Производство отливок из чугуна. Литье изделий из чугуна со спецсвойствами.

Главная / Чугунное литье из серого, ковкого, легированного чугуна на заказ.

Процесс производства различных изделий, в ходе которого материал, находящийся в жидком состоянии переходит в твердое (образование отливки), получил название «литье». В различных сферах деятельности широкое распространение приобрело чугунное литье, которое представляет собой способ получения изделий из чугуна. По сути, для того чтобы произвести любую деталь из этого материала, литье выступает единственным способом. Повышенным спросом пользуется литье для печей: элементы из чугуна применяются как для обеспечения их работоспособности, так и в качестве декора.

Функциональность и особенности чугунного литья

Чугун, который используется для производства литья (технологических изделий и художественных элементов), подразделяется на несколько видов. Так, существует высокопрочный чугун (в ряде случаев выступает альтернативой стали), а также серый, белый и ковкий чугун. Кроме того, есть и специальные марки этого материала, однако в чугунном литейном производстве они не используются (их назначение – применение в виде легирующих присадок в сталь).

Для создания отливок из чугуна востребованы различные способы. Так, одним из наиболее распространенных считается литье в песчано-глинистые смеси. Также могут использоваться холодно-твердеющие смеси (ХТС). Сам производственный процесс предполагает заливку материала, находящегося в жидком состоянии, в пустотелые формы. После его полного застывания получившееся изделие извлекается и подвергается необходимой механической обработке.

ЗАО «Завод специального машиностроения «Маяк» производит высокоплотное чугунное литье методом литья в хтс. Отливки, изготовленные данным методом имеют привлекательный внешний вид, отсутствуют засоры и раковины. Поставки осуществляются предприятиям машиностроительной, металлургической, энергетической, станкостроительной отраслей промышленности.

Нужно обратить внимание, что литье представляет собой сложнейший технологический процесс, на итоги которого влияет множество факторов. Безусловно, получить качественное изделие без высокотехнологичного оборудования невозможно, однако важнейшее значение также имеет уровень квалификации специалистов и наличие контроля качества продукции на каждом из этапов производства. Кроме того, только строгое соблюдение технологии способно исключить риск образования пустот (в литье из чугуна это считается главным недостатком).

Главными преимуществами литья из чугуна считаются практичность, прочность, продолжительный срок службы и безопасность. Немаловажное значение для многих заказчиков имеет привлекательный внешний вид изделий. Достоинством считается и доступная цена чугуна, которая заметно снижает итоговую стоимость изделий.

Производство чугунного литья востребовано во множестве сфер. Изделия используются в машиностроении и станкостроении, горнодобывающей промышленности, стройиндустрии, а также для решения различных задач в других отраслях. И, конечно, повышенный спрос существует на художественное литье: наряду с прочностью и износостойкостью, такие изделия отличаются безупречными эстетическими характеристиками. Метод подходит для создания лестничных ограждений, фонарей, беседок и всевозможных малых архитектурных форм.

Производство качественных чугунных отливок для станкостроения и сложного корпусного чугунного литья

(станины, корпуса) методом литья в хтс особо выделяет наше предприятие, особенно если учесть, что мы имеем возможность провести полную мехобработку данных изделий с учетом всех требований к точности и шероховатости. В производстве станочного корпусного чугунного литья в основном применяем следующие сплавы: СЧ20, СЧ25, СЧ30, ВЧ45, ВЧ50, ВЧ60. При необходимости возможно введение легирующих элементов. Отливки в обязательном порядке проходят термообработку для снятия внутренних напряжений — искусственное старение (термический участок имеет габаритные печи с размерами 7000х7000х14000мм). Без данной термообработки в процессе эксплуатации изделий могут возникнуть деформации, превышающие требования чертежа в части возможных отклонений от плоскостности, параллельности и перпендикулярности. Для контроля размеров отливок сложной конфигурации может применяться 3Д сканирование.

ПРИМЕРЫ НАШИХ РАБОТ (ФОТОГАЛЕРЕЯ)

Литьё чугуна на заводе

Основной элемент в составе сплава – железо. В нём всегда присутствует от 2,4 до 6,0 % углерода, постоянный незначительный процент кремния, серы, фосфора, магния. Это малопластичный материал, его нельзя прокатывать или ковать. Температура плавления порядка 1200 ОС. Обладает литейными качества. Для получения нужных конструкций требуется чугунное литье под заказ. Отливки можно изготавливать самых разнообразных и сложных форм. Можно заказать единичный экземпляр или запустить массовое производство.

