Отливки из ковкого чугуна: марки, свойства и как правильно выбрать литейное производство

Почему отливки из ковкого чугуна являются практическим выбором для конструктивных элементов

Производитель насосов, с которым мы работали, недавно заменил сварной стальной напорный корпус на отлитый из ковкого чугуна. Сварная версия требовала резки листов, формовки, нескольких проходов сварки и снятия напряжений перед обработкой. Версия из ковкого чугуна была отлита по форме, близкой к чистой, обработана за меньшее количество станков и прошла гидростатические испытания при 1,5-кратном рабочем давлении. Общая стоимость снизилась примерно на 20%.

Такой результат не является чем-то необычным. Отливки из ковкого чугуна сочетают в себе свободу дизайна чугуна с механическими свойствами, приближающимися к литой стали, при более низких производственных затратах. Для компонентов, которые выдерживают нагрузку, выдерживают давление или поглощают удары, ковкий чугун обычно является первым материалом, который следует оценить.

Что такое отливки из ковкого чугуна?

Ковкий чугун, также называемый чугуном с шаровидным графитом или чугуном с шаровидным графитом, представляет собой чугунный сплав, в котором графит выделяется в виде микроскопических сфер, а не хлопьев. Процесс был разработан в 1943 году Китом Миллисом, который добавил магний в расплавленный чугун и показал, что образующиеся конкреции устраняют концентрации внутренних напряжений, типичные для серого чугуна. Если вам нужно более подробное введение, наша статья о что такое ковкий чугун охватывает металлургию в простых терминах.

Разница не является лабораторной деталью. В сером чугуне чешуйки графита действуют как внутренние концентраторы напряжений, что обеспечивает материалу хорошее гашение вибраций, но ограничивает пластичность и ударопрочность. В ковком чугуне структура сфероидального графита позволяет металлической матрице выдерживать нагрузки без острых внутренних зазубрин, поэтому отливка может поддаваться и деформироваться до того, как она сломается.

Типичные диапазоны состава составляют от 3,2 до 4,0% углерода, от 1,8 до 2,8% кремния, ограниченное количество марганца, фосфора и серы, а также остаточный магний для шаровидного образования. Эти значения контролируются в пределах жестких допусков, поскольку они определяют конечную прочность, пластичность и обрабатываемость отливки.

Механические свойства и марки, которые вы должны знать

Ковкий чугун определяется по маркам, а наиболее распространенной системой классификации в международной торговле является ASTM A536. Обозначение марки непосредственно кодирует минимальный предел прочности, предел текучести и удлинение.

Читать обозначение просто: 65-45-12 означает минимальную прочность на разрыв 65 фунтов на квадратный дюйм, минимальный предел текучести 45 фунтов на квадратный дюйм и удлинение 12% в стандартном испытательном стержне. Ферритные марки, такие как 60-40-18, обеспечивают наибольшую пластичность и предпочтительны для корпусов, работающих под давлением, и деталей, подверженных ударам. Перлитные марки, такие как 100-70-03, обеспечивают более высокую прочность и лучшую износостойкость, но меньшее удлинение.

Когда стандартных марок недостаточно, отпущенный ковкий чугун (ADI) может достигать предела прочности на разрыв более 1000 МПа с высокими усталостными характеристиками. ADI требует специального цикла термообработки и используется в основном в тяжелых зубчатых передачах, компонентах грузовиков и деталях машин, подвергающихся высоким нагрузкам.

Как производятся и контролируются отливки из ковкого чугуна

Перечисленные выше механические свойства достигаются только в том случае, если литейное производство контролирует весь процесс, от химического состава расплава до скорости затвердевания. Именно здесь становится заметен разрыв между надежным поставщиком литья и дешевым источником.

Контроль формования и затвердевания

Большинство отливок из ковкого чугуна изготавливается в формах из зеленого песка, смоляного песка или ракушечных форм. Формование корпуса, также называемое формованием в песчаную форму, обычно используется для цилиндров компрессоров и деталей, требующих хорошей обработки поверхности и одинаковых размеров. Во время разливки расплав обрабатывается магнием и инокулируется ферросилицием для содействия образованию шаровидного графита. На литейном заводе необходимо контролировать температуру разливки, скорость охлаждения и конструкцию стояка, чтобы избежать усадочных дефектов и образования свободных карбидов.

Контроль затвердевания имеет решающее значение, поскольку ковкий чугун дает усадку больше, чем серый чугун. Если литники и стояки спроектированы плохо, внутренняя пористость может появиться только после механической обработки. Серьезный поставщик проверяет надежность путем разрезания, ультразвукового контроля или рентгенографии по определенному плану отбора проб.

Термическая обработка и механическая обработка

Многие отливки из ковкого чугуна поставляются в литом состоянии, но термообработка назначается, когда необходима постоянная твердость или улучшенная обрабатываемость. Отжиг увеличивает содержание феррита и пластичность; нормализация дает более прочную перлитную структуру. Для конструкций станков связь между термической обработкой и долговременным износом хорошо документирована, и наша статья о термообработка отливок станков объясняет практическое влияние на срок службы.

Механическая обработка не менее важна. Ковкий чугун более абразивен для режущих инструментов, чем серый чугун, поэтому скорости, подачи и классы пластин необходимо планировать соответствующим образом. Поставщики, имеющие собственные станки с ЧПУ, могут поставлять отливки, готовые к сборке, что сокращает цепочку поставок и уменьшает количество допусков.

