Какой материал обладает наилучшими литейными свойствами

1. Чугун является наиболее распространенным материалом для получения фасонных отливок. Чугунные отливки составляют около 80 % всех отливок.

Широкое распространение чугун получил благодаря хорошим технологическим свойствам и относительной дешевизне. Используют серые, высокопрочные, ковкие и легированные чугуны.

Серый чугун – наиболее распространенный литейный сплав, из него получают самые разнообразные литые детали. Отливки хорошо обрабатываются на металлорежущих станках. Из серого чугуна получают самые дешевые отливки (в 1,5 раза дешевле, чем стальные, в несколько раз дешевле, чем из цветных металлов).

Серый чугун имеет высокую жидкотекучесть и малую усадку. Жидкотекучесть повышается с увеличением содержания углерода, кремния и фосфора и понижается с увеличением серы. Особо высокую жидкотекучесть имеет чугун для тонкого художественного литья (1,0…1,2 % серы).

Модифицирование обеспечивает получение наиболее благоприятной структуры с мелкими включениями графита завихренной формы и применяется для получения чугунов с перлитной основой.

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом имеет значительно более высокую прочность и пластичность, чем серый чугун. Такой чугун получают модифицированием магнием или церием. Свойства чугуна в основном определяются его металлической основой и могут быть значительно улучшены термической обработкой. Из высокопрочных чугунов изготавливают коленчатые валы, детали турбин и другие ответственные детали.

Ковкий чугун с хлопьевидным графитом получают отжигом отливок из белого чугуна. Механические свойства чугуна зависят от металлической основы. Перлитные чугуны имеют более высокую прочность при пониженной пластичности. Ферритные чугуны, имея меньшую прочность, обладают более высокой пластичностью. Ковкий чугун применяют для получения отливок с с толщиной стенки до 40 мм.

Легированные чугуны хромистые, никелевые и др. применяют для отливок ответственного назначения. Легирование чугунов улучшает механические свойства, коррозионную стойкость, износостойкость, жаропрочность и другие свойства. В качестве легирующих элементов применяют никель, хром, молибден, алюминий, медь, титан. Низколегированные чугуны с содержанием легирующих элементов до 3 % применяют в машиностроение. Широкое применение находят отливки из высоколегированных чугунов с особыми физическими свойствами, например кислотостойких (26…36 % Cr), немагнитных (до 12 % Mn, до 2 % Cu). Эти чугуны дешевле соответствующих сталей и обладают хорошими литейными свойствами.

Область применения чугунов расширяется вследствие непрерывного повышения его прочностных и технологических характеристик.

2. Сталь как литейный материал применяют для получения отливок деталей, которые наряду с высокой прочностью должны обладать хорошими пластическими свойствами. Чем ответственнее машина, тем более значительна доля стальных отливок, идущих на ее изготовление. Стальное литье составляет: в тепловозах – 40…50 % от массы машины; в энергетическом и тяжелом машиностроении (колеса гидравлических турбин с массой 85 т, иногда несколько сотен тонн) – до 60 %.

Стальные отливки после соответствующей термической обработки не уступают по механическим свойствам поковкам.

Используются: углеродистые стали 15Л…55Л; легированные стали 25ГСЛ, 30ХГСЛ, 110Г13Л; нержавеющие стали 10Х13Л, 12Х18Н9ТЛ и др.

Углеродистые стали. Жидкотекучесть углеродистой стали в среднем в два раза меньше жидкотекучести серых чугунов. Это объясняется высокими вязкостью и поверхностным натяжением при температурах разливки, а также значительно меньшим перегревом. Усадка сталей составляет до 2,5 %.

Литые углеродистые стали по литейным свойствам уступают чугуну, но из них можно получать сложные отливки, разнообразные по конструкции, размерам, массе, толщине стенок. Наибольшее распространение получили отливки из среднеуглеродистых сталей с содержанием углерода до 0,45 %.

Отливки из низкоуглеродистых сталей применяют в электротехнике.

Легированные стали. Легирование стали является одним из средств увеличения надежности, долговечности и снижения массы литых деталей, а также придания им специальных свойств. Выбор легирующих элементов обусловливается назначением отливки, ее конструктивными и технологическими особенностями.

По отношению к углероду легирующие элементы подразделяют на карбидообразующие и графитизирующие.

Легирующие элементы вызывают образование новых структурных составляющих и изменение свойств существующих фаз.