Невысокие цены на литье, доступность литье конструкций любой сложности и размера, высокая прочность и износостойкость материала, и возможность вторичного использования. Эти свойства широко стали использоваться в самых разных сферах.

Марки и типы чугуна для литья

Принято деление в зависимости от того в какой форме в сплаве содержится углерод.

Белый: углерод в связанном состоянии, по типу цементит. При поломке, разлом имеет матово – белый окрас. Эта марка хрупкая, но устойчива к коррозии и литье чугуна на заказ в основном используется для изготовления поршневых колец, массивных оснований.
Серый: Графит входит в состав в пластинчатом виде. Из таких марок заказывают литье из чугуна по ГОСТ для изготовления многообразных деталей для машиностроительной отрасли.
Высокопрочный: графит включается в форме сфер. Точное литье, чаще всего применяют в машиностроении, для изготовления трубопроводов в нефтегазовой, пищевой промышленности, там, где востребована повышенная устойчивость к коррозии.
Хромистый: легированные хромом, предназначенных для эксплуатации в щелочной, воздушной, газовой средах и в условиях высокой температуры.
Жаростойкий чугун: предназначен для изготовления отливок, деталей, температура эксплуатации которых может доходить до 1100º С. Изготавливается согласно ГОСТ 7769-82, который регламентирует химический состав, механические свойства и режимы, способы термообработки жаропрочных чугунов.

Основные области применения заготовок из чугуна:

в тяжелой промышленности, металлургии. Плотность сплава 7,0 тн в 1 кубическом метре. Платформы из металла часто используют для стабилизации крупногабаритного оборудования в цехах;
в станкостроении практикуют изготовление отливок из высокопрочного чугуна для особо ответственных деталей. Массивные платформы для установки обрабатывающих станков помогают гасить вибрации, колебания;
автомобилестроение практикуют изготовление литья из высокопрочного чугуна для коленчатого вала дизелей, тормозных колодок, блоков цилиндров;
в нефтедобывающей отрасли. Нефть характеризуется высокой химической активностью. Этим обоснован выбор для труб, заказ изготовления литья фитингов;
Высокая теплоемкость используется при изготовлении радиаторов отопления. Посуда также пользуется повышенным спросом среди домохозяек. Толстое дно сковороды равномерно распределяет нагрев, еда хорошо прогревается и готовится;
художественное литье. Литье из чугуна купить по заявке требуется для изготовления заборов, ограждений, создание произведений искусства.

ЧУГУННОЕ ЛИТЬЁ И ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

Чугунное литьё в песчано-глинистые смеси

Класс размерной точности при литье чугуна согласно ГОСТ Р 53464-2009 : 9-14
Шероховатость поверхности чугунных отливок по ГОСТ 2789-73 Ra = 80-100 мкм
Минимально получаемая толщина стенок при литьё чугуна – 3 мм
Масса отливок от 0,5 кг до 40 тонн

Чугунное литьё в жидкостекольные смеси (ЖСС) и холодно-твердеющие смеси (ХТС)

Класс размерной точности при литье чугуна согласно ГОСТ Р 53464-2009 : 8-13
Шероховатость поверхности чугунных отливок по ГОСТ 2789-73 Ra = 40-100 мкм
Минимально получаемая толщина стенок при литьё чугуна – 3 мм
Масса отливок от 0,5 кг до 40 тонн

Характеристики нашего производства чугунного литья

Площадь основного литейного цеха: 18 000 м кв;
Производственные мощности цеха по чугунному литью: 24 000 т/год;
Ручной плац: 2000 м кв;

Печи, которые используются для термообработки:

2 печи с загрузкой в 25 тонн имеет рабочий размер: B=2500 мм, H=1850 мм, L=5500 мм
2 печи с загрузкой в 100 тонн, с рабочими размерами: B=7000 мм, H=7000 мм, L= 14000 мм

Сроки изготовления, уровень сложности, гарантия на чугунное литьё

Модельную оснастку изготовим от 3-х дней;
Срок изготовления готовых отливок от 5 дней;
Можем производить тонкостенные корпусные детали, 6-й группы сложности;
Проводим лабораторные исследования (контролируемые параметры: химический состав, предел текучести, предел прочности, ударная вязкость) , по желанию заказчика предоставляем результаты рентгеноскопии, ультразвуковой дефектоскопии, магнитоскопии.

