Как льют чугун: Чугунное литье: технология печного литья, производство

Чугунное литье: способы отливки, инструменты, изделия

Сплав железа, в котором содержится более 3% углерода, называется чугуном. Металл обладает высокой жидкотекучестью и твердостью, благодаря чему заполняет форму с конфигурацией любой сложности. Чугунное литье способно длительное время находиться на открытом воздухе, не подвергаясь коррозии и разрушению. Технология производства чугуна была освоена еще в 17 веке. Из него изготавливали перила мостов, скульптуры, решетки для каминов и колосники в печи. Простая технология формовки и выплавки позволяет лить металл в промышленных масштабах и домашних условиях.

Чугунное литье в промышленных масштабах

Общие свойства

Чугун производят в доменных печах. Температура нагрева от горения газа и угольной пыли повышается. В результате получают 2 типа высокоуглеродистых сплавов:

• передельный;
• литейный.

Передельный сплав, в основном белый, очень твердый. Он содержит углерод в связанной форме, на изломе зерно белого цвета. Очень твердый, режущим инструментом не обрабатывается. Используется как основное сырье для получения сталей различных марок.

Остальные виды чугуна: серый, ковкий, высокопрочный. Они имеют высокую жидкотекучесть, используются для изготовления деталей методом литья в формы с последующей обработкой резанием. Твердость значительно выше, чем у незакаленных сталей. Высокое сопротивление стиранию. К недостаткам относится хрупкость, низкий предел сопротивления на изгиб и кручение.

Ковким назвали чугун за относительно высокую пластичность и устойчивость к динамическим нагрузкам. Он прочнее серого, благодаря компактным хлопьевидным включениям графита, расположенным между зерен. У высокопрочного сплава графит имеет шарообразную форму. Остальные виды чугуна содержат свободный углерод в виде пластин графита по границам зерен и относительно легко ломаются. На самом деле никакой вид чугуна ковать нельзя.

При обработке чугуна резанием на малой подаче и скорости получается поверхность с высокой чистотой. Размеры с точностью до 0,02 мм.

Производство

При запуске доменной печи в нее послойно засыпают кокс и агломерат — обогащенная железная руда с флюсом. Снизу через форсунки вдувается кислород, подогретый газ. В процессе сгорания угля происходит химическое превращение его в двуокись углерода CO₂, затем в окись — CO, которая окисляет железо, выделяя его из руды и делая твердым.

Доменный процесс непрерывный. Руда и флюс добавляются регулярно. Когда скапливается определенное количество чугуна, его выпускают в ковш, затем разливают по формам. Жидкий шлак предотвращает окисление расплавленного металла. Его сливают через леток, расположенный выше, и вывозят за пределы цеха. В дальнейшем используют как сырье для производства цемента и в строительстве.

Изделия из чугуна

Преимущества чугунного литья

Изготовление деталей из чугуна стоит значительно дешевле, чем сделать аналогичные изделия из стали или бронзы. Повышенное содержание фосфора делает чугун жидкотекучим. Он легко заполняет все пустоты в форме, включая мелкие элементы. По красоте и разнообразию чугунные решетки выглядят лучше кованых. Они устойчивы к влаге, не требуют регулярного ухода.

Литье из чугуна имеет самые разные формы, может длительное время находится в воде и земле, невосприимчивы к низким температурам. Изготовление труб и фитингов, муфт, вентилей имеет простую технологию,по сравнению с другими материалами.

Усадка чугуна во время остывания практически отсутствует. Это позволяет делать отливки с минимальными отходами: малыми прибылями, без накопителей. Обработка деталей сводится к проточке посадочных мест.

Чугунные втулки ставятся в подшипники скольжения на низкооборотистые валы. Имея высокую износостойкость стиранием, они служат дольше шарикоподшипников и стоят в несколько раз дешевле.

Технология литья

Литье чугуна производится в строгой последовательности:

• загрузка шихты;
• непрерывный процесс плавления в доменной печи;
• заливка готового чугуна в ковш;
• разливка по подготовленным формам;
• охлаждение;
• отжиг;
• очистка от окалины.

При изготовлении труб и полых деталей применяют центробежное литье. При этом способе в быстро вращающуюся форму заливают чугун. Под действием центробежной силы жидкий металл растекается по поверхности на заданную толщину.

Остальные детали заливают по форме, которая заранее изготавливается, в землю.

Чугунный утюг (Фото: pixabay.com)

Процесс литья

При накоплении в нижней части печи достаточного количества жидкого металла пробивают леток, и раскаленная масса льется в ковш, из которого и производится непосредственно литье чугуна в формы. Инструмент для разливки — ковш, имеет внизу отверстие с пробкой. Через него производится заливка мелких деталей. Для габаритных тяжеловесных отливок, когда надо быстро заполнить форму, могут использовать носик в верхней части ковша, наклонив его с помощью крана.

Подготовка моделей

Модели изготавливаются из различных материалов. Для изготовления малых партий и единичных заготовок крупногабаритных деталей используют дерево. Модель повторяет наружную форму детали с припусками на усадку. В места расположения отверстий вставляют стержни из формовочной смеси.

В качестве материала для изготовления моделей используют:

• воск;
• гипс;
• пластмассу;
• пенопласт.

Для изготовления больших партий отливок, начиная с нескольких сотен, со сложной конфигурацией используют изготовленные на станках ЧПУ и другом оборудовании модели из бронзы, латуни, алюминиевых сплавов. В результате получается отливка с большой точностью наружных размеров, не нуждающаяся в обработке.

Формовка

Модель вставляют в металлическую форму, и оставшееся пространство заполняют песчано-глиняной смесью. Для получения плотной оболочки смесь уплотняют на вибростендах или утрамбовывают ручным пневмоинструментом.

Большие формы заполняют в несколько этапов, подсыпая смесь. Затем модель вынимают. Поверхность формы обрабатывают антипригарным составом и сушат.

Металлическая форма

Заливка металла

Формы выставляют в один ряд на специально подготовленное место. Над ними устанавливаются литники для заливки. Ковш заводится над формами и быстро заполняет их. Если чугун льется долго, отливки будут неравномерно охлаждаться, могут образоваться расслоения металла внутри.

Завершающие операции

После заливки формы остаются в яме для равномерного остывания на 12–60 часов. Продолжительность процесса зависит от наибольшего сечения отливки.

Остывшую форму достают, освобождают деталь от формовочной смеси и вместе накопителями и прибылями помещают в термическую печь на отжиг. Металл нагревают до 800⁰–900⁰, в зависимости от массы отливки и марки чугуна. Затем выдерживают при заданной температуре несколько часов. Чугун вместе с печью медленно остывает до 300⁰. Затем отливку достают, и охлаждение продолжается на воздухе.

После отжига структура чугуна выравнивается, снимаются напряжения. Теперь обрезаются технологические надставки и другие элементы. Производится зачистка поверхности от остатков формовочной смеси, окалины.

Способы литья в домашних условиях

Литье чугуна в домашних условиях возможно. В середине 20 века в Китае почти на каждом огороде стояли маленькие печи и каждый производил чугунные детали. Ванну или другую емкость с отверстием внизу необходимо обложить огнеупорным кирпичом, заполнить ее чугунным ломом, добавить кокс и раскислитель. Нагревать можно газовой горелкой. Важно помнить — чем меньше объем, тем хуже качество металла.

Чугун в домашних условиях | Справочник конструктора-машиностроителя

Читал форум — так и не сообразил, удалось ли кому — нибудь отлить чугун с удовлетворительным качеством или хотябы изготовить из него подробность, а не просто расплавить.
Как я соображаю, варганка маленькой (в величинах не более 50 л пропанового баллона ) не может быть, и она не даёт приемлемого качества металла (годного для изготовления деталей станков ).
(про дальнейшее старение знаю).
Для его улучшения используют печь накопления, где скапливается жидкий металл, проводят разбор, вводят лигатуры.
Срубить это не действительно.
Подобным типом, вариант с варганкой отпадает?
Можно ли расплавить чугун (до 5 — 10 кг) в стальном тигле из обрезка баллона, например на газовых горелках или углём?
Если используется качественный чугунный лом (напр, кусочки разбитой станины от советского станка ) и плавление идёт в тигле — обеспечивает ли это качество добытого продукта на выходе (режим термообработки, отливки, озлаждения и старения — это особо ) хотябы в химическом отношении — не выгорает ли при этом углерод и лигатуры?

Совершенно реально плавить чугун в домашних условиях, просто видать это пока отдельно никому не нужно.
Вагранка маленькой быть не может, это правда, электропечи сеть непотянет, остается пламенная печь и плавить или в тигле или на поду.
В тигле изменение состава чугуна будет меньшим.

Тигли можно ваять самому из графита и шамотной крошки, правда они недолговечны зато дешего.
Почитайте древние книжки по плавке, потом все доступно расписано и образы печей и режимы плавки.
Мне тоже теперь сей процесс любопытен, начинаю постепенно проходить.

Правильное покрытие имеет вид лака, твёрдое и не размокает в водичке.
Моя экспериментальная сковорода эксплуатируется уже полгода, при этом я её намеренно мою слабым мылом и не смазываю маслом.
Только лишь вытираю и прогреваю на конфорке (последняя процедура ещё и позволяет избавиться от запахов последнего блюда ).
За это время покрытие на дне процарапалось, так что в самое близкое время я её снизу полечу, а верх буду пока эксплуатировать в прежнем режиме.

А также перед сваркой детали нужно определить марку чугуна хотяб примерно, чтоб более точно определить способ сварки.
Бывают разновидности.
Литейный чугун маркируется как Л1 Л2 и так до Л6 вот есть и другие маркировки.
Вот все знакомые мне маркировки.
Л1 Л2 Л3 Л4 Л5 Л6 ЛР1 ЛР2 ЛР3 ЛР4 ЛР5 ЛР6 ЛР7.
ЛР означает чугун литейный рафинированный магнием.

Хорошего времени суток форумчане.
Почитал я тут про плавку чугуна, и отливку его в болванки или слитки.
А как насчет настоящих подробностей?

В ютуб просьба не посылать.
Замечал я потом ролик «литье по выплавляемым моделям», но потом заводик.
, а меня интересует чтоб даром и сердито было.
Цветмет лью в гипс с песочком.
Но считаю при такой высокой температуре гипс кажись разрушается.
чем заменить?

Чугун производится из сплава железа, углерода, кремния и фосфора.
При температуре 1400 градусов чугунное изделие отливается по бесшовной технологии в целой земляной фигуре, которая после отлива изделия раскалывается.
В крае производства изделие зачищается, удаляются мелкие недостатки, случающихся при отливе чугунной фигуры для получения идеально чистой шершавой поверхности.

На наружную и духовную сторону изделия наносится несколько слоев эмали, после чего чугунное изделие обжигается при температуре 800 градусов в течение получаса.
Острая пористая эмаль позволяет каплям жира беспрепятственно проникать в малые поры чугуна и создавать антипригарное покрытие.
Данная эмаль обеспечивает самое мировое распределение тепла и равномерное приготовление пищевых блюд.
Последний этап индустриального цикла – монтирование аксессуаров.

Недвусмысленно!
Для многоэтажных зданий с централизованным отоплением рекомендуются устанавливать чугунные радиаторы.

Они не подвержены коррозии, верно держат тепло.
Первейшее их преимущество перед другими радиаторами, это то что, они не реагируют на качество теплоносителя.
Водичка для отопления проходит водоподготовку, значительно добавляют разные реагенты.
Начиная от соли и соды, и различными присадками, для смягчения воды.
Все текущие радиаторы сильно реагируют на отсутствие воды в системе.
По инструкции, сливать водичку из системы не рекомендуется более, чем на 15 денечков.
А у нас ее сливают на целый летний сезон.
Так вот!
В алюминиевых, биметаллических и металлический радиаторов происходит процесс разложения оставшейся потом водички.

Тем самым происходит процесс износа радиаторов.
Чугунные радиаторы всего этого решены.
Они не реагируют ни с чем.
Поэтому и долговечность у них строя 50 лет, и более.
Чугунные радиаторы, немедленно выпускаются в нынешнем дизайне.
Радиаторы поставляются покрытыми эпоксидной полиэстровой эмалью горячей сушки.
В покраске не ощущают нужду.
Например радиаторы фирмы KONNER: МОДЕРН, ХИТ, Ретро, и др.
На фото радиатор МОДЕРН.

