Лигатура

 

(72) Авторы изобретения

С. Л. Барабаш, Э. Е. Птичкин, М. А. Шафоренко и В. Ф. Конюк

Одесский конструкторско- технологический институт по поршневым кольцам (71) Заявитель (54) ЛИГАТУРА

Изобрет=нне относится к черной металлургии, в частности к лигатурам для получения сложнолегированных чугунов, используемых в производстве износостойких деталей, работающих при повышенных температурах, например поршневых колец двигателей внутреннего сгорания.

Известна лигатура (1), содержащая компоненты в следующем соотношении, вес.%:

Хром 10-50

Никель 2 — 20

Кремний 5 — 20

Молибден 10 50

Углерод 1 — 5

Марганец 1 — 40

Фосфор 0,1 — 5

Железо Остальное

Однако легирование чугуна этой лигатурой. приводит к образованию в отливках эвтектики типа Fe — С вЂ” Мп — р. Порогом устойчивости эвтектики является температура 600 С, после которой она распадается с выделением карбида марганца н способствует увеличению твердости чугуна.

Это делает невозможным ее применение для тонкостенных отливок, например, поршневых колец, в которых не допускается структурно-свободный цементит и карбиды. Кроме того, необходимость термообработки предшествующей обработке резанием усложняет технологический процесс.

Наиболее близкой к предлагаемому ло составу является лигатура (2), содержащая, вес.%:

Хром 5 — 30

Никель 5 — 25

Молибден 5 — 35

Вольфрам 01 1,0

Кремний 5 — 20

Углерод 0,3 — 4

Фосфор 0,1 — 10

Железо Остальное

Однако легирование чугуна этой лигатууой приводит к появлению карбидов хрома, молибдена, вольфрама и структурно-свободного цементита в тонкостенных отливках. Для облегчения механической обработки резанием заготовки необходимо подвергать термообработке. Кроме того, при выплавке лигатуры

859472 и при последующем легировании чугуна происходит весовая ликвация вольфрама, из-за чего состав лигатуры оказывается нестабиль. ным даже в объеме одной плавки. Часть вольфрама поглощается футеровкой плавильного агрегата, что увеличивает расход лигатуры.

k1e««b иэобрете«п«я — упрощение технологического процесса отливки сложнолегированных чугунных деталей.

Указанная цель достигается тем, что лигатура, содержащая хром, молибден, никель, крем«п«й, углерод, фосфор, железо, дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Хром 5 — 20

Никель 5 — 30

Кремний 0,1 — 10 0

Молибден 20 — 35

Углерод 0,05 — 4,0

Фосфор 0,05 — 6,0

Медь 0,05 — 30,0

Железо Остальное

Соотношение компонентов в лигатуре позволяет упро тить технологический процесс изготовления тонкостенных деталей иэ сложнолегированного чугуна эа счет устранения онерацнн термообработки, а также получить заготовки без структурно-свободного цементита (отбела) в литом состоянии, Отсутствие вольфрама позволяет получить лигатур однородного состава и улучшать ее усвоен««е при вводе в жидкий чугун эа счет уме««ьшения температуры плавления, а добавка меди способствует повышеии«о прочностных н упругих свойств чугуна.

Пример. Лигатуру выплавляют в индукционной печи ЛП вЂ”.67 с графитовым тиглем.

В качестве исходных ис««ольэ ют чистые металлы и ферросплавы.

Лигатура применена при отливке поршневых колец из чугуна следующего химического со. става, вес.%:

Углерод 3,6-3,9

Фосфор 0,4-0,6

Никель 0,1-0,6

Кремний 2,4 — 2,7

Сера До 0,1

Хром 0,15 — 0,4

Марганец 0,5-0,8

Медь 0,01 — 0,5

Молибден 0,3-0,6

Железо Остальное

Всего проведено 6 серий опытных плавок поршневых колец с использованием цредлагаемой лигатуры и лигатуры известной соответственно по 3 серии плавок. Поршневые кольца, отлитые с известной лигатурой, перед механической обработкой подвергают отпуску при 600 С в течение 2 ч.

Механические свойства и структура поршневых колец, отлитых с использованием различных лигатур, приведены в таблице.

Данные, приведенные в таблице, показывают, что использование предлагаемой лигатуры позволяет получить заданную структуру (беэ включения деме««та) беэ доцолиительной термообре ботки. Механические свойства чугуна улучилются с увеличением содержания в лигатуре молибдена, никеля и меди. Содержание хрома предпочтительно выдерживать ближе к средним значениям, так как при его избытке появляется точечный графит, а низкое его содержание ведет к уменьшению твердости за счет увеличения количества феррита.

35 Использование предлагаемой лигатуры позволяет увеличить предел прочности (на иэп16) чугуна для поршневых колец на 5 — 6%, а модуль упрутости — на 9 — 10%.

85947".

Молибден

Углерод

Фосфор

Медь

Железо

20 35

0,05--4

0,05 — 6

0,05 — 30

Остальное

Составитель Т. Платицина

Техред А. Бабинец Корректор М. Пожо

Ъдактор К. Лембак

Заказ 747//44

Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формула изобретения

Лигатура, содержащая хром, никель, крем.ний, молибден, углерод. фосфор, железо, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения технологического процесса отливки сложнолегированных чугунных деталей, она дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Хром 5 — 20

Никель 5 — 30

Кремний 0,1 — 10

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 581160, 1о кл. С 22 С 35/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР Р 558958, кл. С 22 С 35/00, 1977,