Применение литых чугунных изделий

Кроме деталей механизмов, станков, автомобилей чугунное литье применяется для изготовления художественных конструкций, заборов, оград, памятников и бюстов. Изготавливаются изделия на заказ. Чугун не ржавеет, хорошо выдерживает воздействие высоких температур, поэтому применяется для изготовления колосников печей, задвижек, заслонок, для изготовления котлов отопления.

Нельзя не упомянуть каслинское и кусинское литье: народный промысел на Южном Урале, художественные изделия из чугуна с трехвековой историей.

Применяемые чугунные сплавы и стоимость отливок

Серый чугун ГОСТ 1412-85: СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25, СЧ30, СЧ35 от 102 р/кг;
Высокопрочный чугун по ГОСТ 7293-85: ВЧ40, ВЧ45, ВЧ50, ВЧ60 от 135 р/кг;
Специальные виды чугуна, легированный чугун по ГОСТ 7769-82: ЧХ1, ЧХ16М2, ЧХ16 от 170 р/кг, ЧХ28Н2, ЧХ28 от 360р/кг , ЧХ32 от 380 р/кг, ЧС5 от 125р/кг, ЧС5Ш и др.;
Антифрикционный чугун по ГОСТ 1585-85: АЧС-1, АЧС-3, АЧС-5 от 142 р/кг и др.
Возможно литьё чугуна из предложенных заказчиком марок на выбор

*** Цены указаны за 1кг литья с НДС

Процесс литья блоков цилиндров

Обзор: литейные формы и соответствующие литейные процессы

Стальные кокили с песчаными стержнями
Стальные кокили Стальные формы

Литьё под низким давлением

Прессование (Squeeze Casting)

В таблице помещён небольшой обзор применяемых для алюминиевого литья литейных процессов и соответствующих литейных форм. В нижеследующих подразделах описываются определённые литейные процессы, а также поясняются их преимущества и недостатки.

Литьё в песчаные формы

Литьё в песчаные формы является традиционной технологией литья в формы с разрушаемыми (теряемыми) песчаными формами. Формы, применяемые для одной единственной отливки, изготавливаются, в принципе, из кварцевого песка как основного материала формы с применением связующих средств. Изготовление форм производится копированием моделей из дерева, металла или пластмассы и позволяет получать отливки сложной формы путём разъёма и разделения модели и формы. После застывания отливок песчаные формы разрушаются, а песчаные стержни, служащие для достижения недоступных и необрабатываемых полостей, вытряхиваются или вымываются. Обычно применяемое литьё в песчаные формы играет в серийном производстве второстепенную роль. Главная область применения — изготовление прототипов и малых серий. Экономично литьё в песчаные формы в форме автоматизированного метода стержневого пакета (CPS = core package system). Чистый процесс литья в песчаные формы (форма и стержни изготовлены из песка) производится методом свободной заливки форм или методом литья под низким давлением. На Изображении 1 показано литьё в песчаные формы методом свободной заливки форм.

Литьё в кокиль

При литье в кокиль жидкий алюминий разливается в долговременные металлические формы из чугуна или жароупорных сталей. При данном методе литья конструкция и свобода её конструирования зависят, однако, от того, производится ли отливка методом свободной заливки форм или методом литья под низким давлением. По сравнению с литьём в песчаные формы при литье в кокиль достигается лучшее качество поверхности и большая точность размеров отливок

Свободное литьё в кокиль

При свободном литье в кокиль заполнение формы происходит исключительно под влиянием действующей на металл силы тяжести при атмосферном давлении. Отливка производится вручную или на частично или полностью автоматизированных литейных машинах. При данном методе существует достаточно большая свобода конструирования, поскольку возможно применение песчаных стержней (изобр. 3). Таким образом, реализуемы также разрезы сзади или полости, недостижимые механообработкой. Благодаря быстрому, направленному застыванию расплава при методе свободного литья в кокиль по сравнению с литьём в песчаные формы достигается более тонкая структура, более высокая прочность, а также неограниченные возможности по работе с теплом.

Литьё в кокиль под низким давлением

При литье под низким давлением расплав при относительно низком избыточном давлении (для алюминиевых сплавов — от 0,2 до 0,5 бар) поднимается в кокиль и при этом давлении застывает Речь идёт, — если речь идёт о давлении, — собственно, о давлении заполнения, необходимом для того, чтобы жидкий металл доставить в литейной машине наверх, в форму. Давление заполнения поддерживается до тех пор, пока не произойдёт затвердевание, от самого удалённого места до среза сифонного литника (входное отверстие литейной формы). Тем самым почти идеально происходящее, направленное затвердевание и заполнение формы без турбулентности являются существенным основанием высокой ценности отливок под низким давлением. Как и при свободном литье в кокиль, и при данном методе применимы стержни из песка, дающие в достаточной степени простор для конструирования формы.

