Литье чугунной посуды. Чугунная посуда. Оборудование для производства керамической посуды

С ложившаяся в последние месяцы ситуация на рынке заставляет многие компании пересматривать текущие цели развития, переходя в режим экономии, который поможет с минимальными потерями пережить сокращение покупательского спроса. Тем не менее, и в сегодняшнее непростое время на рынке посуды есть игроки, которые вкладывают силы и средства в расширение бизнеса, освоение новых технологий, расширение своей клиентской базы. Один из таких примеров – компания «Биол» , которая на минувшей выставке не только заявила о своих амбициях стать лидирующим игроком на новом для себя рынке чугунной посуды, но и подкрепила их убедительными аргументами, представив широкий ассортимент посуды из чугуна, привлекательные цены и выйдя на существенные для этого сегмента рынка объемы производства. О производстве и продвижении чугунной посуды в эксклюзивном интервью нашему сайту, которое состоялось на прошедшей в Москве выставке HouseHold Expo, рассказал директор компании «Биол» Олег Дунаев.

- На прошлых двух выставках HouseHold Expo чугунная посуда была уже представлена на ваших стендах, но занимала скромное место. Судя по стенду этого года, за год в производстве чугуна вы продвинулись довольно далеко?

- Да, в последний год с момента прошлой выставки HouseHold Expo мы сконцентрировали наши усилия главным образом именно на производстве чугунной посуды и добились определенных успехов. Сегодня мы практически полностью отладили литейное производство чугунной посуды и создали практически полную ассортиментную линейку, с которой будем работать в ближайшие годы. Теперь мы готовим следующие шаги – нанесение на чугунную посуду разных покрытий. Планируется, что это будут как классические эмалевые покрытия, так и антипригарные покрытия. Сейчас мы довольно плотно общаемся по этой теме с нашими партнерами – компаниями Weilburger Coatings и Ferro и надеемся к следующему году представить уже чугунную посуду с разными вариантами покрытий.

- Как известно, есть разные технологии производства чугунной посуды. Какие из них использует компания «Биол»?

Наша чугунная посуда производится методом литья в кокиль. В отличии от распространенной технологии литья в песочные формы, литье в кокиль позволяет получать изделия с более качественной поверхностью с мимимальным количеством дефектов и низкой пористостью.

В том, как используется чугунная и литая алюминиевая посуда, есть много общего. Здесь первостепенное значение имеет толщина дна и стенок, на стоимость влияет качество фурнитуры и упаковки. Наша посуда изначально делалась с прицелом на то, что дальше мы будем делать ее с разными покрытиями, и при выборе технологий и используемых компонентов учитывался весь наш долгий опыт производства литой антипригарной алюминиевой посуды. Например, мы разработали специальные съемные ручки для чугуна, которые, с одной стороны качественны и красивы, а с другой – надежны и будут хорошо вписываться в различные производственные цепочки.

Как только у нас подойдет оборудования для покрытия чугунной посуды, мы сможем экспериментировать со всеми имеющимися у нас формами. Это даст нам гибкость и возможность производить нужные изделия в нужны объемах с тем или иным покрытием, или же без покрытия, как захочет клиент.

Если говорить об исходном сырье, то мы производим свою посуду из литейного чугуна (есть чугун передельный и литейный) шести марок Л1, Л2, Л3, Л4, Л5, Л6. Все они подходят для изготовления посуды и соответствуют гигиеническим требованиям.

- Какой ассортимент чугунной посуды «Биол» вы предлагаете сегодня покупателям?

Мы сейчас готовы предложить более 30-разных позиций. Это и сковороды двух серий «Классик» и «Оптима» со съемными ручками самых популярных диаметров от 22 до 26см, жаровни, кастрюли с чугунными и стеклянными крышками, казаны. Есть в ассортименте и уникальные изделия, например, сковорода-гриль с прессом. Можно сказать, что ассортимент у нас сформирован процентов на девяносто. В планах еще есть расширение линейки азиатских казанов изделиями больших размеров (до 100 литров), которые пользуются хорошим спросом.

- Тяжело ли продвигать чугунную посуду?

В самом начале запуска нашей программы по выпуску чугунной посуды нам приходилось прилагать определенные усилия, так как продукт был новый, а ассортимент узкий. Теперь главная проблема – это увеличение объемом производства. На сегодняшний день мы продаем все, что можем делать, при этом определенная часть спроса остается неудовлетворенной. Если говорить о текущих объемах, то сегодня мы производим порядка 120 тонн чугунной посуды в месяц и в ближайшем будущем ставим для себя задачу этот показатель существенно нарастить.

- Ваша чугунная посуда очень напоминает вашу литую посуду из алюминия. Это было сделано намеренно?

При дизайне форм мы исходили из того, чтобы бренд должен подтверждать свою аутентичность. Поэтому внешний вид сковород из литого алюминия и чугуна у нас очень схож. Кроме того, это обусловлено и техническими особенностями. Так, мы используем для нашей посуды крышки из жаростойкого стекла чешского завода Kavalier, соответственно формы сковород и кастрюль должны подходить под эти крышки.

Мы давно работаем с литой алюминиевой посудой и очень хорошо знаем, какие формы и какие диаметры пользуются наибольшим спросом у покупателей. Поэтому формирование ассортимента чугунной посуды не вызвало у нас больших проблем и поисков – мы делаем ставку на те позиции, которые точно будут хорошо продаваться.

- Чугунная посуда сегодня представлена на рынке в самых разных сегментах – от эконом- до премиум-. На какого покупателя рассчитана ваша посуда и с кем вы будете конкурировать?

Стремимся к тому, чтобы наш чугун был доступным и по цене стоял рядом с китайским. Это необходимо, чтобы уверенно чувствовать себя на рынке. Поставки чугуна из КНР обычно идут волнами – то все его привезли, а бывают моменты, когда его ни у кого нет, и все начинают волноваться и думать о том, чтобы его привезти. Поэтому наша задача в том, чтобы чугунная посуда «Биол» был конкурентоспособна с китайской. Естественно, из Китая можно привезти чугун очень плохого качества, который будет дешевле нашего, но при сопоставимом качестве мы должны попадать в эту цену.

В последнее время на рынке появился еще и так называемый «облегченный чугун». Планируете ли и вы развиваться в этом направлении?

Правильнее называть такой чугун тонкостенным, потому как его удельный не отличается от удельного веса обычного чугуна. Для получения чугунной посуды с тонкими стенками необходимо использовать немного другую технологию с использованием пресса. Мы брали для тестов тонкостенную чугунную посуду и испытывали ее в лаборатории. Так называемый «облегченный чугун» по своим функциональным свойствам оказывается близким к углеродистой стали. Но с точки зрения стоимости и технологий производства рациональнее сразу делать сковороды из углеродистой стали, а не заниматься дорогой технологией истончения чугуна, ухудшая его потребительские свойства, так как все достоинства чугуна – именно в толстом дне и стенках, высокой теплоемкости и медленном прогреве.

Такая ситуация характера и в отношении алюминиевой посуды. Можно сильно уменьшить толщину, например, нашей литой алюминиевой посуды, сделав ее такой же тонкой, как и штамповка. Но сразу же теряются все преимущества литой посуды, притом, что по цене такая посуда будет дороже штамповки. Этот же принцип действует и в обратном направлении. Если взять лист алюминия большой толщины, скажем, 4мм, и сделать из него сковородку, то при сопоставимых свойствах по теплораспределению, отсутствию перегрева, антидеформационным свойствам такая посуда будет близка к литой, но по стоимости получится дороже.

Технологии пока сами определяют грани, за которые выходить нет особых причин. Поэтому мы пока не видим рациональных причин в увлечении тонкостенным чугуном. В погоне за модой можно делать какие-то продукты, но это, как правило, влечет за собой массу сложностей, так как потребители получают посуду, которой неудобно пользоваться.

- Где сегодня можно приобрести чугунную посуду «Биол»?

Все наши главные российские партнеры уже работают с чугунной посудой. Также чугун есть на складе нашего российского представительства в Белгороде – «Юго-Западной торговой компании». Для украинских покупателей есть возможность приобретения любых партий выпускаемой нами продукции через фирменный интернет-магазин.

Ну и последний вопрос - страдают ли покупатели продукции «Биол» из-за событий в Украине? Идут ли поставки товара?

Да, сейчас поставки идут. У нас были небольшие проблемы летом, связанные с ужесточением прохождения товара через границу, но мы их решили и сегодня товар поступает нашим покупателя в России по графику. Единственное, политическая обстановка, которая сложилась вокруг Украины, вызывает тревогу и чувство неопределенности. Но пока мы работаем, как и работали.

Бизнес-идею по производству деревянной посуды легко организовать в домашних условиях. Но чтобы развить из нее прибыльный бизнес с короткими сроками окупаемости следует увеличить производительность и снизить расходы. Такого эффекта, возможно, добиться только со специальным оборудованием. В данной бизнес-идее рассматривается быстрое производство посуды из дерева с полусферической формой.

Недорогой токарный деревообрабатывающий станок позволяет производить деревянную посуду по целому комплекту из одной заготовки. Уникальный принцип работы станка экономит расходные материалы и в разы сокращает время на производство деревянных мисок, тарелок, чаш и др.

Деревянная посуда обладает большим количеством преимуществ, что делает ее привлекательной для потребителя. Ей найдется место на каждой кухне.

Преимущества в деревянной посуде

Деревянная посуда пользуется спросом благодаря своим незаменимым преимуществам:

1. Позволяет сохранять еду горячей, длительнее время. При этом не обжигает руки при подаче горячих блюд.
2. Улучшает вкус пищи.
3. Обладает тонизирующими бактерицидными свойствами.
4. Абсолютно эколокична.
5. Не бьется, прочная и долговечная.
6. Можно использовать для разогрева в микроволновой печи (только для СВЧ на время не более 20 минут, иначе рассохнется, а для гриля – нельзя! ).
7. Уход за деревянной посудой не требует больших затрат. Если со временем дерево потемнело его можно протереть перекисью водорода, чтобы вернуть первозданный вид (после чего обязательно выполоскать).

Розничные цены на деревянную посуду зависят от сложности изделия, размера и вида древесины. Сравнительные цены на посуду из соснового дерева:

При использовании специального токарного деревообрабатывающего станка на производство одной миски средних размеров уходит менее 20-ти минут вместе с шлифовальной обработкой и полировкой. Продавать деревянную посуду можно через интернет магазин, на ярмарках и рынках или знакомым. В зависимости от объемов домашнего производства.

Уникальное оборудование для изготовления деревянной посуды

От деревообрабатывающего оборудования для производства посуды из дерева зависит:

• качество готовых изделий;
• производительность домашнего производства;
• рентабельность бизнеса.

Для экономного производства деревянных мисок, которые пользуются хорошим спросом, нужен специальный станок. Его особенность заключается в уникальном принципе действия.

База ни чем не отличается от стандартного токарного деревообрабатывающего станка. Преимущество заключается в специальных дугообразных резцах, которые закреплены на шарнирах и модернизированы подачей зажатого воздуха. В местах шарнирного соединения находятся регулировочные винты, которые позволяют настроить точное перемещение резцов по требуемой траектории. Сопло подачи сжатого воздуха нацелено в место работы резцов, что позволяет не только удалять стружку из вырезанных каналов, но и охлаждать сам резец для его качественной работы. Преимущество принципа работы такого устройства наглядно отображается в процессе обработки заготовок.

Принцип работы уникального деревообрабатывающего станка

Перед началом работы следует настроить радиус перемещения дугообразного резца вокруг своей оси. Регулировочными винтами задаем дугу очертания траектории перемещения резца. Фактически мы устанавливаем форму нашей будущей миски.

Далее следует прочно закрепить заготовку в патроне токарного станка и наполнить ресивер компрессора сжатым воздухом. После чего включить станок для вращения заготовки. Подводим конец дугообразного резца к заготовке, медленно перемещая его вокруг своей оси на шарнире. В момент соприкосновения резца с заготовкой включаем подачу сжатого воздуха.

Далее резец проходит радиус по траектории в нутрии заготовки. Таким образом, формируется сферическое дно первой деревянной миски с ее внешней стороны. В процессе углубления резца образуется глубокий внутренний катал, из которого постоянно удаляется стружка благодаря сжатому воздуху. Резец в это время не перегревается и плавно вырезает формы изделия.

В следующий этап следует перевести резец в начальное положение и отступить требуемое расстояние для формирования толщины стенки миски. Уже на втором этапе, резцом одновременно вырезается для первой миски внутреннею сферическую поверхность дна, а для второй – внешнею. После выточки готовая посуда шлифуется и полируется.

Инновации делают бизнес быстроокупаемым

Этот уникальный принцип обработки дерева позволяет существенно:

1. Экономить расход древесины на изготовление мисок.
2. Увеличить производительность производства.
3. Легко создавать в деревянной посуде сложные и сферо-образные формы.
4. Получать широкий ассортимент посуды полусферической формы.
5. Быстро изготавливать комплекты мисок с уже подходящими формами для вложения матрешкой (одну в другую).

Дугообразным резцом можно вырезать самые разные формы, (как показано на рисунке). Для этого предусмотрены настройки траекторий перемещения резцов. Или можно заменить сам резец на другой с иной формой дуги. В зависимости от того, какую необходимо вырезать форму деревянных:

• мисок;
• тарелок;
• казанов;
• плошек.

Все эти виды посуды на данном станке можно изготавливать целыми комплектами от 2-5 шт. в одном (в зависимости от формы).

Это прекрасное оборудование для быстрого создания бизнеса в домашних условиях без больших вложений. Некоторые умельцы могут даже попытаться сделать такой станок своими руками. Принцип действия его прост и понятен. А на изготовление такого станка не потребуется больших вложений. Производимые деревянные изделия на нем будут продаваться и конечно пригодятся для личного использования.

Литейное дело является актуальным и выгодным. Открывая , обеспечьте свой завод необходимым оборудованием. От качества работы промышленных машин будет зависеть качество вашей продукции. Не забывайте о соблюдении норм безопасности, обустраивайте помещение цеха согласно установленным правилам.

Прежде всего, определите, какой тип сковородок будет изготавливать ваша фирма. Чем шире ассортимент, тем успешнее бизнес. Остановите свой выбор на конкретном сырье, для посуды из алюминия и чугуна нужно разное оборудование, оно весьма дорогостоящее, поэтому лучше определитесь с одним материалом.

Оборудование для производства чугунных сковородок

Производство чугунных сковородок подразумевает наличие следующего оборудования:

• специальная разогревательная духовка 300°С;
• индукционная плавильная электропечь;
• передаточный контейнер;
• машина для песчаных форм;
• вибрирующая лента;
• специальная труба для очистки;
• распылители естественного антипригарного покрытия.

Необходима для плавки металла при температуре 1500°С. Большое производство сковородок подразумевает оборудование, вмещающее не меньше 3 тонн расплавленного сырья. Этому показателю соответствуют установки ИСТ-1800/ 0,3, УИП-1600-0,25-3,0.

В плавильный комплекс ИСТ-1800/ 0,3 входят:

• индукционная печь, оснащенная гидроцилиндрами;
• преобразователь частоты;
• компенсирующий блок конденсаторов;
• установка охлаждения;
• пульт управления на дистанции;
• водоохлаждающая комплектация;
• комплектация шинопроводов;
• комплект рукавов, хомутов;
• аппарат масляной обработки;
• пульт, отвечающий за подъем и опускание печи.

УИП-1600-0,25-3,0 имеет схожую комплектацию и характеристику:

Расплавленный чугун способен расплавить любой другой металл, поэтому в качестве материала литейных форм на производстве чугунных сковородок используют специальный промышленный песок.

Машина для изготовления песчаных форм изготавливает до 1 500 формочек в час. Современные аппараты оснащены системой 3D. Такое устройство имеет линейка принтеров ExOne:

Оборудование для алюминиевых сковородок

Если вы решили выпускать продукцию из алюминия, вам потребуются:

• плавильные устройства;
• токарные станки;
• пескоструйный аппарат;
• линии автомата или полуавтомата нанесения покрытия;
• конвейерная печь.

От отечественного производителя ООО “ИнтерМаш” представлены в двух видах:

• стационарные;
• наклонные.

Такое оборудование удобно в использовании, направлено на переработку алюминиевых слитков, чушки, лома. Аппараты “ИнтерМаш” имеют следующие преимущества:

• автоматический контроль процесса (PLC);
• окно для загрузки сырья большого размера;
• огнеупорная футеровка;
• отверстие для слива снабжено перегородкой, которая управляется цилиндром на пневматике;
• системы очистки от образующихся газов;
• максимальный нагрев до 1300°C;
• система горения на основе регенераторных горелок.

Для плавки алюминия также подойдут тиристорные печи индукционного типа. Например, ИПК-СТ-3/2500-ТГ1.

Обрабатывают изделия от лишних кусков металла, помогают придать сковородкам нужную форму. Выбирайте оборудование в зависимости от функциональности и масштабов производства. Ниже представлены станки по металлу Jet с разными показателями.

Используют в качестве глубокой очистки изделий под напором. Оборудование абразивного типа удаляет с поверхности сковороды все частицы, образовавшиеся в процессе изготовления.

Устройство Contracor DBS-100 обладает:

• давлением в 12 атм;
• производительностью 37 м2/ч;
• фильтром-сепаратором.

Модель российского производства DSG-1000 от ООО “ВМЗ” использует в качестве материала:

• стальную дробь;
• чугунную дробь;
• стальной песок;
• карбид кремния;
• электрокорунд.

Стоимость пескоструйных аппаратов – 15000-50000 руб.

Оборудование для нанесения тефлона

В случае производства сковородок с тефлоновым покрытием вам понадобится:

• распыляющее устройство;
• конвейерная или камерная печь (360-450°С).

Прежде всего, выберите суспензию с частицами тефлона необходимого размера. От этого будет зависеть дальнейший выбор распыляющего устройства. Качество отечественного оборудования и сырья для производства тефлонового напыления уступает иностранным аналогам на 5-15%.

Видео: Как изготавливают стальные сковородки

Чугун получают, сплавляя углерод и железо. Качество и свойства металла зависит от пропорций и примесей в сплаве. Если процент железа превышает норму, то будущий сплав будет подвержен влиянию коррозии. Поэтому специалисты тщательно следят за чистотой сплава и наличием недопустимого количества примесей.

На заводе для изготовления чугунной посуды используют серый чугун, отлитый по специальной технологии. Он может использоваться на протяжении длительного времени, не теряет своих свойств и не поддается действию коррозии.

На всех предприятиях изготовление чугунной посуды происходит на современном оборудовании с использованием финишной обработки. Чаще всего в чугуне можно обнаружить примеси таких металлов, как фосфор и кремний. Свою популярность чугунная посуда получила благодаря многим преимуществам, которые не исчезли даже с появлением новых материалов.

Формы и обработка

Массовое производство требует применения форм и оборудования для литья чугуна. На литейных заводах для изготовления чугунной посуды применяют только серый чугун, отвечающий всем требованиям.

После того как в форму заливается распаленный чугун необходимо дождаться, когда он остынет, чтобы разобрать форму и достать готовое изделие. Именно в формах отливают различные чугунные изделия. Это:

Сковородки;

Кастрюли;

Котелки;

Утятницы;

Изготавливают также горшки тарелки, вилки, ложки и многие другие предметы, которые можно встретить на кухне. Необходимость в окончательной обработке станками зависит от качества формы и окончательной обработке.

Если форма выполнена точно и не имеет дефектов, то после разборки изделие сразу отправляется на склад и не требует дополнительной обработки. Некоторая продукция нуждается в шлифовке и удалении лишнего металла. Качество каждой посуды определяют опытные специалисты, которые следят за процессом изготовления.

При необходимости обработка заключается в удалении с поверхности металла литников, задиров и раковин. Делается это при помощи шлифовальных и пескоструйных машин, которые способны эффективно обрабатывать большое количество посуды за смену.

Использование инструментов и различного оборудования позволяет изготавливать чугунную посуду в большом количестве и в широком ассортименте. Качество при этом остается высоким и не снижается.

Графитизирующий отжиг

На поверхности любой чугунной сковородки или котелка образуется защитная пленка из оксида железа. Именно она защищает от коррозии и не вступает в контакт с едой. Стабильные свойства серого чугуна достигается при помощи такого процесса, как графитизирующий обжиг при температуре от +600˚C до + 800˚C.

Этот процесс нужно повторять два раза и после каждого охлаждать металл на открытом воздухе. Графитизация осуществляется после шлифовки готового изделия и позволяет получить чугунную посуду в том виде, в каком все привыкли видеть ее на прилавках магазинов.

Владельцы патента RU 2340272:

Группа изобретений относится к кухонной чугунной посуде и способу ее изготовления. Чугунная посуда выполнена в виде чашеобразной отливки, изготовленной из серого чугуна, на поверхности которой сформировано защитное покрытие из оксида железа Fe 3 O 4 . Способ изготовления чугунной посуды включает литье серого чугуна, удаление литников и задиров, обдирку, шлифование, пескоструйную обработку отливки и формирование на отливке защитного покрытия из оксида железа Fe 3 O 4 путем ее нагрева и погружения в масло. При литье серого чугуна в состав шихты вводят кремний в количестве не менее 4,1% пропорционально массе чугунной посуды. После шлифования выполняют, по меньшей мере два раза, графитизирующий отжиг отливки при температуре 680÷800°С в течение 0,5÷1,0 часа с последующим охлаждением на воздухе до достижения серого цвета побежалости. Технический результат заключается в обеспечении стабильности свойств материала, геометрических параметров и формы посуды, а также в повышении прочности сцепления оксидной пленки с металлом. 2 н. и 1 з.п. ф-лы.

Группа изобретений относится к кухонной чугунной посуде для варки, печения и жарения пищевых продуктов, а также к способам ее изготовления.

Из уровня техники известна чугунная посуда, выполненная в виде чашеобразной отливки, изготовленной из серого чугуна, на поверхности которой сформировано защитное покрытие в виде слоя эмали /ГОСТ 24303-80. Посуда хозяйственная чугунная эмалированная. Общие технические требования, аналог/.

Из уровня техники известен способ изготовления чугунной посуды, включающий литье серого чугуна в литейную форму для получения чашеобразной отливки, удаление литников, задиров, обдирку, шлифование, пескоструйную обработку отливки и формирование на отливке защитного покрытия в виде слоя эмали /Справочник по чугунному литью. Под редакцией д-ра техн. наук Н.Г.Гиршовича. - 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленинград, отд-ние, 1978. - 758 с., с.642-645, аналог/.

Формирование защитного покрытия на отливке включает нанесение грунта и обжиг, а также нанесение эмали и обжиг.

Нанесение эмали и обжиг повторяют 3-5 раз.

Недостатком такой чугунной посуды и способа изготовления этой чугунной посуды является образование дефектов на эмалевом покрытии чугунной посуды в виде пузырей, уколов, отколов и трещин.