Наибольшее распространение получили стали, легированные кремнием, марганцем, хромом, никелем, ванадием, молибденом, медью в различных комбинациях и соотношениях.

3. Медные сплавы – бронзы и латуни. Их применяют для отливок, которые должны иметь хорошую износостойкость и антифрикционные свойства, высокую коррозионную стойкость в атмосфере, технической и морской воде. Медные сплавы немагнитны, хорошо полируются и обрабатываются резанием. Все медные сплавы склонны к образованию трещин.

Латуни – наиболее распространенные медные сплавы. Для изготовления различной аппаратуры для морского судостроения, работающей при температуре 300 ºС, втулок и сепараторов подшипников, нажимных винтов и гаек прокатных станов, червячных винтов применяют сложнолегированные латуни. Обладают хорошей износостойкостью, антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью.

Простые латуни находят ограниченное применение. При затвердевании в них образуются концентрированные усадочные раковины, что вызывает необходимость устройства больших прибылей.

Обычно литейные латуни являются более сложными сплавами. Входящие в состав этих латуней алюминий, железо, марганец и другие элементы улучшают литейные свойства. Большинство латуней имеют линейную усадку 1,6…1,7 %, малую склонность к образованию газовой пористости, так как хорошо дегазируются при выплавке в результате образования паров цинка. Поэтому из латуней легче получить плотные, герметичные отливки.

Бронзы – сплавы меди с другими элементами, кроме цинка.

Оловянные бронзы содержат 2…14 % олова и другие компоненты.

Из оловянных бронз (БрО3Ц7С5Н1) изготавливают арматуру, шестерни, подшипники, втулки, работающие в условиях истирания, повышенного давления воды и пара.

Линейная усадка оловянной бронзы менее 1 %, отливки могут быть получены без прибылей.

Высокооловянистые бронзы имеют хорошие литейные свойства, но из-за дефицитности и высокой стоимости олова применяются только для отливок ответственного назначения.

Безоловянные бронзы по некоторым свойствам превосходят оловянные. Они обладают более высокими механическими свойствами, антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью. Однако литейные свойства их хуже.

Среди сплавов этой группы наиболее широко применяют алюминиевые бронзы. Они имеют хорошую коррозионную стойкость в пресной и морской воде и во многих агрессивных средах, хорошо сопротивляются удару. Свойства алюминиевых бронз улучшаются при легировании железом, марганцем, никелем и другими элементами.

В процессе выплавки алюминиевые бронзы склонны к окислению, сопровождающемуся загрязнением расплава дисперсными оксидами алюминия. Применяют для изготовления гребных винтов крупных судов, тяжело нагруженных шестерен и зубчатых колес, корпусов насосов, деталей химической промышленности.

Свинцовые бронзы обладают хорошими антифрикционными свойствами при больших удельных нагрузках и высоких скоростях скольжения. Их используют как заменители оловянной бронзы при изготовлении вкладышей подшипников. Особенностью свинцовых бронз является предрасположенность к ликвации свинца. Дисперсное распределение свинца может быть получено только при больших скоростях кристаллизации.

4. Алюминиевые сплавы.

Отливки из алюминиевых сплавов составляют около 70 % цветного литья. Они обладают высокой удельной прочностью, высокими литейными свойствами, коррозионной стойкостью в атмосферных условиях. Их высокая жидкотекучесть обеспечивает получение тонкостенных и сложных по форме отливок. Линейная усадка составляет 1,0…1,25 %. Сплавы имеют невысокую температуру плавления (550…650 0С).

Наиболее высокими литейными свойствами обладают сплавы системы алюминий – кремний (Al-Si) – силумины (АЛ2, АЛ9). Они широко применяются в машиностроении, автомобильной и авиационной промышленности, электротехнической промышленности.

Также используются сплавы систем: алюминий – медь, алюминий – медь – кремний, алюминий – магний.

Сплавы алюминия с медью (АЛ7, АЛ19) имеют пониженные литейные свойства, малую коррозионную стойкость, склонны к образованию трещин и рассеянной усадочной пористости. Они хорошо обрабатываются резанием, имеют высокие механические свойства, тепловую прочность.

Сплавы алюминия с медью и кремнием (АЛ3, АЛ6, АКМ4) широко используют в промышленности для изготовления деталей достаточной прочности и твердости, сохраняющих постоянство размеров в процессе эксплуатации и имеющих хорошее качество обработанной поверхности.