Где заказать чугунное литье?

Услуги по производству чугунного литья на заказ в Москве и Московской области предлагает ЗАО «Завод специального машиностроения «Маяк». Имеющиеся производственные возможности позволяют изготавливать отливки, масса которых составляет до 40 тонн. При этом для изготовления литья используются различные сплавы чугуна. Также среди преимуществ сотрудничества с ЗАО «Завод специального машиностроения «Маяк»:

гарантии качества производимой продукции (все изделия соответствуют требованиям ГОСТ и проходят лабораторные испытания);
применение различных технологий в зависимости от потребностей заказчика;
минимальные сроки изготовления;
профессионализм и значительный опыт работы, позволяющий решать задачи любого уровня сложности;
выгодная ценовая политика.

Возникли вопросы? Сотрудники ЗАО «Завод специального машиностроения «Маяк» готовы проконсультировать по всем аспектам заказа литья.

Фасонное литье

Чугунных изделий

Стоимость чугунного литья

Цена на изготовление конкретного изделия рассчитывается в индивидуальном порядке. В нее входят расходы на создание чертежей, эскизов, моделей и литейной формы. Также учитывается стоимость материалов.

Услуги предоставляются без посредников и подрядчиков, благодаря чему мы полностью контролируем качество работы и предлагаем выгодные цены для клиентов.

Запуск оборудования — затратная часть всего процесса, поэтому изготовление крупной партии, серии продукции выгоднее — конечная стоимость каждой детали будет ниже.

Начало чугунолитейного производства

Люди никогда особенно не интересовалась историей чугуна, хотя его значение трудно переоценить. Лишь сравнительно узкому кругу специалистов известно, какую роль сыграл этот неприметный с виду материал в развитии производительных сил в различные эпохи, но все знают, что чугун и производимая из него в кислородных конвертерах сталь являются основой современной техники и технологии.

В ряду конструкционных материалов они, безусловно, стоят на первом месте и не уступят его еще долгое время, несмотря на все более широкое применение легких цветных металлов, полимерных и керамических материалов.

Уже сегодня число сплавов на основе железа превысило 10 тысяч.

Анализируя европейские языки в области чугунолитейного производства, порой приходишь к интересным наблюдениям. Например, заготовка для дальнейшего переплава в русском и украинском языках называется «чушка», то есть «свинья». Аналогично, в английском языке она называется «Pig Iron», то есть дословно «свиное железо». Это было связано с тем, что литье чушек, в отличие от фасонного литья, доверяли ученикам и подмастерьям, считая этот вид литья самым примитивным и непрестижным. В большинстве европейских языков термин, обозначающий чугун, является производным от коренного термина, присвоенного основному материалу железоуглеродистых сплавов — железу, и означает «литое железо».

Так, на английском языке термину «Iron» — «железо» соответствует термин «Cast Iron» — «литое железо»; на немецком языке термину «Eisen» — «железо» соответствует обозначение «Gusseisen» — «литое железо»; в шведском языке «jarn» — «железо», «gjutjarn» — «литое железо». То же самое в турецком, финском, новогреческом и других языках. Однако во французском языке название чугуна «fonte» связывается с понятием «fondre» — плавить, лить; в русском языке литое железо обозначается термином «чугун», в украинском – явно производное от русского «чавун», которые звучат как иностранные (и в самом деле это так), не имеющее на первый взгляд никакого отношения к термину «железо».

Как это могло случиться, что наиболее характерное отличие чугуна от других сплавов — его получение исключительно в литом состоянии не нашло себе отечественного обозначения, взамен которого стали применять иностранное слово. Откуда пришло к нам слово «чугун» и что оно обозначает?

Чугун как литейный материал был изобретен и освоен в Китае за много веков до новой эры, о чем могут свидетельствовать четырехзарядная чугунная пушка, отлитая в пятом веке до н. э. и существующие до сих пор чугунные отливки, самой крупной из которых считается «лев» высотой около 6 м и длиною 5,4 м. По литературным данным, появление чугуна в Китае относится, по меньшей мере к VI в. до н. э. В противовес этим данным Б. Б. Гуляев считает, что литье чугуна было освоено только 600 лет назад.