Перед главным употреблением чугунной посуды её рекомендуется вымыть горячей водичкой с мылом, потом насухо обтереть, после чего смазать жиром или растительным маслом целую поверхность посуды.

После этого прокалить в духовке в направление одного часика.
Текущая профессиональная посуда из чугуна не требует дедовской обработки, она уже совершенно готова к употреблению, поскольку располагает внутреннее эмалированное покрытие.

Посоветуйте вебкам студию в Новосибирске готовый бизнес webcam студия Studio DeLuxe.
Любовный приворот заказать сделать приворот chernoyevenchaniye.ru.

История чугунного литья. От Древнего Китая до современности

Чугун – это металл с тысячелетней историей, своими корнями ушедшей в эпоху до нашей эры. Рассказывая о нём, нельзя не обратиться к хронике развития литейного дела в целом.

Медно-каменный век

Первые свидетельства возникновения металлургии датируются V-VI-м тысячелетием до нашей эры.

В то время человеку, ещё использующему камень для создания орудий, попадаются медные самородки. Принимая их за камни и обрабатывая привычным способом, ударяя друг об друга, становится ясно, что самородок не откалывается, а деформируется и ему можно придать необходимую форму. Историки называют этот метод холодной ковкой.

Медь активно заместила собой камень. Иглы, рыболовные крючки, кинжалы, наконечники копий и стрел делать стало гораздо проще, а их качество значительно превышало каменные и костяные аналоги.

Со временем люди научились придавать прочности металлу за счёт его проковки, что позволило создавать более сложные и долговечные топоры и мотыги.

Переход на медные орудия труда повлиял и на развитие человечества того времени в целом, стало более совершенной обработка дерева, появилась возможность делать более мелкие детали. Учёные доказали, что на территориях где активно использовали медь, и появление колеса произошло раньше. Это доказывает, что развитие человечества напрямую связано с развитием металлургии.

Бронзовый век

Научившись создавать бронзу – сплав из олова и меди, человечество вступило в Бронзовый век.

Как человек изобрёл этот сплав точно не известно. Большинство историков считают, что это произошло по чистой случайности, когда в расплавленную медь попало олово. Результат поразил невольных изобретателей, металл был значительно крепче и более приспособлен к заточке. Благодаря свойствам бронзы человечество начало активно использовать её в быту и на войне.

На протяжении целого тысячелетия люди готовили еду в бронзовых котелках, воевали бронзовыми мечами. Но, как скоротечно время, меняются тысячелетия, одни устои и технологии заменяются другими.

Железный век

Историки считают, что железо добыть было гораздо проще, нежели медь или олово, ведь оно встречается в виде окиси и закиси повсеместно, чего не скажешь о иных металлах.

Почему же люди раньше не начали использовать железо? Ответ очень прост, его производство – это трудоёмкий и сложный процесс, проходящий в несколько этапов. Процесс, чтобы изучить и понять который нужно было не одно столетие развития человечества. Неспроста металлурги тех времён считались колдунами, творящими неведомые, магические вещи.

Первые упоминания о чугуне

Страной, в которой впервые стали выплавлять чугун, считается Китай, исторический факт датируется V-VI-м веком до нашей эры. В поднебесной чугунные изделия были очень популярны, из чугуна производили монеты, оружие, предметы домашней утвари.

В Китае произвели первую чугунную посуду, называлась она чугунный вок – это сковорода с тонкими стенками диаметром до одного метра. Очень востребованная в китайских семьях, хоть и дорогая.

Сохранилось множество чугунных отливок, например чугунный лев 5 метров в длину и 6 метров в высоту. Учёные подтверждают, что статуя была отлита за один раз, что говорит о большом мастерстве металлургов поднебесной.

Одним из самых необычных чугунных изделий того времени считаются стены врезанной в скалу гробницы, сплошным слоем отлитые из чугуна, чтобы надёжно закрыть вход.

Раннее создание и масштабные объёмы использования чугуна в древнем мире не означают, что кроме него не было иных металлов, археологами найдены оружия и предметы домашнего обихода из стали, бронзы, меди. Но чугун во многом преобладает перед иными материалами. Во многом это объясняется меньшей температурой плавления китайского чугуна в сравнении с бронзой, на 100 градусов.

Интересен тот факт, что принято считать началом производства ковкого чугуна XIX-й век нашей эры, хотя в Китае ещё до рождества Христова делали из него мечи.

Чугунное производство в Европе и России

Европейские же страны узнали о чугуне только в XIV-XVI веке нашей эры, во многом благодаря России, занимавшейся экспортом чугунных пушек и ядер.

 

Триста лет татаро-монгольского ига и близость Монголии к Китаю, повлияли на более раннее появление чугунного производства на Руси, нежели в Европе.

На то время чугун в большинстве своём применялся в артиллерии – из него делали пушки различных размеров и ядра к ним.

Не только Россия, но и весь мир за активное развитие чугунного производства обязан Петру Великому, начавшему в конце XVII века крупные преобразования в металлургической промышленности. В те времена чугун вышел за рамки применения только в артиллерии. Началось развитие художественного литья.

Новая столица Российской Империи была наполнена оградами, лавками и прочими элементами тонкого чугунного литья. Благодаря чугуну также потерпело значительные изменения печное дело – в печи появились чугунные задвижки и печные дверки, устойчивые к высоким температурам и предотвращающие проникновение дыма в помещение. Более того начали появляться чугунные украшения, своей красотой не уступающие драгоценным металлам.

Англия, Франция, Германия старательно перенимали технологии у Русских мастеров, считая их самыми эффективными и совершенными на тот момент.

Чугун в эпоху информационных технологий

В XXI-м веке развитие металлургии продолжает неустанно двигаться вперёд. Супер-лёгкие, супер-крепкие, супер-эластичные сплавы – что только не придумает светлый человеческий ум, но за две с половиной тысячи лет замены чугуну всё ещё не найдено.

Печная фурнитура, художественные изделия, элементы ворот и оград, посуда и многое другое, вплоть до тяжёлой промышленности. Став неотъемлемой частью нашего быта, сложно представить современную жизнь без чугунных изделий.

---

Приобрести надёжное, долговечное и красивое чугунное литьё

Художественное литье скульптур из чугуна. События

Казалось бы — чугун… Какое сразу же возникает представление о предметах, сделанных из чугуна? Чугун или чугунок — металлический горшок, кухонная принадлежность, ничего общего не имеющая с произведением искусства по металлу, чугунные канализационные трубы.

А ведь еще полтора столетия назад на Всемирной выставке в Париже художественные изделия именно из чугуна удивляли своим изяществом и красотой — цепочка для часов, весящая всего-то 20 граммов, браслет, состоящий из 100 звеньев, миниатюрная скульптура, кружевная чугунная посуда…

Чугун — это выплавленное из руды железо с примесью углерода, более хрупкое и менее ковкое, чем сталь. Однако из этого, казалось бы, грубого материала можно отливать настоящие эстетические шедевры.

Художественное литье скульптур из чугуна — тоже универсальная работа. Это удел не только мастера по литью, но и скульптора. Мало отливать по какой-то модели скульптурное произведение. Без владения чеканным искусством литейщику не создать художественного произведения. Отлитая из чугуна скульптура или другое изделие будет мертвым без прикосновения чекана, без декоративной отделки. Вообще технология производства художественных предметов из чугуна практически аналогична созданию изделий из других металлов и сплавов — из тех же бронзы, латуни, селумина, серебра, золот

а.

Мастер художественного литья должен обладать умением формовки, чеканки и декора, ведь литейщик — это еще и чеканщик, и декоратор. Чтобы воплотить в жизнь задуманное, необходимо избрать соответствующую форму для любого литейного произведения. Формовка — тоже большое искусство. С формовки, собственно, и начинается весь непростой процесс создания изделия. Опоку изготавливают так же, как и при других видах литья (металлический квадрат или прямоугольник со стенками необходимой высоты).

Восковую или бронзовую модель заформовывают в песчано-глиняную смесь в опоке с литником и выпором. Если скульптура сложной формы, то ее собирают из нескольких опок. Сложность формовки состоит в том, чтобы многофигурную поверхность модели с выступами и углублениями разделить на возможно меньшее количество частей заформовки — от этого во многом зависит качество литейного изделия. Многофигурные композиции отливают частями, а затем компонуют в группу.

Как уже отмечалось, отливки скульптур нуждаются в прочеканивании. Прочеканивание сглаживает поверхность скульптуры из чугуна, удаляя ненужные выступы и впадины, а также формирует рельеф изделия, придает четкость деталям, общему контуру. Именно гармоничность проработки деталей и решение композиции в целом делают литейное произведение выразительным. Полную законченность скульптуре дает ее окраска. Определенный цвет органически связан с особенностями материала, его пластическими и цветовыми особенностями. Идеальная окраска — тонкое искусство.

Словом, мастер художественного литья — это и формовщик, и литейщик, и чеканщик, и специалист по окраске, и даже скульптор. Все эти специализации сочетают настоящие мастера — художники по металлу.

Сегодня получает развитие и такая разновидность литья из чугуна, как чугунное архитектурное литье — садово-парковые изделия. Речь идет о садовой чугунной мебели, оградах для особняков, решетках, беседочных колоннах и других атрибутах садово-парковой архитектуры. Эти предметы отливаются частями, что дает возможность индивидуальному мастеру самостоятельно их изготовить.

Различия между чугуном и литой сталью

Одним из самых популярных способов изготовления долговечных и качественных материалов является литьё. Отливка обеспечивает высокий уровень детализации конструкции и не требует изготовления или сборки дополнительных элементов. Благодаря литью, можно изготовить множество различных материалов, однако, наиболее популярными являются сталь и чугун из-за их превосходных механических свойств и широкого спектра применения.

Чугун и сталь по внешнему виду могут практически не отличаться, однако, у каждого из них есть свои преимущества и недостатки. Понимание этих преимуществ и недостатков помогут сделать правильный выбор и обеспечат вашей конструкции прочность, долговечность и устойчивость к повреждениям или деформации.

Основное отличие – содержание углерода

По химическому составу чугун и сталь практически не отличаются. Основное отличие заключается в содержании углерода. В чугунном литье содержание углерода более 2%, в стальном литье – менее 2%.

Характеристики

В данной таблице представлен общий обзор качеств каждого материала. Несмотря на то, что существует множество различных типов железа и стали, в этой таблице основное внимание уделяется серому чугуну и углеродистой стали – двум наиболее распространённым формам каждого металла.

Качество	Чугун	Литая сталь
Литейные качества	+	—
Простота обработки	+	—
Гашение вибрации	+	—
Прочность на сжатие	+	—
Ударопрочность	—	+
Устойчивость к коррозии	+	+(нержавеющие сплавы)
Износостойкость	+(в зависимости от применения)	+(в зависимости от применения)
Стоимость	+	—

Таб. 1. Основные качества материалов

Литейные качества

Большинство людей не видели чугун или сталь в расплавленном состоянии, что понятно, поскольку чугун плавится при температуре около 2300 °F, а сталь – при температуре 2600 °F, и оба они заливаются в формы при еще более высоких температурах. Люди, которые работают с жидким чугуном и сталью, часто отмечают, что они сильно различаются по степени текучести и усадки.

Чугун относительно легко лить, он легко разливается и не дает усадки так сильно, как сталь. Это означает, что он легко заполняет сложные пустоты в форме, и для этого требуется меньше расплавленного материала. Эта текучесть делает чугун идеальным материалом для архитектурных или декоративных металлоконструкций, например, таких, как ограждения и уличная мебель.

Заливка стали намного сложнее. Она менее жидкая, чем расплавленный чугун, и более реактивная к материалам форм. Сталь даёт большую усадку, когда охлаждается, а это означает что нужно налить больше расплавленного материала – обычно в запасной резервуар, называемый стояком, из которого вытягивается отливка при охлаждении.

Однако отливки обычно охлаждаются неравномерно. Внешние области и более тонкие части будут охлаждаться и сжиматься намного быстрее, чем внутренние области и более объемные части, часто создавая внутреннее натяжение или напряжение, которое можно ослабить только посредством термообработки. Сталь гораздо более восприимчива, чем чугун, к усадочным напряжениям, и в некоторых ситуациях эти напряжения могут привести к значительным внутренним и /или внешним пустотам и возможным переломам.

