Антифрикционный чугун



Антифрикционный чугун
Антифрикционный чугун

 


Владельцы патента RU 2567964:

Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" (RU)

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления отливок тормозных дисков. Антифрикционный чугун содержит, мас.%: углерод 3,70-3,80, кремний 1,51-1,69,марганец 0,5-0,7, медь 0,44-0,52, никель ≤0,13, хром ≤0,12, сера ≤0,13, олово 0,11-0,13, фосфор ≤0,1, железо - остальное, при этом эвтектический углеродный эквивалент, рассчитанный по формуле Cэкв.=C+Si/3, составляет 4,2-4,4, а соотношение меди к олову составляет 3,9-4,1. Техническим результатом изобретения является повышение теплопроводности и трещиностойкости антифрикционного чугуна. 2 табл.

 

Изобретение относится к металлургии, и может быть использовано для изготовления отливок деталей автомобиля, в частности тормозных дисков.

Известен антифрикционный чугун по патенту RU №2409690 от 04.02.2008, имеющий следующий состав ( мас.%):

углерод 3,40-3,65
кремний 1,30-1,49
марганец 0,5-0,7
медь 0,3-0,6
никель ≤0,13
хром ≤0,12
сера 0,09-0,13
олово 0,08-0,12
фосфор ≤0,1
железо остальное

Наиболее близким по составу является состав антифрикционного чугуна, принятый в качестве прототипа, по заявке на изобретение RU №2007146166 от 11.12.2007, содержащий ( мас.%):

углерод 3,4-3,9
кремний 1,7-2,1
марганец 0,5-0,7
медь 0,3-0,6
никель ≤0,11
хром ≤0,1
сера 0,09-0,13
олово 0,08-0,12
фосфор ≤0,1
железо остальное

Недостатком данного антифрикционного чугуна является его недостаточная трещиностойкость при изготовлении из него деталей, работающих в условиях высокого термического и динамического нагружения, в частности таких деталей, как тормозной диск для автомобилей, прежде всего из-за относительно высокого содержания кремния.

Задача изобретения - повышение теплопроводности и трещиностойкости антифрикционного чугуна.

Данная задача решается за счет того, что чугун имеет следующее соотношение компонентов (мас. %):

углерод 3,70-3,80
кремний 1,51-1,69
марганец 0,5-0,7
медь 0,44-0,52
никель ≤0,13
хром ≤0,12
сера ≤0,13
олово 0,11-0,13
фосфор ≤0,1
железо остальное

При этом чугун должен иметь эвтектический углеродный эквивалент в пределах 4,2-4,4 (Сэкв.=С+Si/3=4,2-4,4) при обязательном выдерживании соотношения меди к олову %Cu/%Sn=3,9-4,1 и содержания кремния в диапазоне 1,51-1,69.

Соблюдение данных соотношений компонентов обусловлено следующим. Ввиду кинетического влияния меди и олова на структурообразование чугуна, при их совместном введении в расплав чугуна, в перлите, на межфазной границе между пластинками феррита и перлита, в соответствии с диаграммой состояния «медь - олово» будут формироваться смешанные атомные слои из обоих металлов определенного фазового состава в зависимости от конкретной концентрации каждого из них. Наиболее высоким уровнем механических свойств обладает так называемая колокольная бронза - сплав меди с 18-22% олова, имеющая также достаточно низкие демпфирующие свойства (внутреннее трение). Пониженное содержание кремния улучшает теплопроводность чугуна и, как следствие, его трещиностойкость.

Таким образом, при одновременном микролегировании расплава чугуна медью и оловом ввиду идентичного кинетического механизма их влияния на формирование структуры, на межфазной границе между пластинками феррита и цементита в перлитном зерне синтезируются сплавы - бронзы различного состава в зависимости от конкретного содержания и соотношения меди и олова.

Для создания на межфазной границе в перлите чугуна сплава состава Cu-20%Sn необходимо обеспечить соотношение компонентов 4:1 соответственно, при этом по аналогии с наиболее высоким комплексом свойств отливок из колокольной бронзы соответственно достигается повышение свойств отливок из чугуна.

В таблице 1 приведены химический состав предлагаемого антифрикционного чугуна, а в таблице 2 - результаты испытаний на трещиностойкость тормозных дисков из антифрикционного чугуна по заявке на изобретение RU №2007146166 от 11.12.2007 (1) и предлагаемого антифрикционного чугуна (2).

Антифрикционный чугун был получен следующим образом.

Выплавку проводили в индукционной среднечастотной печи. Шихту готовили из литейного чугуна Л1; лома стального марок 1А, 2А, 8А-10А; меди катодной, медных отходов, меди без полуды и пайки марок Мок, М1к, М2к, Моок, M1; ферромарганца марок ФМн70, ФМн78, ФМн88; олова марки 01 и графита искусственного измельченного марки ГИИ-А. Все шихтовые материалы, кроме олова, подавали в завалку. Олово вводили в расплав чугуна за 2-3 минуты до выпуска. Разливку антифрикционного чугуна производили в песчано-глинистые формы.

