- •Основные понятия и определения.
- •Механизм образования прочности формовочных и стержневых смесей.
- •Оценка максимальной прочности смесей при растяжении.
- •Предел прочности смеси с учетом сил адгезии и когезии.
- •Проникновение жидкого металла в поры формы.
- •1) Прогрев литейной формы теплом отливки.
- •2) Капиллярное проникновение металла
- •3) Влияние внешнего давления на глубину проникновения металла в поры формы.
- •Окисление поверхности отливок в среде кислорода.
- •Адсорбция кислорода на поверхности твердого металла.
- •Окисление поверхности отливки в газовой атмосфере формы.
- •Зависимость константы равновесия от температуры.
- •Карбидообразование в поверхностном слое отливки.
- •Механизм образования пригара при литье в песчано-глинистых формах.
- •Литейные процессы и особенности перехода метала из жидкого состояния в твердое.
- •Характеристика строения тела отливки, его неоднородности и дефектов.
- •Кристаллическое строение отливки
- •Неоднородность химического состава отливки
- •Воздействие примесей.
- •Неметаллические включения.
- •Усадочная пористость.
- •Усадочная раковина.
- •Усадочные деформации.
- •Трещины.
- •Временные и остаточные напряжения.
- •Технологии производства отливок.
- •Способы извлечения моделей из полуформ.
- •Ручная формовка в опоках.
- •Специальные виды формовки.
- •Ручная формовка.
- •Формовка по неразъемной модели.
- •Формовка с перекидным болваном.
- •Подготовка мягкой постели
- •Подготовка твердой постели.
- •Сушка форм и стержней.
- •Изготовление форм и стержней из химически твердеющей смеси.
- •Машинное изготовление форм.
- •Литье: виды
- •Требования предъявляемые к литейным сплавам.
- •Классификация сплавов.
- •Строение сплавов и понятие о диаграммах состояния.
- •Понятие о диаграммах состояния.
- •Испытание на сжатие и на изгиб.
- •Диаграмма состояния Fe – c.
- •Стали конструкционные нелегированные и легированные.
- •Чугуны серые, ковки и легированные.
- •Литейные сплавы цветных металлов.
- •Алюминиевые сплавы.
- •Магниевые сплавы.
- •Тугоплавкие сплавы.
- •Титановые сплавы.
- •Никелевые и кобальтовые сплавы.
- •Чушковые чугуны.
- •Металлолом.
- •Ваграночное топливо.
- •Расчет шихты.
- •Шихтовые материалы для получения цветных сплавов.
- •Неметаллическая шихта.
- •Методика расчет шихты.
- •Состав огнеупорных материалов для футеровки индукционных печей при кислом процессе.
- •Защитные и огнеупорные покрытия форм и стержней.
- •Формовочные материалы и смеси.
- •Формовочные пески.
- •Свойства формовочных песков, методы их определения, влияние свойств песков на качество формовочных и стержневых смесей.
- •Связующие материалы.
- •Огнеупорная глина
- •Виды формовочных глин по минеральному составу
- •Классификация глин по термической устойчивости
- •Свойства формовочных глин, методы их определения, влияние свойств глин на качество формованных и стержневых материалов.
- •Органические связующие
- •Неорганические связующие материалы.
- •Формовочные и стержневые смеси.
Чушковые чугуны.
С точки зрения удобства литейщиков лучшим шихтовым материалом являются доменные литейные чугуны их значительно проще использовать для получения отливок, чем передельные. В отливках снижается склонность к отбелу, выше качество и однородность свойств и т.д. Но они являются и наиболее дорогой частью шихты. Как недостаток можно отметить и возможное наличие в них смеси – заэвтектического графита. Для получения чугуна с заданными свойствами необходимо учитывать не только химический состав, но и некоторые специфические характеристики литейных чугунов. Так при переплаве чушковых чугунов одинакового химического состава, но полученных с разных заводов – поставщиков, отливки отличаются друг от друга структурой и свойствами. Количества, состав, форма и размеры неметаллических включений, газонасыщенность чушковых чугунов, определяемые исходными материалами и ходом доменной плавки, оказывают существенное влияние на структуру и свойства отливок. Это явление называется наследственностью. Для устранения наследственности в состав шихты вводят не менее двух марок чушковых чугунов одного завода поставщика или двух одинаковых марок, но различных поставщиков. Применения передельных чугунов имеет свои достоинства и недостатки. Они дешевле, что снижает себестоимость отливок, содержат меньше неметаллических включений и смеси, но передельные чугуны содержат меньше кремния и больше углерода, по сравнения с литейными. При использовании их в шихте требуются дополнительные мероприятия для получения заданного состава. Чтобы довести содержание кремния до требуемого, необходимо вводить дорогой ферросилиций. По ГОСТ 805-80 выпускается две специальные марки передельного чугуна ПЛ1 и ПЛ2. По составу они мало отличаются от литейного чугуна Л6. Передельные чугуны ПЛ1 и ПЛ2 и литейные Л5 и Л6 получили общее название – низкокремнистые чугуны. Передельные высококачественные чугуны (ПВК1, ПВК2, ПВК3) отличаются пониженным содержанием фосфора (до 0.02% в чугуне класса А и до 0.05% в чугуне класса Г) и серы ( не более 0.025%). При плавке чугунов с повышенным содержанием фосфора применяют фосфористые передельные чугуны марок ПФ1, ПФ2, ПФ3. В чушковых литейных чугунах, рафинированных продувкой магнием (марки ЛР1 – ЛР7), графитовая смесь не допускается стандартом. Их рекомендуется применять при плавке чугуна с шаровидным графитом в электрических печей с кислой футеровкой.