По этим причинам литейная сталь требует большего внимания и контроля в течение всего процесса литья, что делает производство более ресурсоёмким.

Простота обработки

Обрабатываемость – это мера того, насколько легко данный материал разрезать или шлифовать; некоторые материалы труднее обрабатывать, чем другие. Как правило, металлы с высоким содержанием добавок для улучшения механических характеристик имеют более низкую обрабатываемость.

Чугун обычно намного легче обрабатывать, чем сталь. Графитовая структура в чугуне разрушается легко и равномерно. Но существуют и твердые виды, такие как белый чугун, которые из-за их хрупкости обрабатывать гораздо сложнее.

Сталь режется не так легко как чугун, и это вызывает больший износ инструмента, что приводит к увеличению производственных затрат. Закалённые стали или стали с более высоким содержанием углерода также увеличивают износ инструмента. Однако мягкие виды стали по обрабатываемости не лучше: низкоуглеродистые стали, несмотря на то, что они мягче, могут стать смолистыми, с ними будет очень трудно работать.

Гашение вибрации

При выборе литейного материала следует учитывать демпфирующие свойства, так как отсутствие демпфирующей способности может привести к избыточной вибрации и шуму. В зависимости от того, где используется материал, эффективное демпфирование будет способствовать более надежной и долговечной работе.

Графитовые структуры в чугуне, особенно чешуйчатые образования в сером чугуне, очень хороши для поглощения вибрации. Это делает чугун идеальным выбором для блоков двигателя, корпусов цилиндров и станины, а также для других областей применения, где важны прочность и долговечность. Снижение вибрации помогает минимизировать напряжение и предотвратить износ движущихся частей.

Прочность на сжатие

Прочность на сжатие – это способность материала противостоять силам, которые уменьшают размер объекта. Она противоположна силам, направленным на разрыв материала. Прочность на сжатие важна в механических конструкциях, где давление и защитная оболочка являются значимыми факторами. Как правило, чугун имеет лучшую прочность на сжатие, чем сталь.

Ударопрочность

Пока что вам может показаться, что использование чугуна имеет больше преимуществ, чем использование стали, но у стали есть одно существенное преимущество: ударопрочность. Сталь отлично выдерживает внезапные удары без изгиба, деформации или разрушения. Это связано с её прочностью: её способностью выдерживать высокие нагрузки.

Прочность без пластичности приводит к тому, что хрупкий материал очень восприимчив к разрушению, а чугун является образцом для определения термина «прочность без пластичности». Из-за своей хрупкости чугун имеет ограниченную область применения.

Ударопрочность и несущая природа стали делают ее оптимальной для многих механических и конструкционных применений, поэтому сталь является наиболее широко используемым металлом в мире.

Устойчивость к коррозии

Чугун имеет лучшую коррозионную стойкость, чем сталь. Однако оба металла окисляются при взаимодействии с влагой.

Для предотвращения коррозии рекомендуется использовать краску или порошковое покрытие. Они хорошо защищают как чугунные, так и стальные поверхности.

Любой скол или трещина, которой подвергся основной металл, может привести к коррозии, поэтому регулярное техническое обслуживание важно для металлов с покрытием. Если коррозионная стойкость является важным фактором, то, вероятно, лучшим выбором будет легированная сталь, в частности нержавеющая сталь, в которую добавлены хром и другие сплавы для предотвращения окисления.

Износостойкость

Чугун, как правило, обладает большей устойчивостью к механическому износу, чем сталь, особенно в условиях износа при трении. Более высокое содержание графита в чугуне создает графитную сухую смазку, которая позволяет твердым поверхностям скользить друг против друга без ухудшения качества поверхности.

Сталь изнашивается легче, чем чугун, но все же может быть устойчивой к определенным типам истирания. Некоторые добавки из сплава также могут улучшить абразивные свойства стали.

Стоимость

Чугун часто дешевле, чем литая сталь, из-за более низких материальных затрат, энергии и труда, необходимых для производства конечного продукта. Необработанная сталь стоит дороже и требует больше времени и внимания для отливки. Однако при проектировании литых изделий стоит учитывать затраты на длительное использование и замену. Поэтому детали, которые являются более дорогими в производстве, могут в конечном итоге выйти дешевле.

В зависимости от сферы применения конечного продукта изготовление стальных изделий может быть экономически обоснованным вариантом.

Заключение

Мы сравнили качества только основных форм чугуна (серого чугуна) и литой стали (мягкой или углеродистой стали), но конкретный состав и фазовая структура чугуна и стали могут сильно влиять на механические свойства.

Сплавы могут быть добавлены как к чугуну, так и к стали для придания желаемых свойств. Например, марганец повышает ударную вязкость, а хром улучшает коррозионную стойкость. Различное содержание углерода — это то, что отличает низкоуглеродистые и высокоуглеродистые стали — более высокие количества приводят к образованию более твердых материалов.

В конечном счёте, выбор между чугуном и литой сталью будет зависеть от типа и сферы применения конечной конструкции.

Кокильное лить, литье алюминиевых сплавов, чугуна в Екатеринбурге

Существуют разные способы получения металлических отливок ‒ в частности, кокильное литье, заливка в песчаные формы, центробежное литье и т.д. Кокильное литье является одним из самых востребованных вариантов, для него используются специальные разборные металлические формы. После заливки формы и застывания металла ее разбирают, после чего она может быть использована для отливки очередной детали. Основные достоинства метода:

• возможность получать большое количество одинаковых изделий;
• высокое качество отливок;
• можно отливать достаточно сложные по конфигурации изделия;
• низкая себестоимость метода.

При использовании кокилей для литья цветных металлов и их сплавов одной формы хватает на получение сотен тысяч отливок. Из чугуна можно получить до двух тысяч отливок на одну форму, из стали – несколько сотен.

Кокильное литье чугуна и сплавов цветных металлов

Наша компания предлагает услуги кокильного литья из чугуна, цветных металлов и их сплавов. Большой опыт работы в этой сфере позволяет нам создавать отливки очень высокого качества, требующие минимальной обработки. Чистота поверхности отливки здесь на два класса выше, чем при использовании песчаных форм.

Широко используется кокильное литье и для создания деталей из бронзы. Мы работаем с оловянными и алюминиевыми бронзами, латунями. Отметим, что кокильное литье экономически эффективно при производстве больших партий изделий. Производство единичных отливок окажется слишком дорогим из-за высоких затрат на создание кокилей.

Литье в кокиль по выгодным расценкам!

В нашей компании Вы можете заказать кокильное литье цветных металлов, их сплавов и чугуна по очень выгодным расценкам. Вес отливок из цветных металлов может составлять от 0,1 кг до 15 кг, из чугуна ‒ до 350 кг.

Вы можете задать любые интересующие Вас вопросы, обратившись по телефонам:

• 8 (800) 222-79-79 (многоканальный)
• +7 (343) 345-79-79 (многоканальный)

Со своей стороны, мы гарантируем высокое качество отливок, быстрое выполнение заказа и выгодные расценки.

Мы работаем в Екатеринбурге, Вы можете обратиться к нам прямо сейчас!

Чугунные ворота и заборы — изготовление литых ограждений, литье декоративных элементов

В последнее время в моду все больше входят ограждения из поликарбоната и профлиста. Однако те, кто ценит надежность, долговечность, эстетику и солидность, несомненно, выберут в качестве основного материала чугун. Наша компания изготовит любые литые декоративные элементы забора и ворот из высококачественного чугуна. Художественное литье – это сложный и трудоемкий процесс, требующий от мастера и наличия креативного подхода, и большого опыта. Мы можем создать рисунок любой сложности и воплотить его в металле. Мы гордимся тем, что декоративное литье – наша основная специализация.

Литье чугунных ворот

Это лучшее решение для защиты загородного дома или особняка. Такие ворота будут служить практически вечно при правильном уходе. Большая масса легко компенсируется точной балансировкой и правильной установкой. Дизайн может иметь любую степень сложности. Единственным ограничение для творчества – прочность чугуна при определенной толщине.

Изготовление чугунного забора

Мы можем самостоятельно разработать дизайн с учетом ваших идей и пожеланий, предложив несколько вариантов реализации. А можем с точностью повторить уже имеющийся у вас эскиз. Мы изготовим и установим литые ограждения для парков и скверов, мостов, загородных домов, особняков, дач, административных зданий.

Литье пик

Пики могут устанавливаться по всему периметру ограждения через определенное расстояние или обрамлять ворота. Это лучшая защита от попыток перелезть на частную территорию. А кроме того, это весьма изящное украшение. Любые одноглавые, двух- и трехглавые, затейливые фигурные пики можно заказать в нашей мастерской. Металл для этих изделий подбирается с учетом всей композиции – это может быть чугун, алюминий, сталь, бронза.

Изготовление наверший и чугунных наконечников

Это еще одна разновидность декоративных деталей, украшающих и защищающих поверхность забора. Мы можем изготовить их даже в том случае, если у вас обычная кованая, металлическая или кирпичная ограда. Если закрепить навершие с учетом некоторых технологических нюансов, которыми наши мастера владеют в совершенстве, ваш забор станет вашей гордостью и настоящим произведением искусства!

 

Конечно, здесь обозначен не весь перечень того, что мы можем сделать. Мы с радостью возьмемся за изготовление уникальных и необычных изделий: фантазийных резных калиток, отдельных секций для забора, различных ажурных украшений и декор-композиций, панелей, ограждений террас и пр. Хотите заменить чугун на сталь или бронзу, добавить эффект «старения», покрасить в необычный цвет – не проблема, Литейный цех №1 любит и умеет решать нестандартные задачи!

Сколько стоят такие изделия

Уникальность – это именно то, зачем приходят к нам клиенты. Каждая наша работа – не стандартизованная штампованная продукция. Обратитесь к менеджерам компании, чтобы узнать стоимость прямо сейчас! Она напрямую зависит от металла, марки сплава, количества используемого материала, сложности изготовления форм, и т.д. Мы гарантируем максимально точный расчёт и приемлемые цены.

Спросите у металлурга: Кованое железо против чугуна

Кованое железо обычно используется для декоративных, архитектурных применений, таких как заборы или каркасы скамеек

Люди часто предполагают, что чугун и кованое железо являются взаимозаменяемыми терминами для ранней обработки железа, но есть мир разницы.

Кованое железо — это железо, которое нагревали и затем обрабатывали инструментами.

Чугун — это железо, которое было расплавлено, вылито в форму и оставлено для застывания.

Основное различие между чугуном и кованым железом заключается в том, как они производятся. Различия можно найти в названиях: ковка — это причастие работы прошедшего времени («обработанное железо»), а литье описывает все, что образовалось в процессе литья.

Различные методы производства позволяют создавать металлы различной силы и слабости, поэтому редко можно встретить чугунный забор или кованую сковороду.

Что такое кованое железо?

Кованое железо обрабатывается кузнецом

Кованое железо состоит в основном из элементарного железа с небольшими количествами (1-2 процента) добавленного шлака (побочный продукт плавки железной руды, обычно состоящий из смеси кремния, серы и фосфора). , и оксиды алюминия).Кованое железо получают путем многократного нагрева материала и обработки его инструментами для его деформации.

Кованое железо является очень ковким, что позволяет его нагревать, повторно нагревать и обрабатывать в различных формах. Кованое железо становится прочнее, чем больше его обрабатывают, и отличается своим волокнистым видом. Кованое железо содержит меньше углерода, чем чугун, что делает его более мягким и пластичным. Он также обладает высокой устойчивостью к усталости; если приложить большое давление, он подвергнется большой деформации, прежде чем выйдет из строя.

Термин «кованое железо» сегодня часто используется неправильно; он обычно используется для описания конструкций, похожих на исторические изделия из кованого железа, независимо от используемого металла. Низкоуглеродистая сталь, подвергнутая машинному сгибанию в холодном состоянии, или стальные литые и железные детали, окрашенные в черный цвет, регулярно ошибочно маркируются как изделия из кованого железа. Однако, чтобы действительно считаться кованым железом, металлический предмет должен быть выкован кузнецом, который нагревает его и придает ему форму.

Кованое железо использовалось еще в 2000 году до нашей эры на Анатолийском полуострове (ныне Турция), и оно широко использовалось в строительстве на протяжении всего XIX века. Однако достижения в области металлургии в 20-м веке упростили и удешевили машинную формовку и сварку металлических деталей. Сравнительно дорогой и трудоемкий характер кузнечного дела привел к прекращению его крупномасштабной коммерческой практики в середине 1970-х годов. Это означает, что большинство настоящих изделий из кованого железа сегодня — это либо предметы антиквариата, либо особые изделия, разбитые местными мастерами.

