Проектирование и производство литых заготовок - часть 5

Продолжение табл. 1.7

2 3

АЧС – 6

981…1177

Перлитный пористый чугун, легированный
свинцом и фосфором; предназначен для рабо-
ты в узлах трения с температурой до 300

С в

паре с «сырым» (в состоянии поставки) валом

АЧВ – 1

2060… 2550

Перлитный чугун; предназначен для работы в
узлах трения с повышенными окружными
скоростями в паре с термически обработанным
(закаленным или нормализованным) валом

АЧВ – 2

1638…1933

Перлитно-ферритный чугун; предназначен для
работы в условиях трениях с повышенными
окружными скоростями в паре с «сырым» (в
состоянии поставки) валом

АЧК – 1

1834…2246

Перлитный чугун, легированный медью;
предназначен для работы в паре с термически
обработанным валом

АЧК – 2

1638…1933

Ферритно-перлитный и перлитно-ферритный
ковкий чугун; предназначен для работы в паре
с «сырым» валом

1.2.5. Чугун, легированный для отливок со специальными свойствами (ГОСТ
7769 - 82).

Отливки из этого чугуна можно эксплуатировать при температурах до

1000

С (жаростойкие чугуны) и в газовых средах при температурах до 600

(коррозионно-стойкие чугуны).

Жаростойкие чугуны (Ж4Ю6С5; Ж4Ю22; Ж4Ю30; Ж4Х16 и др.) обладают

достаточной жаростойкостью – способностью оказывать сопротивление окали-
нообразованию [не более 0,5 г/(м

⋅ч)] и росту отливки (не более 0,2%) при тем-

пературе эксплуатации. Из этих чугунов изготавливают: шиберы газогенерато-
ров, колосники, втулки клапанов, гильзы цилиндров автомобильных двигателей
и т.п. детали.

Коррозионно-стойкие и жаропрочные чугуны (4НХТ, 4Н1ХД, 4Н15ДХ2,

4Н11ГХ2Ш) применяются для изготовления деталей: маслоты для поршневых
колец, блоки и головки цилиндров, выхлопные патрубки двигателей внутренне-
го сгорания, поршни и гильзы цилиндров, седла и направляющие втулки клапа-
нов, корпуса насосов и др.

1.2.6. Белый чугун

Отливки из белого чугуна широко применяют для изготовления деталей

дробильного оборудования (брони шаровых мельниц, мелящих шаров), деталей
шламовых насосов, лопастей шнеков, лопаток дробеметных турбин и т.п. Неле-
гированный белый чугун обладает повышенной хрупкостью и при обычных
режимах не поддается обработки резанием. Отливки, имеющие белый излом по

всему сечению, применяют в случаях, когда детали не требуют механической
обработки и не подвергаются в процессе эксплуатации ударным нагрузкам.

Детали, работающие в условиях усиленного износа и повышенных нагру-

зок,  например  прокатные  валки,  крановые,  рудничные  и  конвейерные  колеса,
изготавливают  из  чугуна  с  поверхностным  отбелом.  Макроструктура  отливок
состоит из наружного слоя белого чугуна, обеспечивающего высокое сопротив-
ление  износу,  и  сердцевины  из  серого  чугуна,  обеспечивающего  вязкость  и
прочность отливки.

В особо жестких условиях эксплуатации для повышения абразивной стой-

кости применяют легированные белые чугуны, в основном хромоникелевый чу-
гун, «нихард», содержащий до 5% Ni и до 2,5% Cr. Такой чугун обладает высо-
кой твердостью и прочностью благодаря мартенситной структуре.

Отливки с наружным отбеленным слоем получают в результате ускорения

охлаждения наружных слоев металла для отливок из серого чугуна с помощью
холодильников (кокилей). Изменяя интенсивность охлаждения и содержание
углерода и кремния в чугуне можно получать отливки с различной глубиной
зоны чистого отбела и переходной зоны, а также регулировать твердость отбе-
ленного слоя.

1.2.7. Исходные материалы и оборудование для плавки чугуна

Особенности процесса приготовления жидкого чугуна (применяемые ших-

товые материалы и методы плавки) в значительной степени определяют свой-
ства чугуна отливки.

Составляющими металлической шихты являются литейный и передельный

чушковые чугуны, ферросплавы, собственные отходы производства (литники,
брак), чугунный лом со стороны, стальной лом.

В качестве флюса преимущественно используют - известняк, содержащий

не менее 50% CaO и не более 3% (SiO

+Al

В качестве карбюризатора используют гранулированный графит и элек-

тродный порошок (стружку). С помощью карбюризаторов проводят науглеро-
живание чугуна при использовании в шихте большого количества стального
лома.

В качестве плавильного оборудования применяют: вагранки, тигельные

индукционные печи промышленной частоты, канальные индукционные печи,
дуговые электропечи.

Плавка чугуна в тигельных индукционных печах промышленной частоты

имеет ряд преимуществ: возможность получения точного химического состава,
низкий угар элементов (это особенно важно при выплавке легированного чугу-
на), высокий перегрев металла, возможность использования в шихте большого
количества стальных отходов и стружки.

Канальные печи отличаются от тигельных более высоким КПД, средний

удельный расход электроэнергии при перегреве металла ниже на 30…40%.

Дуговые электрические печи, в отличие от индукционных, используют

значительно реже, хотя они имеют ряд преимуществ: высокий КПД при рас-

плавлении, возможность проведения металлургических процессов в восстано-
вительной и нейтральной атмосферах (что необходимо при получении высоко-
прочного чугуна), большая производительность. Однако эти печи имеют и су-
щественные недостатки: низкий КПД при перегреве, значительный шум, выде-
ление дыма при работе, большой угар элементов.