Металлолом.
Еще более эффективна полная замена любых чушковых чугунов металлоломом, но это возможно только при плавке чугуна в электрических печах.
В зависимости от химического состава, назначения, качества и габаритов металлолом, в соответствии с ГОСТ 2787-88, подразделяется на два класса: А – углеродистые, Б – легированные. Стальной углеродистый лом имеет маркировку А1, чугунный лом – А7.
По показателям качества (кусковый, прессованный, стружка, габаритный, негабаритный) различают 28 видов лома. Лом должен поставляется в разделанном виде и в состоянии, исключающем возможность загорания и взрыва. Куски не должны быть проржавленными, а их размеры (не более 300*200*150) и масса (0.5 – 40 кг) удобным для загрузки.
Возврат собственного производства.
Литники, брак, сплески, сливы остатков в изложницу обычно целиком идут на переплавку. Возврат при чугунном литье может составлять от 20 до 40%. Его собирают и хранят в закромах с указанием номера плавки.
Ферросплавы и модификаторы.
Чушковый чугун, возврат и лом не всегда могут обеспечить необходимый химический состав жидкого металла. В этом случае недостающие количество того или иного элемента вводят в шихту в виде соответствующего ферросплава. Ферросплавы – это обширная группа металлических шихтовых материалов, представляющая собой сплавы железа с одним или несколькими легирующими элементами. Различают доменные и электропечные ферросплавы. Содержание легирующего компонента в доменных ферросплавах ниже, чем в сплавах, полученных электроплавкой, они не вызывают значительных колебаний химического состава чугуна их применяют при ваграночной плавке. Электропечные ферросплавы, кроме высокого содержания основной добавки, имеют низкое содержание вредных примесей серы и фосфора, поэтому они стоят дороже.
Практическое применение при плавке чугуна получим следующие ферросплавы:
- ферросилиций,
- ферромарганец,
- силикокальций,
- силикомарганец,
- феррохром,
- феррованадий,
- ферротитан,
- ферробор и др.
Чистые по примесям углерода, кремния, фосфора ферросплавы предназначены для плавке сталей. Для плавке чугуна пригодны ферросплавы с повышенном содержанием этих элементов, так как они входят в состав чугуна. Номенклатура ферросплавов исчисляется сотнями марок. Рассмотрим некоторые из них.
Ферросилиций (ГОСТ 1415-93) маркируется буквами ФС и цифрами, указывающими среднее содержание кремния. Для плавки чугуна применяют в основном три марки:
ФС20Л (ваграночная плавка)
ФС45 (плавка в электропечах)
ФС75Л (для модифицирования)
Ферромарганец (ГОСТ 4755 -91)
В чугунолитейном производстве используют высокоуглеродистые марки ФMn77 и ФMn70. При плавке обычных серых чугунов марганец лучше подшихтовывать в виде силикомарганца
(ГОСТ 4756 -91). Марок MnС25, MnС22, MnС17, MnС12.
Цифры показывают среднее содержание кремния, с содержание марганца в них 60-65%.
Силикокальцый (ГОСТ 4762 -71) марок СК15, СК20, СК25, СК30 обычно применяют для модифицирования серого чугуна. Его присаживают в ковш.
Флюсы.
Плавка чугуна сопровождается шлакообразованием. Для обеспечения необходимых технологических свойств шлаков применяют флюсы, руду и другие специальные добавки. Флюсы предназначены для понижения температуры плавления шлаков, увеличения подвижности, жидкотекучести шлаков, предохранения металла от насыщения серой, окисления, а также для отчистки металла от неметаллических включений. При плавке в кислот вагранке естественным путем получается кислый шлак. Кислые шлаки имеют большую вязкость и затрудняют введение плавке. Для снижения вязкости необходимо добавлять основные флюсы.
В качестве таких флюсов используют металлургический известняк кусковой (ГОСТ 23671 -79), содержащий. Не менее 97% СaCo3, известь, обожженную в кусках, доломит, плавиковый шпат, основной мартеновский шлак, соду кальцинированную, криолит, карбид кальция и др. больше всего расходуют известняк. Плавиковый шпат (флюорит) (ГОСТ 7618-83) марок ФК85 (кусковой), ФГ85 (концентрат графитационный) содержит не менее 85? CaF2 и не более 10% SiO2. Его применение обеспечивает лучшую жидкотекучесть шлака, устраняет, настыли на футеровке, но и разъедает ее.