Износостойкий чугун

Износостойкий чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП HCAHNE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву.

{22) Заявлено 23р87 9 (21} 2814308/22-02 (51)М. Кл.з с присоединением заявки ¹

С 22 С 37/10

Государственный комитет

СССР яо дЕлаи изобретений п открытий (23) Приоритет =

Опубликовано 300981 Бюллетень )4о36;

Ъ

Дата опубликования описания 300981 (53) УДК 859. 13-018.2(088.8) у

Д. Н.Худокормов, A.Ã. Слуцкий, В. В. Тарас в, Г. В.ТЪрдей.щк, С.Н. Леках A.A. Филиппенков, Ю. П. Белый „Г,. Т:;Дударик и Б.A.×åïûæîâ

2 ..) . ", /

Белорусский ордена Трудового Красного) Знамени, ролитехйический институт, Уральский научно-исследова льский йнститут:- / черных металлов и Минский дважды орд Ленина И;-оРдена Октябрьской Революции автомобильный заво (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) ИЗНОСОСТОИКИИ ЧУГУН

Изобретение относится к металлургии, а именно к износостойким чугу. нам, и может быть использовано для получения качественных отливок,обладающих высокой иэносостойкостью, в постоянных и разовых формах.

Известен чугун {1) следующего химического состава, вес.%:

Углерод . 2,6-3,6

Кремний . 1,3-2,8

Марганец 0, 3-1,0

Хром 0,2-1,0

Титан 0 05»»0,4

Ванадий Алюминий О, 1-О,3

Желе- о Остальное

Известный чугун имеет в своем составе повышенные концентрации комплекса стабилизирующих элементов (хрома, марганца, титана и ванадйя). 20

Благодаря этому в тонких сечениях в структуре появляются включения эвтектического цементита, что приводит к снижению прочности отливок и ухудшению их обрабатываемости.

В массивных сечениях отливок и поверхностных слоях, по которым, как правило, происходит изнашивание s процессе эксплуатации, наблюдается повышенное количество феррита в структуре, снижающего износостойкость чугуна. Ферритизация поверхностных слоев происходит вследствие выделения эвтектической кристаллизации междендритного графита.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является чугун (2) . следующего химического состава,вес.Ъ:

Углерод 2,9-3,5

Кремний 1,7-2,7

Марганец 0,3-0,8

Хром 0,1-0,5

Никель 0.05-0 ° 3

Алюминий 0,001-0,1

Ванадий 0,15-0,5

Церий 0,005-0,02

Азот 0,005-0,03

Железо Остальное

Данный чугун ввиду наличия в нем азота и других легирующих элементов имеет высокую прочность и износостой- кость при работе в паре трения со сталью.

- Недостатком .известного чугуна является низкая обрабатываемость резанием и низкий коэФфициент трения при работе в паре с пластмассой.

Цель изобретения - повышение обрабатываемости резанием и коэффицента

867942

Таблицаl

Химический состав, вес. Ъ 1

Г)1) Сб N Fe

Известный

3,2 2,0 0,6 0,3 0,15 - — 0,05 0,35 0,01 0,015 ост

Предлагаемый

2,9 1,8 0,4 0,15 0,1 0,03 0,02 0,0050,1 0,005 ост

3,5 2 6 О,B 0 4 0 4 0,10 0 3 0,02 0,3

0,02

0,01 ост

ЗкЗ 2 2 Окб 0 25 ОкЗ Ою07 0,15 0,01 0,2 ост трения при работе в паре с пластмассой.

Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний., марганец, хром, никель, алюминий, ванадий, церий и железо, дополнительно содержит медь и титан при следующем соотношении компонентов,вес.Ъ:

Углерод 2,9-3,5

Кремний 1,8-2,6

Марганец 0,4-0,8

Хром 0,15-0,4

Никель 0 1-0,4

Алюминий 0,005- 0,02

Ванадий 0,1-0,3

Церий 0,005-0,02

Иедь 0,02-0,3 15

Титан 0,03-0,1

Железо Остальное

Введение меди и титана в предлагаемом чугуне приводит к иэмельче,нию включений графита и легированню 20 феррита. При этом в структуре отсутствуют твердые нитриды и карбонитриды ванадия, хрома и других элементов. Замена карбонитридного упрочнения на упрочнение эа счет легирования металлической матрицы и измельчения графита приводит к существенному улучшению обрабатываемости резанием деталей. Это вызывает также увеличение коэффициента трения в трущихся парах чугун пластмасса. Увеличение коэффициента трения в режиме сухого трения скольжения данной пары имеет важ-. ное значение для уменьшения тормозного пути автомобилей.

В табл.1 представлены химические составы известного чугуна и предлагаемого, а в табл.2 — механические и эксплуатационные свой« ства. В качестве шихты применяли 40 литейный чугун ЛКЗ, стальной ( лом и ферросплавы соответствующих элементов. Плавка велась в индукционной печи J1II367 с кислой футеровкой. Температура, перегрева чугуна составляла 1450 С, заливки .

1360 С. Алюмчний и церий вводили в ковш перед заливкой. Чугун .заливали в разовые формы. Предел прочности при изгибе д н, при растяжении МВ, твердость (НВ) определяли согласно

ГОСТа 2055-43 на образцах диаметром

30 мм и длиной 350 мм. Склонность к .отбелу определяли по клиновым пробам со сквозной щелью, устанавливаемым на холодную стальную плиту °

Испытания на износостойкость производили в режиме сухого трения скольжения в паре со сталью 45 при скорости скольжения 2,2 м/сек и нагрузке 8 кг/см . Износостойкость оцеQ. нивалась по суммарному износу пары трения. Коэффициент трения при торможении барабанов МАЗ 500 определяли на инерционном стенде во время работы с тормозными колодками из пластмассы.

Испытания на обрабатываемость проводили методом торцевой обточки при следующих сечениях среза: глубина среза 1,5 мм, подача 0,2 мм/оборот

Показатели обрабатываемости служит уровень целесообразных скоростей резания, который характеризуется величиной Ч (что чоответствует стойкости инструмента 60 мин.

Как видно из табл.2 предлагаемый чугун обладает повышенной обрабатываемостью и имеет более высокий коэффициент трения при работе в паре с пластмассой.

Применение предлагаемого чугуна в литейных цехах машиностроительных предприятий для получения отливок, позволит получить экономический эффект 42500 р. в год.

867942

,Таблица 2

Свойства д В, НВ Отбел кг/мм кг/мм мм и, к г/мм

Коэффициент трения

Обрабатываемость

Ч об/мин

6о

Суммарная износостойкость г/1000 м

Известный

229 4 0 51

0i32

28

Предлагаемый

0,33

243 7 0,65

55

0,38

0,59

239 6

53

0,35

240 5 0,62

27

Формула изобретения

Составитель Г.Дудик

Редактор М.Лысогорова Текред А.Ач Корректор У.Пономаренко

Заказ 8241/31 Тираж 684 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, алюминий, ванадий, церий и железо, отличающийся . тем, что, с целью повышения обРабатываемости и коэффициента трения при работе в паре с пластмассой, он дополнительно содержит медь и титан при следующем соотношении,вес.%:

Углерод . 2,9-3,5

Кремний 1,8-2,6

Марганец 0,4-0,8

Хром 0,15-0,4

Никель 0,1-0,4

25 Алюминий 0,005-0,02

Ванадий 0,1-0,3

Церий 0,005-0,02

Медь 0,02-0,3

Титан 0,03-0,10

ЗО Ж

Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 496321, кл. С 22 С 37/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р2806281;кл. С 22 С 37/10,1979.