Что такое чугун?

Чугун используется для производства многих продуктов, используемых в повседневной жизни.

Чугун может относиться к ряду сплавов железа, но чаще всего он ассоциируется с серым чугуном.Несмотря на название «железо», это не чистое элементарное железо (Fe в периодической таблице) — на самом деле это сплав, содержащий 2–4 процента углерода, плюс небольшое количество кремния и марганца. Другие примеси, такие как сера и фосфор, также обычны.

Чугун получают путем плавки железной руды или чугуна (промежуточный продукт добычи железной руды) и смешивания его с металлическим ломом и другими сплавами. Затем жидкую смесь выливают в формы и дают ей остыть и затвердеть.

Чугун очень хрупкий по своей природе, что означает, что он сравнительно твердый и не податливый.

Конечный результат получается прочным, но хрупким. Из-за более высокого содержания углерода чугун затвердевает как гетерогенный сплав, что означает, что он содержит несколько компонентов или материалов в разных фазах в своей микроструктуре.

Эта смешанная микроструктура придает чугуну его отличительные физические свойства. Внутренние частицы углерода создают точки внутреннего напряжения, способствующие разрушению.Чугун тверже, хрупче и менее податлив, чем кованое. Его нельзя сгибать, растягивать или придавать форму молотком, поскольку его слабая прочность на разрыв означает, что он сломается до того, как согнется или деформируется. Однако он обладает хорошей прочностью на сжатие.

Чугун имеет почти безграничное промышленное применение.

Литье значительно менее трудоемко, чем производство кованого железа, и было распространенной формой производства на протяжении 18 и 19 веков. С появлением стали и технологий автоматизированной обработки снизилась роль литья в некоторых отраслях, но во многих других это остается экономически эффективным и широко используемым процессом.В то время как сталь почти полностью вытеснила чугун в строительстве, чугун остается популярным для изделий сложной формы, которые легче отливать, чем обрабатывать станком. Чугун менее реагирует с материалами форм, чем сталь, и имеет более низкую температуру плавления, что делает его более текучим.

Чугун обладает положительной текучестью, что делает его идеальным для изготовления таких деталей, как декоративные скамейки и другая уличная мебель.

Ковкий чугун: прочность и универсальность.

Ковкий чугун, также известный как ковкий чугун, представляет собой современную и уникальную форму разработанного чугуна. исследователями в 1940-х гг.Они обнаружили, что, добавляя избранные сплавы — вначале сплав магния и меди, а затем церий — они могут манипулировать атомами углерода для формирования микроструктуры, отличной от микроструктуры чугуна. Микроструктура ковкого чугуна предотвращает образование трещин, в результате чего металл обладает преимуществами чугуна без хрупкости.

Ковкий чугун может изготавливаться для достижения высокой пластичности и прочности на растяжение

Ковкий чугун может производиться нескольких марок для достижения высокой пластичности и прочности на разрыв.Ковкий чугун после закалки, полученный с дополнительной термообработкой, обладает еще лучшими механическими свойствами и устойчивостью к износу.

Ковкий чугун также демонстрирует относительно небольшую усадку при охлаждении, что делает его идеальным для точного литья. Ковкий чугун часто используется в отливке, что означает, что он не требует термической обработки. Это может помочь снизить производственные затраты, особенно в долгосрочной перспективе.

Отливки из высокопрочного чугуна и чугуна получают путем заливки расплавленного чугуна в изложницы.

Учет коррозии.

Чугун и кованое железо подвержены коррозии, когда оголенные поверхности подвергаются воздействию кислорода в присутствии влаги. Это может быть проблематично для наружных сред с почти постоянным воздействием осадков и влажности. В отличие от других металлов, которые образуют защитное окислительное покрытие, железо через некоторое время полностью ржавеет и отслаивается.

Чтобы предотвратить ржавчину, железные изделия должны быть покрыты защитным покрытием. Краска обычно используется для покрытия и защиты голого металла. Порошковое покрытие — еще один метод, идеально подходящий для уличной мебели, более подверженной износу в местах с интенсивным движением. Порошковые покрытия очень прочны и не выгорают, не трескаются и не трескаются в течение длительного времени.

Исторический заповедник

От Линкольна, Массачусетс, до Линкольна, от Небраски до Линкольна, Онтарио, Северная Америка богата историей. Каждому городу есть что рассказать, и здания в этих городах сыграли такую ​​же роль в создании прошлого, как и сами люди.

При реставрации исторических зданий с использованием архитектурного железа и металлоконструкций качество и подлинность имеют решающее значение. Крупные наружные элементы, такие как тумбочки, ворота, заборы, светильники и скамейки в парке, играют важную роль в создании атмосферы, верной историческим временам.Современные литейные предприятия могут воспроизвести ранние металлоконструкции, опираясь на исторические чертежи или сами оригинальные конструкции.

Для получения дополнительной информации о чугуне или для запроса предложения по индивидуальному проекту, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Как делают чугун?

Сырье

Производство чугуна начинается с сочетания сырья. Железо редко встречается в чистом виде. Только метеориты содержат чистое железо. Железо, используемое веками, представляет собой сочетание железа и других элементов.Эти комбинации известны как оксиды железа. Горная промышленность извлекает большую часть железа из железных руд, которые представляют собой породы, обнаруженные на внешних слоях земли, которые содержат железо. Затем эта железная руда превращается в различные типы чугуна, но сначала ее перерабатывают в доменной печи для производства чугуна. Сам по себе чугун практически не используется из-за его хрупкости. Сплавленный с другими металлами чугун находит новое применение.

Производство чугуна

Термин «чугун» обычно используется для описания серого чугуна, но он также может описывать и целую группу сплавов.Для его идентификации часто используется цвет поверхности чугуна. Чугун начинает свою жизнь как чугун, который переплавляют и часто объединяют с большим количеством лома, а иногда и со сталью. Загрязнения удаляются из расплавленного передельного чугуна, и после плавления чугун отливают. Литье — это процесс заливки чугуна в форму, придающего ему форму. Формы и способы заливки разделяют этот процесс. Формы могут быть как одноразовые (песочные), так и одноразовые (металлические). Заливка может происходить под действием силы тяжести, низкого давления или вакуума.Чем сложнее форма, тем важнее становится контроль за процессом разливки.

Затвердевающий чугун

После литья чугуну дают затвердеть. При неправильном выполнении процесс затвердевания может разрушить усилия, и металл затем повторно используется в качестве металлолома, таким образом перерабатываясь и снова превращаясь в чушковый металл, готовый к литью. Контроль кривой охлаждения очень важен для правильной практики затвердевания и позволяет заметить разницу между высококачественным и средним чугуном.Быстрое охлаждение обеспечивает мелкозернистую структуру, а медленное охлаждение — грубую структуру. Чугун, который не охладился равномерно, дает некачественную отливку. Другие проблемы, с которыми сталкиваются во время процесса чугуна, включают загрязнение чугуна, газовую пористость (образование пузырей в чугуне) и проблемы с текучестью металла. Процесс литья — это искусство, которое необходимо изучить и испытать, чтобы полностью понять.

Разъяснение процесса литья металла

Что такое литье металла?

Литье металла — это современный процесс с древними корнями.В процессе литья металла металлические формы формируются путем заливки расплавленного металла в полость формы, где он охлаждается, а затем извлекается из формы. Литье металла, возможно, является самым ранним и самым влиятельным промышленным процессом в истории. Из него изготавливают многие металлические предметы, используемые в нашей повседневной жизни: автомобильные детали, колеса поездов, фонарные столбы, педали школьного автобуса и многое другое. Кроме того, литейные заводы полагаются на вторичную переработку металла как на экономичный источник сырья, значительно сокращая отходы металлолома, который может оказаться на свалках.

История литья металлов

Самая старая известная металлическая отливка — это отливка из медной лягушки. Считается, что она была произведена в 3200 г. до н. Э. В Месопотамии, когда медь была широко используемым материалом. Позже, примерно в 2000 году до нашей эры, было обнаружено железо. Но только примерно в 700 г. до н.э. в Китае было освоено первое производство чугуна. Примечательно, что процесс литья металлов из песка также был изобретен в Китае в 645 году до нашей эры.

Тигельный процесс, метод, используемый для производства тонкой или инструментальной стали, появлялся и исчезал в различных местах по всему миру с начала 1-го тысячелетия нашей эры. Эта техника впервые появилась в Индии и Центральной Азии, пока не появилась в Северной Европе около 800 г. н.э., где ее использовали для изготовления мечей викингов. Эта техника не использовалась до 1750 года, когда Бенджамин Хантсман заново изобрел ее в Англии. Хантсман нагревает небольшие кусочки углеродистой стали в закрытом тигле, который представляет собой керамический горшок с огнеупорными свойствами, который может выдерживать высокую степень нагрева. Хантсман впервые достиг температуры, достаточной для плавления стали.

За последние тысячи лет отливка металлов в предметы, пригодные для использования, эволюционировала, чтобы стать более точными и автоматизированными, но процесс, по сути, остался прежним.Инновации в автоматизации литейных процессов, такие как кондиционер для литья в песчаные формы VIBRA-DRUM® компании General Kinematics, упростили обработку больших объемов отливок, а также улучшили качество отливок. Эта машина является революционной в области обработки больших объемов пресс-формы и песка для литейного производства.

Процесс литья металла

1. Изготовление выкройки — Выкройка является точной копией внешнего вида отливки. Выкройки обычно изготавливаются из дерева, металла, пластика или гипса.Изготовление лекал невероятно важно для промышленного изготовления деталей, где необходимы точные расчеты, чтобы детали подходили друг другу и работали вместе.
2. Изготовление стержней — Если отливка полая, дополнительный кусок песка или металла (называемый стержнем) придает внутренней форме форму, чтобы сделать ее полой. Сердечники обычно прочные, но разборные, поэтому их можно легко удалить из готовой отливки.
3. Багет — Чтобы представить себе процесс литья металла, представьте себя идущим по пляжу в сторону океана.Посмотрите на след, который вы оставляете на мокром песке. Ваша ступня будет стержнем, а отпечаток, оставленный на песке, — это слепок вашей ступни. Формование — это многоэтапный процесс, при котором формируется слепок вокруг шаблона с использованием формовочного песка. При литье форма помещается в раму, называемую колбой. Зеленый песок или формовочный песок набивается в колбу вокруг выкройки. Это называется литьем металла в песчаные формы. Когда песок плотно набит, узор можно удалить, а гипс останется. В качестве альтернативы можно создать неразрушаемую металлическую форму, состоящую из двух частей, чтобы форму можно было многократно использовать для отливки идентичных деталей для промышленного применения.
4. Плавка и разливка расплавленного металла — После плавления металл выливается в полость формы и оставляется для застывания. После затвердевания начинается процесс вытяжки: формы подвергаются вибрации для удаления песка из отливки. В промышленных применениях такое оборудование, как наши двухмассовые встряски, поддерживает высокую производительность благодаря своей эффективной и бесперебойной работе. Удаленный песок обычно собирается, охлаждается и восстанавливается для повторного использования в будущих отливках. Кондиционер для литья песка VIBRA-DRUM® улучшает этот процесс отделения песка от отливок, удаляя и охлаждая песок и отливки и испаряя влагу, одновременно уменьшая повреждения отливок, которые являются обычным явлением на этом этапе процесса. Конечным результатом является чистая отливка и песок, готовый к процессу рекультивации.
5. Очистка — На этом заключительном этапе отлитый металлический объект извлекается из формы, а затем зачищается. Во время зачистки предмет очищается от формовочного материала, удаляются неровности.

Современные отливки

Сегодня почти все механические устройства, которые мы используем, от автомобилей до стиральных машин, производятся из металлических деталей, созданных с помощью процесса литья. Разница между сегодняшними изделиями из литого металла и изделиями, которые были изготовлены даже 100 лет назад, заключается в точности и допусках, которые могут быть достигнуты с помощью компьютеризированного автоматизированного процесса проектирования, а также современных методов изготовления детализированных стержней и форм. Современное литье металла представляет собой инновации в действии.