Где отливки из ковкого чугуна приносят наибольшую пользу

Ковкий чугун не является материалом общего назначения; его выбирают для компонентов, определяющими критериями которых являются усталость, давление и стабильность размеров. Компания Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd. производит отливки из ковкого чугуна в основном для трех промышленных сегментов.

Компоненты компрессора

Корпуса компрессоров, картеры, цилиндры, седла подшипников и корпуса роторов подвергаются воздействию давления газа, вибрации и износу скольжения. Ковкий чугун обеспечивает усталостную прочность, позволяющую выдерживать миллионы циклов давления, оставаясь при этом пригодным для литья в сердечниках сложной геометрии, которые требуются в конструкциях компрессоров. Цилиндры с отлитым корпусом улучшают качество поверхности и стабильность размеров, что сокращает необходимость последующей обработки и способствует герметизации. Репрезентативная часть – это наша отливка корпуса компрессора , изготовленный из ковкого чугуна для каркасов и корпусов.

Производители корпусов компрессоров по индивидуальному заказу, Фабрика - Haian Aoyu Machinery Man Компания Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd является китайским производителем корпусов компрессоров и фабрикой корпусов компрессоров, мы предлагаем ... Посмотреть продукт →

Отливки насосов и клапанов

Корпуса насосов, корпуса клапанов, крышки и рабочие колеса работают под гидравлическим давлением и часто работают с абразивными или агрессивными средами. Ферритный и ферритно-перлитный ковкий чугун обеспечивает герметичность и ударопрочность, необходимые в системах водоснабжения, сточных вод и технологических процессах. Он также лучше выдерживает термоциклирование, чем серый чугун, что важно для насосов, которые часто запускаются и останавливаются. Наш отливка корпуса насоса доступен как из ковкого, так и из серого чугуна, в зависимости от класса давления и рабочего цикла.

Производители корпусов литейных насосов по индивидуальному заказу, Фабрика - Haian Aoyu Machinery Manufactu Компания Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd - это китайские производители литейных корпусов насосов и фабрика по литью корпусов насосов, мы предлагаем изготовленные на заказ насосы ... Посмотреть продукт →

Структуры станков

Основания и колонны станков нуждаются в высокой жесткости, хорошем демпфировании и стабильности размеров в течение многих лет эксплуатации. Серый чугун является классическим выбором из-за его гашения вибраций, но ковкий чугун обеспечивает более высокий модуль упругости и прочность, что позволяет использовать более тонкие секции стенок без ущерба для жесткости. В результате получается более легкая и одинаково жесткая конструкция, и именно поэтому ковкий чугун используется в высокоскоростных обрабатывающих центрах и больших портальных станках. Типичным примером является отливка основания машины используется под прецизионным оборудованием.

Производители баз литейных машин по индивидуальному заказу, Фабрика - Haian Aoyu Machinery Manufa Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd - это китайские производители базовых машин для литья и фабрика для литья машин, мы предлагаем... Посмотреть продукт →

Как оценить поставщика литья из ковкого чугуна

Когда вы покупаете отливки из ковкого чугуна, цена за единицу является наименее полезным числом в предложении. Важно то, может ли литейный завод постоянно обеспечивать заданную марку, надежность и точность размеров. Это моменты, которые мы рекомендуем проверить, прежде чем утвердить поставщика.

• Контроль плавления и узелковость: Спросите, как литейный завод проверяет содержание магния и шаровидность. Поставщик с хорошей репутацией должен показать микрофотографии производственных образцов и объяснить пределы приемлемости.
• Частота тестирования: Проверьте, проводятся ли испытания на растяжение и твердость для каждой партии или только по запросу. Тестирование каждой партии является минимальным для конструкционных отливок.
• Возможности обработки: Собственная механическая обработка сокращает сроки выполнения заказов и дает литейному заводу прямую информацию о качестве отливки.
• Опыт экспорта: Иностранным покупателям необходима последовательная документация, маркировка и упаковка. Поставщик, который уже экспортирует свою продукцию в Европу, Северную Америку или Японию, понимает эти требования.

Компания Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd. производит отливки из ковкого и серого чугуна годовой мощностью 20 000 тонн на предприятии площадью 30 000 квадратных метров. Наши отливки экспортируются в США, Германию, Италию, Данию, Швейцарию, Бельгию, Испанию и Японию, а наш ассортимент продукции включает отливки для компрессоров, насосов и клапанов, а также отливки для станков.

Производители компрессоров часто спрашивают нас, как сбалансировать прочность и износостойкость. Выбор материала седла подшипника компрессора . Ответ зависит от рабочей температуры, смазки и ударных нагрузок, но в большинстве случаев ковкий чугун обеспечивает лучшее сочетание усталостной прочности и износостойкости, чем серый чугун.

Решение о кастинге, которое выдержит службу

Отливки из ковкого чугуна заслужили свою роль в компрессорах, насосах, клапанах и станках, поскольку они позволяют решить проблему, которую серый чугун не может решить: прочность без хрупкости и ударная вязкость без стоимости кованой или изготовленной стали. . Материал работает так, как указано, только в том случае, если литейный завод дисциплинированно контролирует химию плавления, формование, затвердевание и испытания.

Прежде чем утвердить поставщика отливки, попросите доказательства контроля процесса, а не просто сертификат. Проверьте, как проверяется узловатость, сколько прутков подвергается испытаниям на растяжение в каждой партии и поддерживает ли литейный завод проектирование для отливки на этапе предложения. Эти проверки ничего не стоят и защищают вас от дефектов, которые проявляются только после механической обработки, покраски или установки на месте.