В наши дни невозможно представить себе жизнь без металла. Он везде: и в промышленности, и в обиходе, в интерьере и на улице. Если говорить об архитектурных и декоративных формах, то здесь предпочтение отдается стали, чугуну, бронзе и латуни.
Литейный Дом
Изготавливают металлические архитектурные и декоративные изделия различными способами, например, ковкой, здесь используемый металл — сталь, а чаще всего старинным способом — литьём, здесь самый распространенный литейный сплав — чугун, так как он дешевле, имеет хорошую жидкотекучесть, небольшую усадку и достаточно высокие прочностные свойства. Соответственно, литьё чугуна — это самый предсказуемый, а поэтому и простой, способ литья.
Литейные сплавы
К литейным относят сплавы с хорошими или удовлетворительными литейными свойствами. Литейными свойствами сплавов называют технологические свойства, проявляющиеся в процессе формирования отливки, т. е. при заполнении формы расплавом и последующем его затвердевании и охлаждении. Наиболее важными литейными свойствами являются жидкотекучесть и усадка.
Жидкотекучесть металла и художественное литье
Жидкотекучестью называют способность расплавленного металла заполнять полость литейной формы; зависит от химического состава сплава и температуры его заливки. Оценивают жидкотекучесть по длине спиралевидного канала специальной литейной формы, заполненного расплавленным металлом. Чем выше жидкотекучесть, тем более длинный участок канала заполняется сплавом. При высокой жидкотекучести отливка более точно повторяет контуры рабочей полости формы, что особенно важно при литье чугуна, так как чугунные отливки (художественные), как правило, в дальнейшем не обрабатываются.
Усадка чугуна
Усадкой называют свойство металлов и сплавов уменьшаться в объеме при затвердевании и охлаждении. Оценивают усадку по выраженному в процентах относительному уменьшению линейных размеров или объема залитых образцов по отношению к их начальному размеру или объему после полного охлаждения. Чем больше усадка сплава, тем труднее получить отливку, свободную от литейных дефектов. Усадка при литье чугуна незначительная (около 1 %), что, опять же, увеличивает желание создавать изделия художественного литья, именно, из чугуна.
Чугун — железоуглеродистый сплав, содержит более 2 % углерода. В состав чугуна входят также кремний, марганец и т.д. Для улучшения литья чугуна, его механических свойств, в него могут дополнительно вводить хром, никель, молибден, и другие легирующие элементы. Структура и свойства чугуна в основном определяются тем, в каком количестве и в каком виде (свободном или связанном) содержится в нём углерод.
Разновидности чугунного литья
Литьё чугуна очень распространено, различают несколько разновидностей литья, в зависимости от качества чугуна:
1. Литьё серого чугуна. Серый чугун характеризуется тем, что содержащийся в нём свободный углерод находится в виде мелкодисперсных пластинок графита. Такой чугун имеет в изломе серый цвет. Часто используется в художественном литье.
2. Литьё высокопрочного чугуна. Высокопрочный чугун получают модифицированием серого чугуна магнием или церием, в результате чего графитовые включения приобретают круглую форму. Литьё высокопрочного чугуна повышает механические свойства изделия.
3. Литьё из белого чугуна. Белый чугун характеризуется низким содержанием углерода и кремния, не имеет свободных графитовых включений. Излом такого чугуна белого цвета. Литьё белого чугуна повышает твёрдость изделия, и оно плохо поддаётся механической обработки.
4. Литьё ковкого чугуна. Ковкий чугун получают графитизирующим отжигом белого чугуна (отливки белого чугуна нагревают до 900-1000 градусов и выдерживают в течении 50-120 часов). Литьё ковкого чугуна обладает некоторой пластичностью и по своим механическим свойствам занимает промежуточное место между серым чугуном и сталью.
Литьё чугуна в наши дни — незаменимый процесс изготовления разнообразных изделий, экономичный, так как позволяет опустить механическую обработку, а вместе с тем достаточно развит технологически для создания сложных деталей и узлов различных механизмов.