Сплавы алюминия с магнием (АЛ8, АЛ13) обладают малой плотностью, высокой коррозионной стойкостью и прочностью. Их применяют для сильно нагруженных деталей, но они плохо работают при повышенных температурах.

Сложнолегированные сплавы применяют для изготовления отливок, работающих при повышенных температурах и давлениях (АЛ1), с повышенной стабильностью размеров, а также для изготовления сварных конструкций и деталей, хорошо обрабатывающихся резанием (АЛ11, АЛ21).

5. Магниевые сплавы обладают высокими механическими свойствами, но их литейные свойства невысоки. Применяют в приборостроении, в авиационной промышленности, в текстильном машиностроении.

Сплавы системы магний – алюминий – цинк – марганец предназначены для производства высоконагруженных отливок, работающих в атмосфере с большой влажностью. Лучшими литейными свойствами обладают сплавы МЛ5, МЛ6.

Сплавы магния с цинком и цирконием являются высокопрочными, характеризуются повышенными механическими свойствами и хорошей обрабатываемостью резанием. Сплавы обладают удовлетворительными литейными свойствами, имеют измельченное зерно, способны упрочняться при термической обработке. Из них получают отливки с однородными свойствами в различных по толщине сечениях. Изготавливают отливки, работающие при температурах 200…250 0С и высоких нагрузках.

Сплавы магния, легированные редкоземельными металлами, обладают высокой жаропрочностью и хорошей коррозионной стойкостью. Сплавы имеют хорошие литейные свойства, высокую герметичность, малую склонность к образованию усадочных трещин, высокие и однородные механические свойства в сечениях различной толщины. Их применяют для изготовления отливок, работающих под действием статических и усталостных нагрузок при длительной работе при 250…350 0С и кратковременной при 400 0С.

Источник

ЛИТЬЕ МЕТАЛЛОВ , получение металлических изделий (отливок) путем заливки расплавленного металла в литейную форму. Рабочая часть литейной формы представляет собой полость, в которой материал, затвердевая при охлаждении, приобретает конфигурацию и размеры нужного изделия.

МЕТАЛЛЫ ДЛЯ ЛИТЬЯ

Также по теме:МЕТАЛЛ ХУДОЖЕСТВЕННЫЙ

Литью поддаются все металлы. Но не все металлы обладают одинаковыми литейными свойствами, в частности жидкотекучестью – способностью заполнять литейную форму любой конфигурации. Литейные свойства зависят главным образом от химического состава и структуры металла. Важное значение имеет температура плавления. Металлы с низкой температурой плавления легко поддаются промышленному литью. Из обычных металлов наивысшая температура плавления у стали. Металлы делятся на черные и цветные. Черные металлы – это сталь, ковкий чугун и литейный чугун. К цветным относятся все другие металлы, не содержащие в значительных количествах железа. Для литья применяются, в частности, сплавы на основе меди, никеля, алюминия, магния, свинца и цинка. ООО “Северозападметалл” осуществляет литьё из всех видов металлов и осуществляет контроль качества на протяжении всего процесса.

ЧЕРНЫЕ МЕТАЛЛЫ.

СТАЛИ.

Различают пять классов сталей для промышленного литья: 1) малоуглеродистые (с содержанием углерода менее 0,2%); 2) среднеуглеродистые (0,2–0,5% углерода); 3) высокоуглеродистые (более 0,5% углерода); 4) низколегированные (менее 8% легирующих элементов) и 5) высоколегированные (более 8% легирующих элементов). На среднеуглеродистые стали приходится основная масса отливок из черных металлов; такие отливки представляют собой, как правило, промышленную продукцию стандартизованной сортности. Различные виды легированных сталей разработаны для достижения высокой прочности, пластичности, ударной вязкости, коррозионной стойкости, теплостойкости и усталостной прочности. Литые стали по своим свойствам близки к кованой стали. Предел прочности такой стали при растяжении составляет от 400 до 1500 МПа. Масса отливок может изменяться в широком диапазоне – от 100 г до 200 т и более, толщина в сечении – от 5 мм до 1,5 м. Длина отливки может превышать 30 м. Сталь – универсальный материал для литья. Благодаря своей высокой прочности и пластичности она представляет собой превосходный материал для машиностроения.

КОВКИЙ ЧУГУН.

