Фрикционный чугун для тормозных колодок

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве чугунных тормозных колодок. Цель изобретения - повышение предела прочности при изгибе, снижение износа тормозных колодок и уменьшение тормозного пути. Предложенный чугун содержит, мас.%: углерод 2,7 - 3,4

кремний 0,5 - 1,0

марганец 0,4 - 0,9

фосфор 0,45 - 0,8

кальций 0,001 - 0,15

барий 0,001 - 0,20 и железо - остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна бария и увеличение в нем содержания фосфора и уменьшение содержания углерода обеспечило повышение σ<SB POS="POST">U</SB> в 1,26 - 1,44 раза, снижение износа 1,1 - 1,85 раза и уменьшение тормозного пути в 1,2 - 1,28 раза. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 567652 А 1 щ)5 С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ций вводится в чугун в виде комплексных кальцийсодержащих лигатур.

Барий благодаря повышенной модифицирующей активности и рафинирующему действию оказывает благоприятное влияние на свойства железоуглеродистых расплавов, У чугуна с низким содержанием углерода он улучшает характер вьщеления графитовых включений: уменьшает количество междендритного эвтектического графита, а также предупреждает выделение цементита в виде крупньж включений.

Введение в чугун бария в количестве 0,001-0,207 повышает однородность ,макроструктуры, улучшает метчлличес кую основу, увеличивает дисперсность перлита, прочность, вязкость и износостойкость. Барий дается в чугун (21) 4222343/23-02 (22) 06.04,87 (46) 30.05 90. Бюл. 11 20 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (72) Т.В. Ларин, h.М Асташкевич, Е.A. Яковлев, И.В. Абашкин, Я.И, Шоташвили, В.С. Гудков, А.Г. Карноухов и А.А. Теплухин (53) 669.15-196 (ОЯЯ.Я) (56) Авторское свидетельство СССР

Н" 834206, кл. С 22 0 37/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР

1129263, кл. С 22 С 37/ОО, 1982. (54) ФРИК!(ИОННЫЙ ЧУГУН .(ЛЯ ТОРМОЗНЫХ

K0JI(), (0K (57) Изобретение относится к металИзобретение относится к области металлургии, в частности к разработке составов чугуна для тормозных колодок.

Цель изобретения — повышение предела прочности при изгибе, снижение износа тормозных колодок и уменьшение тормозного пути.

Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим.

Кальций обладает большим сродством с кислородом, поэтому он широко применяется в качестве модификатора.

При содержании кальция в пределах

0,001-0,15 уменьшается склонность чугуна к отбелу, улучшается форма и ориентация графита, а также дисперсность металлической основы. Каль2 лургии и может быть использовано при производстве чугунных тормозных колодок. Цель изобретения — повышение предела прочности при изгибе, снижение износа тормозных колодок и уменьшение тормозного пути. Предложенный чугун содержит,мас,X: углерод 2,73,4; кремний 0,5- 1,0, марганец 0,40,9 фосфор 0,45-0,8, кальций 0,001—

0,15, барий 0,001-0,20 и железо — остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна бария и увеличение в нем содержания фосАора и уменьшение содержания углерода обеспечило повышение Й „в 1,26-1,44 раза, снижение износа в 1,1 — 1,85 раза и уменьшение тормозного пути в 1,2-1,28 раза.

1 табл.

1567652 в виде комплеКсной барийсодержащей лигатуры.

Ограниченное содержание фосфора

10,45-0,80Х обусловлено необходимостью получения чугуна с повьш енной теплостойкостью, достаточной прочностью и малой склонностью к искрению при сложных условиях торможения.

При выборе химического состава предлагаемого чугуна принималось во внимание не только сумма углерода и кремния, но также оптимальное соотношение этих элементов ° Учитывалось, что кремний в половинчатом чугуне при (C+Si) 4,3Х действует на графитизацию сильнее углерода примерно н два раза.

