Графит ГЛ-2

Графит ГЛ-2 — кристаллический литейный графит, выпускаемый в соответствии с ГОСТ 5279-74. Материал представляет собой тёмно-серый порошок с характерным металлическим блеском. Основное назначение — изготовление противопригарных красок, паст и припыла для литейного производства. По уровню зольности марка ГЛ-2 занимает промежуточное положение между графитом ГЛ-1 (зольность до 13 %) и графитом ГЛ-3 (зольность до 25 %), что определяет сферу его применения: получение отливок средней сложности.

Общие сведения о графите кристаллическом литейном ГЛ-2

ГОСТ 5279-74 «Графит кристаллический литейный. Технические условия» распространяется на кристаллический графит, получаемый из графитовых руд и отходов металлургического и других производств. Стандарт устанавливает требования к трём маркам: ГЛ-1, ГЛ-2 и ГЛ-3 (маркировка по ГОСТ 17022-81). Различие между марками определяется допустимым уровнем зольности, от которого зависят область применения и качество получаемых отливок.

Графит марки ГЛ-2 применяется при изготовлении красок, паст и припыла для получения отливок средней сложности. Сырьём для его получения служат природные графитовые руды, а также отходы металлургического производства. Кристаллический литейный графит нередко называют «серебристым» из-за характерного металлического блеска чешуйчатых частиц.

Физико-химические показатели графита ГЛ-2 по ГОСТ 5279-74

Нормируемые показатели качества графита ГЛ-2 установлены ГОСТ 5279-74. Контролируются три параметра: зольность, гранулометрический состав (остаток на сетке) и массовая доля влаги.

Зольность определяют по ГОСТ 17818.4-90, массовую долю влаги — по ГОСТ 17818.1-90, гранулометрический состав — по ГОСТ 17818.2-90. Остаток на сетке № 016 (размер ячейки 0,16 мм) характеризует крупность частиц: не более 40 % графитового порошка должно задерживаться на сите с данным размером ячеек.

Что означает зольность графита ГЛ-2

Зольность — это массовая доля негорючего остатка (золы), получаемого после полного сжигания навески графита. Чем ниже зольность, тем выше содержание углерода в продукте. Для марки ГЛ-2 зольность не должна превышать 18 %, следовательно, содержание углерода составляет не менее 82 %. Зольный остаток представлен преимущественно оксидами кремния (SiO₂), алюминия (Al₂O₃), железа (FeO, Fe₂O₃), магния (MgO) и кальция (CaO) — компонентами вмещающих горных пород.

Физические свойства кристаллического графита

Свойства графита как минерала определяются его слоистой кристаллической структурой. Атомы углерода в пределах одного слоя (базисной плоскости) связаны прочными ковалентными связями, тогда как связь между слоями — слабая (ван-дер-ваальсова). Это обусловливает характерные свойства материала: низкую твёрдость, способность расслаиваться, жирность на ощупь и высокую теплопроводность вдоль базисных плоскостей.

Ниже приведены справочные свойства графита как минерала. Для порошкового графита ГЛ-2 реальные значения отличаются от монокристаллических в силу дисперсности, зольности и ориентации частиц.

Основная кристаллическая модификация природного графита — гексагональная (α-графит, пространственная группа P6₃/mmc). В природных графитах также присутствует ромбоэдрическая модификация (β-графит), которая при нагревании необратимо переходит в гексагональную. Параметры гексагональной решётки: a = 0,246 нм, c = 0,671 нм.

Ключевые свойства графита для литейного производства

Применение графита ГЛ-2 в литейной отрасли определяется рядом технологически значимых свойств:

Огнеупорность и термостойкость. Графит не плавится при атмосферном давлении, а сублимирует при температуре около 3600 °С. В бескислородной среде он сохраняет структуру и прочность даже при температурах выше 2000 °С, что позволяет применять его в контакте с расплавленными чёрными и цветными металлами.

Несмачиваемость расплавами. Графит практически не смачивается большинством расплавленных металлов и нейтральными шлаками. Именно это свойство обеспечивает антипригарный эффект при покрытии литейных форм и стержней.

Низкий коэффициент трения. Слоистая структура графита обеспечивает низкое трение между частицами и поверхностями. Графитовый слой на рабочей поверхности формы облегчает извлечение отливки.

Химическая инертность. Графит устойчив к воздействию кислот (кроме концентрированных окислительных) и щелочей, не вступает в реакцию с большинством литейных сплавов в условиях нормальной формовки.