Существуют два основных класса ковкого чугуна: обычного качества и перлитный. Делают отливки также из некоторых легированных ковких чугунов. Предел прочности при растяжении ковкого чугуна составляет 250–550 МПа. Благодаря своей усталостной прочности, высокой жесткости и хорошей обрабатываемости он идеален для станкостроения и многих других массовых производств. Масса отливок составляет от 100 г до нескольких сот килограммов, толщина в сечении обычно не более 5 см.

ЛИТЕЙНЫЙ ЧУГУН.

К литейным чугунам относят широкий диапазон сплавов железа с углеродом и кремнием, содержащих 2–4% углерода. Для литья применяются четыре основных вида литейного чугуна: серый, белый, отбеленный и половинчатый. Предел прочности при растяжении литейного чугуна составляет 140–420 МПа, а некоторых легированных литейных чугунов – до 550 МПа. Для литейного чугуна характерны низкая пластичность и низкая ударная прочность; у конструкторов он считается хрупким материалом. Масса отливок – от 100 г до нескольких тонн. Отливки из литейного чугуна применяются практически во всех отраслях промышленности. Их себестоимость невелика, и они легко обрабатываются резанием.

ЧУГУН С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ.

Шаровидные включения графита придают чугуну пластичность и другие свойства, выгодно отличающие его от серого чугуна. Шаровидность включений графита достигается путем обработки чугуна магнием или церием непосредственно перед литьем. Предел прочности при растяжении чугуна с шаровидным графитом составляет 400–850 МПа, пластичность – от 20 до 1%. Правда, для чугуна с шаровидным графитом характерна низкая ударная прочность образца с надрезом. Отливки могут иметь как большую, так и малую толщину в сечении, масса – от 0,5 кг до нескольких тонн.

ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ.

МЕДЬ, ЛАТУНЬ И БРОНЗА.

Существует много различных сплавов на основе меди, пригодных для литья. Медь применяется в тех случаях, когда необходима высокая тепло- и электропроводность. Латунь (сплав меди с цинком) используется, когда желателен недорогостоящий, умеренно коррозионностойкий материал для изготовления разнообразных изделий общего назначения. Предел прочности при растяжении литой латуни составляет 180–300 МПа. Бронза (сплав меди с оловом, к которому могут добавляться цинк и никель) применяется в тех случаях, когда требуется повышенная прочность. Предел прочности при растяжении литых бронз составляет 250–850 МПа.

НИКЕЛЬ.

Медно-никелевые сплавы (типа монель-металла) обладают высокой коррозионной стойкостью. Для сплавов никеля с хромом (типа инконеля и нихрома) характерно высокое тепловое сопротивление. Молибдено-никелевые сплавы отличаются высокой стойкостью к соляной кислоте и окисляющим кислотам при повышенных температурах.

АЛЮМИНИЙ.

Литые изделия из алюминиевых сплавов в последнее время применяются все шире благодаря их легкости и прочности. Такие сплавы обладают довольно высокой коррозионной стойкостью, хорошей тепло- и электропроводностью. Прочность на растяжение литых алюминиевых сплавов находится в пределах от 150 до 350 МПа.

МАГНИЙ.

Магниевые сплавы применяются там, где на первом месте стоит требование легкости. Предел прочности при растяжении литых магниевых сплавов составляет 170–260 МПа.

ТИТАН.

Титан – прочный и легкий материал – плавится в вакууме и отливается в графитовые формы. Дело том, что в процессе охлаждения поверхность титана может загрязняться вследствие реакции с материалом формы. Поэтому титан, отлитый в какие-либо другие формы, кроме форм из механически обработанного и прессованного порошкового графита, оказывается сильно загрязненным с поверхности, что проявляется в повышенной твердости и низкой пластичности при изгибе. Титановое литье применяется главным образом в авиакосмической промышленности. Прочность на растяжение литого титана – свыше 1000 МПа при относительном удлинении 5%.

РЕДКИЕ И ДРАГОЦЕННЫЕ МЕТАЛЛЫ.

Отливки из золота, серебра, платины и редких металлов применяются в ювелирном деле, зубоврачебной технике (коронки, пломбы), литьем изготавливаются также некоторые детали электронных компонентов.

СПОСОБЫ ЛИТЬЯ

Основные способы литья таковы: статическая заливка, литье под давлением, центробежное литье и вакуумная заливка.

СТАТИЧЕСКАЯ ЗАЛИВКА.

