Изложницы из графита

Изготовим изложницы графитовые и другую литейную оснастку.

Графитовые изложницы являются ключевой оснасткой в ручной литейке, у установок горизонтального (HCC), вертикального (VCC/VSC) и полунепрерывного литья цветных металлов и сплавов. От их ресурса и качества поверхности зависит стабильность вытяжки, производительность и процент годного металла.

Ключевые требования к материалу изложниц

• Высокая теплопроводность (обеспечение равномерного охлаждения заготовки).
• Низкий коэффициент термического расширения (стабильность геометрии при циклах нагрев–охлаждение).
• Достаточная механическая прочность и износостойкость.
• Мелкозернистая структура для получения чистой поверхности слитка.
• Низкая зольность и высокая химическая чистота (особенно при литье драгоценных металлов и высокочистых сплавов).
• Хорошая машинная обрабатываемость (точные каналы, минимальные допуски).

Почему чаще используется изостатический мелкозернистый графит
В отличие от экструдированного и вибропрессованного графита, изостатический графит (isostatic molded graphite, IMG) обладает:

• изотропностью свойств;
• мелким зерном (обычно < 20 мкм, у лучших марок ≤ 5–10 мкм);
• плотностью 1.75–1.85 г/см³ и выше;
• прочностью на изгиб ≥ 35–45 МПа;
• теплопроводностью 90–140 Вт/м·К;
• КТР 4–6×10⁻⁶/К.

Именно поэтому в промышленном литье цветных и драгоценных металлов чаще применяются изложницы из изостатического графита.

Марки графита для изложниц

SGL Carbon (Германия, SIGRAFINE®)

• R4550 – универсальный изостатический графит, высокая прочность, мелкое зерно;
• R8340 – повышенная теплопроводность, применяется в изложницах для меди, алюминия;
• R8710 – для высокотемпературных условий и драгоценных металлов.

Mersen (Франция)

• 1940, 2020, 2554 – изостатические графиты для изложниц непрерывного литья меди, латуней, бронз. Отличаются плотностью и размером зерна.

Tokai Carbon / Toyo Tanso (Япония)

• IG-11, IG-15 – мелкозернистые графиты для кристаллизаторов;
• ISO-63, ISO-68 – изостатические марки с повышенной прочностью, для цветных сплавов и алюминия.

POCO Graphite / Entegris (США)

• AXF-5Q, AXM-5Q – высокочистые изостатические графиты, применяются для изложниц в литье меди и благородных металлов;
• HPD, ZXF-5Q – акцент на мелком зерне и минимальной зольности (критично для золота/серебра).

Критерии выбора марки под металл и режим

• Медь, латунь, бронза: высокая теплопроводность (λ ≥ 100 Вт/м·К), низкий КТР. Оптимальны SGL R8340, Mersen 2020/2554, POCO AXF-5Q.
• Алюминий и сплавы: устойчивость к термошоку, прочность на изгиб. Используют SGL R8340, Tokai IG-15, Mersen 1940.
• Драгоценные металлы (Au, Ag, Pt): минимальная зольность и пористость, идеальная чистота поверхности. Применяют POCO HPD, AXF-5Q, SGL R4550, Tokai ISO-63.
• Спецсплавы (никель, кобальт, титан): мелкое зерно, низкая пористость, возможна пропитка/покрытие. Используют Tokai ISO-68, SGL R8710.

Эксплуатация и ресурс изложниц

• Подготовка: прожиг/сушка 120–200 °C, постепенный прогрев к рабочей температуре.
• Атмосфера: предпочтительно азот или аргон при температуре > 450 °C (снижение окисления).
• Контроль в эксплуатации: геометрия канала, овальность, шероховатость, температура стенки, усилие вытяжки.