обычный серый чугун

Вот что сразу скажу — большинство думает, будто обычный серый чугун это просто ?литьё попроще?. А на деле там десятки нюансов, от которых лопнувшая отливка или получается, или нет.

Что мы вообще плавим

Когда берём шихту для обычного серого чугуна, до сих пор спорю с технологами: одни говорят, можно до 30% возврата пускать, другие — что больше 15% и структура графита поплывёт. Лично видел, как на АО Шаньси Боин Литье из-за перебора с отходами в партии коленвалов появились раковины по торцам — пришлось всю плавку на арматуру переводить.

Тот случай, когда кажется — ну графит же в любом случае выделится, какая разница? А разница в том, что при пережоге возврата углерод уходит неравномерно. Вроде бы химия по сертификату в норме, а на изломе видно — графит местами укрупнённый, местами вообще нет. Для ответственных деталей типа тех же компрессоров это смерть.

Кстати, по поводу сертификатов — сейчас многие поставщики стали присылать сплавы с цирконием вместо кремния. В теории должно улучшать жидкотекучесть, но на практике если переборщить даже на 0.2%, поверхность отливки получается с рябью. Приходится каждый раз пробные слитки лить, хотя в нормативных документах про это ни слова.

Проблемы с тонкостенными отливками

С автомобильными корпусами КПП вот какая история — толщина стенок бывает 4-6 мм. Для обычного серого чугуна это почти предел, особенно если нет подогрева формы. Мы как-то пробовали снижать температуру заливки до 1280°C, чтобы уменьшить усадку — вроде бы логично? Но получили вместо этого недоливы по углам.

Потом уже поняли, что в тонких сечениях графит не успевает выделиться полностью. В итоге вроде бы твёрдость по Бринеллю в норме (180-200 HB), а при обработке резец начинает вибрировать — оказывается, локально есть зоны с повышенным содержанием перлита. Теперь всегда ставим термопары в опоки при отливке таких деталей.

Самое обидное — когда заказчик присылает рекламацию по механическим свойствам, а у него в ТУ требования, которые больше подходят для ВЧШГ. Объясняешь, что обычный серый чугун не будет иметь 400 МПа на разрыв, киваешь на ГОСТ 1412-85, но всё равно приходится переплавлять. Хотя где-то понимаешь их — деталь-то одна и та же, только из разного чугуна.

Про сельхозтехнику и русские зимы

С отливками для борон и плугов отдельная песня — казалось бы, самые простые изделия. Но когда начали поставлять в Сибирь, посыпались жалобы на трещины при ударах в мороз. Стали разбираться — оказалось, проблема в фосфоре.

По стандарту для СЧ20 допускается до 0.2% P, но при -40°C даже 0.12% дают хрупкость. Пришлось пересматривать всю шихтовку, хотя себестоимость сразу подскочила — низкофосфористый чугун дороже. Зато теперь в описании продукции на byzz.ru можем честно писать ?стойкость к низким температурам?, и это не маркетинг, а проверено практикой.

Кстати, про сайт — когда обновляли технические спецификации, специально добавляли таблицу с реальными значениями твёрдости для разных сечений. Не просто ?СЧ25?, а с пояснением, что в сечении до 30 мм будет одно значение, а свыше 60 — уже другое. Многие конкуренты так не делают, а зря — для конструкторов это критически важно.

Графит и его капризы

До сих пор нет единого мнения по поводу модифицирования обычного серого чугуна. Кто-то добавляет ферросилиций, кто-то вообще обходится без модификаторов. Мы после серии испытаний остановились на комбинированном способе: в ковш 0.3% ФС75, а в форму 0.01% инокулятора на основе стронция.

Но вот что интересно — этот рецепт не работает, если в шихте много стального скрапа. Видимо, сказывается разница в температурном режиме кристаллизации. Как-то раз получили партию с пластинчатым графитом 4-го типа вместо положенного 2-го — вся механика упала ниже допустимого. Пришлось срочно менять поставщика лома.

Сейчас при заказе на byzz.ru всегда уточняем условия работы отливки — особенно для промышленных роботов, где есть вибрационные нагрузки. Для таких случаев идём на ухудшение литейных свойств, но добиваемся графита 1-2 типа. Хотя это и означает дополнительный брак по раковинам иногда.

Про брак который неизбежен

Никто не верит, но даже при идеальной технологии 3-4% брака по обычному серому чугуну — это норма. Особенно для сложных отливок типа корпусов компрессоров с ребрами жёсткости. Пробовали и вакуумирование, и разные покрытия форм — всё равно где-то вылезет газовая раковина.

Самое обидное — когда брак выявляется уже после механической обработки. Вроде бы отливка прошла ОТК, а после фрезеровки на глубине 2 мм открывается пора. Теперь для ответственных деталей внедрили ультразвуковой контроль выборочно, хотя это и удорожает процесс.

Но есть и обратные случаи — как-то раз получили рекламацию по отливке ступицы, где заказчик нашёл включения. Разбирались-разбирались, а оказалось — это не брак, а следы естественного графита в структуре. Пришлось объяснять, что для обычного серого чугуна это не дефект, а особенность. Теперь в спецификациях на сайте byzz.ru отдельным пунктом прописываем допустимую неоднородность структуры.

Что в итоге

Сейчас многие переходят на ВЧШГ, но обычный серый чугун ещё долго будет востребован — слишком уж отработана технология и предсказуемы свойства. Другое дело, что нужно честно признавать его ограничения.

Вот смотрю на ассортимент АО Шаньси Боин Литье — из 60 позиций 35 всё ещё из серого чугуна. И если для новых заказов всё чаще выбирают шаровидный графит, то для ремонта старого оборудования продолжают заказывать СЧ. Потому что знают — замену подобрать сложно, а тут проверенная временем марка.

Лично я считаю, что будущее за гибридными решениями — когда в одной отливке сочетаются зоны с разной структурой чугуна. Пока это дорого и сложно, но эксперименты уже идут. Может, через пару лет и мы на byzz.ru будем предлагать такие решения — если, конечно, технологию отработаем до стабильного результата.