Наиболее совершенным и эффективным процессом, как с точки зрения ка-

чества получаемого чугуна, так и с экономической точки зрения является дуб-
лекс процесс. При этом процессе получают чугун в двух последовательно рабо-
тающих плавильных агрегатах: в первом расплавляют шихту, а во втором жид-
кий чугун подвергается температурно-временной обработке, и при необходи-
мости проводится доводка химического состава. В качестве первичных агрега-
тов обычно используют вагранку или индукционную тигельную печь, а вторич-
ного - канальную индукционную, тигельную или дуговую печь.

Контрольные вопросы

Какие виды чугунов Вы знаете?

Как получают чугуны?

Какими свойствами обладают чугуны?

Для изготовления каких отливок применяются чугуны?

1.3. Стали

Отливки изготавливают по ГОСТ 977 – 88.
Литейные свойства сталей значительно хуже, чем у чугуна и многих ли-

тейных сплавов. Усадка у них больше, чем у чугуна и большинства цветных
сплавов. Чем больше в стали углерода, тем больше сокращается объем. Линей-
ная усадка при этом для углеродистых и легированных сталей 2,2…2,3%. Для
некоторых высоколегированных сталей (12Х18Н9ТЛ) она доходит до
2,7…2,8%.

В реальных условиях затвердевания из-за механического и термического

торможения  изменение  линейных  размеров  отливки  меньше:  у  тонкостенных
отливок  сложной  конфигурации  составляет 1,23…1,5%, а  у  толстостенных
2,0…2,3%.  Такую  усадку  принято  называть  литейной.  Литейная  усадка  неста-
бильна, в реальных условиях может изменяться в заметных пределах, сказыва-
ясь на точности отливок.

Жидкотекучесть и формозаполняемость у сталей также хуже, чем у чугу-

на и большинства других литейных сплавов. Жидкотекучесть зависит от темпе-
ратурного интервала затвердевания стали, а последний – от содержания угле-
рода.

Большинство углеродистых сталей для отливок имеют небольшое содер-

жание углерода: от 0,15 до 0,55% табл.1.8. Для этих углеродистых и некоторых
легированных хромистых и хромоникелевых сталей интервал кристаллизации
равен 30…55

С. Для высокоуглеродистых и высокомарганцовистых сталей ин-

тервал кристаллизации увеличивается с 60 до 120

С, если содержание углерода

возрастет с 0,6 до 1% (сталь 110Г13Л).

Указанные свойства являются причиной образования в стальных отлив-

ках различных литейных дефектов (усадочных раковин, пористости, трещин,
коробления и др.). Особенно это имеет место в отливках из высоколегирован-
ных сталей.

Поэтому в таблицах технологических свойств (табл. 1.9) по данным

ЦНИИТМАШ, для некоторых сталей даются коэффициенты устойчивости к
трещинообразованию и склонности сталей к образованию усадочных раковин и
пор.

Таблица 1.8.

Назначение и общая характеристика.

Сталь

Назначение

15Л

Детали, подвергающиеся ударным нагрузкам (копровые бабы, за-
хваты, блоки, ролики и др.) и резким изменениям температуры, а
также детали сварно-литых конструкций с большим объемом свар-
ки.

20Л

Арматура  и  детали  трубопроводов,  фасонные  отливки,  изготов-
ляемые  методом  выплавляемых  моделей,  детали  сварно-литых
конструкций,  ответственные  детали  автосцепки  (корпуса,  тяговые
хомуты, замковые упорные плиты).

25Л

Станины прокатных станов, шкивы, траверсы, поршни, корпуса
подшипников, зубчатые колеса, арматура паровых турбин, оси, ва-
лы и др. детали, работающие под действием средних статических и
динамических нагрузок. Сталь не чувствительна к перегреву, дета-
ли могут работать при температуре – 40…+450

С под давлением.

30Л

Корпуса  и  обоймы  турбомашин,  детали  гидротурбин,  рычаги,  ба-
лансиры, корпуса редукторов, муфты, шкивы, кронштейны, стани-
ны,  балки,  бандажи,  маховики  и  другие  детали,  работающие  под
действием  средних  статических  и  динамических  нагрузок.  Сталь
применяют в нормализованном или улучшенном состоянии.

35Л

Корпуса и обоймы трубомашин, станины прокатных станов, бабы
паровых молотов, задвижки, вилки, кронштейны и другие детали,
работающие под действием средних статических и динамических
нагрузок. Сталь применяют в улучшенном состоянии и после по-
верхностного упрочнения ТВЧ.

40Л, 45Л

Станины, корпуса, муфты, тормозные диски, зубчатые колеса, ко-
жухи, вилки, звездочки, детали лебедки, храповики и другие ответ-
ственные детали к которым предъявляют требования повышенной
прочности и высокого сопротивления износу. Детали, работающие
под давлением при температуре от – 30 до +450

С. Сталь приме-

няют в нормализованном и улучшенном состоянии и после по-
верхностного упрочнения.

50Л, 55Л

Зубчатые колеса, бегунки, зубчатые венцы, зубчатые муфты, ходо-
вые колеса, валки станов для прокатки мягкого металла. Сталь
применяют в нормализованном и улучшенном состоянии и после
поверхностного упрочнения с нагревом ТВЧ.

содержание .. 3 4 5 6 ..