Первые два дефекта связаны с газообразованием при обжиге, последние - с напряжениями, возникающими при температурной обработке пищи в упомянутой чугунной посуде, на границе раздела материалов чугун-эмаль вследствие различия коэффициентов расширения чугуна и эмали.

Кроме того, при значительной степени окисления поверхности чугунной отливки образуется толстый легко отделяемый слой окалины, в результате чего снижается сцепление грунта и эмали.

Это снижает прочность эмалевого покрытия и срок службы чугунной посуды с защитным покрытием, нанесенным таким способом.

Из уровня техники также известна чугунная посуда, выполненная в виде чашеобразной отливки, изготовленной из серого чугуна, на поверхности которой нанесено защитное покрытие в виде слоя консервационной смазки, состоящей из 50% парафина и 50% медицинского вазелина. РСТ УССР 114-88. Посуда чугунная черная. Общие технические условия, п.п.1.2., 2.2.2., 2.3.1., 2.5.1., аналог/.

Из уровня техники также известен способ изготовления чугунной посуды, включающий литье серого чугуна в литейную форму для получения чашеобразной отливки, удаление литников, задиров, обдирку, шлифование, пескоструйную обработку отливки и нанесение на отливку защитного покрытия в виде слоя консервационной смазки, состоящей из 50% парафина и 50% медицинского вазелина /РСТ УРСР 114-88. Посуда чугунная черная. Общие технические условия, п.2.5.1., аналог/.

Недостатками такой чугунной посуды и способа изготовления этой чугунной посуды являются низкая эффективность противокоррозионной стойкости защитного покрытия, выполненного в виде нанесенной консервационной смазки, как при транспортировке, так и при эксплуатации чугунной посуды.

В результате существенно снижается срок службы чугунной посуды с защитным покрытием, нанесенным таким способом.

Из уровня техники также известна наиболее близкая по назначению и количеству общих признаков чугунная посуда, выполненная в виде чашеобразной отливки, изготовленной из серого чугуна, на поверхности которой сформировано защитное покрытие из оксида железа Fe 3 O 4 /UA 56079 А (СОНКИН А.Л.), 15.04.2003, наиболее близкий аналог-прототип/.

Отливка изготовлена из серого чугуна, содержащего кремний в количестве 2,5-4,0%.

Из уровня техники также известен наиболее близкий по назначению и количеству общих признаков способ изготовления чугунной посуды, включающий литье серого чугуна в литейную форму для получения чашеобразной отливки, удаление литников, задиров, обдирку, шлифование, пескоструйную обработку отливки и формирование на отливке защитного покрытия из оксида железа Fe 3 O 4 путем ее нагрева и погружения в масло /UA 56079 А (СОНКИН А.Л.), 15.04.2003, наиболее близкий аналог-прототип/.

При литье серого чугуна в литейную форму для получения чашеобразной отливки в состав шихты вводят кремний в количестве 2,5-4,0%.

При формировании на отливке защитного покрытия из оксида железа Fe 3 O 4 ее нагрев ведут до температуры 830-900°С.

Недостатками такой чугунной посуды и способа изготовления этой чугунной посуды является ее низкая коррозионная стойкость при приготовлении пищевых продуктов, содержащих органические кислоты, в том числе лимонную, уксусную и молочную кислоты.

Объясняется это тем, что в состав шихты входит кремний в недостаточном количестве (2,5-4,0%).

В результате низкое содержание кремния в сером чугуне не позволяет обеспечить его более стабильное содержание и снижает активность углерода, что приводит к высокой степени окисления чугуна и оказывает большое влияние на состав оксидной пленки (оксида железа Fe 3 O 4) на поверхности отливки.

Это не позволяет добиться высокой прочности сцепления оксидной пленки с металлом и снижает срок службы чугунной посуды.

Кроме того, при выбранном температурном режиме нагрева 830-900°С чугун чрезмерно нагревается, становится пластичным и «плывет», искажая первоначальную форму отливки.

В результате, геометрические параметры и форма отливки нарушаются, а высокое качество получаемой этим способом чугунной посуды не достигается, что снижает ее эксплуатационные свойства.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является в чугунной посуде и способе изготовления чугунной посуды путем изготовления отливки из серого чугуна с повышенным содержанием кремния обеспечить более стабильное его содержание для повышения активности углерода и его полного превращения в графит при тепловой обработке отливки в оптимальных режимах.

Технический результат, который достигается при решении поставленной технической задачи, заключается в обеспечении стабильности свойств материала, геометрических параметров и формы посуды, а также в повышении прочности сцепления оксидной пленки с металлом, что повышает коррозионную стойкость к органическим кислотам покрытия, срок службы, качество и эксплуатационные свойства чугунной посуды.

Поставленная техническая задача решается, а технический результат достигается тем, что в чугунной посуде, выполненной в виде чашеобразной отливки, изготовленной из серого чугуна, на поверхности которой сформировано защитное покрытие из оксида железа Fe 3 О 4 , согласно изобретению, отливка изготовлена из серого чугуна, содержащего кремний в количестве не менее 4,1%.

Повышенное содержание кремния (не менее 4,1%) в сером чугуне приводит к более стабильному его содержанию, за счет чего повышается активность углерода в процессе изготовления чугунной посуды и достигается возможность его полного превращения в графит при тепловой обработке отливки в оптимальных режимах нагрева.

Это обеспечивает получение стабильных свойств материала посуды и плотной с высокими защитными свойствами оксидной пленки покрытия.

Поставленная техническая задача решается, а технический результат достигается также тем, что в способе изготовления чугунной посуды, включающем литье серого чугуна в литейную форму для получения чашеобразной отливки, удаление литников и задиров, обдирку, шлифование, пескоструйную обработку отливки и формирование на отливке защитного покрытия из оксида железа Fe 3 O 4 путем ее нагрева и погружения в масло, согласно изобретению, при литье серого чугуна в литейную форму для получения чашеобразной отливки в состав шихты вводят кремний в количестве не менее 4,1%, а после шлифования выполняют, по меньшей мере, два раза, графитизирующий отжиг отливки при температуре 680-800°С в течение 0,5-1,0 часа с последующим охлаждением на воздухе до достижения серого цвета побежалости.

Введение в состав шихты кремния в повышенном количестве (не менее 4,1%) приводит к более стабильному его содержанию в чугуне, за счет чего повышается активность углерода в процессе изготовления чугунной посуды и достигается возможность его полного превращения в графит при тепловой обработке отливки в предложенных оптимальных режимах нагрева.

А многостадийный отжиг отливки после шлифования и перед пескоструйной обработкой при температуре 680-800°С в течение 0,5-1,0 часа с последующим охлаждением на воздухе до достижения серого цвета побежалости в конечном итоге обеспечивает получение стабильных свойств материала посуды и плотной оксидной пленки с высокими защитными свойствами при формировании защитного покрытия, что улучшает эксплуатационные свойства чугунной посуды.

Выбранный температурный режим графитизирующего отжига 680-800°С отливки определен опытным путем и является оптимальным для получения наилучших условий для полной графитизации углерода, стабилизации свойств материала отливки, геометрических параметров и формы посуды, а также повышения прочности сцепления оксидной пленки с металлом при формировании защитного покрытия.

Опытным путем установлено, что выбор температуры графитизирующего отжига отливки меньше 680°С не целесообразен, так как в этом случае процесс графитизации углерода замедляется, в результате чего не достигается стабилизация свойств материала отливки и снижается прочность сцепления оксидной пленки с металлом при формировании защитного покрытия.

Опытным путем также установлено, что выбор температуры графитизирующего отжига отливки больше 800°С также не целесообразен, так как в этом случае чугун чрезмерно нагревается, становится пластичным и «плывет», искажая первоначальную форму отливки, в результате чего снижается качество чугунной посуды.

Кроме того, при выбранном температурном режиме нагрева 680-800°С отливка приобретает малиновый цвет побежалости, что позволяет дополнительно визуально контролировать температурный режим графитизирующего отжига, что является дополнительным техническим результатом.

Способ изготовления чугунной посуды имеет и другие отличия, которые используются в отдельных случаях его выполнения для повышения технического результата.

Так, в способе изготовления чугунной посуды, согласно изобретению, при формировании на отливке защитного покрытия из оксида железа Fe 3 O 4 ее нагрев ведут до температуры 680-800°С.

Выбранный температурный режим нагрева 680-800°С отливки определен опытным путем и является оптимальным для получения наилучшего соотношения коррозионной стойкости, стабилизации проектных геометрических параметров и формы, срока службы и качества чугунной посуды, изготавливаемой этим способом.

При температуре нагрева отливки больше 800°С чугун чрезмерно нагревается, становится пластичным и «плывет», искажая первоначальную форму отливки, а толщина слоя оксидной пленки чрезмерно увеличивается, в результате чего также снижаются коррозионная стойкость защитного покрытия, а также срок службы и качество чугунной посуды.

При выбранном температурном режиме нагрева 680-800°С отливка приобретает малиновый цвет побежалости, по которому дополнительно визуально контролируют температурный режим ее нагрева.

Таким образом, за счет изготовления отливки из серого чугуна с повышенным содержанием кремния обеспечивается более стабильное его содержание для повышения активности углерода и его полное превращение в графит при тепловой обработке отливки в предложенных оптимальных режимах нагрева.

Это позволяет обеспечить стабильность свойств материала, геометрических параметров и формы посуды, а также повысить прочность сцепления оксидной пленки с металлом, что повышает коррозионную стойкость к органическим кислотам покрытия, срок службы, качество и эксплуатационные свойства чугунной посуды.

Из уровня техники заявитель не выявил решения, совпадающие с совокупностью общих и отличительных существенных признаков усовершенствованной чугунной посуды и усовершенствованного способа изготовления чугунной посуды, на основании чего можно сделать вывод, что заявляемые технические решения этой группы изобретений не являются частью уровня техники и соответствуют критерию изобретения «новизна».

Из уровня техники заявитель также не выявил решения, совпадающие с отличительными существенными признаками усовершенствованной чугунной посуды и усовершенствованного способа изготовления чугунной посуды.

На основании этого можно сделать вывод, что заявляемые технические решения этой группы изобретений для специалиста не является очевидными, то есть не выплывают из уровня техники и соответствуют критерию изобретения «изобретательский уровень».

В примере конкретного выполнения заявляемая чугунная посуда выполнена в виде чашеобразной отливки, изготовленной из серого чугуна, на поверхности которой сформировано защитное покрытие из оксида железа Fe 3 O 4 .

Отливка изготовлена из серого чугуна, содержащего кремний в количестве не менее 4,1%.

Углерод в чугуне находится в виде графита.

Металлической основой чугуна является феррит.

В примере конкретного выполнения заявляемый способ изготовления такой чугунной посуды осуществляют следующим образом.

Для отливки чугунной посуды применяют серый чугун, в химический состав которого входят железо, а также в количествах, разрешенных органами здравоохранения, углерод, кремний, марганец, фосфор и сера с допускаемым содержанием хрома, никеля и меди.

Сначала готовят шихту для плавки серого чугуна, в которую вводят необходимые компоненты для получения чугуна с необходимым химическим составом.

Кремний в состав шихты вводят в количестве не менее 4,1%.

Количество кремния выбирают пропорционально массе чугунной посуды.

Для чугунной посуды малой массы, например сковороды блинницы, кремний вводят в количестве, близком к 4,1%.

Чем больше масса чугунной посуды, тем в большем количестве вводят в шихту кремний для улучшения заполнения литейной формы расплавом чугуна.

Например, для кастрюли кремний вводится в количестве, близком к 7,0%.

После расплава шихты выполняют литье серого чугуна в литейную форму для получения чашеобразной отливки.