Чаще всего применяется статическая заливка, т.е. заливка в неподвижную форму. При таком способе расплавленный металл (или неметалл – пластмасса, стекло, керамическая суспензия) просто заливается в полость неподвижной формы до ее заполнения и выдерживается до затвердевания.

Источник

Особенности и преимущества производства стального литья

Как происходит изготовление литых изделий из стали? В общем виде процесс выглядит следующим образом: материал нагревают до точки плавления, перемещают в специальную форму и ожидают его затвердевания. После этого (когда отливка завершится), продукция подвергается обработке: это необходимо для повышения степени точности и устранения дефектов, которые могут возникать в ходе производства. Чаще всего используются такие технологии, как литье в песчано-глинистые смеси, в холодно-твердеющие смеси (ХТС) и в жидкостекольные смеси (ЖСС).

Песчано-глинистые формы выбирают для производства изделий, которые имеют большие габариты (например, корпуса турбин). Эта технология пользуется популярностью благодаря возможности получения отливок, имеющих сложную форму и большие размеры. При этом стоимость производства находится на доступном уровне. Литье в ХТС обеспечивает получение отливок с высоким качеством поверхности и имеющих значительно меньшее количество каких-либо дефектов и засоров. Класс точности – от 9. В ряде случаев более подходящим считается применение технологии литья в ЖСС. Выбор конкретной технологии происходит в зависимости от габаритов изделия, его веса, а также марки стали и состава сплава.

Литье получило распространение не только в нашей стране, но и во всем мире: метод активно применяется для производства деталей неразборных типов, характеризующихся повышенной степенью прочности, долговечностью и надежностью. Также они отличаются выносливостью при эксплуатации в условиях высоких температур.

Производство стального литья нередко выступает единственным методом создания изделий (для ряда конструкций прокатка металла и деформация неприменимы). Популярность метода объясняется и тем, что благодаря появлению современных технологий, литье из стали по характеристикам почти ни в чем не уступает кованой продукции, при этом стоимость находится на более демократичном уровне. Но, конечно, получение прочных и долговечных изделий возможно только при условии соблюдения всех требований в процессе производства.

Особенностью изготовления стального литья относительно чугунного является выраженные усадочные явления, которые необходимо учитывать при проектировании литнико-питающей системы в целях недопущения наличия усадочных дефектов (раковины, поры) в отливках. Руководством ЗАО «Завод специального машиностроения «Маяк» в 2020г была внедрена автоматизация процессов разработки литейной технологии с применением современных программ ProCast и LVMFlow. Это позволяет запускать в производство отливки только после устранения всех возможных литейных дефектов на этапе проектирования, что гарантирует получение годных отливок в сжатые сроки без каких-либо дефектов, в том числе скрытых (подробнее)

ПРИМЕРЫ НАШИХ РАБОТ (ФОТОГАЛЕРЕЯ)

Литейные свойства сплавов

Получение качественных отливок без раковин, трещин и других дефектов зависит от литейных свойств сплавов, которые проявляются при заполнении формы, кристаллизации и охлаждении отливок в форме. К основным литейным свойствам сплавов относят: жидкотекучесть, усадку сплавов, склонность к образованию трещин, газопоглощение, ликвацию.

Жидкотекучесть–

способность расплавленного металла течь по каналам литейной формы, заполнять ее полости и четко воспроизводить контуры отливки.

При высокой жидкотекучести сплавы заполняют все элементы литейной формы.

Жидкотекучесть зависит от многих факторов: от температурного интервала кристаллизации, вязкости и поверхностного натяжения расплава, температуры заливки и формы, свойств формы и т.д.

Чистые металлы и сплавы, затвердевающие при постоянной температуре, обладают лучшей жидкотекучестью, чем сплавы, затвердевающие в интервале температур (твердые растворы). Чем выше вязкость, тем меньше жидкотекучесть. С увеличением поверхностного натяжения жидкотекучесть понижается. С повышением температуры заливки расплавленного металла и формы жидкотекучесть улучшается. Увеличение теплопроводности материала формы снижает жидкотекучесть. Так , песчаная форма отводит теплоту медленнее, и расплавленный металл заполняет ее лучше, чем металлическую форму. Наличие неметаллических включений снижает жидкотекучесть. Так же влияет химический состав сплава (с увеличением содержания серы, кислорода, хрома жидкотекучесть снижается; с увеличением содержания фосфора, кремния, алюминия, углерода жидкотекучесть увеличивается).

