Чугун литейный

Помимо вышеприведенных для получения отливок используются и многие другие марки чугуна.

Чугуны для отливок различаются по структуре, химическому составу, назначению и технологии получения.

В зависимости от того, в каком виде формируется высокоуглеродистая фаза при кристаллизации или термической обработке по структуре, различают отливки: 1) из графитизированного чугуна, характеризуемого наличием в структуре свободного графита различной формы; 2) из белого чугуна (БЧ), характеризуемого отсутствием в структуре свободного графита (высокоуглеродистая фаза находится в виде цементита); 3) из половинчатого, отбеленного чугуна (0Ч). В последнем случае поверхностный слой отливки имеет структуру белого чугуна, а в центре - графитизнрованного серого чугуна.

Форма графита в графитизированных чугунах разнообразна: пластинчатая (ПГ), вермикулярная — червеобразная (ВГ), хлопьевидная (ХГ) и шаровидная (ШГ). Эти формы графита определяют основные типы чугунов: серый чугун (СЧ), чугун с вермикулярным графитом (ЧВГ), ковкий чугун (КЧ), высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧШГ). При этом структура металлической основы может быть от ферритной до аустенитной. Государственными стандартами регламентировано около 100 марок чугуна.

По химическому составу различают нелегированный и легированный чугун.

По назначению чугуны могут быть разделены на несколько укрупненных групп в зависимости от предъявляемых к отливке требований.

К укрупненным группам относятся отливки:

а) машиностроительные из серого чугуна, у которого наблюдаются характерные механические свойства, хорошая обрабатываемость, улучшенные литейные свойства, облегчающие получение отливок наиболее сложной конфигурации, и наибольшая дешевизна; в пределах данной группы могут быть выделены: отливки для станкостроения, для автомобилестроения, для тяжелого машиностроения, для электрической промышленности и т.д.;

б) с повышенной прочностью и вязкостью из высокопрочного или ковкого чугуна;

в) с повышенной поверхностной твердостью из отбеленного чугуна или подвергаемые поверхностной закалке;

г) с резко выраженными специальными свойствами из легированных чугунов.

По технологии получения различают отливки, получаемые в разовых песчаных формах, в оболочковых формах, в металлических формах (кокиль), в песчаных формах, изготовленных по газифицируемым моделям, в керамических формах, изготовленных по выплавляемым или выжигаемым моделям. Особенность технологического процесса в последних двух вариантах заклюй чается в отсутствии разъема формы и стержней. Модель из формы удаляется либо в процессе заливки формы металлом (газифицируемые модели), либо предварительно выплавляется или выжигается из керамической формы. Газифицируемые и выжигаемые модели изготовляют из полимеров (пенополистирол, полистирол), а выплавляемые — из легкоплавких составов на основе парафина, стеарина, церезина и др. Осваивается производство отливок из черных сплавов (в том числе из чугуна) литьем под давлением.

Целесообразный способ получения отливки зависит от типа производства, массы отливки, ее габаритных размеров и конструктивных особенностей.

Выбранный способ характеризуется определенными точностью и шероховатостью поверхности получаемых отливок.

Наиболее универсальным способом получения отливок, пригодным как для единичного, так и для массового производства отливок массой от десятков граммов до десятков тонн, является литье в разовые песчаные формы. В металлических формах получают разнообразные фасонные отливки массой от долей до 100 кг, хотя в отдельных случаях масса отливки составляет сотни килограммов (например, чугунные трубы, получаемые центробежным способом, и др.). При литье в металлические формы целесообразна серия для мелких отливок св. 400 шт., для крупных отливок св. 20 шт.

Литьем в оболочковые формы получают в основном коленчатые валы и ребристые цилиндры, станины электродвигателей, корпуса токарных патронов, нагревательные комфорки бытовых электроплит, детали различных двигателей, компрессоров, насосов, вентиляторов, текстильных машин, гидроаппаратуры, кондиционеров и т. д. Максимальные размеры отливок до 1000 х 1000 мм, масса отливок до 200 кг. Учитывая необходимость изготовления нагреваемой металлической оснастки, целесообразна серия не менее 300-500 шт.

Литьем по выплавляемым моделям изготовляют мелкие отливки сложной конфигурации массой до 1,5—2 кг, реже до 5—6 кг, для которых требуются повышенная точность и малые параметры шероховатости поверхности. При данном способе имеется возможность максимально приблизить заготовку по размерам и конфигурации к готовой детали. При использовании деревянных пресс-форм для изготовления моделей целесообразна серия 50— 100 шт., гипсовых — 200 шт., металлических — несколько тысяч.

Данные относятся к отливкам II— III группы сложности на размеры до 500 мм включительно, расположенных в одной части формы. Точность размеров, оформляемых в двух и более частях формы, а также отливок повышенной сложности и больших габаритов может быть ниже.

На характеристики точности отливок влияет их сложность, вид модельной оснастки. Например, при ручной и машинной формовке с использованием встряхивания и подпрессовки при обычных давлениях можно применить деревянную модельную оснастку, тогда как при прессовании форм с высоким давлением используют металлическую модельную оснастку, что отражается на себестоимости отливок и становится целесообразным лишь при их определенной серии (обычно не меньше нескольких сот штук).

Отливки, получаемые в песчаных формах, по выплавляемым моделям, под давлением делятся на шесть групп сложности, а отливки, получаемые в оболочковых формах, в кокиль или центробежным способом — на пять групп. Основными признаками при классификации являются геометрическая форма, конфигурация наружных поверхностей; конфигурация и характер расположения внутренних полостей отливок; технологические особенности изготовления. В качестве примера приведены конструктивные признаки отнесения отливок, получаемых в песчаных формах, к различным группам сложности,

Приведена ориентировочная точность чугунных отливок, изготовляемых в песчаных формах, в зависимости от группы сложности отливок и наибольшего габаритного размера.

Себестоимость отливок, кроме материала, их группы сложности и серии, определяется точностью, зависящей от применяемого способа изготовления, и в общем случае увеличивается с повышением точности отливок. Однако это увеличение может быть перекрыто экономией при дальнейшей механической обработке более точных литых заготовок, в результате уменьшения или ликвидации припусков на механическую обработку.

Цена отливок, получаемых в кокиль, более низкая по сравнению с отливками, полученными в песчаных формах. Однако это зависит от серийности выпуска отливок. С уменьшением серийности цена будет снижаться для отливок, изготовляемых в песчаных формах, и при единичном и мелкосерийном производстве литье в кокиль становится нецелесообразным, даже с учетом возможной выгоды, получаемой при механической обработке вследствие повышения точности отливок.