Необъятная монгольская империя, возникшая в результате грабительских походов Чингисхана и его первых преемников, в значительной степени облегчила ознакомление с культурными достижениями китайцев, жителей Средней Азии и Восточной Европы.

Сопоставление дат нашествия татар и их утверждение в Восточной Европе и юго-восточных частях Европы (первая половина XIII в.), а также дат путешествий первых европейских послов-разведчиков к татарам — Плано де Карпини (1246), Асцелина (1247), Марко Поло и других, со временем «изобретения» европейцами пороха (конец XIII в.) и чугуна (2-я половина XIV в.), со всей очевидностью показывает взаимную связь этих на первый взгляд разрозненных и как будто совершенно не зависящих друг от друга исторических фактов.

Древняя Русь имела непосредственные связи с Золотой Ордой, в столице которой проживало много русских, имевших там отдельные торговые и ремесленные ряды и даже отдельную епархию, и была в более благоприятных, нежели западные страны, условиях для освоения китайских и хорезмийских достижений в области техники. Поэтому логично, что русское слово — чугун происходит от таджикского слова «чуян» (по татарски «чуен»). Этот термин и для таджиков, и для татар является принесенным извне, а именно от китайцев, у которых термин «чу» («чжу») соответствует глаголу «лить», а термин «гун» равнозначен названию «литейное дело» (производство). На рис. 1 показаны два китайских иероглифа: левый «чжу» — означает «лить», правый «гун» — «делать, производство».

Рис. 1. Китайские иероглифы

В. Яковлев указывает, что в некоторых языках термин, обозначающий чугун, также образован от термина, присвоенного железу, но в сочетании с разными прилагательными. Так, в китайском языке синоним слова «чугун» — (шэнте) может быть дословно переведено как «живое железо» или как «сырое», «незнакомое», «непривычное» железо. Подобное же можно наблюдать в японском, датском, хинди и других языках.

Но в другой группе языков термин, обозначающий чугун, не был образован так, как в предыдущих случаях. К этим языкам относятся русский, таджикский, туркменский, киргизский, афганский и, вероятно, еще ряд других. По звуковому сходству среди них наиболее близко находится к русскому слову «чугун» афганский термин, обозначающий чугун. По-афгански (чугун) — и обозначает чугун. «Чугун» по-туркменски и по-киргизски — «чоюн», а по-таджикски — «чуян». Складывается впечатление о среднеазиатском, а не китайском происхождении русского термина «чугун». Но это еще не означает, что народы нашей страны познакомились с чугуном через посредничество народов Средней Азии.

Подтверждением того, что русские заимствовали название литого железа от татар и китайцев через посредство среднеазиатских купцов, может служить факт, что в переписных книгах дьяков Юрия Телепнева и Афанасия Фонвизина по Тульским и Каширским заводам 1645—1676 г. мы имеем путаницу неустановившихся технических терминов «литое» и «чугунное» железо.

Герберштейн свидетельствует о том, что на Руси уже при Василии III отливались чугунные ядра, а при Иване Грозном отливались и чугунные колокола и пушки, значит, к этому времени чугунолитейное дело на Руси уже имело долголетнюю практику и пережило период освоения и налаживания.

Китайское происхождение слова «чугун» доказывает и профессор Л. М. Мариенбах. Он считает, что русское название чугуна произошло от китайского слова «чжугун» (должно быть, «чжуцзауогун»), что по-русски означает «литейщик», или от китайского слова «чжугэнди» (должно быть, «чжучанди»), что по-русски означает «литой».

В обоих предположениях были подобраны китайские слова, близкие по звуковому сходству и обозначавшие термины из области производства чугуна. Если же подбирать слова лишь по звуковому сходству, то в китайском языке слово, обозначающее палку или посох, звучит не иначе как «чжугунь». Прямую связь по звучанию между китайским и русским терминами, обозначающими чугун, обнаружить нельзя. Помимо непосредственного знакомства с чугунным литьем в Великих Булгарах и Сарае Берке, московское правительство пользовалось услугами западно-европейских специалистов, и вопреки мнению В. Кнаббе, отливки из чугуна на Руси появились не в XVII в., а значительно раньше. Так, в работе описывается, что из трудов знаменитого ученого древности Аристотеля можно предположить, что ему за 2300 лет до наших дней был известен чугун. Четырьмя столетиями позже римский ученый Плиний Старший сообщал о том, что иногда «железо при плавлении делается жидким, как вода, и после этого ломается подобно губке». Это уже явные признаки чугуна. (Хотя во многих источниках эти признаки трактовались по-разному.)

Выдающийся русский литейщик Н. Н. Рубцов прямо пишет: «Как бы то ни было, мы имеем несколько чугунных отливок, относящихся к эпохам за 5—6 вв. до н. э. В музеях имеется очень много образцов чугуна, относящихся к периоду более, чем за тысячу лет до средних веков, которые считают временем открытия чугуна».

Литье из чугуна было широко распространено до н. э. в Китае, неопровержимым доказательством чего являются существующие до сего времени чугунные отливки. Самая большая из них – чугунный лев около 6 м высоты и более 5 м длины, который стоит вблизи железной дороги Тянь-дзинь-Пукоу у Цзянь-жоу и, вероятно, является самой большой из чугунных статуй, отливка датирована 974 г. н. э. Об этом же памятнике А. М. Петриченко и Е. А. Суходольская пишут, что они сами подробно исследовали эту уникальную отливку и убедились, что форма Царь-льва залита за один раз (или с небольшими перерывами, в течение которых чугун в форме не успевал затвердевать).

По литературным данным появление чугуна в Китае относится, по меньшей мере, к VI в. до н. э. Интересно отметить, что у скифов, населявших территорию нашей страны с 8 в до н. э до конца 2 века н. э. чугунного литья не было. Скифы не пошли в металлургии и литье дальше бронзы.

По версии американского журнала Modern Casting, 600 лет до н. э. в Китае отлита первая чугунная отливка – треножник (массой 600 фунтов), а в 233 г до н. э. там же были отлиты первые чугунные лемехи.

Известно, что жители Ферганы во II в. до н. э. научились от беглецов из китайских войск лить чугун. В 115 г. до н. э. китайское правительство монополизировало всю железную промышленность, имеются многочисленные указания на то, что одним из главных доходов применения железа была выделка чанов для выпаривания соли из морской воды и, насколько можно проникнуть в глубь веков, чаны эти всегда были чугунными.

Из всех известных в древнем мире стран, только в Китае железо восстанавливалось из руды каменным углем, а во всех других – древесным углем.

Применяемая руда содержала от 0,5 до 1% Р, так что чугун, полученный из этой руды, не должен содержать свыше 1% Р. Отливки же содержали от 5 до 7% Р, причем дополнительное количество было получено из угля. Таким образом, китайцы научились получать сплав, близкий к фосфидной эвтектике, т. е. металл с точкой плавления примерно на 100° ниже бронзы. Этим объясняется и сравнительно широкое распространение чугунных отливок в Китае в давно прошедшие времена и тот, на первый взгляд удивительный, факт, что ни Индия, ни Греция, ни Фергана, ни Россия, покоренная Батыем, имевшие возможность познакомиться с китайским опытом, не могли развить это производство у себя, так как не имели подходящего сырья. Поэтому развитие чугунолитейного производства как бы вновь началось в средние века, когда 1) изобретение более мощных воздуходувных устройств дало возможность перейти к более высоким печам для получения железа, в которых чугун получался вследствие науглероживания восстановившегося железа, на первых порах неожиданно для тогдашних металлургов; 2) когда спрос на чугунные ядра и затем на чугунные пушки создал устойчивый спрос и, следовательно, прочную экономическую основу для молодого производства.

Интересные данные приводит большой знаток художественного и монетного литья А. М. Петриченко, который пишет, что исключением из правил мировой валютной системы следует признать литье и участие в денежном обращении Китая чугунных монет, которые широко использовались в период Пятицарствия (907—960 гг. н. э.) и особенно в эпоху Сун (960—1279 гг. н. э.). В некоторых регионах с целью экономии меди, хождение имели только чугунные монеты, но и на них существовал запрет вывоза за границу.

В зарубежной, да и в отечественной литературе превалирует мнение о том, что причиной возникновения чугунного литья в Китае послужило наличие высофосфористых руд и применение древними китайскими литейщиками специальных фосфористых добавок.

Даже небольшого экскурса в историю металлургии в Китае достаточно, чтобы убедиться в том, что это является не единственной и не главной причиной раннего появления чугуна в Китае. Главной причиной того, что китайцы первые в мире и более чем на 1500 лет раньше европейцев научились добывать руды, выплавлять чугун и изготовлять чугунные отливки, являются замечательные успехи китайцев в области плавки бронзы и устройства печей к моменту появления железа.

Одни исследователи относят первые отливки к периоду «Воюющие царства», другие небезосновательно полагают, что китайцы умели изготовлять чугунные отливки еще в эпоху «Весна и осень» (722—481 гг. до н.э.). Фактически Китай начал свой железный век, как свидетельствует Ли Хэн-дэ, не добычей сыродутного железа и ковкой из него изделий, а плавкой чугуна и изготовлением чугунных отливок. В этом одна из особенностей самобытного развития литейного производства Китая. Если до сих пор нет сколько-нибудь убедительных доказательств о применении в эпоху «Весна и осень» железных кованых изделий, то о производстве чугунных отливок в этот период очень много существует вполне достоверных данных.

В Китае уже в 513 г. (до н. э.) был изготовлен большой чугунный ритуальный сосуд, на котором был отлит один из сводов тогдашних законов (своего рода уголовный кодекс). Но первые чугунные отливки представляли собой преимущественно орудия и инструменты сельскохозяйственного назначения. Древние летописные памятники Китая дают неопровержимые доказательства о применении железных (чугунных) сельскохозяйственных инструментов еще в 7 в. до н. э., что привело к резкому повышению урожайности полей.

А. М. Петриченко прямо указывает, что китайцы более чем на 1500 лет раньше, чем европейцы, научились плавить чугун и изготовлять сложные чугунные отливки. К периоду «Воюющих царств» (403—221 гг. до н. э.), т. е. ко времени появления в Китае чугунного кокильного литья, китайские литейщики в совершенстве владели техникой плавки чугуна. К этому же времени они достигли высокого уровня в изготовлении литейных форм. Причем для получения литых денег и других отливок тогдашние литейщики применяли в основном полупостоянные шамотные формы. Половинки таких форм изготовлялись по металлическим (бронзовым) моделям или пресс-формам. Безусловно, литье чугунных денег было весьма прогрессивным процессом по нескольким причинам.

Во-первых, чугун – не благородный металл, стоек к истиранию, этому бичу металлических денег из драгоценных металлов.

Во-вторых, чугун не дефицитен, что позволяло четко выполнять почти неизменный в веках закон металлических денег: стоимость металла монеты должна быть ниже её номинала (правда, в истории металлических денег были и исключения).

В-третьих, существовавшая в Китае государственная монополия на чугунное литье исключала фальшивомонетничество по определению.

В-четвертых, выплавить чугун в домашних условиях из руды человеку, не владеющему искусством металлургии, не имеющему подготовленную руду, флюсы и восстановители, рецептура которых практически всегда хранилась в секрете и передавалась от отца к сыну маловероятно.

Китай — страна самой древней литературы по литейному производству. По-видимому, первой книгой по технологии литья была широко известная в Китае книга «Као Гун-ди», написанная более 2000 лет назад. В этой книге изложены не только способы получения отливок, но и дано подробное описание сплавов для различных изделий (мечей, колоколов, домашней утвари и т. д.), их состав и способы плавки. Подобные сведения о разнообразных способах литья имеются и в более поздних источниках.

Более четырехсот лет назад была впервые издана книга Сун Ин-сина «Оригинальные изобретения», в которой даны краткие описания многих наиболее характерных процессов литья, сохранившихся с глубокой древности. Книга эта хорошо иллюстрирована; она переиздавалась много раз.

Интересно отметить, что нашей стране на территории Одесской области у с. Николаевка Беляевского района, в 1964 г. А. И. Мелюковой было найдено три обломка чугунных котлов, являющимися наиболее древними изделиями из чугуна не только в Украине, но и на всей европейской части бывшего СССР. Обломки были найдены на поселении греко-варварского типа в непотревоженных слоях в разных местах и на значительной глубине — 0,7—1 м. В этом слое содержалось большое количество изделий античной эпохи, достоверно датируемых IV—III вв. до н. э. Обломки, как и любой деформированный чугун, имели неправильную форму размером 94×140— 110х160 и 95х130 мм, при толщине стенок 3—7 мм. Травление выявило во всех шлифах литую структуру заэвтектического белого чугуна со структурой ледебурита, первичного цементита и небольшого количества графита. Причиной отбела чугуна авторы объясняют малым содержанием кремния, а практически полное отсутствие марганца указывает на то, что чугун выплавлялся без применения флюсов.

Проведенные химический и спектральный анализы доказали, что обломки принадлежали одному котлу и изготовлены из руды, по-видимому, типа бурых железняков, которые часто использовались древними металлургами для получения железа.

