Чугун

 

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, бор и железо , отличаю щ.и йен тем,что,с целью повышения задироустойчивости / и износостойкости, он дополнительно содержит медь и один элемент, взятый из группы, срдержащей кальций и барий, при следующем соотношении компонентов , мас.%: Углерод 3,0-3,7 Кр емний 1,5-2,5 Марганец 0,4-1,0 Фосфор 0,1-0,4 Бор 0,009-0,040 Медь О,1-0,8 Один элемент , взятый из группы,содержащей кальций и барий 0,001-0,06 ЖелезоОстальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ае 00

3(58 С 22 С 37 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ) ".

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ti aBToPCKOMY СЕИДЕТЕЛЬСтВЪ (2 1) 356 31 95/2? -02 (22) 09. 03. 83 (46) )5.05. 84. Бюл. ¹ 18 (72) В. А. Приймак и А.И.))ирошниченко (7)) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по оборудованию для кондиционирования воздуха и вентиляции. (53) ббо 15 196{088 8) (56) 1. Патент Японии № 55-27616, кл. С 22 С 37/00, )980.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 326!70, 18.02.82. (54) (57) ЧУГУН. содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, бор и железо, отличающийся тем,что,с целью повышения задироустойчивости и износостойкости, он дополнительно содержит медь и один элемент, взятый из группы, содержащей кальций и барий, при следующем соотношении компонентов, мас.Е:

Углерод 3,0-3,7

Кр емний 1,5-2,5

Марганец О, 4-1, О

Фосфор 0,1-0,4

Бор 0,009-0,040

Медь О, 1-0,8

Один эле— мент„ взятый из группы,содержащей кальций и барий 0,001-0,06

Железо Ос таль ное

Изобретение относится к металлув= гии, в частности к разработке состава чугунов для отливок, работающих в условиях задира и износа.

Известен чугун 1),используемый 5 для двигателей и содержащий, вес.%:

Углерод 2,5-3,8

Кремний 1, 5-3,0

Марганец 0,5-1,9

Фо фор До 0„3

Медь или никель 0,4-1,0

Бор 0,02"0,1

Хром 0,3-1,0

Молибден 0,4-1,0 15

Сера До 0,1

Железо Остальное

Приведенный чугун характеризуетс- .. склонностью к отбелу для деталей малых масс и толщин тел; использованием дорогих и остродефицитных металлов; недостаточной задиростойкостью.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту является чугун (2j, содержащий ингредиенты в следующем соотношении, вес.%:

Углерод 3,0-3,5

Кремний 1,5-2,1 J)1

Марганец 0,4-0,8

Фосфор 0,1-0,2

Сера 0,05-0,12

Бор 0,01-0,02

Железо Остальное

Известный чугун обладает недостаточной эадиростойкостью и износостойкостью при высоких линейных скоростях скольжения и больших удельных давлениях. Это связано с тем9 что имеющиеся в чугуне поверхностно-активные элементы, например, кислород„ азот и другие, образуют по границам зерен металла окисные пленки и неметаллические включения, ре"-ко ослабляющие межкристаллитные связи.

Кроме того, данный чугун характеризу ется неоднородностью металлической матрицы.

Целью изобретения является повышение з адироустойчивости и износОСУОЙКОСТИ.

Указанная цель достигается тем, что чугун„ содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, бор и железо, дополнительно содержит медь и один элемент, взятый из группы, содержащей кальций и барий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

У глер од 3,0-3, 7

Кремний 1, 5-2,5

Мар ганец 09 190

Фосфор 0,1-0,4

Вор 0,009-0,040

Медь 0,1-0,8

Один элемент, взятый из группы 9 содержащей капьций и барий 0,001-0,060

Железо Остальное

Чуг;н может содержать серу до

0912%.

Введение меди способствует получению однородной мелкодисперсной перлитной матрицы чугуна, измельчению графита, повьппению механических свойств и его обрабатываемости, аьеетЯп да аиэ .i 13уппы капьций9 барий устраняет имеющиеся в чугуне поверхностно-активные элементы, образующие по границам зерен металла окисные пленки и неметаллические включения9 резко ослабляацие металлические связи

Микроструктура приведенного чугу на состоит из мелкодиснерсного перлита,мелко- и среднепластинчастого равномерно растределенного графита завихренной фОрмы :- вердость9 ИВ - 180-255.

Временное сопротивление разрыву9, 3 250 ИПа.

Для получения указанного чугуна проведены опытные плавки, Составы предложенного и известного чугуна приведены в табл,1 à свойства =-тих чугунов - в табл. 2.

1092201

Таблица

Химический состав, мас.Ж

Чугун 1

Р В

Металл иэ rpynn, содержащ, Са,Ва

$з.

3,25 1,83 0,47 О, 16 Оь 0!У вЂ” 0,08 - Остальное

Известный

Предлагаемый

1 4 035 008

1,5 0,4 О,!8

2,1 0,73 0,24

2 35 0 65 0,10

2 5 1 0 0 4

2,58 1,23 0,47

0,007 0,08

0,009 О, 1

0,02 0,50

0,015 0,45

2,8

0,001 Остальное

3,0

3,45

0,01

0,02

3,68

0,04 0,8

0,045 0,95

0,06

0,07

3,81

Таблица2

С войства чугуна при v = 7 м/с

Износ ь мг/см с

Чугун

Твердость,, НВ

Нагрузка,вызывающая задир МПа (1,00-2, 10) ° 1О

4,0

Известный

180

Пр едл ага емый

1 (О, 37-0, 5 1) ° 1О (О,!7-0,28) ° !О (0,10-0,22) 10 (0ь15 0*25) 10 (О, 18-0,27) ° 10

3,8

170. 180

9,5, 240

7,8

197

9,0

255

6,0

Схватывание

268

Как видно из приведенных данных, предлагаемый чугун значительно превосходит известный чугун по задиростойкости и износостойкости.

Предложенный чугун плавят в индукционных печах, В качестве шихтовых материалов при меняют чугун литейный чушковый марки Л5 или чугун литейный чушковый рафинированный марки ЛРЗ, сталь

0,8 кп, возврат собственного производства, ферросилиций марки ФС45, ферромарганец ФМнО, 5-ФМн78, катодная медь марки М1, М2, феррофосфор марки ФФ14, силикокальций марки

4 СКЦ15 или барий технический и ферробор марки ФБО-ФБ1.

При температуре жидкого чугуна, о

1450-1500 С в печь вводят катодную медь и феррофосфор. Доводят темпе о ратуру чугуна до 1550-1660 С, Счищают шлак. Производят модифицирование ферробором. Для этого ферробор засыпают на поверхность жидкого металла в печи, доводят его до температуры

ff

На струю расплава, при заполнении ковша, для раскисления вводят металл из группы, содержащей кальций, барий.Перемешивают расплав и счищают шлак.

1092201

Составитель Н.Косторной

Редактор М. Бандура Техред А.Ач Корректор О,Билак

Заказ 3210/17 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий!

13035,Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. У ж г оoр о д, ул . Проектная„ 4

Заливку металла производят при

1500-1380 С в сырые песчано-глинистые формы.

Эффективность изобретения заключается в повышении задирастойкости и износостойкости,а в конечном счете " в повышении надежности и долговечности изделия.

Экономический эффект от внедрения предложенного чугуна по сравнению с базовым объектом составит

1, IS тыс,,руб . на 1 т годного литья.