Усадка–

свойство металлов и сплавов уменьшать объем при охлаждении в расплавленном состоянии, в процессе затвердевания и в затвердевшем состоянии при охлаждении до температуры окружающей среды. Изменение объема зависит от химического состава сплава, температуры заливки, конфигурации отливки.

Различают объемную

и
линейную
усадку.

В результате объемной усадки появляются усадочные раковины и усадочная пористость в массивных частях отливки.

Для предупреждения образования усадочных раковин устанавливают прибыли – дополнительные резервуары с расплавленным металлом, а также наружные или внутренние холодильники.

Линейная усадка определяет размерную точность полученных отливок, поэтому она учитывается при разработке технологии литья и изготовления модельной оснастки.

Линейная усадка составляет: для серого чугуна – 0,8…1,3 %; для углеродистых сталей – 2…2,4 %; для алюминиевых сплавов – 0,9…1,45 %; для медных сплавов – 1,4…2,3 %.

Газопоглощение–

способность литейных сплавов в расплавленном состоянии растворять водород, азот, кислород и другие газы. Степень растворимости газов зависит от состояния сплава: с повышением температуры твердого сплава увеличивается незначительно; возрастает при плавлении; резко повышается при перегреве расплава. При затвердевании и последующем охлаждении растворимость газов уменьшается, в результате их выделения в отливке могут образоваться газовые раковины и поры.

Растворимость газов зависит от химического состава сплава, температуры заливки, вязкости сплава и свойств литейной формы.

Ликвация –

неоднородность химического состава сплава в различных частях отливки. Ликвация образуется в процессе затвердевания отливки, из-за различной растворимости отдельных компонентов сплава в его твердой и жидкой фазах. В сталях и чугунах заметно ликвируют сера, фосфор и углерод.

Различают ликвацию зональную,

когда различные части отливки имеют различный химический состав, и
дендритную,
Когдахимическая неоднородность наблюдается в каждом зерне.

Литейные сплавы

1. Чугун

является наиболее распространенным материалом для получения фасонных отливок. Чугунные отливки составляют около 80 % всех отливок.

Широкое распространение чугун получил благодаря хорошим технологическим свойствам и относительной дешевизне. Из серого чугуна получают самые дешевые отливки (в 1,5 раза дешевле, чем стальные, в несколько раз – чем из цветных металлов). Область применения чугунов расширяется вследствие непрерывного повышения его прочностных и технологических характеристик. Используют серые, высокопрочные, ковкие и легированные чугуны.

2. Сталь

как литейный материал применяют для получения отливок деталей, которые наряду с высокой прочностью должны обладать хорошими пластическими свойствами. Чем ответственнее машина, тем более значительна доля стальных отливок, идущих на ее изготовление. Стальное литье составляет: в тепловозах – 40…50 % от массы машины; в энергетическом и тяжелом машиностроении (колеса гидравлических турбин с массой 85 тонн, иногда несколько сотен тонн) – до 60 %.

Среди литейных материалов из сплавов цветных металлов широкое применение нашли медные и алюминиевые сплавы.

1. Медные сплавы

– бронзы и латуни.

Латуни

– наиболее распространенные медные сплавы. Для изготовления различной аппаратуры для морских судостроения, работающей при температуре 300 ?С, втулок и сепараторов подшипников, нажимных винтов и гаек прокатных станов, червячных винтов применяют сложнолегированные латуни. Обладают хорошей износостойкостью, антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью.

Из оловянных бронз

(БрО3Ц7С5Н1) изготавливают арматуру, шестерни, подшипники, втулки.

Безоловянные бронзы

по некоторым свойствам превосходят оловянные. Они обладают более высокими механическими свойствами, антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью. Однако литейные свойства их хуже. Применяют для изготовления гребных винтов крупных судов, тяжело нагруженных шестерен и зубчатых колес, корпусов насосов, деталей химической и пищевой промышленности.

2. Алюминиевые сплавы

Наиболее высокими литейными свойствами обладают сплавы системы алюминий – кремний (Al-Si) – силумины АЛ2, АЛ9. Они широко применяются в машиностроении, автомобильной и авиационной промышленности, электротехнической промышленности.

Также используются сплавы систем: алюминий – медь, алюминий – медь – кремний, алюминий – магний.

3. Магниевые сплавы

обладают высокими механическими свойствами, но их литейный свойства невысоки. Сплавы системы магний – алюминий – цинк – марганец применяют в приборостроении, в авиационной промышленности, в текстильном машиностроении.

