чугунные вкладыши

Чугунные печи и камины - особенности изготовления

	Камин

В настоящее время много работ посвящено повышению стойкости рабочих частей пресс-форм и снижению себестоимости такой продукции, как печное литье и литье для каминов, полу­чаемых литьем под давлением. Эта задача является особенно актуальной с учетом того, что камины могут быть очень эффектно украшены качественным печным литьем, при этом цена их может увеличиться лишь незначительно.

К настоящему моменту имеются попытки применять в качестве материала форм сплавы тугоплавких металлов, биметаллические формы с наплавкой на конструкционную сталь жаростойких материалов, высо­котеплопроводные сплавы, чугуны. Применение специального чугуна для пресс-форм представляет большой интерес с точки зрения снижения стоимости форм, уменьшения дефицитности материала. В результате камины и печи будут более дешевыми. О возможности применения чугунов в качестве материала рабочих деталей пресс-форм, используемых при производстве печного литья, свидетельст­вуют данные работ [1, 2].

Барбекю

Так, в работе [1] указывается, что некоторые серые чугуны не уступают легированным сталям по сопротивлению термической устало­сти и могут успешно применяться для форм печного литья под давлением при литье латуни, что осбенно актуально при изготовление высокоточных элементов камина или печи барбекю. Среди чугунов, используемых в печах и каминах, наибольшей сопротивляемостью термиче­ской усталости обладают чугуны с разветвленной или компактной фор­мой графита [1, 3]. В ряде работ отмечено, что литые стали как матери­ал для деталей кузнечных штампов и пресс-форм не уступают по своим свойствам кованным. А наибольшей жаростойкостью обладают детали, полученные литьем в кокиль [4]. Таким методом отливают наиболее отвественные детали камина или печи.

В данной работе в качестве материала вкладышей пресс-форм для литья под давлением латуни, в том числе для барбекю, был применен чугун с вермикулярной формой графита. С целью снижения затрат на механическую обработку большую часть рабочей поверхности вкладышей, за исключением глу­боких гнезд, получали литьем в кокиль, что должно было способство­вать повышению точности размеров, чистоты поверхности и жаростой­кости вкладышей. 

Чугун следующего химического состава: 3,32 % С, 1,12 % Si, 0,48 % Мn, 0,05 % Сr, 0,11 % Р — выплавляли в вагранке. Температура заливки чу­гуна в кокиль составляла Г=1673±50К. Перед механической обработ­кой вкладыши подвергали отжигу при температуре Г =1193-1243К в течение 9-12 ч с последующим охлаждением с печью до 993К и, начи­ная с 993К — на воздухе. После термообработки чугун имел ферритную структуру с вермикулярной формой графита типа ГФ5 по ГОСТу 3443-77. Твердость в центре была НВ116-131, а на литой поверхности — НВ121-143.

Рис. 1. Места зарождения трещин и характер разрушения поверхности	Рис. 2. Трещина и микроструктура вблизи разрушения, X100

Опробование чугунных деталей пресс-форм проводилось в произ­водственных условиях на машине модели 71107. Отливки для камина изготавлива­ли из латуни марки ЛМЦС 58-2-2. Порция заливаемого металла составляла 20 кг. В форме одновременно получали 4 каминных отливки. Наиболь­ший габаритный размер детали равнялся 89 мм в диаметре, а макси­мальная толщина стенки — 10 мм. При заливке сплав имел температу­ру T =1233-1273К. Работа вкладышей велась без смазки. Разогрев пресс-форм осуществлялся жидким металлом. Контроль за работой вкладышей проводился осмотром поверхности отливок через каждые 50 запрессовок до появления первых трещин, а затем через 100-200.

Первые мелкие трещины появились после 100 теплосмен на одном из вкладышей, а через 150-250 на всех остальных. Местами зарожде­ния трещин служили дефекты литой поверхности, резкие переходы от одной поверхности к другой с малыми радиусами закруглений, отвер­стия под выталкиватели (рис. 1). С увеличением числа теплосмен увеличивались протяженность, глубина и ширина трещин. Равномерной сетки трещин не наблюдалось. Полученные данные хорошо согласуются с исследованиями, проведёнными авторами работы [5] для литых сталей. Ими было установлено, что определяющую роль в характере разруше­ния литой поверхности стали в процессе термоциклирования играют дефекты литой поверхности и величина радиуса концентратора напря­жений. С его увеличением повышается сопротивление материала терми­ческой усталости.

Как показал анализ структуры вкладыша вблизи разрушения, развитие трещин шло по графитным включениям (рис. 2). Испытания вкладышей были прекращены после 1700 запрессовок при достижении высоты заусенцев на поверхности отливок выше допустимой технически­ми условиями.

Проведенные испытания показали, что при совершенствовании тех­нологии изготовления литых вкладышей, используемыхз при произведстве каминных аксессуаров и печного литья, повышении чистоты литой по­верхности при увеличении класса чистоты поверхности кокиля и при­менении смазки пресс-форм во время работы стойкость деталей пресс-форм из чугуна с вермикулярным графитом может быть доведена до 2-3 тыс. теплосмен и приблизиться к стойкости легированных сталей. Поданным разных авторов [6, 7], она составляет 2-5 тыс. теплосмен для толстостенных отливок и 10-15 тыс. для тонкостенных при литье под давлением латуни. Но поскольку стоимость и дефицитность литых чугунных вкладышей намного ниже, чем у жаростойких сталей, то при­менение их в литье под давлением является целесообразным.

Купить качественное чугунное литье для каминов и печей, а также литые чугунные комплектующие барбекю, Вы можете в компаниии "Раслово-Кладка".

Литература

1. Павлов Е. А. Технологические особенности и способы повышения плотности читья под давлением медно-цинковых сплавов. КД — Горький: ГПИ им. А А. Жданова, 1970
2. Александров В. В., Куратов П. Р. Детали пресс-форм из чугуна с шаровидным графитом. М; Машиностроитель, 1960, № 12. с. 37.
3. Воздвиженский В. М., Жуков А. А., Чистяков В. В. К вопросу оценки термо­стойкости чугуна для кокилей  Изв. ВУЗов. Сер черная металлургия. М.: Металлур­гия, 1972, № 7, с. 146-150.
4. Бельский Е. И. Свойства штамповой стали в зависимости от условий литья.— В кн: Теплообмен между отливкой и формой. Минск, Высшая школа, 1967, с. 206—209,
5. Лихачев С. А., Траймак Н. С. Влияние поверхностных   концентраторов на ха­рактер разрушения в процессе термоциклирования.—В кн.: Металлургия. Минск, Выс­шая школа, 1979, вып. 13, с. 166-167.
6. Пляцкий В. М. Литье под давлением. М.: Оборонгиз, 1957.
7. Филлипова С. И. Литье медных сплавов под давлением. В кн.: Литье под дав­лением. Труды научно-технической сессии (Под   ред.   Н. Д. Орлова). М.,   Машгиз, 1955, с. 74-81.