Лигатура

 

ЛИГАТУРА, содержащая олово, свинец, фосфсч; и медь, о т л и ч а ю«а я с я тем, что, с целью повыяе- HHft физико-механических и антифрикit OHHbQc свойств сплайов, она дополнительно/содержит никель, молибден, ниобий, тантал щ)и следутющем соотношении компонентов, вес.% г 14,0-42,5 Олово 0,5-1,5 Свинец 3,5-18,5 . Фосфор 6,0-15,0 Никель ,0 Молибден 0, Ниобий 0,1-0,6 , Тантад . Остальное Медь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COIIWH

РЕСВУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

v аа с Рс ом c rreherhv

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HQMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (.21) 3410629/22-02 (22) 26.03 ° 82 . (46) 07:.07.83. Бюл. Р 25 (72) Л.M. Корх, Н.Н.. Солоха, A.К, Но«, виков, Т.У. Старостин, И.Г. Раэдобарин и B.È. Московка

f71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский инс- титут.редукторостроения "ВНИИредук- . тор" (53) 669..35(088.8)

1 (56) 1. Авторское свидетельство ССцр

В 559978, кл. С 22 С 9/06., 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

4 18545, кл. С 22 С 9/08., 1974.

SU„„1027262 А

3459. 22 С 35 00 С 22 С 9 02 (54) (57) ЛИГАТУРА, содеряим4аЯ олово, свинец, фосфор и медь,.о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения фиэико-механических и антифрикционных свойств сплаФов, она дополнительно содерхит никель, эюлибден, ниобий, тантал при следующем соотношении компонентов, вес.%i

Олово 14,0-42,5

Свинец .. 0,5-1 5 . фосфор .. Зю 5" 18ю 5

Никель " 6, 0-15, 0

Молибден. 3;5-4,0

Ниобий 0,8-4i0, Тантал . 0,1-0,6

Медь . Остальное

1027262!

О (Для достижения укаэанной. цели в состав лигатуры, содержащей олово, свинец, фосфор и медь, дополнительно введены никель,молибден,ниобий и тантал, а компоненты взяты при следующем соотношении,вес.Ъг 45

Олово 14,0-42,5

Свинец 0,5-1,5

Фосфор 3,5-18,5

Никель 6,0-15,0

Молибден 50

Ниобий 0,8-4,0

Тантал 0 1-0,6

Медь Остальное

Олово в количестве 14-42,5В снижает температуру плавления лигатуры и обеспечивает высокие и стабильные антифрикционные свойства бронзы.

Содержание олова менее 14% приводит к повышению температуры плавления лигатуры, что влечет за собой уменьшение степени ее усвоения, снижение стабильности свойств бронзы. Содержание олова более 42% экономически нецелесообразно.

Свинец в составе бронзы обеспечивает повиаение антифрикционных 65

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при литейном производстве сплавов на основе меди с повышенными физико-механическими и антифрикционными свойствами. 5

Известна лигатура (1 )для полученкя антифрккционных бронз следующего состава, вес.%:

Сурьма 15-60

Никель 4-15

Молибден Ое001 5 0

Хром 0,001-8,0

Иттрий 0,001-0,25

Цинк 1 0-10,0

Железо 0,1-0,85

Медь Остальное

Недостаток этой лигатуры заключается в том, что она не обеспечивает повышение механических к анткфрикционных свойств.

Наиболее близкий к изобретению по технической сути и достигаемому эффекту является сплав 2 1следуинщего состава, вес.В:, Олово 0,9-1,5

Свинец 7,0-10,0

Фосфор 1 5-2,5

Медь Остальное

Использование известного сплава

При получении оловянистых бронз не обеепечивает необходимого уровня 30 физико-механических свойств. Относительно высокое содержание свинца вы зывает появление лнквации н пористости, что влечет за собой неоднородность структуры и свойств бронз.

Целью изобретения является повышение физико-механических и анти фрикционных сВОЙстВ сплаВОВ. свойств. При.содержании его в лигатуре менее 0,5% он нЕ оказывает Влияния на свойства бронзы. Содержание свинца более 1,5Ъ вызывает появлением лкквации, пористости и нестабильности свойств бронзы.

Фосфор используется как раскислитель и элемент, способствующий повышению жидкотекучести и антифрикционности. При содержанки в лигатуре менее 3,5% фосфора он не оказывает заметного влияния на свойства бронзы. Содержание фосфора более 18,5В вызывает снижение ударной вязкости, появляется хрупкость.