На протяжении веков были разработаны различные комбинации сырья для производства различных типов металлов. Некоторые литые изделия используются в двигателях, требующих высокой устойчивости к жаре и холоду. Чугунные трубы должны противостоять коррозии и высокому давлению. Остальные литые детали должны быть легкими, но прочными. Во многих приложениях детали конструируются с учетом точных допусков между расширением и сжатием.

Другие процессы литья включают гипсовое литье, литье под давлением и литье по выплавляемым моделям.Литье из гипса просто заменяет песок гипсовой формой.

Для литья под давлением требуются две большие движущиеся детали из цветных металлов, которые зажимаются вместе под высоким давлением. Расплавленный металл вводится в матрицу, и после затвердевания металлические части разделяются.

Процесс литья по выплавляемым моделям начинается с заполнения формы воском. После того как воск затвердеет, на него несколько раз наносят керамический материал. Его нагревают до тех пор, пока воск не расплавится и не останется керамическая форма. Форма заполняется расплавленным металлом, охлаждается, после чего керамический материал отламывается.

С гордостью служу литейной промышленности

General Kinematics гордится тем, что является ведущим производителем оборудования для автоматизированной вибрационной обработки, который внедряет инновации вместе с литейной промышленностью на протяжении почти 60 лет. Чтобы получить больше информации обо всем литейном оборудовании General Kinematics, свяжитесь с нами сегодня!

Обзор литья металлов для начинающих — плавка, плавка, литье и литье

Привет всем, решил, что сделаю свой первый пост чем-то полезным, а не вопросом.Я знаю о литье больше, чем о кузнечном деле, поэтому решил, что помогу немного добавить в раздел литья, предоставив общий обзор того, как начать литье, справочники, необходимое оборудование, меры безопасности и т. Д. Надеюсь, это будет что-то, на что можно сослаться, чтобы дать какое-то направление людям, спрашивающим «как мне начать лить металл» или «могу ли я отлить свою собственную наковальню» и т. д., поскольку, похоже, таких сообщений довольно много. Я только что пролил бронзу и в итоге неоднократно объяснял процесс всем своим соседям по дому, где я живу и работаю, так что все это в любом случае было у меня в голове на этой неделе.Перед всей информацией я покажу несколько фотографий заливки, так как это всегда выглядит довольно круто.

Вид работающей печи с паковочными формами на переднем плане:
Я что-то проверяю или тыкаю:

Вынимаю тигель из печи:
Заливка:

Заливка:
Вот что было внутри (16 желудей + стробоскоп):
Acorn TIG, приваренный к стальной заглушке (будет прикреплен к кованой ветке на воротах):
Пучок желудей, готовый к прикреплению к воротам:

БЕЗОПАСНОСТЬ

Не делайте этого, если не выполнили надлежащую проверку.В идеале вы должны учиться у кого-то лично, но если это невозможно, вам следует прочитать несколько книг (рекомендации в конце этого поста) и посмотреть несколько видеороликов о разливке домашнего металла в Интернете. Расплавленный металл в любом количестве, превышающем сварочную лужу, чрезвычайно опасен, и несоблюдение этого требования может привести к серьезной аварии. Если есть вопросы, задавайте. Не вини меня, если ты поранишься.

РАСПЛАВЛЕННЫЙ МЕТАЛЛ
Если у вас есть какое-либо количество расплавленного металла, влажность становится чрезвычайно опасной.Капля расплавленного металла на бетон (который удерживает влагу) превратит воду в порах в пар, вызывая небольшой взрыв, который выбрасывает жидкий металл и крошку бетона в воздух. А теперь подумайте, что было бы, если бы вы пролили целый тигель. ВСЕГДА ПЕРЕНОСИТЕ МЕТАЛЛ НА СУХИЙ ПЕСК.

Если вы воткнете что-нибудь — палочку для перемешивания, скиммер, еще куски металла для расплавления — в тигель, когда в нем есть расплавленный металл, этот объект должен быть DRY .Это так же просто, как предварительный нагрев металла на верхней части печи во время ее работы и удерживание конца любых инструментов в вытяжном пламени в течение нескольких секунд, но если вы забудете, вы заставите расплавленный металл взорваться, пока вы стоите там. с вашим лицом над ним. Точно так же ваши изложницы (в которые вы заливаете оставшийся металл после заполнения форм) необходимо предварительно нагреть в печи, иначе произойдет взрыв. ПРИНИМАЮ, ЧТО, ЕСЛИ ЧТО-ТО НЕ СЛИШКОМ ГОРЯЧЕ, ЧТО ЭТО ВЛАЖНОЕ .

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Очки и маска для лица, а не одно или другое. Плотная кожаная куртка, сварочные перчатки, джинсы и толстые кожаные ботинки. Это то, что я ношу. Прекрасно работает, защищая от случайных брызг, и, по крайней мере, не тает на вашей коже в случае бедствия. Всегда держите под рукой ведро с сухим песком и лопату на случай разлива, а также охлаждающую штангу (кусок тяжелого углового железа, приваренный к концу трехфутового стержня), чтобы задержать поток в случае разрыва формы или течь.

ДОМАШНИЕ ТЯГИ
Из-за серьезных опасностей, связанных с работой с расплавленным металлом, я настоятельно рекомендую НЕ использовать самодельные тигли для чего-либо более горячего, чем алюминий (например, для любых медных сплавов и чугуна). Подходящие тигли будут описаны ниже для каждого отдельного металла, а также будет объяснен подходящий самодельный тигель для алюминия и других низкотемпературных сплавов.

Правильные тигли необходимы, даже если вы выполняете все остальные настройки:

—————————— ————-

Сначала я дам краткий обзор различных металлов, которые вы, возможно, захотите отлить, а затем расскажу некоторые подробности об общем оборудовании, которое вам нужно будет сделать. для небольшого литейного производства.

——————————————-

МЕТАЛЛЫ

СТАЛЬ
Хорошо, во-первых, вы, вероятно, никогда не собираетесь лить сталь дома, и вы определенно никогда не собираетесь делать стальную отливку размером с наковальню. Это просто реальность. Довести тигельную печь до температуры, необходимой для разливки стали, можно, но это превратит вашу печь в расходный материал. Я коснусь этого в первую очередь, поскольку похоже, что многие люди интересуются литьем стали.

Вот приблизительные точки плавления некоторых металлов (все температуры в F):

Мягкая сталь: 2750
Чугун: 2100
Кремниевая бронза: 1800
Алюминий: 1200
Свинец: 680

Имейте в виду, что вам нужно, чтобы металл был перегрет на несколько сотен градусов выше этих температур, чтобы его успешно разлить, так, например, железо будет разливаться около 2300-2500 (горячее для более тонких отливок). Температура в вашей печи должна быть еще выше, а это значит, что внутренняя температура печи будет близка к 3000.Огнеупор, который я использовал для своей печи, рассчитан на 3000, а поскольку низкоуглеродистая сталь плавится около 2750, вы можете понять, почему его плавление быстро разрушит вашу печь. Вот картина огнеупорной футеровки на моей печи, где капли расплавленного железа высадились на него:

бронзы и алюминий будет просто прилипает к поверхности, но расплавленное железо буквально съедает прямо в него. Печь настолько нагревается, что вам понадобится одна из зеленых оксиацетиленовых масок, чтобы увидеть ее с открытой крышкой. Он просто не выдерживает температуры, необходимой для плавления стали.

ЧУГУН
Тем не менее, с правильно сконструированной печью плавление чугуна совсем не сложно, однако вам необходимо использовать песчаные формы, поскольку формы для выплавки, которые вы делаете дома (обсуждаются ниже), не выдерживают температуры расплавленного металла. железо (пробовал). Формование из песка — это само по себе искусство, и для его правильного выполнения потребуется немало практики. В конце поста есть несколько хороших книг по этому поводу. Наконец, для чугуна вам необходимо приобрести графитовый тигель на глиняной связке. НЕ РАСПЛАВАЙТЕ ЖЕЛЕЗ В ЧТО-ТО ВЫ САМИ СДЕЛАНО . Тигель обойдется вам в 50-100 долларов. Это очень дешевый страховой полис, который стоит каждого пенни. Серьезно. Без шуток. Практически все литейное оборудование, которое у меня есть, — самодельное, кроме тиглей для бронзы и железа.

БРОНЗА
Хорошо, перейдем к цветным металлам. Лично я использую только кремниевую бронзу для отливок из медного сплава по ряду причин. Во-первых, это состав: 96% меди, 3% кремния и 1% марганца.Вот почему это важно: латунь и другая бронза обычно содержат значительное количество цинка, олова и / или свинца помимо меди. Чтобы расплавить эти сплавы, их нужно нагреть выше температуры, при которой легирующие элементы испаряются. Это означает, что некоторое количество цинка, свинца, олова и т. Д. Улетучится с поверхности в виде газа, особенно когда вы перемешиваете или снимаете слой расплава. Это означает, что вы не только подвергаете себя воздействию токсичных паров, но и меняете состав металла каждый раз, когда его плавите.Кремниевая бронза не меняет состав даже после плавления в течение нескольких десятков раз (если вы держите тигель только для этого сплава), что делает ее идеальной для домашнего использования, где мы не можем проверить состав наших сплавов и где мы хотим немедленно повторно используйте металл, из которого состоит система ворот. Кроме того, вы можете купить прутки из кремнистой бронзы у большинства поставщиков сварочных материалов, что означает, что вы можете сварить их с помощью кислородно-ацетиленовой горелки или сварочного аппарата TIG и получить идеальное цветовое соответствие (особенно хорошо для фиксации небольших ямок в отливках и сварки двух отливок вместе и смешивание сварного шва). По этим причинам я считаю целесообразным покупать кремниевую бронзу вместо того, чтобы использовать куски лома неизвестного состава.

Что касается бронзы, вы действительно действительно хотите купить тигель, а не делать его. В частности, купите тигель из карбида кремния — опять же, около 50–100 долларов, и снова он того стоит. Я использовал самодельный тигель описанного ниже типа для плавления чистой меди, так как я не хотел загрязнять свой тигель для кремниевой бронзы и не хотел тратить 100 долларов на одноразовый эксперимент.Все шло хорошо, медь плавилась, я снял ее, а затем закрыл крышку печи, чтобы нагреть ее еще минуту, так как отливка должна была быть довольно тонкой, и я хотел, чтобы она была действительно горячей. Когда я снова открыл крышку, чтобы вынуть тигель, она вышла из строя, и дно печи было озером расплавленной меди. Если бы я не решил нагреть его еще на минуту, он бы вышел из строя, когда я поднимал его из печи. Это было бы примерно полгаллона расплавленного металла на моих ногах и ботинках.

АЛЮМИНИЙ
Алюминий отлично работает с ломом, но для достижения наилучших результатов используйте литой (а не экструдированный) алюминий. Это означает, что автомобильные колеса, детали велосипеда и т. Д. Идеальны, но не так много трубок, листов, пивных банок и т. Д. Поскольку алюминий плавится при такой низкой температуре, вы можете безопасно использовать стальной тигель ПРАВИЛЬНО СОЗДАНО, или, что еще лучше, чугунный тигель. Чтобы сделать стальной тигель, достаточно приварить кусок толстостенной трубы к более толстой пластине. Я с большим успехом использовал стенку 1/4 дюйма и 4-дюймовую трубу высотой около 10 дюймов, приваренную к куску пластины 3/8 дюйма.Сбоку приварил проушины для захвата клещами. Если вы не являетесь квалифицированным сварщиком, попросите кого-нибудь сварить его для вас, это не тот сварной шов, который вы хотите испортить. Кроме того, как и в случае с любым тиглем, вам нужно специально изготовить щипцы, которые очень хорошо подходят без люфта.

LEAD
Свинец плавится при такой низкой температуре, что вам даже не понадобится печь, только подходящий стальной или чугунный контейнер и несколько горелок. Мой сосед недавно отлил свинцовый киль весом 1100 фунтов для лодки, которую он строит, поместив свинец в модифицированную чугунную ванну, расплавив его несколькими кровельными горелками и выколов его снизу в деревянную форму с песчаным покрытием.Я не рекомендую деревянные формы — обработка поверхности не самая лучшая из-за влаги в форме, а пожарная часть была вызвана из-за чрезмерного копчения. Все вышеперечисленные меры безопасности применяются даже без печи, и помните, что свинец чрезвычайно токсичен.

