Сплавы используемые в литейном производстве

Сплавы (литейные, деформируемые) делятся на черные - на основе железа и цветные - на основе других металлов.

Черные сплавы делятся на стали (углерод < 2%) и чугуны (углерод > 2 %). Цветные сплавы различаются по металлу основы: алюминиевые, медные, титановые и др.

Большая часть отливок 75 - 80 % делается из чугунов.

Чугуны

Делятся на белые, серые, высокопрочные и ковкие. Это различие определяется формой существования углерода.

Белые чугуны. Весь углерод находится в химическом соединении Fe₃C, которое называется цементит. Поэтому в отличие от других чугунов у белых стальной белый излом. Они очень тверды (HB 5000-6000 Мпа). Отливки белого чугуна изготавливают в песчаных формах, а так же в оболочковых и кокилях. Белый чугун применяют для изготовления отливок работающих безударно, на истирание (например шары помольных мельниц). Отливки белого чугуна (БГ) используют для превращения в ковкий чугун (КЧ). Это делается при помощи выдержки при высокой температуре (850-900 ⁰С) - графитообразующего отжига.

В серых, ковких и высокопрочных чугунах весь углерод или большая его часть присутствует в виде графита. Эти чугуны различают по форме графита: см рис

Пластинчатая Хлопьевидная Шарообразная

Серый чугун Ковкий чугун Высокопрочный чугун

Серый чугун (СЧ). Маркируются по пределу прочности, Кгс/мм² (Например - СЧ10, СЧ20, СЧ25 и др.). Преобладающее число отливок из СЧ изготавливают в песчаных формах. Отливки повышенной точности получают в оболочковых формах, кокилях, в формах по выплавляемым моделям. Отливки типа тел вращения (трубы, гильзы, втулки и др.) получают центробежным литьем. Из отливок СЧ изготавливают широкий сортамент деталей, работающих безударно: станины, крышки и др.

Ковкий чугун(КЧ). Маркируют КЧ 37-12,где 37 - это предел прочности в Кгс/мм², а 12 - это относительное удлинение в %. При отжиге в отливках БЧ

Fe₃C 3Fe + Графит хлопьевидный

Пластинчатость увеличивается с 0,5-0,8% до 2-12% (10-12% относительного удлинения типичный уровень для сталей).

КЧ обычно используют для небольших деталей (до 100 Кг), в том числе работающих при динамических нагрузках (Ступицы колес, детали шасси и др.).

Высокопрочные чугуны (ВЧ). Маркируют ВЧ 38-17, где 38 - предел прочности, а 17 -относительное удлинение (например ВЧ 120-4, ВЧ 100-5 и др.).

ВЧ получают, вводя перед разливкой в перегретый обычный чугун никель-магниевые сплавы (Ni - для снижения пироэффекта, Mg - для получения MgO -зародыша сферического графита). Отливки ВЧ изготавливают обычно в песчаных формах, в оболочковых, в кокилях и центробежным способом. ВЧ применяют для изготовления крупных деталей (от нескольких килограмм до десятка тонн). Например, прокатные валки, коленчатые валы и др. Детали могут работать при значительных статических и динамических нагрузках..

Расплавы чугунов получают в вагранках или индукционных печах. В них расплавляют чушки литейного чугуна (повышенный до 3% кремний) поставляемые из доменных цехов металлургических заводов.

Изготовление стальных отливок

Литейные стали маркируются так же, как и деформируемые, но добавляется буква Л: 15Л, 20Л,…,60Л, 30ХГСЛ, 12К18Н10ТЛ и др.

От деформируемых они отличаются менее жесткими требованиями по вредным примесям (S и P).Отличаются так же содержанием других элементов. Литейные свойства сталей ниже, чем чугунов, поэтому изготавливать стальные отливки сложнее и дороже на 10% в сравнении с серым чугуном. Плавят стали в индукционных и дуговых печах. Отливки получают в основном в песчаных и оболочковых формах, литьем по выплавляемым моделям, центробежным литьем и облицовочных кокилях. Масса отливок от нескольких грамм до нескольких десятков тонн. Применяют стальное литье в различных отраслях машиностроения.

Отливки из алюминиевых сплавов

Литейные сплавы алюминия маркируют Ал1, …,Ал15 и др. Цифры - порядковый номер сплава.. Плавят алюминиевые сплавы в печах сопротивления, в индукционных печах. Хорошими литейными свойствами обладают силумины Ал2, Ал4, Ал9. Это сплавы с 13% содержанием кремния. Большинство остальных сплавов имеют низкие литейные свойства. Отливки из алюминиевых сплавов изготовляют преимущественно литьем в кокиль, под давлением, в песчаные формы. Их используют в авиационной и ракетной технике, автомобильной и других отраслях машиностроения.

Сплавы магния

Маркировка - Мл1…Мл19. Имеют низкие литейные свойства. Плавят в печах сопротивления, индукционных печах. При плавке и разливке необходимы специальные меры защиты от окисления (флюсы, защитная среда, струю прикрывают порошком серы - SO₂). Отливки о основном изготовляют в песчаных формах, в кокилях и под давлением. Изготавливают легкие, слабонагруженные детали.

Изготовление отливок из медных сплавов

Сплавы делятся на бронзы и латуни. Бронзы - легированы различными элементами, в латунях л.э. - цинк.

Бронзы маркируют БрО5Ц5С5(Sn5%,Zn5%,Pb5%), БрА9Ж3 (Al9%,Fe3%).

Деформируемые бронзы маркируются несколько иначе БрОЦС - 5-5-5.

Латуни литейные маркируют ЛЦ40МЦ3А (Zn40%,Mn3%,Al~1%), ЛЦ23А6Ж3МЦ2 (Zn23%, Al 6%, Fe3%, Mn2%).

Хорошие литейные свойства у оловяннистых бронз. У остальных бронз и латуней удовлетворительные литейные свойства. Плавят медные сплавы в индукционных канальных низкочастотных печах на воздухе, в защитных газах или в вакууме. Основная часть отливок отливается в песчаные (10%) и оболочковые формы. Остальные - в кокиль, под давлением.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: