На сегодняшний день одной из наиболее распространенных технологий литья чугуна является литье в кокиль. Как правило, используются серые чугуны, которые обладают достаточно хорошими литейными свойствами, такими как небольшая усадка (до 1 процента), высокая жидкотекучесть, высокое сопротивление образованию горячих трещин, незначительное влияние на механические свойства газосодержания, малая склонность к образованию пористости и усадочных раковин. Безусловно, литейные свойства данного материала также напрямую зависят от его химического состава. Повышается жидкотекучесть при увеличении содержания углерода в доэвтических чугунах, а в заэтектических наоборот – уменьшается.
Литье из чугуна в кокиль сопровождается меньшим показателем поражения газовыми раковинами, нежели отливки, которые получены в песчаных формах. Причина этого кроется в том, что из-за высокой скорости охлаждения чугуна в кокилях, не успевают из расплава выделяться газы. При этом важно помнить, что нарушения при окраске кокилей, неправильная конструкция литниковой и вентиляционной системы значительно повышает вероятность образования в отливке газовых дефектов.
В сравнении с другими сплавами, чугун в большей степени способен изменять свою структуру в зависимости от скорости затвердевания и охлаждения отливки. Именно за счет этого, контролируя и управляя скоростью охлаждения данного металла, с легкостью можно получить отливки, обладающие разными структурами. От структуры же чугуна зависит износостойкость, механические свойства, обрабатываемость и герметичность отливки. Литье из чугуна в кокиль, которое сопровождается ускоренным охлаждением отливки, приводит к снижению количества, а также размеров графитных включений, увеличивает содержание перлита и уменьшает его зерна, что свою очередь обуславливает повышение механических и прочих служебных свойств отливок.
При этом важно помнить, что слишком высокая скорость охлаждения способна привести к образованию нежелательного отбеленного поверхностного слоя, что в результате приводит к трудностям при обработке отливки, однако значительно повышает износостойкость.
Для реализации отжига отливок необходимо иметь дополнительное оборудование, что сопряжено с дополнительными энергетическими затратами и увеличение длительности технологического цикла. Это и является главной проблемой литья чугуна таким способом.
Производственный опыт и исследования показали, что главные направления решения данной проблемы – правильный подбор химсостава чугуна, выбор способов его модифицирования; снижение скорости процесса охлаждения благодаря повышению начальной температуры кокиля и т.д. В такой ситуации литье чугуна становится менее затратным.
Как правило, температура заливки материала в кокиль составляет порядка 1300 – 1350 градусов. При более высоких температурах наблюдается снижение стойкости кокиля. В зависимости от толщины отливочных стенок назначается температура заливки.
Литье из чугуна на сегодняшний день чрезвычайно востребовано, так как позволяет создать различные детали и элементы для многих сфер деятельности человека. Так, с помощью чугунного литья можно создать прочные, надежные и долговечные детали, необходимые в машиностроении, либо же произвести предметы быта или декоративные элементы, которые дополнят своей необычайной красотой, как экстерьер, так и интерьер жилья и любого другого строения. Естественно, учитывая факт сложности и ответственности литейного процесса, доверять это дело следует исключительно высококвалифицированным опытным профессионалам.