На практике для отливки чугунной посуды применяют серый чугун с преимущественно следующим химическим составом (в процентах):

Допускается наличие хрома до 0,2%, никеля до 0,3% и меди до 0,5%.

Чашеобразные отливки используют для изготовления различной кухонной чугунной посуды, в том числе:

сковорода круглая с одной ручкой;

сковорода круглая с двумя ручками;

сковорода блинница круглая с одной ручкой;

сковорода сотейник круглая с одной ручкой;

сковорода сотейник круглая с двумя ручками;

сковорода жаровня с двумя ручками;

кастрюля с крышкой;

другая посуда.

Затем отливку подвергают механической обработке, при которой последовательно выполняют удаление литников, задиров, обдирку и шлифование поверхности.

После шлифования выполняют, по меньшей мере, два раза, графитизирующий отжиг отливки при температуре 680-800°С в течение 0,5-1,0 часа с последующим охлаждением на воздухе до достижения серого цвета побежалости.

Такой температурный режим графитизирующего отжига 680-800°С отливки является оптимальным для получения наилучших условий для полной графитизации углерода, стабилизации свойств материала отливки, геометрических параметров и формы посуды, а также повышения прочности сцепления оксидной пленки с металлом при формировании защитного покрытия из оксида железа Fe 3 O 4 .

При температуре графитизирующего отжига отливки меньше 680°С процесс графитизации углерода замедляется, в результате чего не достигается стабилизация свойств материала отливки и снижается прочность сцепления оксидной пленки с металлом при формировании защитного покрытия из оксида железа Fe 3 O 4 .

При температуре графитизирующего отжига отливки больше 800°С процесс также не целесообразен, так как в этом случае чугун чрезмерно нагревается, становится пластичным и «плывет», искажая первоначальную форму отливки, в результате чего снижается качество чугунной посуды.

После этого выполняют пескоструйную обработку поверхности на пескоструйной установке и формирование на отливке защитного покрытия из оксида железа Fe 3 O 4 путем ее нагрева в нагревательном устройстве и погружения в масло.

При формировании на отливке защитного покрытия из оксида железа Fe 3 О 4 ее нагрев ведут до температуры 680-800°С.

Такой температурный режим нагрева 680-800°С чугуна отливки является оптимальным для получения наилучшего соотношения коррозионной стойкости, стабилизации проектных геометрических параметров и формы, срока службы и качества чугунной посуды, изготавливаемой этим способом.

При температуре нагрева отливки меньше 680°С толщина слоя оксидной пленки чрезмерно уменьшается, в результате чего снижаются коррозионная стойкость защитного покрытия, а также срок службы и качество чугунной посуды.

При температуре нагрева отливки больше 800°С чугун чрезмерно нагревается, становится пластичным и «плывет», искажая первоначальную форму отливки, а толщина слоя оксидной пленки чрезмерно увеличивается, в результате чего снижаются коррозионная стойкость защитного покрытия, а также срок службы и качество чугунной посуды.

При выбранном температурном режиме нагрева 680-800°С серого чугуна отливка приобретает малиновый цвет побежалости, по которому дополнительно визуально контролируют температурный режим ее нагрева.

Изобретение иллюстрируется примерами 1-5 реализации способа изготовления чугунной посуды с различными температурными режимами нагрева отливки.

Изготавливалась чугунная посуда - сковорода блинница, выполненная в виде чашеобразной отливки, изготовленной из серого чугуна, на поверхности которой сформировано защитное покрытие из оксида железа Fe 3 О 4 .

Отливка изготавливалась из серого чугуна, содержащего кремний в количестве 4,0%.

После шлифования выполняли один раз графитизирующий отжиг отливки при температуре 670°С в течение 0,4 часа с последующим охлаждением на воздухе до достижения серого цвета побежалости.

При формировании на отливке защитного покрытия из оксида железа Fe 3 O 4 ее нагрев вели до температуры 670°С и погружали в масло.

При такой температуре одноразового графитизирующего отжига отливки в течение 0,4 часа с последующим охлаждением на воздухе до достижения серого цвета побежалости процесс графитизации углерода замедлялся, в результате чего не достигалась стабилизация свойств материала отливки и снижалась прочность сцепления оксидной пленки с металлом при формировании защитного покрытия из оксида железа Fe 3 O 4 .

Однако уменьшалась толщина слоя оксидной пленки, в результате чего снижалась коррозионная стойкость защитного покрытия и срок службы чугунной посуды.

Изготавливалась чугунная посуда - сковорода блинница с небольшой массой, выполненная в виде чашеобразной отливки, изготовленной из серого чугуна, на поверхности которой сформировано защитное покрытие из оксида железа Fe 3 O 4 .

Отливка изготавливалась из серого чугуна, содержащего кремний в количестве 4,1%.

Способ изготовления такой чугунной посуды включал все операции заявляемого способа.

После шлифования выполняли два раза графитизирующий отжиг отливки при температуре 680°С в течение 0,5 часа с последующим охлаждением на воздухе до достижения серого цвета побежалости.

При формировании на отливке защитного покрытия из оксида железа Fe 3 O 4 ее нагрев вели до температуры 680°С и погружали в масло.

При такой температуре двухразового графитизирующего отжига отливки в течение 0,5 часа с последующим охлаждением на воздухе до достижения серого цвета побежалости процесс графитизации углерода активизировался, в результате чего достигалась стабилизация свойств материала отливки и повышалась прочность сцепления оксидной пленки с металлом при формировании защитного покрытия из оксида железа Fe 3 O 4 .

При таком режиме нагрева и погружения в масло первоначальные геометрические параметры и форма отливки не изменялись и соответствовали ее проектным значениям.

Прочность защитного покрытия, а также качество и эксплуатационные свойства чугунной посуды, полученной этим способом, удовлетворительные.

Изготавливалась чугунная посуда - сковорода сотейник со средней массой, выполненная в виде чашеобразной отливки, изготовленной из серого чугуна, на поверхности которой сформировано защитное покрытие из оксида железа Fe 3 O 4 .