Содержание кремния бралось несколько ниже критического ° Из этих соображений сумма углерода и кремния для деталей со стенками толщиной

60-80 мм рассчитана (с учетом экстремальных значений) в интервале 3, 94,3Х. При таком соотношении и при- 25 менении модифициронания процесс графитизации несколько затормаживается, вследствие чего выделенный графит при распаде ледебурита не успевает собраться н крупные 1(ластинки и В BH 3 де мелких включений завихренной формы равномерно распределяется в массе чугуна., При оптимальном содержании кальция (0,02Х) или бария (0,015Х) в комплексе с низким углеродом и кремнием может бить получен чугун с перлитной основой, повышенной дисперсностью и графитом пластинчатой формы средней величины, обладающий высокой изно40 состойкостью и прочностью о дд„= — 450-550 МПа.

Изменение содержания (вес.Х) компонентов в сторону нижних пределов от оптимальных, например углерода ниже 2,7, кальция и бария, может привести к ухудшению литейных свойств чугуна, появлению раковин, пор, отбела, снижению фрикционных свойств и прочности колодок.

Введение кальция и бария н чугун

50 выше верхнего предела не оказывает положительного действия на фрикционные свойства и износостойкость чугуна ввиду понижения его твердости, повышения содержания структурно свободного феррита и увеличения объема розеточного графита в матрице с крупным строением нластин.

Предложенный чугун при оптималь-ном соотношении всех элементов отФормула изобретения

Фрикционный чугун для тормозных колодок, содержащий углерод, кремний, марганец, Aochop, кальций и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения предела прочности при изгибе, снижения износа тормозных колодок и уменьшения тормозного пути, он дополнительно содержит барий при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод

Кремний

Марганец

2,7-3,4

О, 5-1,0

0,4-0,9 личается равномерным распределением в объеме некрупных размеров фосфидной эвтектики и пластинчатого графита завихренной формы; в не. не обязательно присутствие легирующих элементов, он не требует какой-либо термической обработки, что существенно сокращает стоимость литья (колодок) без снижения его эксплуатационных свойств.

Процесс производства тормозных колодок из чугуна осуществляется следующим образом. Расчет шихты ведется с учетом заданного химического состава чугуна, Температура плавления чугуна устанавливается 1450-1511 С.

Температура модифицирования 13401400 0, при заливке в формы 13001360 С °

В качестве модификатора берется механическая смесь, состоящая из силикокальция (8|Са) и силикобария (SiBa). Лигатуру (cMecb) вводят в ковш после наполнения последнего на

1/3. CeppoAochop доменного производства дают н вагранку вмес ге с шихтой.

Время ввода модификатора до разливки чугуна в формы не превышает 15 мин.

Контроль чугуна на отбел ведут по технологическим пробам.

Результаты сравнительного анализа свойств чугуна предложенного и известного составов приведены н таблице. Как следует из таблицы, дополнительный ввод в состав чугуна Ба, а также изменение в нем содержания С и Р обеспечило понишение,„ н 1,261,44 раза, снижение износа в 1,!в

1,85 раза и уменьшение тормозного пути н 1,2-1,28 раза.

0,45-0,8

0,001-0 15

0,001-0 20

Ос таль пne

1567652

Фосфор

Кальций

Барий

Железо

Хииическнй состав> Й

Чугун

Тормозной нанос, г

1 вер-1 > >

ПВ

Предел прочнпспуть, и

Ос тал ьн ое

Составитель Н. Косторной

Техред Л.Олийнык Корректор Э, .!1ончакг ва

Редактор О. Спесивых

Заказ 1304 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС("

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, !!!!

1 2, 70

2 2,75

3 3,20

4 3,27

5 3,40

6 3,21

7 3,31

Извест- 4,20 ный

l 00 0>90

1,20 0,62

0,60 0,40

0,63 0,70

0,50 0>45

0,55 0,48

0,56 0,72

0,82 0,74

0,001

О, 150

0,015

0,0005

0,0160

0,0007

0,0160

0,0070

0,45 0>0010

0,56 0,0003

0 55 0 0140

0,51 0,0440

0,60 0,0005

0,50 0,2000

0,80 0,0100

0,21

3,70

3,95

3,80

3 90

3,90

3,76

3,87

5,02

112

118

Ьс

86

119

94

98

129

5369

5473

4944

5016

5468

5073

5087

6813 тн, NT .. (420

384

479

336

247

249

241

23!

2?7