ОБОРУДОВАНИЕ

Помимо тиглей для бронзы и / или железа, а также воздуходувки, вы можете легко сделать все, что вам нужно, самостоятельно. Вся моя литейная стоимость легко составляла менее 1000 долларов, включая несколько хороших книг (купленных новых, перечисленных ниже), два тигля, мою печь (материалы стоили около 300 долларов), гончарную печь (60 долларов на Craigslist и необходимые только для потерянного воска литье), электрическая воздуходувка (25 долларов на Craigslist) и множество самодельного оборудования, в основном сделанного из лома стали. Моя печь надстроена и, вероятно, больше, чем могло бы понадобиться многим здесь людям. Вы можете гораздо меньше потратить на простую настройку. Вот весь мой литейный цех, запакованный в углу моего цеха (выходит только время от времени):

ПЕЧЬ
Центральным оборудованием в литейном цехе является печь. Что касается масштабов, о которых мы говорим, тигельная печь — безусловно, самая разумная вещь для строительства, так что это все, что я буду обсуждать. Вы можете построить относительно печь, работающую на пропане или природном газе, которая в основном представляет собой вертикальную газовую кузницу с крышкой.Однако этим печам будет трудно плавить железо, если они вообще смогут это сделать. Я настоятельно рекомендую купить у Колина Пека (в Англии) руководство под названием «Печь для отработанного масла от литья чугуна искусного Боджера». Это то, что я сделал, и никогда не стал бы строить печь другого стиля. Конструкция корпуса печи проста и легко модифицируется для использования имеющегося у вас лома, и он усовершенствовал конструкцию горелки, в которой для сжигания отработанного масла используется гравитационная подача (отработанное растительное масло, отработанное моторное масло и дизельное топливо работают хорошо. ).На горелке есть форсунка, поэтому топливо не распыляется, что означает, что вы можете использовать отработанное масло (свободное, но загрязненное частицами), не забивая горелку. Кроме того, поскольку оно подается под действием силы тяжести, нет необходимости в насосе, а масло при атмосферном давлении НАМНОГО безопаснее, чем сжатый газ, когда вы работаете с расплавленным металлом. Кроме того, он выделяет намного больше тепла, чем пропан или природный газ — я могу расплавить 30 фунтов бронзы при холодном запуске менее чем за 45 минут. Правильно построенный, он очень чисто горит (не дымится) и может легко плавить чугун.Он определенно может расплавить сталь, если вы захотите, но это быстро испортит футеровку печи. Используя в основном подручные материалы, я потратил около 300 долларов на свою печь. Стоимость — это, прежде всего, литой огнеупор с температурой 3000 градусов (очень рекомендуется), который, как мне кажется, стоил 65 долларов за мешок весом 50 фунтов (я использовал 3) около 5 лет назад. Я не буду вдаваться в подробности о конструкции печи, поскольку Колин пытается продать свою книгу, поэтому вам придется купить ее у него, если вам нужны планы (обратите внимание, я никоим образом не извлекаю выгоду из этого, и я не даже знаю Колина.Просто это такой хороший дизайн, что это все, что я хочу порекомендовать).

РУЧНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Вам понадобятся различные простые инструменты, которые вы легко можете изготовить самостоятельно. Здесь изображены разливочный стержень (длинная вещь, которая удерживает тигель во время разливки), щипцы для тигля (для подъема тигля в печь и из печи), скиммер (угловая сталь, приваренная к стержню, изогнутая на конце, чтобы соответствовать моему тиглю, используется для снятия шлака перед разливкой) и изложницы (угловой чугун с закрытыми концами и рукояткой для выливания остатков металла после заполнения изложниц).Другие инструменты, не изображенные на рисунке, включают стальной стержень 1/2 дюйма для перемешивания, охлаждающую штангу (описанную выше в разделе «Оборудование для обеспечения безопасности»), пару щипцов для загрузки предварительно нагретого металла в тигель. Действительно простые вещи. Также обратите внимание, что для измерения температуры вам не нужен пирометр. Просто возьмите стержень диаметром 1/2 дюйма, который вы используете для перемешивания, воткните его на секунду в расплав, а затем вытащите. Если расплавленный металл соскользнет с конца, вы готовы к заливке. Если он на нем слипается, значит, он недостаточно горячий. Этот метод никогда не подводил меня для алюминия, бронзы и железа.

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ФОРМОВКИ
Это зависит от того, выполняете ли вы литье в песчаные формы или литье по выплавляемым моделям. Я не делал форм для песка несколько лет, и у меня больше нет инструментов для этого, поэтому я не буду пытаться перечислять то, что вам нужно, это просто простые ручные инструменты и мюллер, если вам повезет, чтобы скрестить дорожки с одним. Я бы порекомендовал новичкам использовать Petrobond (песок на масляной основе), а не песок на водной основе, так как с ним легче работать и поддерживать его.

Я не буду вдаваться в подробности фактического процесса литья под давлением, но если вам интересно, вы должны купить последнюю книгу, указанную в конце этого поста. Я скажу, однако, что «микрокристаллический воск» — это то, что вы хотите купить, если делаете скульптурные изделия. Он становится очень мягким при нагревании от ваших рук, а затем может выдерживать любое скручивание или изгиб, не трескаясь, и очень плавно перетекает в себя. Подобно кремниевой бронзе, этот продукт настолько превосходен, что стоит своих денег. Паковочные формы легко сделать из 1 части воды, 1 части гончарного гипса и 2 частей грубого песка.

Для этого процесса вам нужно будет выжечь формы в печи, чтобы расплавить, сжечь и, наконец, испарить воск, а также прокалить формы.Вам нужно запустить его в течение нескольких дней и медленно повышать температуру, в конечном итоге поддерживая формы на уровне 1200 в течение дня и заполняя их расплавленным металлом, когда они остынут примерно до 800. Стандартная гончарная печь работает нормально, но будьте готовы проснуться вставайте один или два раза каждую ночь, чтобы проверить температуру, если у вас нет цифрового контроллера. Кроме того, вы можете выжечь другие органические предметы (овощи, палки и т. Д.) Вместо того, чтобы лепить что-то воском.

ПОСТАВЩИКИ / МАТЕРИАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ

Budget Casting Supply — ваш лучший выбор для покупок в Интернете, но если вы живете в большом городе или рядом с ним, вам действительно следует искать местных поставщиков.Если вы не знаете ни одного, попробуйте поискать в ThomasNet. Если вы не знакомы, этот веб-сайт представляет собой базу данных производителей и поставщиков с возможностью поиска, что очень полезно. Часто предприятия, поставляющие литейное оборудование или огнеупоры, никогда не имеют случайных клиентов, и если вы объясните, чем вы занимаетесь, они часто будут очень заинтригованы и постараются помочь вам. Мне еще предстоит заплатить за изоляцию из керамического волокна, хотя я получил ее в большом количестве между различными кузницами и моей печью — крупный поставщик огнеупоров обычно может предоставить вам «образец», которого более чем достаточно для того, что вы работаете на.

——————————————-

Вот и все У меня есть для вас, не написав об этом книги. Надеюсь, это будет полезно для некоторых из вас, кто хочет добавить литье в свои навыки работы с металлом. Я буду более чем счастлив ответить на любые ваши вопросы, и если кто-то находится в районе Филадельфии и хочет увидеть разлив, просто дайте мне знать, и я приглашаю вас к следующему.

——————————————-

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ЧТЕНИЯ

— «Печь для отработанного масла от литья чугуна Ковжера Боджера», Колин Пек
… Доступно у автора по адресу http: //www.artfulbod…alcasting.com/. Это руководство — то, что я использовал, чтобы построить свою печь, описанную выше. Не думаю, что когда-либо построил бы тигельную печь, не основанную на этой конструкции. Ужасно написано, никогда даже не корректируется, но тем не менее бесценно.

— «Библия литейщика» К. В. Аммена

— «Полное руководство по литью в песчаные формы» также К. В. Аммен
… Книги Аммена очень удобочитаемы и понятны. Получите их независимо от того, делаете ли вы формы из песка или паковочные массы.

— «США. Руководство по литейному производству военно-морского флота », перепечатанное Lindsay Publications
… бесценный ресурс, но не из тех книг, которые вы читаете насквозь (например, скучное техническое руководство). Опять же, хотя он написан, в частности, для литья в песчаные формы, большая часть информации также имеет отношение к литью по выплавляемым моделям.

— «Литейный уголь» Дэйва Джингери
… отлично подходит для начала, это песочное литье в наиболее упрощенной форме. Идеально подходит для супер-недорогой установки, чтобы залить немного алюминия, чтобы узнать, нравится ли он вам.

— «Литье металла: руководство по литью в песчаные формы для небольшого литейного производства» Стива Честейна
… есть два тома. Хорошие книги, но не обязательно, если вас интересует только литье по выплавляемым моделям.

— «Студийное бронзовое литье: метод потерянного воска» Джона Миллса и Майкла Гиллеспи
… для литья по выплавляемым моделям.

Также проверьте Lindsay Publications, чтобы узнать о других книгах по кастингу, включая некоторые из перечисленных выше.

История чугунного литья Часть 1

Задумывались ли вы об истории чугунного литья? Когда древний человек впервые увидел во сне создание предметов из расплавленного металла? Даже лучшие историки, археологи и ученые никогда не узнают правдиво.Но, возможно, именно поэтому история так интригует.

Первые отливки в мире

Некоторые историки полагают, что литье чугуна началось в древнем Китае еще в 6000 г. до н.э., в то время как другие полагают, что в то время отливки производились только из меди и бронзы. Однако свидетельства, предоставленные археологами, противоречат обоим убеждениям. Обнаруженный археологами в месте, которое тогда называлось Месопотамией, самым ранним обнаруженным примером литого компонента является медная лягушка, датируемая 3200 годом до нашей эры. Хотя железо и другие металлы были открыты, только столетия спустя их можно было расплавить и вылить в форму, такую ​​как отливка.

Археологи считают, что железо было обнаружено хеттами Древнего Египта где-то между 5000 и 3000 годами до нашей эры. За это время они молотили или колотили металл, чтобы создать инструменты и оружие. Они нашли и извлекли его из метеоритов и использовали руду для изготовления наконечников копий, инструментов и других безделушек. Между 2000 г. до н.э. и 1200 г. до н.э. хетты разработали процесс плавки железа — нагрев руды для ее очистки — что расширило возможности его использования.На протяжении веков производство железа оставалось тайной хеттов до примерно 1000 г. до н.э., когда китайские металлурги обнаружили превосходство и технологичность железа.

Чугунное литье внедряется в Китае

Одним из самых ранних примеров чугунного литья в древнем Китае являются четыре статуи, стоящие за пределами храма Чжунюэ в Дэнфэне. Эти статуи были отлиты примерно в 1024 году до нашей эры. До этого китайские металлурги работали с бронзой и медью для создания литых деталей, которые широко использовались в сельском хозяйстве страны.Произошла революция, когда был изобретен железный плуг. Это облегчило фермерам переворачивание почвы.

Одно из самых больших влияний Китая на развитие чугунного литья произошло в 645 г. до н.э., когда китайские металлурги начали использовать формование в песчаные формы. В этом процессе песок плотно набивается вокруг объекта, образуя форму. Затем в форму заливают расплавленный металл для создания металлической отливки. Преимущество этого процесса — большое разнообразие форм и размеров, которые можно легко формовать.К недостаткам можно отнести неизбежность дефектов и то, что этот процесс достаточно трудоемкий. Это самое раннее известное использование этого процесса, которое представляет собой значительный вклад Китая в историю литья чугуна.

Изобретение доменной печи

Еще одной китайской новинкой стала доменная печь. Он используется для плавки промышленных металлов, обычно передельного чугуна, низкокачественной, хрупкой формы железа с высоким содержанием углерода. Его необходимо очистить, прежде чем из него можно будет производить сталь.Термин «дутье» относится к горячему воздуху для горения, который нагнетается в нижнюю часть топки через трубы, называемые фурмами, когда топливо подается сверху.

Самые старые доменные печи, обнаруженные археологами, относятся к эпохе китайской династии Хань в I веке до нашей эры. Использование доменных печей не распространялось в Европу до 1100-х годов. Швеция первой применила доменную печь, за ней следуют Франция и Бельгия в 1300-х годах и Англия в 1491 году.