Технологии, используемые для стального литья

Стальное литьё, производимое на ЗАО «ЗСМ «Маяк» производится по стандартным, качественным технологиям, которые позволяют получить готовую стальную продукцию практически любой серийности, сложности и только высокого качества. Технологии, которые используются на заводе:

Литьё стальное в песчано-глинистые смеси

Класс размерной точности по ГОСТ Р 53464-2009 : 9-14;
Шероховатость поверхности получаемых отливок по ГОСТ 2789-73 Ra = 80 — 100 мкм;
Минимальная толщина стенок в изделиях – 3 мм;
Масса получаемых отливок – от 0,5 кг до 25 тонн.

Литье стальное в холодно-твердеющие смеси (ХТС), жидкостекольные смеси (ЖСС)

Класс размерной точности по ГОСТ Р 53464-2009 : 8-13;
Шероховатость поверхности получаемых отливок по ГОСТ 2789-73 Ra = 40 — 100 мкм;
Минимальная толщина стенок производимых изделий – 3 мм;
Масса получаемых отливок – от 0,5 кг до 25 тонн.

Характеристики нашего литейного производства

В цехах установлены плавильные печи следующих моделей: ИСТ 25 – 2 шт, ИСТ 15 – 1шт, ДСП-3М – 2 шт, ИСТ 1,5 – 2 шт, ИСТ 0,75 – 2 шт;
Площадь литейного цеха завода – 18 000 м2;
Производственные мощности завода – 24 000 т/год;
Установленные линии машинной формовки изделий с размерами опок – 1050×600×300 мм, 850×680×300 мм, 1050×800×300 мм, 1200×1600×450 мм;
Ручной плац: 2 000 м2;
Установленные печи для отжига: Загрузка 25 т. Рабочий размер: B=2500 мм, H=1850 мм, L=5500 мм – 2шт;
Загрузка 100 т. Рабочий размер: B=7000 мм, H=7000 мм, L= 14000 мм – 2 шт;

Сроки изготовления:

Модельная оснастка – от 3 дней

Готовая отливка – от 5 дней;

Наивысшая возможная группа сложности отливки – 6 (тонкостенные детали корпусов);

Применяемые лабораторные протоколы контроля:

Рентгеноскопия;

Ультразвуковая дефектоскопия;

Магнитоскопия;

Механические испытания

Протоколы контроля: ультразвуковая дефектоскопия, рентгеноскопия, магнитоскопия, механические испытания;

Возможные показатели качества при литье в землю – количество брака не более 5,8%.

Классификация и особенности каждой группы алюминиевых литейных сплавов

Для производства чушек и отливок используют алюминиевые литейные сплавы четырех групп.

Силумины – наиболее прочные металлы, основным легирующим элементом является кремний. Они создаются на базе трехкомпонентных систем, третьим элементом могут быть магний, марганец, медь. Все силумины по характеру физических свойств условно делят на три подгруппы:

с концентрацией Si ниже 10%, с высоким содержанием кремния, многокомпонентные системы.

Двойные системы Al-Si (простые силумины) по прочности уступают сложным с добавками других металлов. Магниевые силумины содержат от 6 до 13,5: кремния. В специальных присутствует титан и марганец. Они повышают стойкость чушек к коррозионным разрушениям, деформации под ударной нагрузкой.

Повысить прочность кокильного литья из силумина можно технологически: при превращении кристаллов вводимого кремния в пудру. При скоростной разливке кристаллизация будет равномерной. В процессе фазового перехода у частичек кремния будут локализоваться зерна, структура будет мелкозернистой. Введение щелочных металлов (натрия, лития, стронция) в виде солей до 0,1% концентрации снижает склонность к пористости.

Добавка магния и меди повышает пластичность литья, предел текучести. Специальные силумины, легированные Mg и Cu, используются для высокоточных изделий. У металла незначительная линейная усадка. Силумины с магнием жидкотекучие, герметичные.

Попадание во вторичные металлы железа ухудшает качество выплавляемого силумина. Введение натрия в виде солей модифицирует доэвтектические и эвтектические силумины, при кристаллизации образуются эллиптические зерна, улучшающие пластичность силумина, отливки легче поддаются обработке на фрезерных, токарных, сверлильных станках.

