Опалення та водопостачання Чавун – популярний матеріал в сфері опалення та водопостачання. З нього відливають радіатори та теплообмінники котлів, корпуси насосів та клапанів, виготовляють труби. Познайомтесь з особливостями матеріалу та технологією відливання з нього.
Чавун – сплав заліза з вуглецем та іншими елементами. Це недорогий, досить міцний, зносостійкий, але крихкий в порівнянні з іншими металами конструкційний матеріал. Він широко використовується в промисловості і будівництві в якості складової або як кінцевий продукт. Лиття з чавуну можна замовити в Україні. Наприклад, за цією адресою https://metalyt.com/ua/uslugi-litya/lite-chuguna/ виготовляють запчастини для гідравлічних систем, автомобілів, залізничного рухомого складу, сільгосптехніки та інші.
Зміст:
Трохи з історії чавунного лиття
Технологія лиття з чавуну вперше була освоєна в Китаї близько Х століття н.е. В Європі вперше згадується про технологію в 14 столітті. Основне призначення – матеріал для виробництва гармат. У Росії перше «лиття чавунне, щоб робити гармати придатні» зазначається за епохи Івана IV Рюриковича.
Розквіт епохи чавуну настав в 19-20 століттях. В цей час з нього робили мости і трубопроводи, ліхтарі та огорожі, елементи архітектурного декору і несучі конструкції будівель. Крім того, з того ж матеріалу відливали рейки, деталі верстатів, і двигунів. Окремо варто згадати чавунний посуд, праски та опалювальні батареї.
Чавун завжди був вихідним компонентом для виробництва сталі мартенівським способом. Обсяг його виробництва був найважливішим показником економічної могутності країни і її військового потенціалу. З винаходом недорогих технологій виробництва та обробки сплавів алюмінію і сталі значення чавуну як конструкційного матеріалу помітно знизилося. Широкий розвиток виробництва високоміцних пластиків і композитних матеріалів остаточно витісняє чавун з передових позицій.
Що таке чавун?
Чавун – сплав заліза і вуглецю. При цьому кількість вуглецю становить не менше 2,14%. Вуглець може являти собою цементит або графіт. У складі чавуну також містяться домішки: Si, Mn, S, P і легуючі добавки. До негативних властивостей чавуну відносять крихкість.
Існує кілька видів чавуну, які розрізняються між собою за хімічним складом. Розглянемо їх.
- Білий чавун
Білий чавун характеризується світлим кольором на зламі. Хімічний склад білого чавуну наступний: перліт, ледебурит, цементит. - Сірий чавун
Колір зламу даного виду чавуну – сірий. Він являє собою сплав, що складається з таких елементів, як залізо, кремній, вуглець. У складі сірого чавуну містяться домішки Mn, P, S. Вуглець у складі цього чавуну представлений у вигляді графіту. - Ковкий чавун
Ковкий чавун є похідним від білого чавуну, отриманим за допомогою тривалого відпалу. Суть цього процесу полягає в утворенні графіту в формі лапатих включень. Основою хімічного складу ковкого чавуну знаходиться феррит або перліт. - Високоміцний чавун
У складі високоміцного чавуну – кулястий графіт. Його утворення пов’язане з процесом кристалізації. Високоміцним чавун називається тому, що основа його ослаблена не сильно, в порівнянні з чавуном, в складі якого знаходиться пластинчастий графіт. - Половинчастий чавун
Хімічний склад половинчастого чавуну являє собою об’єднання таких компонентів, як перліт, ледебурит, пластинчастий графіт. Вуглець представлений у вигляді цементиту.
Існують і інші класифікації видів чавуну.
За змістом вуглецю, чавун буває:
• доевтектичний
• евтектичний
• заевтектичний
В доевтектичному чавуні вміст вуглецю становить 2,14 – 4,3%, в евтектичному – 4,3%, а в заевтектичному – 4,3 – 6,67%.
З точки зору промисловості чавуни маркують так:
• переробний чавун – П1, П2;
• переробний чавун для виливків – ПЛ1, ПЛ2,
• переробний фосфористий чавун – ПФ1, ПФ2, ПФ3,
• переробний високоякісний чавун – ПВК1, ПВК2, ПВК3;
• чавун з пластинчастим графітом – СЧ (цифри після букв «СЧ», позначають величину тимчасового опору розриву в кгс / мм);
• антифрикційний чавун
o антифрикційний сірий – АЧС,
o антифрикційний високоміцний – АЧВ,
o антифрикційний ковкий – АЧК;
• чавун з кулястим графітом для виливків – ВЧ (цифри після букв «ВЧ» означають тимчасовий опір розриву в кгс / мм);
• чавун легований зі спеціальними властивостями – Ч.
Основні види лиття чавуну
Лиття в землю (лиття в піщано-глинисті форми)
Лиття в землю є порівняно простим і економічним технологічним процесом. У багатьох галузях машинобудування (автомобілебудування, верстатобудування, вагонобудування і ін.) При масовому виробництві виливків найчастіше застосовується цей метод.
Його технологічні можливості: в основному, в якості матеріалу виливків використовується сірий чавун, що володіє хорошою рідкотекучістю і малою усадкою (1%), маловуглецева сталь (<0,35% С).
Вельми обмежена виробляються таким способом виливки з мідних і алюмінієвих сплавів. Якість металу виливків досить низька, що пов’язано з можливістю потрапляння в метал неметалічних включень, газової пористістю (через бурхливого газоутворення при заливки металу у вологу форму). Форма виливків може бути досить складною, але все-таки обмежена необхідністю вилучення моделі з форми. Розміри виливки теоретично необмежені. Таким способом одержують найбільші виливки (до сотні тонн). Це станини верстатів, корпуси турбін і т. п.
Точність одержуваних виливків зазвичай грубіше 14 квалітету і визначається спеціальними нормами точності. Шорсткість поверхні виливків перевищує 0,3 мм, на поверхні часто наявні раковини і неметалеві включення. Тому поверхні деталей, заготовки яких отримують таким методом, завжди обробляють різанням.
Лиття чавуну в кокіль
Кокільне лиття – це лиття металу, здійснюване заливанням кокілів. Кокіль – металева форма з природним або примусовим охолодженням, що заповнюється розплавленим металом під дією гравітаційних сил. Після застигання і охолодження, кокіль розкривається і з нього витягується виріб. Потім кокіль можна повторно використовувати для відливання такий же деталі.
Даний метод широко застосовується при серійному і великосерійному виробництві. Лиття в кокіль обмежена можливістю виготовлення великогабаритних кокілів і зазвичай маса виливків не перевищує 250кг. Широка гамма виробів для всіх галузей промисловості (деталі двигунів, заготовки вінців зубчастих коліс, корпусних деталей і т. п.).
Лиття в ХТС
Однією з сучасних технологій є лиття в ХТС (холодно-твердіючї суміші). Відповідно до цієї технології, форми для лиття виготовляють з самозастигаючих сумішей, до складу яких входять смоли та інші сполучні компоненти. Переваги форм з ХТС полягають в їх високій герметичності, що виключає можливість утворення газів, що перешкоджають утворенню цілісної структури виливки.
Лиття по моделях, що газифікуються
Технологія лиття по газифікованих моделях є однією з найперспективніших в даний час технологією лиття чавуну.
Цю технологію можна віднести до способу лиття по виплавлюваних моделях, але відміну на відміну від даних подібних способів модель видаляється (газифікована) не до заливки, а в процесі заливки форми металом, який витісняє (заміщаючи) «випаровується модель» з форми, займає звільнилися простір порожнини форми.
Основними перевагами виливків, виготовлених за цією технологією є наступні:
- Висока точність одержуваних виливків навіть при складній конфігурації
- Якість і щільність металу в литві забезпечується за рахунок часткового вакуумування в процесі лиття
- Висока якість поверхні виливків (RZ 80) дозволяє в деяких випадках зовсім відмовитися від механічної обробки, яка була б необхідна при іншому способі виготовлення
- Мінімальний припуск на механічну обробку якщо вона все ж необхідна
- Повна ідентичність виливків в серії.
Лиття в піщані форми
За допомогою лиття в піщані форми отримують до 75% всіх виливків. Цим методом можна отримати вироби масою понад 100 тонн, з мінімальною товщиною стінок 3 – 5 мм, з шорсткістю поверхні Ra = 20 – 80 мкм в одиничному, серійному і середньосерійному виробництві.
Виливки отримують в ливарній формі, порожнина якої відповідає конфігурації виливки. Їх виготовляють з формувальної суміші, що складається з формувальних матеріалів. Формувальну суміш засипають в ливарні опоки і виконують в них відбиток моделі. (Ливарна опока – пристосування для утримання формувальної суміші при виготовленні ливарної форми, її транспортуванні і заливки рідким розплавом).