Производство чугуна расширяется в Европе

Кроме того, в 1400-х годах в Европе было введено чугунное литье.Самым ранним свидетельством наличия литых изделий в Европе является чугунная труба, используемая для транспортировки воды в замке Дилленберг в Германии. Он был отлит в 1455 году. Вскоре после этого в Бургундии, Франции и Англии чугун также использовался для изготовления пушек во время Реформации 16–^– годов.

Первый металлургический завод Америки

В 1619 году лондонская компания Virginia Company открыла первый металлургический завод в Северной Америке. Он был назван Фоллинг Крик Ironworks и был расположен недалеко от реки Джеймс.Колонисты выбрали это место не только из-за близлежащих залежей руды, но и потому, что оно обеспечивало легкий доступ к воде для получения энергии и для нужд судоходства. Сохранившиеся письменные записи указывают на то, что на этом предприятии можно было производить немного железа. Но историки считают, что полного производства добиться не удалось.

В 1642 году недалеко от Линна, штат Массачусетс, был основан первый в Америке чугунолитейный завод Saugus Iron Works. Это было также место, где была изготовлена ​​первая американская отливка из чугуна — котелок Saugus. Завод Saugus Iron Works в настоящее время является национальным историческим памятником из-за его значительного вклада в обрабатывающую промышленность и американскую промышленную революцию.

Первые усилия по производству чугуна в Великобритании

Между 1700 и 1750 годами Великобритания сильно зависела от импорта чугуна из Швеции, поскольку не могла достаточно быстро расширять свои мощности, чтобы удовлетворить растущий спрос на чугун. Это было до британской промышленной революции. В то время промышленность по производству чугуна состояла из небольших локализованных производственных предприятий, которые должны были располагаться поблизости от необходимых ресурсов, таких как вода, известняк и древесный уголь.Это связано с ограниченными ресурсами для транспортировки сырья и готовой продукции.

В то время печи были небольшими, что означало, что их производственные мощности были очень ограничены. Хотя в Британии имелись обширные запасы железной руды, железо, которое можно было производить из нее, было хрупким передельным чугуном низкого качества со многими примесями, причиной которых были доменные печи, работающие на угле.

В результате использование чугуна было очень ограниченным. Большую часть спроса приходилось на кованое железо, которое представляло собой чушковый чугун после удаления примесей из него.Но на это требовалось много времени, а импортное кованое железо было дешевле. В результате британское железо в то время использовалось только для изготовления дешевых предметов, таких как гвозди. Однако вскоре железо станет краеугольным камнем индустриализации британской экономики, а к 1800 году станет ее основным экспортным товаром.

Инновации приводят к литью чугуна в Великобритании

Огромное влияние

Iron на Великобританию можно отнести к шквалу инноваций, которые были введены в 1700-х годах. Первый из них произошел в 1709 году, когда Авраам Дарби стал первым человеком, выплавившим железо из кокса вместо древесного угля в коксовой печи.Кокс — это твердое топливо, которое создается путем нагревания угля в отсутствие воздуха и является ключевым элементом в истории чугунного литья.

Кокс был намного дешевле и эффективнее древесного угля. С появлением кокса стало возможным и прибыльным использование более крупных печей, что позволило производить более крупномасштабное производство. Древесный уголь был слишком слаб, чтобы выдержать тяжелую загрузку железа в больших количествах, но кокс был намного прочнее. Хотя проблема хрупкого железа еще не была решена, инновации Дарби оказали большое влияние на отрасль и вдохновили на многие другие достижения.

Следующим нововведением в истории чугунного литья стал паровой двигатель. Он был изобретен в 1712 году англичанином по имени Томас Ньюкомен. В то время паровой двигатель в основном использовался для откачки воды из угольных шахт. Уголь был ключевой частью процесса литья чугуна, поэтому это изобретение стало неотъемлемой частью промышленности и индустриализации Англии.

Между 1770 и 1790 годами шотландский изобретатель Джеймс Ватт усовершенствовал работу Томаса Ньюкомена, сделав паровой двигатель способным приводить в действие машины, локомотивы и корабли. Это еще больше повысило скорость и возможности отрасли по транспортировке сырья и готовой продукции.

Прорыв Джеймса Ватта произошел, когда он понял, что конструкция паровой машины тратит впустую много энергии, поскольку она многократно охлаждает и повторно нагревает цилиндр. Ватт представил усовершенствованную конструкцию — отдельный конденсатор, который позволил избежать потери энергии и радикально повысил мощность, эффективность и рентабельность паровых двигателей.

В конце концов, Ватт адаптировал свой двигатель, чтобы произвести революцию в сфере транспорта, что было основным сдерживающим фактором для роста черной металлургии.Наконец, транспортировка материалов стала более эффективной и экономичной, чем когда-либо.

Изобретение технологии прокатки

В 1783 году Генри Корт разработал два метода извлечения примесей из железа, превращая его из чугуна в кованое железо и позволяя производить крупномасштабное производство нехрупкого железа.

Чугун — это термин, используемый для описания сырого и хрупкого чугуна, поступающего непосредственно из доменной печи. В 1783 году Корт запатентовал рифленые ролики, которые позволили быстрее изготавливать стальные прутки с помощью более экономичного процесса, который он назвал методом прокатки.Ранее использовавшиеся методы заключались в забивании или нарезке полос из прокатанного листа.

В 1784 году Корт запатентовал процесс пудлинга, который состоял из перемешивания расплавленного чугуна на дне печи, в котором огонь и горячие газы, циркулирующие над металлом, выделяют тепло. Это предотвратило контакт металла с топливом. Циркулирующие газы позволили удалить углерод из железа.

Когда железо обезуглероживалось воздухом, оно становилось толще, и шары «луженного» железа можно было удалить из более жидких примесей, оставшихся в печи.Луженое железо, как и кованое железо, было жестче и пластичнее, чем чугун, и его можно было ковать и обрабатывать с помощью рифленых роликов, изобретенных Корт. Валики помогли выдавить загрязнения. Кроме того, благодаря формованию железа в прутки металл стало проще использовать для создания готовой продукции.

Вклад компании Cort в отрасль позволил крупномасштабное производство изделий из чугуна, поскольку для очистки чугуна от примесей больше не требовалось столько времени и рабочей силы.

Великобритания становится крупнейшим производителем чугуна в Европе

С 1793 по 1815 год из-за возросшего спроса со стороны военных производство железа в Великобритании увеличилось в четыре раза. Размеры доменных печей увеличились, и Британия, наконец, получила производственные мощности, способные удовлетворить спрос.

Однако в 1815 году война 1812 года закончилась, и наступил период мира. С окончанием войны упали как цены на железо, так и спрос на него. Однако Великобритания стала крупнейшим производителем металлургических заводов во всей Европе.Кроме того, его экономика и образ жизни были полностью изменены и революционизированы благодаря инновациям в литье чугуна.

Цитируемых работ

Чугун в Древнем Китае. По состоянию на 8 апреля 2019 г. http://iron-foundry.com/cast-iron-in-ancient-china.html.

Белл, Теренс. «История стали». Баланс. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.thebalance.com/steel-history-2340172.

«Доменная печь». Blast_furnace. По состоянию на 8 апреля 2019 г. http: //www.chemeurope.ru / en / encyclopedia / Blast_furnace.html.

«Доменная печь». Википедия. 8 апреля 2019 г. Проверено 8 апреля 2019 г. https://en.wikipedia.org/wiki/Blast_furnace#cite_note-2.

Британника, редакторы энциклопедии. «Электропечь». Encyclopdia Britannica. 1 июля 2008 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.britannica.com/technology/electric-furnace.

Британника, редакторы энциклопедии. «Чугун.» Encyclopdia Britannica. 4 августа 2016 г. Проверено 8 апреля 2019 г.https://www.britannica.com/technology/cast-iron.

Британника, редакторы энциклопедии. «Бессемеровский процесс». Encyclopdia Britannica. 20 июня 2016 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.britannica.com/technology/Bessemer-process.

Британника, редакторы энциклопедии. «Бессемеровский процесс». Encyclopdia Britannica. 20 июня 2016 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.britannica.com/technology/Bessemer-process.

Британника, редакторы энциклопедии.«Генри Корт». Encyclopdia Britannica. 1 января 2019 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.britannica.com/biography/Henry-Cort.

«Процесс литья — преимущества и ограничения». ME Механический. 10 августа 2017 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://me-mechanicalengineering.com/casting-process-advantages-and-limitations/

Корт. »,« Генри. «Генри Корт». Энциклопедия мировой биографии. 2019. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.encyclopedia.com/people/science-and-technology/metallurgy-and-mining-biographies/henry-cort.

«Ковкий чугун». Википедия. 27 марта 2019 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://en.wikipedia.org/wiki/ductile_iron.

«Электродуговая печь». Википедия. 20 января 2019 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_arc_furnace.

«Металлургический завод Falling Creek». Википедия. 23 февраля 2019 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://en.wikipedia.org/wiki/Falling_Creek_Ironworks.

Наследие Те Манату Таонга. «Электродуговая печь». Энциклопедия Те Ара Новой Зеландии — Энциклопедия Те Ара Новой Зеландии.9 июля 2013 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://teara.govt.nz/en/diagram/5885/electric-arc-furnace.

Нэсмит, Джеймс. ДЖЕЙМС НАСМИТ Его автобиография: Глава 11 Bridgewater Foundry — Партнерство. По состоянию на 8 апреля 2019 г. http://www.anvilfire.com/21centbs/stories/James_Nasmyth/jn11.htm.

«Промышленное литье металла, отливки металла, литейные печи, производитель литейного оборудования, поставщик, экспортер». Промышленное литье металла, Отливки металла, Литейные печи, Производитель литейного оборудования, Поставщик, Экспортер. По состоянию на 8 апреля 2019 г. http://www.industrialmetalcastings.com/.

«Изобретения и люди истории чугуна». Домашняя медь и посуда. 3 мая 2018 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://housecopper.com/2018/05/inventions-people-of-cast-iron-history/.

«Железо». Как производятся продукты. По состоянию на 8 апреля 2019 г. http://www.madehow.com/Volume-2/Iron.html.

«Китай железного века». Википедия. 30 сентября 2018 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https: //en.wikipedia.org / wiki / Iron_Age_China.

«Джеймс Нэсмит: инженер; Автобиография, часть 16, онлайн ». Https://novelonlinefull.com/. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://novelonlinefull.com/chapter/james_nasmyth_engineer_an_autobiography/chapter_16.

Кинематика. «Объяснение процесса литья металла». Общая кинематика. 4 октября 2018 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.generalkinematics.com/blog/metal-casting-process-explained/.

Revolvy, ООО. «Джеймс Ватт» о Revolvy. com. » Revolvy. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.revolvy.com/page/James-Watt.

Revolvy, ООО. «Роберт Форестер Мушет» на Revolvy.com ». Revolvy. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.revolvy.com/topic/Robert Forester Mushet & item_type = topic.

«История чугуна — что нужно знать». Производители чугуна в Индии — Bengal Iron Corporation. 24 сентября 2018 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.bicindia.com/the-history-of-cast-iron/.

Туркели, Алтан.«История литья металлов». http://mimoza.marmara.edu.tr/~altan.turkeli/files/cpt-1-history_of_metal_cast.

PDF-файл слайдов, демонстрирующий историю литья металлов, созданный профессором класса технологии литья

«Когда началась промышленная революция? Ключевые даты и сроки ». История Хита. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.historyhit.com/when-did-the-industrial-revolution-start-key-dates-and-timeline/.

Уайльд, Роберт. «Роль железа в промышленной революции. ThoughtCo. 8 июля 2018 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. https://www.oughttco.com/iron-in-the-industrial-revolution-1221637.

Городской совет округа Рексхэм и Рексхэм. «Джон Уилкинсон — его влияние и наследие». John Wilkinson & Bersham Ironworks — Джон Уилкинсон — Его влияние и наследие — WCBC. По состоянию на 8 апреля 2019 г. http://www.wrexham.gov.uk/english/heritage/bersham_ironworks/impact_legacy.htm.

Яп и Мин Чу. «Исследование параметров процесса обработки ковкого чугуна в пресс-форме.”Институциональный репозиторий UMP. 1 ноября 2009 г. По состоянию на 8 апреля 2019 г. http://umpir.ump.edu.my/id/eprint/1075/.