Введение в состав лигатуры никеля, молибдена, ниобия и тантала определяет значительное повышение физикомеханических свойств и иэносостойкости за счет положительного их действия на микроструктуру бронзы. кРоме того, перечисленные элементы способствуют устранению характерного для бронз порока - пористости.

Никель повышает прочностные, пластичные и отчасти антифрикционные свойства бронз. Оптимальные свойства бронз получаются при содержании в лигатуре 6-15% никеля. Нижний предел по содержанию никеля определяется минимальным его количеством, позволяющим повысить прочностные свойства бронзы. Верхний предел ограничен из соображений себестоимости.

Молибден, ниобий-, тантал, способствуют измельчению микроструктуры, повышению прочностных свойств, повышению антифрикционности.

Иэмельчекке микроструктуры в свою очередь определяет уменьшение пористости, повышение качества и однородности отливок.

Содержание молибдена и ниобия в лигатуре, меньше нижних пределов приводит к получению неоднородной структуры к уменьшению ее твердости, а со» держание этих элементов и лигатуре больше верхних. пределов приводит к повышению хрупкости бронзы и снижению пластических свойств.

Тантал в составе лигатуры уменьшает газонасыщенность бронзы, снижает междендрктную поркстость и увеличивает плотность отливок, оптимальное его содержание в составе лигатуры должно быть 0,1-0,6%. При содержании

егоs лигатуре менее 0,1% положительное действие тайтала на уменьшение газоиасыщенности исчезает. Превышение содержания тантала более 0,6В приводит к повышению хрупкости бронзы, снижает ее перерабатываемость.

Проводились исследования влияния предложенной лигатуры на свойства оповянкстой бронзы ОФ 10-1, Лигатуры выплавлялн в индукционной печи

ЛПЗ 37 °

1027262

Таблица 1

Содержание элементов, вес.Ъ

Лигатуры Состав

Олово Свинец Фосфор Никель Молибден Ниобий Тантал Медь

Остальное

То же

0,95 7,8 1,56

1,47 9,7 2,44

Известная 1

Предложенная 3

15, 0

6,0

12,8

7,6

0,8 0,1

4,0 0,6

12,0

3 5

11,2

4,8

3 5

18,5

9,4

15,4

14,0

42,5

28,7

35,8

0,5

1,5

0,78

1,36

2,2 0,4

3,6 0,3

Таблица 2

Физико-механические свойства

Применяемая лигатура

Состав лигату° ры

8 кгс/мм

Известная

25,4

3,5

0,7

0.,008

0,006

0 015

0,018

25,8

3,6

0,75

0,003

9,003

0,002

0 002

33,1

34,3

34,0

33,2

3,9

4,2.

4,8, 4,6

1,0

1 1

1,0.

1,1

0, 008

0,006

0,005

0,005

Предложенная 4

l

Заказ 4678/31 - Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ

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

Составы различных лигатур, использованные для легирования бронзы

ОФ 10-1, представлены в табл. 1.

Лигатуры 1 и 2 по составу соответствуют известному сплаву. Лигатуры 5

3 - б соответствуют предложенному составу. Расход лигатуры для легирования бронзы ОФ 10-1 составлял 1%.

Свойства бронзы ОФ 10-1, полученной с использованием различных лига- 1О тур, представлены в табл. 2.

Вронэы, легированные предложенными составами 3 — 6, имеют более высокие прочностные и антифриКционные свойства по сравнению с бронзами, леги-. рованными известными составами 1 и 2.

Так, предел прочности при растяжении увеличивается с 25,4 — 25,8 до 33 1 -..34 3 кгс/мм2 .ударная вяэ-.

Ф t У

20 кость с 0,7-0,75 до 1,0 - 1,1 кгс/мм износ образцов снизился от 0,0060,008 до 0,002-0,003 r/÷, коэффициент трения — от 0 025 - 0,018 до 0,007О, 00.9.

Испытания на износостойкость проводились на машине трения МТ-6, пальчиковые образцы ф 5 мм из бронзы работали по стальным роликам диаметром 40 мм (сталь 3.8ХГТ цементирован. ная НРс 56 - 63 масло МС 20, нагрузка 800 кгс/см2) время испытаний 4 ч.

Предложенный состав лигатуры может быть использован для легирования оловянистых-бронз, отливаевых для венцов червячных колес и высоконагруженных подшипников скольжения, при производстве редукторов.

Технико-экономическая эффективность определяется повьыением долго- вечности и КПД редукторов.

0 а к, Коэффи- Износ, 4, кгс/см циент .. г/ч трения