Антифрикционный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, никель, хром, серу, олово, фосфор и железо, отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

углерод 3,70-3,80
кремний 1,51-1,69
марганец 0,5-0,7
медь 0,44-0,52
никель ≤0,13
хром ≤0,12
сера ≤0,13
олово 0,11-0,13
фосфор ≤0,1
железо остальное,

при этом эвтектический углеродный эквивалент, рассчитанный по формуле Cэкв.=C+Si/3, находится в пределах 4,2-4,4, а соотношение меди к олову составляет 3,9-4,1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к чугунам с шаровидным графитом. Чугун содержит, вес.

Чугун // 2561541
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам чугуна, который может быть использован для изготовления деталей тепловых агрегатов, печей и электроплит.

Чугун // 2560465
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам чугуна, который может быть использован в машиностроении. Чугун содержит, мас.%: углерод 2,4-3,0, кремний 1,2-1,6, марганец 0,6-0,8, хром 0,1-0,15, ванадий 2,4-3,2, рений 0,04-0,06, медь 1,6-2,0, магний 0,004-0,008, железо - остальное.
Чугун // 2557436
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам чугуна, который может быть использован для изготовления изделий, работающих в условиях трения и повышенного износа.
Чугун // 2557199
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам чугуна, который может быть использован для изготовления изделий, работающих в условиях трения и повышенного износа.

Чугун // 2557198
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам чугуна, который может быть использован для изготовления изделий, работающих в условиях трения и повышенного износа.
Чугун // 2557197
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам чугуна, который может быть использован в машиностроении. Чугун содержит, мас.%: углерод 3,0-3,5; кремний 1,7-2,5; марганец 0,4-0,8; никель 0,15-0,25; хром 0,4-0,6; титан 0,15-0,3; медь 0,1-0,3; кальций 0,005-0,015; бор 0,005-0,015; ниобий 0,4-0,8; железо - остальное.
Чугун // 2557196
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам чугуна, который может быть использован в машиностроении. Чугун содержит, мас.%: углерод 3,6-4,0; кремний 0,4-0,8; марганец 1,4-2,0; хром 0,2-0,3; никель 0,3-0,8; титан 0,002-0,005; гафний 3,0-4,0; ниобий 0,2-0,3; молибден 3,0-4,0; железо - остальное.

Чугун // 2557195
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам чугуна, который может быть использован для изготовления деталей двигателей, печей и тепловых агрегатов.
Чугун // 2557194
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам чугуна, который может быть использован в машиностроении. Чугун содержит, мас.%: углерод 3,5-4,0; кремний 2,0-2,5; марганец 0,6-0,8; медь 1,6-2,2; алюминий 0,3-0,7; кальций 0,001-0,0012; иттрий 0,003-0,007; цирконий 0,05-0,07; титан 0,01-0,012; бор 0,06-0,1; железо - остальное.
Тормозной диск для дискового тормоза, включающий тормозную ленту, изготовленную из чугуна, включающего углерод, кремний, марганец, молибден, хром. Преимущественно тормозной диск имеет характеристики повышенной устойчивости к механической и тепловой напряженности, а также высокой устойчивости к коррозии. 9 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам чугуна, который может быть использован в машиностроении. По одному из вариантов чугун содержит, мас. %: углерод 3,5-4,0; кремний 2,0-2,5; марганец 0,6-0,8; медь 1,6-2,2; алюминий 0,2-0,25; кальций 0,001-0,0012; иттрий 0,003-0,007; литий 0,0002-0,0003; никель 1,0-1,4; рении 0,05-0,07; бор 0,06-0,1; железо - остальное. По второму варианту чугун содержит, мас. %: углерод 3,5-4,0; кремний 2,0-2,5; марганец 0,6-0,8; медь 1,6-2,2; алюминий 0,2-0,25; кальций 0,001-0,0012; иттрий 0,003-0,007; литий 0,0002-0,0003; кобальт 1,0-1,4; рений 0,05-0,07; теллур 0,0006-0,001; железо - остальное. Техническим результатом изобретения является повышение прочности чугуна. 2 н. п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к получению тормозных локомотивных колодок из фрикционного чугуна. Для повышения долговечности и износостойкости трибологической пары «колесо-колодка» тормозную колодку получают из фрикционного чугуна, содержащего углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, барий, кальций, железо и примеси, путем термической обработки, включающей нагрев в печи до температуры 950-1000°С, выдержку в течении 2 часов и охлаждение вместе с печью до комнатной температуры с обеспечением феррито-графитовой микроструктуры. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Чугун // 2582831
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам чугуна, который может быть использован в машиностроении. Чугун содержит, мас. %: углерод 3,0-3,4; кремний 2,8-3,2; марганец 0,2-0,4; кобальт 0,2-0,25; бор 0,06-0,08; ниобий 1,0-1,2; серебро 0,001-0,002; железо - остальное. Техническим результатом изобретения является повышение прочности чугуна. 1 табл.
Наверх