Необходимо отметить, что как самостоятельная отрасль промышленности, литейное производство выделилось из металлургического производства лишь в конце ХІХ – начале ХХ веков с появлением небольших печей (вагранок), способных плавить металл, обеспечивая достаточный его перегрев и обеспечивая расплавленному чугуну достаточную жидкотекучесть и другие литейные свойства. Именно тогда при литье чугуна перестали использовать только металл первой плавки, а сам чугун стал широко распространенным конструкционным материалом. Но основу для этого заложили именно древние мастера Китая, Узбекистана, Волжской Булгарии.

Выводы

1. Литье из чугуна было широко распространено до н. э. в Китае, неопровержимым доказательством чего являются существующие до сего времени чугунные отливки и чугунные кокили.

2. Скифские племена, населявшие территорию нашей страны с 8 в до н. э. до конца 2 века н. э., чугунного литья не знали.

3. Древние летописные памятники Китая дают неопровержимые доказательства о применении железных (чугунных) сельскохозяйственных инструментов еще в 7 в. до н. э.

4. Фактически Китай начал свой железный век не добычей сыродутного железа и ковкой из него изделий, а плавкой чугуна и изготовлением чугунных отливок. В этом одна из особенностей самобытного развития литейного производства Китая.

5. Главной причиной того, что китайцы первые в мире и более чем на 1500 лет раньше европейцев научились добывать руды, выплавлять чугун и изготовлять чугунные отливки, являются замечательные успехи китайцев в области плавки бронзы и устройства печей к моменту появления железа.

rusnauka.com

Технология литья из чугуна

Технология литья из чугуна впервые была освоена в Китае около Х века н.э., в Европе впервые упоминается в 14 веке, как материал для производства пушек. В России первое «литье чугунное, для делания пушек пригодное» относиться к эпохе Ивана IV Рюриковича. Расцвет эпохи чугуна наступил в 19-20 веках. В это время из него делали мосты и трубопроводы, фонари и ограды, элементы архитектурного декора и несущие конструкции зданий. Кроме того, из того же материала отливали рельсы, детали станков, и двигателей. Отдельно стоит упомянуть чугунную посуду, утюги и отопительные приборы.

Чугунные отливки

Чугунные отливки бывают разных размеров — от мелких деталей до многометровых станин крупных станков. Конфигурация их тоже бывает самая разнообразная — от простеньких втулок до изысканных литых решеток и ворот.

Отливки из чугуна также подразделяются:

по назначению – на общие и специальные, такие, как антифрикционные, жаропрочные и т.п.
по структуре материала – на ферритные, перритные и смешанные
По виду содержащегося графита — на шаровидные, пластинчатые, хлопьевидные и вермикулярные
По содержанию углерода — на белые, серые и отбеленные

В металлургической науке существуют и другие классификации чугунных отливок.

Литейное производство отливок из серого чугуна, механическая обработка

Одной из самых известных разновидностей сплава считается так называемый серый чугун. Кроме традиционных основных компонентов — железа и углерода — в него входит графит пластинчатой формы. Благодаря ему излом материала приобретает характерный серый цвет. Содержание углерода в этом чугуне достигает минимум 2,4, максимум 4,2%. Именно от объема включения зависят механические характеристики сплава, которые должно учитывать литейное производство чугуна.
Благодаря высокой текучести серый чугун подходит для отливки изделий сложных форм. Он относительно дешев и имеет эстетичный внешний вид. Небольшая изнашиваемость позволяет использовать его в сборке узлов и механизмов. Но у материала есть и недостаток небольшая прочность на изгиб, а следовательно, повышенная хрупкость. Правда, этот минус компенсируется высокой прочностью на сжатие.

Хрупкость сплава предъявляет повышенные требования к его механической обработке. Долгое время для серого чугуна считалась невозможной сварка. Однако появились технологии, которые все-таки позволяют выполнить из него сварные неразъемные соединения. Это становится возможным, если предварительно нагреть заготовку.

Классификация чугунов

Разновидности чугуна классифицируют по разным параметрам. С учетом назначения и химического состава различают чугуны:

высокопрочные, способные заменять сталь. Изготавливаются из серого чугуна и специальных добавок;
ковкие. Получаются из белого чугуна в процессе термообработки. Обладают высокой пластичностью, стойкостью к растяжению и ударным нагрузкам;
легированные. Содержат никель, титан, серу, хром. Отличаются прочностью и долговечностью. Используются для изготовления деталей машин;
специальные. Содержат повышенное количество марганца и кремния. Используются для плавки стали, удаления вредных примесей.

Чугун литейный