  легко поддается автоматизации, а также механизации.
  3. Литье чугуна в одноразовые формы. Эта технология более выгодна в финансовом плане, ведь для того, чтобы изготовить оболочковые формы, понадобится намного меньше материалов, чем, например, для изготовления песчаных форм. Данная технология применима для изготовления чугунных отливок простой формы без сложной внутренней конструкции.
  4. Литье в металлическую форму (кокиль). Такая форма  для литья имеет облицовку, устойчивую к огню. Данная технология широко используется в серийном промышленном производстве, так как имеет много преимуществ.  Во-первых, она в несколько раз повышает производительность, так как исключает трудоемкие операции и операции, которые оказывают негативное воздействие на состояние здоровья. Во-вторых, благодаря применению этой технологии отливка получается высококачественной, а конкретно улучшаются ее структура, прочность, геометрические формы получаются более точными.
  5. Литье под давлением. Данная технология чугунного литья применяется для производства деталей с тонкими стенками и сложной формой. Технология заключается в том, что расплавленный чугун заливается в камеру сжатия машины, после чего выталкивается в металлическую форму, заполненную под давлением. Этот способ считается наиболее производительным.