
Когда ищешь поставщика отливок для водяных насосов из серого чугуна, многие сразу смотрят на цену, но это ошибка — главное, чтобы деталь не пошла трещинами при первом же гидроиспытании. Мы в ООО Шэньян Чжумэн Тяжелая Техника через это прошли: в 2018 году пришлось переделывать партию крыльчаток из-за скрытых раковин, хотя химический состав чугуна вроде бы был по ГОСТу.
В горной технике часто требуют легированные стали, но для водяных насосов шахтного охлаждения отливки из серого чугуна работают лучше — графитовые включения гасят вибрации, а стоимость ремонта в полевых условиях ниже. Правда, есть нюанс: если не выдержать скорость охлаждения в форме, вместо перлитной матрицы получится ферритная — деталь будет мягкой как алюминий.
На нашем производстве для таких ответственных деталей используем оболочечные формы — они дают стабильность геометрии даже при толщине стенок от 6 мм. Кстати, именно для насосных корпусов пришлось дорабатывать литниковую систему: в старом варианте горячие трещины шли по местам перехода от фланца к камере.
Сейчас тестируем модификацию магнием в индукционной печи на 5 тонн — для насосных рабочих колес это критично, чтобы избежать обломов лопастей при кавитации. Результаты пока неоднозначные: прочность растет, но обрабатываемость падает.
В 2021 году получили заказ на комплект отливок водяных насосов для системы водоотлива — сроки были сжатые, решили сэкономить на контроле отжига. В итоге три корпуса насосов лопнули при монтаже на -40°C. Разбор показал: остаточные напряжения не сняты, плюс в зоне перехода толщин обнаружились микропоры.
После этого случая ужесточили регламент термообработки — теперь каждый крупногабаритный корпус проходит отжиг в печи с регистрацией температурного графика. Да, это удорожает процесс на 12-15%, но дешевле чем компенсировать простой техники в карьере.
Кстати, для арктических условий сейчас экспериментируем с легированием никелем — образцы показывают хорошую стойкость к термоударам, но себестоимость выходит за рамки бюджетных проектов.
При литье спиральных отводов насосов главная проблема — усадочные раковины в зоне крепления фланца. Решили установкой холодильных ребер из хромоникелевой стали в опочные формы. Важно не переборщить с охлаждением — иначе чугун дает отбел, и деталь невозможно механически обработать.
На сайте https://www.zmcasting.ru мы не зря указываем про контроль полимерным песком — для насосных деталей это не маркетинг, а необходимость. Например, при отливке роторов точность поверхности влияет на балансировку — если песок дает отклонение более 0,8 мм, при обточке вскрываются раковины.
Сейчас внедряем 3D-печать песчаных форм для опытных образцов — для мелкосерийных заказов это сокращает сроки с 45 до 20 дней. Правда, для массового производства пока нерентабельно: прочность форм хуже, чем при традиционном изготовлении.
Когда мы получали сертификат в 2019, некоторые технологи ворчали что 'бумажная работа отвлекает от производства'. Но именно система документооборота помогла отследить что 80% брака в отливках из серого чугуна приходится на смену с 18:00 до 06:00 — оказалось, ночные бригады экономили на подогреве металла в ковше.
Сейчас для насосных деталей ввели обязательный ультразвуковой контроль зон с переменным сечением — дефектоскоп советского образца УД2-70 показал себя надежнее цифровых аналогов. Кстати, по опыту знаю что многие поставщики экономят на этом этапе — потом удивляются почему клиенты уходят к китайским производителям.
В ООО Шэньян Чжумэн Тяжелая Техника для особо ответственных заказов (например для насосов главного охлаждения экскаваторов) делаем выборочную рентгенографию — дорого, но дешевле чем компенсировать убытки от остановки горной техники.
В рекламе все пишут про гибкость производства, но на практике подстроиться под клиента — это не просто изменить размеры. Например для насосов работающих в известковой суспензии пришлось разрабатывать особый состав чугуна с повышенным содержанием фосфора — стандартный СЧ25 быстро истирался.
Наше оборудование позволяет варьировать не только химический состав но и структуру металла — для быстроходных насосов например специально добиваемся мелкопластинчатого графита. Это снижает КПД на 2-3% но увеличивает ресурс в полтора раза.
Самый сложный заказ был от золотодобывающей компании — требовались отливки водяных насосов стойкие к абразивному износу. Пришлось комбинировать методы: центробежное литье для наружных поверхностей и песчаные формы для внутренних каналов. Результат — детали проработали 3 года вместо плановых 18 месяцев.
Сейчас многие переходят на нержавейку но для 70% применений в горной технике серый чугун останется оптимальным выбором. Другое дело что стандарты ужесточаются — скоро потребуется внедрение системы прослеживаемости для каждой отливки как в авиапроме.
Мы в https://www.zmcasting.ru постепенно переходим на цифровые двойники процессов — уже смоделировали поведение металла при литье корпусов насосов. Пока точность прогноза около 75% но это уже помогает сократить количество технологических экспериментов.
Главный вызов ближайших лет — экологические требования. Наше производство в Shenyang уже перевело 60% энергии на индукционные печи но углеродный след все равно высокий. Возможно придется осваивать технологии с применением вторичного сырья — хотя для насосных деталей это рискованно из-за возможных примесей.