Отливка изготавливалась из серого чугуна, содержащего кремний в количестве 5,5%.

Способ изготовления такой чугунной посуды включал все операции заявляемого способа.

После шлифования выполняли два раза графитизирующий отжиг отливки при температуре 740°С в течение 0,75 часа с последующим охлаждением на воздухе до достижения серого цвета побежалости.

При формировании на отливке защитного покрытия из оксида железа Fe 3 O 4 ее нагрев вели до температуры 740°С и погружали в масло.

При такой температуре двухразового графитизирующего отжига отливки в течение 0,75 часа с последующим охлаждением на воздухе до достижения серого цвета побежалости процесс графитизации углерода еще более активизировался.

При таком режиме нагрева и погружения в масло первоначальные геометрические параметры и форма отливки не изменялись и соответствовали ее проектным значениям.

Толщина слоя оксидной пленки увеличивалась, в результате чего повышалась коррозионная стойкость защитного покрытия и срок службы чугунной посуды.

Способ изготовления такой чугунной посуды включал все операции заявляемого способа.

После шлифования выполняли три раза графитизирующий отжиг отливки при температуре 800°С в течение 1,0 часа с последующим охлаждением на воздухе до достижения серого цвета побежалости.

При такой температуре трехразового графитизирующего отжига отливки в течение 1,0 часа с последующим охлаждением на воздухе до достижения серого цвета побежалости процесс графитизации углерода еще более активизировался.

В результате этого достигалась полная стабилизация свойств материала отливки и повышалась прочность сцепления оксидной пленки с металлом при формировании защитного покрытия из оксида железа Fe 3 O 4 .

При таком режиме нагрева и погружения в масло первоначальные геометрические параметры и форма отливки не изменялись и соответствовали ее проектным значениям.

Толщина слоя оксидной пленки увеличивалась, в результате чего повышалась коррозионная стойкость защитного покрытия и срок службы чугунной посуды.

Прочность защитного покрытия, а также качество и эксплуатационные свойства чугунной посуды, полученной этим способом, хорошие.

Изготавливалась чугунная посуда - кастрюля со средней массой, выполненная в виде чашеобразной отливки, изготовленной из серого чугуна, на поверхности которой сформировано защитное покрытие из оксида железа Fe 3 O 4 .

Отливка изготавливалась из серого чугуна, содержащего кремний в количестве 7,0%.

Способ изготовления такой чугунной посуды включал все операции заявляемого способа.

После шлифования выполняли три раза графитизирующий отжиг отливки при температуре 810°С в течение 1,1 часа с последующим охлаждением на воздухе до достижения серого цвета побежалости.

При таком режиме графитизирующего отжига чугун чрезмерно нагревался, становился пластичным и «плыл», искажая первоначальную форму отливки, а толщина слоя оксидной пленки чрезмерно увеличивалась, в результате чего снижалась коррозионная стойкость и срок службы защитного покрытия.

При формировании на отливке защитного покрытия из оксида железа Fe 3 O 4 ее нагрев вели до температуры 800°С и погружали в масло.

При таком режиме нагрева и погружения в масло происходили те же процессы, которые были характерны при графитизирующем отжиге отливки.

В результате первоначальные геометрические параметры и форма отливки изменялись и не соответствовали ее проектным значениям.

Прочность защитного покрытия, а также качество и эксплуатационные свойства чугунной посуды, полученной этим способом, неудовлетворительные.

Примеры 2, 3, 4 свидетельствуют о том, что повышенное содержание кремния (не менее 4,1%) в чугуне, а также заявленные режимы графитизирущего отжига и нагрева отливки являются оптимальными для обеспечения стабилизации свойств материала, геометрических параметров и формы посуды.

Это позволяет повысить прочность сцепления оксидной пленки с металлом, коррозионную стойкость к органическим кислотам, срок службы, качество и эксплуатационные свойства чугунной посуды.

Примеры 1, 5 свидетельствуют о том, что пониженное содержание кремния (менее 4,1%), а также выполнение графитизирущего отжига и нагрева отливки за пределами заявленных режимов не целесообразно, так как при этом не обеспечивается стабилизация свойств материала, искажаются геометрические параметры и форма посуды.

Это приводит к снижению прочности сцепления оксидной пленки с металлом, коррозионной стойкости к органическим кислотам, срока службы, качества и эксплуатационных свойств чугунной посуды.

Предлагаемые чугунная посуда и способ изготовления чугунной посуды могут быть многократно реализованы промышленным способом на любом предприятии по отливке хозяйственной чугунной посуды с применением стандартного оборудования и традиционных материалов, что свидетельствует о том, что заявляемые технические решения этой группы изобретений соответствуют критерию изобретения «промышленная применимость».

1. Чугунная посуда, выполненная в виде чашеобразной отливки, изготовленной из серого чугуна, на поверхности которой сформировано защитное покрытие из оксида железа Fe 3 O 4 , отличающаяся тем, что отливка изготовлена из серого чугуна, содержащего кремний в количестве не менее 4,1% пропорционально массе чугунной посуды.

2. Способ изготовления чугунной посуды, включающий литье серого чугуна в литейную форму для получения чашеобразной отливки, удаление литников и задиров, обдирку, шлифование, пескоструйную обработку отливки и формирование на отливке защитного покрытия из оксида железа Fe 3 О 4 путем ее нагрева и погружения в масло, отличающийся тем, что при литье серого чугуна в литейную форму для получения чашеобразной отливки в состав шихты вводят кремний в количестве не менее 4,1% пропорционально массе чугунной посуды, а после шлифования выполняют, по меньшей мере, два раза, графитизирующий отжиг отливки при температуре 680÷800°С в течение 0,5÷1,0 ч с последующим охлаждением на воздухе до достижения серого цвета побежалости.

Чугунная посуда и способ изготовления чугунной посуды