Литье в песчаные формы — чугунный коллектор: информация для энтузиастов винтажной посуды

Как это сделано: литье в песчаные формы

Будь то изготовленный вручную литейщиком конца 19 века или на современной автоматизированной производственной линии, основная методология изготовления чугунной посуды остается неизменной.

Процесс начинается с создания выкройки.Выкройку можно считать оригиналом, с которой сделано множество дубликатов. Во многих отношениях он идентичен изделиям, для производства которых он создавался, за исключением размера. Шаблон всегда делается немного больше, чем предполагаемый размер дубликатов, чтобы учесть тот факт, что расплавленное железо сжимается при охлаждении и затвердевании.

Шаблон многократно используется для создания множества форм, каждая из которых в конечном итоге разрушается в процессе изготовления, как правило, одной формы.Форма состоит из влажной смеси на основе песка, упакованной вокруг рисунка в коробку из двух частей, которую можно разделить, чтобы удалить после затвердевания песка, а затем снова собрать, оставив полость в форме рисунка. Затем расплавленное железо заливается в полость формы через проход, созданный через уплотненный песок. После затвердевания чугуна затвердевший песок отламывается, чтобы высвободить отливку, а любое лишнее железо, не являющееся частью готовой детали, обрезается или стачивается.

Это упрощенное объяснение.Фактический процесс является немного более сложным, требуя соблюдения жестких производственных допусков и учета различий в том, как расплавленное железо может иметь тенденцию течь в полость формы для получения определенной формы. Шаблоны могут состоять из нескольких компонентов, используемых для раздельного создания колпачка и перетаскивания, а также с присоединенными литейными каналами. Состав и размер зерна песка определяют текстуру поверхности отливки, как и препараты, наносимые на форму, которые также облегчают извлечение детали из нее.

На уровне производства крупных литейных производств требовалось несколько рабочих схем для изделий с высоким спросом. Чтобы обеспечить согласованность, будет создана ссылка, известная как основной шаблон. Первоначально он был вырезан из дерева, затем его отливали из латуни, алюминия или других материалов. Часто эталонный шаблон может состоять из различных компонентов, возможно, для облегчения копирования или для учета вариаций.

Уловки торговли

Хотя основы литья в песчаные формы могут распространяться даже на современную автоматизацию, бывают случаи, когда для реализации определенных конструктивных особенностей требовалась значительная степень творческого потенциала.Яркий пример — отливка крышек с петлевыми ручками.

Поскольку песок должен быть плотно набит вокруг рисунка, чтобы создать форму, ручки-петли представляют собой уникальную проблему. В качестве фиксированной выступающей части рисунка петлевая ручка была бы невозможна, поскольку рисунок нельзя было удалить из песчаной формы, не нарушив при этом песок, набитый вокруг него. По конструкции ручек и артефактам литья можно наблюдать использование съемных или откидных секций при изготовлении крышек с петлевыми ручками.

Ранние петлевые ручки обычно были шире в местах «прикрепления» и сужались посередине. Чтобы облегчить эту конструкцию, потребовалось два съемных сегмента, по одному на каждую половину ручки, поскольку цельный кусок в этом случае все равно не позволял бы его удалить, не нарушив песок, уже тщательно уложенный вокруг него. Это было достигнуто за счет того, что каждая половина ручки на шаблоне была шарнирно закреплена так, чтобы они могли выбраться из песчаной формы, когда узор был удален, но без разрушения формы.О том, что использовались модели ручек из двух частей, свидетельствует линия литья, которую часто можно увидеть и почувствовать на вершине таких ручек. По сути, самые ранние петлевые ручки на самом деле представляют собой два изогнутых зубца, концы которых плотно соприкасаются.

Более поздние конструкции рукояток, хотя и выглядели эстетическими или эргономическими улучшениями, скорее всего, были инновациями, сокращающими трудозатраты. Вместо двух шарнирных сегментов, образующих ручку, один рисунок ручки с длинным линейным конусом и небольшой кривизной, вероятно, мог бы быть легче извлечен из песчаной формы, чем более ранняя конструкция, требующая двух частей.

Сказанное выше относится к крышкам, нижняя сторона которых не имеет признаков прикрепления ручки. Те, которые указывают на то, что производитель предпочел вместо этого отлить ручку как отдельную деталь заранее и использовал технику, чтобы вставить ее в песчаную форму перед заливкой чугуна для основной отливки. Расплавленный металл окружал концы встроенной ручки, прочно удерживая ее после охлаждения.

Подробнее о литье металла

Метод ручного литья под давлением
Металлообработка и литейное производство
Литье в песчаные формы — Википедия
ЛИТЕЙНОЕ ЛИТЬЕ Изготовление песчаной формы, часть 1 TUBALCAIN
ЛИТЕЙНОЕ ЛИТЬЕ Изготовление песчаной формы часть 2 тюбалькаин 09 июня
Британский Патэ: литье в железе (1940-1949)
Современное производство чугуна в Лодже Видео тура по чугунолитейному цеху официальной ложи

Модель

из чугуна | FLOW-3D CAST

Одной из основных проблем инженера-литейщика является чрезмерная усадочная пористость, которая может образоваться во время затвердевания.Большинство объемных изменений в чугунах происходит во время охлаждения жидкого сплава от температуры разливки до температуры солидуса и, что более важно, во время эвтектического затвердевания, когда образуются гамма-железо, графит и карбид. Размещение подступенков (или подступенка ) обеспечивает дополнительный металл для усадки. Оптимальный подъем имеет важное значение для получения отливок хорошего качества при минимальных затратах. Степень усадки также можно контролировать путем правильного легирования и охлаждения металла.Модель чугуна FLOW-3D CAST учитывает все эти факторы для прогнозирования образования пористости и развития фаз во время эвтектического затвердевания.

Обзор модели чугуна

Чугун — это почти эвтектический чугун, легированный углеродом и кремнием. Углерод обычно присутствует в диапазоне от 2,5 до 4,5 мас.%, А кремний в диапазоне от 1 до 3 мас.%. Кремний добавляется для стабилизации графита и уменьшения склонности к «замерзанию» (т.е.е. образование карбидного железа). Другие элементы и соединения присутствуют в следовых количествах и обычно либо контролируют форму графита (например, магний в ковком чугуне), действуют как дополнительные раскислители (например, фосфор), либо служат модификаторами графита (например, ферросилиций).

FLOW-3D Модель из чугуна CAST учитывает объемные изменения, происходящие от температуры разливки до состояния солидуса: усадка во время охлаждения в жидком состоянии; дальнейшая усадка при образовании доэвтектического гамма-железа; последующая усадка или расширение во время эвтектической реакции; и вторичная усадка от окончания эвтектической реакции до солидуса.Поскольку чугун обычно содержит фазы, отличные от железа, которые могут повлиять на образование карбида, эвристический учет — в форме параметра восприимчивости к охлаждению — сделан для влияния этих фаз на плотность затвердевшего металла.

Скрытое тепловыделение в модели кристаллизации чугуна рассчитывается как функция температуры (так называемый путь замерзания), определенной из фазовой диаграммы Fe-C [1], с использованием концентрации углерода и кремния в начальное плавление.Модель может использоваться вместе с общей моделью затвердевания с потоком или без него. Однако изменения объема, связанные с образованием различных фаз, связаны только с упрощенной моделью усадки, которая не включает поток.

Эффект движения стенки кристаллизатора во время расширения чугуна не учтен в данной модели. Любое увеличение объема нетто, которое не может быть покрыто доступным пространством в форме, игнорируется.

В эвтектической области скорость эвтектического фронта используется для вычисления локальной тенденции к охлаждению и, следовательно, местного количества карбида, поэтому возможно моделирование зон охлаждения возле стенок формы.Не предпринимается никаких попыток отследить дальнейшие переходы эвтектических фаз во время твердотельного эвтектоидного превращения, то есть окончательная микроструктура в литом состоянии не предсказывается.

Для гиперэвтектических чугунов предполагается, что только графит образуется на начальной доэвтектической стадии затвердевания, как в серых чугунах и чугунах с шаровидным графитом. Другими словами, модель не включает затвердевание гиперэвтектического белого чугуна во время доэвтектической стадии, на которой в основном образуется карбид.

Точка замерзания чугуна

Точка замерзания чугуна изготовлена ​​из эвтектического сплава. Его можно охарактеризовать температурой ликвидуса, температурой эвтектики, твердыми фракциями начала и конца эвтектики и температурой солидуса. Все, кроме двух последних величин, вычисляются из равновесной тройной фазовой диаграммы Fe-C-Si [1].

Растворимость углерода в гамма-фазе зависит от содержания Si в мас.% Согласно:

(1) $ latex \ displaystyle {{C} _ {{\ gamma, mx}}} = 2.07-0.098Si, $

, что полностью согласуется с данными о растворимости, указанными Стефанеску [2]. Температура ликвидуса сплава в градусах Цельсия следует из гипоэвтектической плоскости ликвидуса:

(2) $ latex \ displaystyle {{T} _ {i}} = 1636-113 \ left ({C + 0,25 Si} \ right) $

или плоскость гиперэвтектического ликвидуса [2]:

(3) $ latex \ displaystyle {{T} _ {i}} = — 505,8 + 389,1 \ left ({C + 0,31 Si} \ right), $

, а эвтектические составы и температуры даны пересечением этих плоскостей:

(4) $ latex \ displaystyle {{C} _ {e}} = 4. 26-0,296Si, $ $ latex \ displaystyle {{T} _ {e}} = 1154,6 + 5.2Si $

Начало эвтектической реакции — это производная величина, определяемая правилом рычага:

(5) $ latex \ displaystyle {{f} _ {e}} = \ frac {{c — {{c} _ {\ varepsilon}}}} {{{{c} _ {{\ gamma, mx}}} — {{c } _ {\ varepsilon}}}}. $

Измерения в [3] показывают, что это приближение подходит для ряда чугунов.

Конец реакции графитовой эвтектики, f _ee , и солидус T _s , оставлены как определяемые пользователем величины.Если учесть положительную сегрегацию фосфора в жидкости, фактическая температура солидуса ниже температуры графитовой эвтектики и составляет всего 1100 ° C. В этом случае предполагается, что осаждение графита завершается до окончания замораживания, и что последняя фракция замораживаемого металла, 1- f _ee , имеет плотность ρ _ei , отличную от плотность эвтектики.

Изменение плотности

Обычно перегрев отливок из чугуна велик, и усадка во время охлаждения значительна еще до того, как начнется затвердевание. Температурная зависимость плотности жидкого железа моделируется либо в линейном виде:

(6) $ latex \ displaystyle \ rho \ left (T \ right) = {{\ rho} _ {0}} \ left [{1 — \ alpha \ left ({T — {T} _ {0}}} \ right)} \ right] $

или путем определения функции ρ (T) в табличной форме.

Находясь в диапазоне замерзания, гамма-железо образуется до тех пор, пока не будет достигнута твердая фракция f _e . Плотность этой фазы 90 _ϒ составляет 7,2 г / см 3 [4,5,6].При достижении твердой фракции f _e начинается эвтектическая реакция, во время которой регулярная (белая) эвтектика и нерегулярная серая эвтектика конкурируют друг с другом. При высоких скоростях замерзания и высоких скоростях фронта эвтектики белая эвтектика стабильна отчасти из-за более мелких градиентов концентрации углерода перед фронтом эвтектики. При более низких скоростях эвтектического фронта серая эвтектика устойчива.

Для учета образования холода используется простой подход. В диапазоне скоростей фронта эвтектического замерзания

(7) $ latex \ displaystyle {{\ nu} _ {e}} \ in \ left [{\ frac {{\ nu -}} {{{{X} _ {{eut}}}}}, \ frac {{\ nu +}} {{{{X} _ {{eut}}}}} \ right] $

количество образовавшегося холода варьируется от нуля до максимально допустимый для данного состава углерода.Параметры ν- = 30 мк / мс и ν + = 60 мк / мс и X _eut — это критерий восприимчивости к охлаждению, параметр, определяемый пользователем, со значениями в диапазоне от 0,0 до 1.0 со значением по умолчанию один. Для хорошо модифицированного железа или для серой эвтектики с высокой удельной поверхностью X _eut близко к нулю, и холода не образуется. С другой стороны, если в утюг нет прививки, значение по умолчанию должно быть более подходящим.Фактическое значение X _eut должно быть определено экспериментальным путем, например, с помощью теста с охлаждающим клином ASTM (рис. 1.).

.