Применение графита ГЛ-2 в литейном производстве

Согласно ГОСТ 5279-74, графит кристаллический литейный предназначен для изготовления красок, паст и припыла, применяемых в литейном производстве. Марка ГЛ-2 используется преимущественно при получении отливок средней сложности из чугуна и цветных сплавов.

Противопригарные краски на основе графита ГЛ-2

Противопригарные (антипригарные) краски — суспензии графитового порошка в жидком связующем, которые наносят на рабочие поверхности литейных форм и стержней. Графитовое покрытие создаёт разделительный слой между формой и расплавленным металлом, препятствуя образованию пригара. Пригар — это прочная корка из частиц формовочного материала и металла на поверхности отливки, удаление которой требует значительных трудозатрат и увеличивает процент брака.

Графит ГЛ-2 с зольностью до 18 % обеспечивает достаточную чистоту поверхности для отливок средней сложности. Для деталей с повышенными требованиями к чистоте поверхности применяют графит ГЛ-1 (зольность до 13 %).

Графитовый припыл для литейных форм

Припыл — это сухой графитовый порошок, которым покрывают (припыливают) рабочие поверхности сырых литейных форм и стержней перед заливкой. Слой припыла выполняет ту же антипригарную функцию, что и краска, но наносится в сухом виде. Графит ГЛ-2 применяется как припыл при получении чугунных и цветных отливок среднего класса сложности.

Графитовые пасты и смазочные составы

Графитовые пасты — это густые составы на основе графитового порошка и связующего (масло, вода с добавками). Они применяются для смазки и защиты поверхностей литейной оснастки — металлических кокилей, пресс-форм, стержневых ящиков. Графит ГЛ-2 в составе пасты снижает износ оснастки и облегчает извлечение готовых изделий.

Дополнительные области применения кристаллического литейного графита

Помимо прямого назначения по ГОСТ 5279-74, кристаллический литейный графит марок ГЛ находит применение в ряде смежных отраслей:

Буровые растворы. Графитовый порошок используется как противоизносная и противоприхватная добавка к буровым растворам в нефтегазодобывающей промышленности. Графит заполняет микротрещины и снижает трение бурового инструмента о стенки скважины.

Строительные материалы. Графитовый порошок ГЛ применяется как пигмент-наполнитель в строительных растворах и смесях, придавая им серебристо-тёмный цвет.

Смазочные материалы. Благодаря слоистой структуре и низкому коэффициенту трения графит используется в составе сухих и полужидких смазок для узлов, работающих при высоких температурах.

Огнеупорные изделия. Графитовый порошок входит в состав шихты для производства графито-шамотных и графито-корундовых огнеупоров, используемых для футеровки плавильных печей и изготовления литейных тиглей.

Формы поставки графита ГЛ-2

Графит кристаллический литейный ГЛ-2 поставляется в виде тонкодисперсного порошка. Типичные формы фасовки:

Конкретные объёмы фасовки и условия поставки согласуются с потребителем.

Хранение и транспортирование графита ГЛ-2

Графит кристаллический литейный хранят в крытых складских помещениях, защищённых от атмосферных осадков и прямого воздействия влаги. Массовая доля влаги в готовом продукте не должна превышать 1,0 %, поэтому при хранении важно исключить намокание упаковки. Транспортирование осуществляется любым видом транспорта в крытых транспортных средствах.

Графит не является токсичным веществом, однако мелкодисперсная графитовая пыль может представлять опасность для органов дыхания при длительном вдыхании. При работе с графитовым порошком рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты: респиратор, защитные очки, перчатки.

Контроль качества и методы испытаний

Приёмка графита ГЛ-2 производится партиями. Каждая партия сопровождается документом о качестве с указанием результатов испытаний по нормируемым показателям. Порядок приёмки и методы испытаний регламентированы ГОСТ 5279-74:

При несоответствии результатов испытаний требованиям ГОСТ 5279-74 хотя бы по одному показателю проводят повторное испытание на удвоенной выборке от той же партии. Результаты повторных испытаний распространяются на всю партию.

Отличия марок ГЛ-1, ГЛ-2 и ГЛ-3

Три марки литейного графита различаются по уровню зольности, что определяет их производственное назначение:

Все три марки имеют одинаковые требования по гранулометрическому составу (остаток на сетке № 016 — не более 40 %) и влажности (не более 1,0 %). Выбор марки определяется требованиями конкретного технологического процесса: для ответственных отливок с высоким классом чистоты поверхности целесообразно использовать ГЛ-1, для типовых литейных задач — ГЛ-2, для менее ответственных отливок допускается ГЛ-3.

Нормативная документация

При работе с графитом ГЛ-2 применяются следующие нормативные документы: