Staliwo i żeliwo to dwa podstawowe materiały odlewnicze w budowie maszyn. Oba są stopami żelaza z węglem, ale różnią się zawartością węgla, strukturą i właściwościami. Dla konstruktora oznacza to inne możliwości projektowe, a dla działu zaopatrzenia inny koszt i czas wykonania. Warto znać te różnice, zanim wyśle się zapytanie ofertowe.
Skład i struktura
Staliwo to stal odlewana do form. Zawiera zwykle od 0,1 do 0,6 proc. węgla, a w odmianach specjalnych także dodatki manganu, chromu, niklu czy molibdenu. Żeliwo ma więcej węgla, najczęściej od 2,5 do 4 proc., który występuje w postaci grafitu. Od kształtu grafitu zależą właściwości materiału: w żeliwie szarym grafit ma formę płatków, w sferoidalnym kulek, a w żeliwie białym i wysokochromowym węgiel jest związany w twardych węglikach.
Wytrzymałość i udarność
Staliwo ma wysoką wytrzymałość na rozciąganie i przede wszystkim dobrą udarność, więc dobrze znosi obciążenia dynamiczne i uderzenia. Żeliwo szare świetnie przenosi ściskanie i tłumi drgania, ale jest kruche i słabo znosi rozciąganie. Żeliwo sferoidalne zajmuje pozycję pośrednią: ma wytrzymałość zbliżoną do staliwa węglowego i pewną plastyczność, zachowując przy tym dobrą lejność.
Odporność na ścieranie
W przemyśle ciężkim często decyduje właśnie ten parametr. Staliwo manganowe typu Hadfielda umacnia się pod wpływem uderzeń, dlatego stosuje się je tam, gdzie ścieraniu towarzyszą silne udary, na przykład w szczękach kruszarek. Żeliwo wysokochromowe jest bardzo twarde i odporne na ścieranie przy niewielkich udarach, co sprawdza się w młynach i przy transporcie materiałów ściernych.
Skurcz odlewniczy, spawalność i koszt
Staliwo ma większy skurcz odlewniczy, około 2 proc., i wymaga wyższej temperatury zalewania, co utrudnia wykonanie cienkościennych i skomplikowanych kształtów. Żeliwo szare kurczy się mniej, około 1 proc., i łatwiej wypełnia formę. Staliwo niskowęglowe daje się spawać, więc odlewy można łączyć z konstrukcjami spawanymi i naprawiać. Spawanie żeliwa jest trudne i wymaga specjalnych technologii. Pod względem kosztu żeliwo jest zwykle tańsze w produkcji i obróbce, ale przy elementach narażonych na uderzenia oszczędność może okazać się pozorna.
Zastosowania w przemyśle ciężkim
W maszynach górniczych staliwo stosuje się na elementy przenoszące duże i zmienne obciążenia: ramy, przeguby, zęby i krawędzie łyżek, elementy układów jezdnych. Na wykładziny młynów, zsypów i lejów wybiera się staliwo manganowe lub żeliwo wysokochromowe, w zależności od proporcji udaru i ścierania. Korpusy przekładni, obudowy pomp i łożysk często wykonuje się z żeliwa szarego lub sferoidalnego ze względu na tłumienie drgań i łatwą obróbkę. Koła zębate o dużych wymiarach odlewa się ze staliwa stopowego, a mniejsze i mniej obciążone również z żeliwa sferoidalnego.
Jak zamówić odlew na wymiar?
Dobre zapytanie ofertowe skraca czas wyceny i ogranicza ryzyko reklamacji. Należy przygotować rysunek lub model 3D, wskazać gatunek materiału według normy lub opisać warunki pracy, jeśli gatunek ma dobrać odlewnia. Warto podać masę sztuki, wielkość serii, wymagany stan obróbki i obróbkę cieplną oraz zakres badań odbiorczych, na przykład ultradźwiękowych czy magnetyczno-proszkowych. Przy elementach do maszyn górniczych przydaje się odlewnia, która zna ich warunki pracy i może wykonać także obróbkę mechaniczną. Takie odlewy staliwne i żeliwne wykonuje na zamówienie między innymi KGHM ZANAM. Przed zamówieniem warto też ustalić, kto odpowiada za model odlewniczy i jak będzie przechowywany na potrzeby kolejnych serii.
/Artykuł sponsorowany/