Кремниевые сплавы с медью содержат незначительные включения магния и марганца в концентрации ниже процента. Они характеризуются высокой прочностью, твердостью, фрикционными свойствами, небольшой усадкой. Первичные металлы такого состава используют для получения изделий с высокой чистотой поверхности. Они сохраняют свои эксплуатационные характеристики при высоких температурах, превышающих 300°С, жаропрочнее силуминов. Негативное влияние на металлы этой группы оказывают даже незначительное содержание железа, свинца и олова. Они снижают жаропрочность, делают изделия из такого алюминия уязвимыми.

Группа магниевых сплавов ценится за механическую прочность. Отличается низкой текучестью, из этих сплавов не получают отливки сложной геометрии. Металлы на основе Al-Mg подвержены усталостной деформации, обладают сниженной плотностью в сравнении с чистым алюминием, не выносят нагрева, у них значительно снижается стойкость к окислению. При низких температурах металл спокойно выносит контакт с морской атмосферой. Окисляемость снижает бериллий в концентрации до 0,07%. Титан снижает зернистость, повышает жаростойкость.

При разработке технологических карт получения отливок необходимо учитывать склонность к пористости, образованию трещин при низкой скорости литья из-за высокого интервала кристаллизации. Дендритная ликвация приводит к образованию раковин – газоусадочной пористости. Низкие эксплуатационные качества усугубляются вредными примесями: железом, цинком, медью. Эти металлы ухудшают прочность системы Al-Mg. Повышают газонасыщаемость при контакте расплава с воздухом. Для изготовления чушек используют только первичные металлы с низким содержанием оксидных примесей.

Чистые литейные расплавы равномерно кристаллизуются. Легирующие добавки марганца, магния, кремния, никеля, цинка улучшают прочность алюминия, сохраняя пластичность, жидкотекучесть, из расплава отливают детали сложной конфигурации. Изделия этой группы сохраняют свойства при непродолжительном нагреве. Металл, легированный цинком, обладает хорошей плотностью, но подвержены разрушению под действием воды. Поверхность начинает слоиться, растрескиваться. Из-за этого никелевые сплавы применяются для литья чушек и производства отливок редко.

Сплавы, легированные марганцем и медью с незначительными концентрациями добавок обладают жаропрочностью. Выдерживают температуру в пределах +600°С, герметичные, не подвержены усталостной деформации. Механической обработке поддаются хуже силуминов. Отливки из алюминия, легированного медью, подвергаются дополнительному упрочнению методом закалки, искусственного старения.

Применяемые стальные сплавы и стоимость отливок

Углеродистые стали: 15Л, 20Л, 25Л, 35Л, 45Л, 55Л от 132 р/кг ;
Низколегированные стали: 20ГЛ, 45ГЛ, 40ХЛ, 70ХЛ, 20ГСЛ от 134 р/кг , 30ХМЛ, 35ХГСЛ от 148 р/кг , 30ХНМЛ от 182 р/кг, 14ХГ2НМЛ от 198р/кг, 30ХМФЛ от 168 р/кг, 15Х1М1ФЛ от 240 р/кг, 08ГДНФЛ от 290 р/кг, 12ДХН1МФЛ от 310 р/кг, 23ХГС2МФЛ от 320р/кг, 30Х3С3ГМЛ от 360р/кг и др.;
Легированные стали: 20Х5МЛ от 230р/кг, 20Х13Л от 250 р/кг, 12Х17Л от 280 р/кг и др.;
Жаропрочные стали: 12Х18Н9ТЛ, 30Х23Н7СЛ от 320р/кг, 40Х24Н12СЛ от 360 р/кг, 20Х20Н14С2Л от 360р/кг, 20Х25Н19С2Л от 460 р/кг, 35Х18Н24С2Л от 510р/кг, 12Х18Н12М3ТЛ от 570р/кг и др.;
Износостойкие стали: 110Г18Л,110Г13Х2Л, 110Г13ХБРЛ, 110Г13ФТЛ, 110Г13Л от 142 р/кг; 45Х6НМФЛ, 150Х12НМФЛ от 210р/кг.

*** Цены указаны за 1кг литья с НДС

Где применяется продукция?

Изделия, которые производятся методом стального литья, находят широчайшее применение во многих сферах. Популярность продукции обусловлена тем, что она не только обладает отличными техническими характеристиками, но и является предпочтительным вариантом с экономической точки зрения. Так, литые изделия из стали востребованы в следующих отраслях:

добывающая промышленность;
машиностроение;
деревообрабатывающая промышленность;
металлургия и нефтехимическая о?