Чугун с шаровидным графитом

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалмстическик

Республик

< «956593 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 19.12.80 (21) 3221292/22 — 02 (5I)M. Кл. с присоединением заявки М

С 22 С 37/04

Ркударютаанный кюмнтет

СССР на аюлаи нзюбрютеннй и аткрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 07.09.82. Бюллетень М 33 (53) УДК 66913.018..2 (088.8) Дата опубликования описания 07.09.82 (72) Авторы И,Г. Ненжко и Л.А. Белинская (54) ЧУГУН С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ

i C

t, 1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к разработке материалов для: изготовления тормозных колодок железнодорожного транспорта.

Известны фрикционные чугуны с пластинчатым и шаровидным графитом (1).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является чугун с шаровидным графитом (2) следующего химического состава, вес.%:

Углерод 2,5 — 4,0

1О

Кремний 4,6-6,1

Марганец 0,2 — 0,5

Магний 0,03 — 0,1

Кальций 0,005-4),05

Редкоземельные металлы 0,01-0,05

1.

Железо Остальное

Известный чугун имеет коэффициент трения в паре с рельсовой и бандажной сталью 0,290,34. Эта величина коэффициента трения в достаточная при применении материала для

, изготовления тормозных колодок локомоти, вов, работающих в горнодобывающей и уголь. ной промьппленностн, где требуются более высокие фрикционные характеристики материала для обеспечения надежности торможения.

Целью изобретения является повышение коэффициента трения и износостойкости.

Укаэанная цель достигается тем, что компоненты чугуна, содержащего углерод, кремний. марганец, фосфор, магний, кальций, РЗМ, железо и примеси, взяты в следующих соотношениях, вес.%:

Углерод 2,5-4,0

Кремний 4,6-6,1

Марганец 0,3-0,8

Фосфор 0,3-0,8

Магний 0,03 — 0,1

Кальций 0,005-0,05

Редкоземельные металлы 0,01 — 0,5

Железо Остальное

Сера, хром, никель, медь — примеси в количестве до 0,1%.

В отличие от прототипа предлагаемый чугун имеет более высокое содержание фосфора.

956593

4 фикатором ЖКМК-2 с последующим вторичным модифицированием дробленным ферросилицием ФС 75, Р3М вводят в виде лигатуры СийтМиш — 1.

Составы сплавов приведены в табл. 1.

В табл. 2 приведены коэффициенты трения и Линейный износ в режимах установившегося трения.

В табл. 3 приведены те же характеристики в режиме торможения и длина тормозного пути.

Как следует из таблиц, коэффициент трения для всех чугунов в пределах заявляемого состава больше, а линейный износ меньше (в среднем на 15 — 20%), чем у сплава состава прототипа.

Высокие фрикционные характеристики, износостойкость обеспечивают высокую надежность торможения при скорости до 100 км/ч.

Экономический эффект от внедрения предложенного чугуна за счет повышения срока службы колодок составляет 20 — 25 р на 1 т колодок.

Таблица 1

Содержание элементов, вес.%

Твердость НВ, кгс/мм

Предел прочности при растяжении б,10 н/мг

Состав

Mn P Mg

Са РЗМ

Предлагаемый

321-330

223-229

293-302

30-32

61 08 08 01 005 05

4,0

4,6 0,3 0,3 0,03 0,005 0,01

22-25

30-32

2,5

5,3 0,5 0,6 0,06 0,025 0,20

4,9 0,28 0,05 0,03 0,02 0,02

3,2

И звесттп |й 2,9

Таблица 2

Коэффициент трения, м/с г

Состав при скорости, 10

2 10

Предлагаемый

14,8

0,38 — 0,42

0,36 — 0,40

0,38 — 0,40

0,30 — 0,32

0,42 — 0,48

0,38 — 0,44

0,41 — 0,46

0,32 — 0,34

15,2

16,2

16,4

15,5

15,8

Известный

16,6

При введении в чугун фосфора в указанных количествах образуются фосфиды железа, наличие которых приводит к повышению коэффициента трения. При содержании фосфора менее 0,3% количества образующихся фосфидов недостаточно для повышения коэффициента трения, а при содержании фосфора более 0,8% снижается прочность, повышается хрупкость чугуна, не наблюдается повышения износостойкости. 1О

Повышение содержания марганца до 0,8 вес.% увеличивает твердость и износостойкость чугуна за счет легирования феррита. При содержании марганца более 0,8 вес.% понижается износостойкость чугуна, что связано с превращением а-железа в у-железо в трущемся поверхностном слое. Чугуны выплавляют в индукционной печи ЛПЗ вЂ” 60 с кислой футеровкой тигля.

В качестве исходных шихтовых материалов применяют литейные чугуны ЛК 2 и ЛК 5.

Дошихтовку до нужного состава по кремнию проводят ферросилицием ФСК5, а по фосфору — феррофосфором ФФ. Модифицирование проводят в разлйвочном ковше модиЛинейный износ, мкм/км, при скорости м/с

Таблица 3

956593

Длина тормозного пути, м, прн скорости, м/с

Линейный износ за

10 ц мкм/м при скорости, м/с

Коэффициент трения прн скорости, м/с

Состав

15 25

l5 25

Предлагаемый

0,36-0,42 0,34-0,39 94

0,33-0,36 0,32-0,37 114

0,35 — 0,40 0,34 — 0,36 104

535

520

118

667

650

108

542

530

0,3 — 0,25 118

121

0,31 — 0,37

675

Известный

659

Формула изобретения

Чугун с шаровидным графитом, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, магний, кальций, редкоземельные металлы и железо, отличающийся ем, что, с цель повышения коэффициента трения и износостой кости, он содержит компоненты в следующем соотношении, вес.%:

Углерод 2,5-4,0

Кремний 4,6-6,1

Марганец 0,3-0,8

Фосфор 0,3 — 0,8

Магний 0,03 — 0,1

Кальций 0,005 — 0,05

Редкоземельные элементы 0,01 — 0,5 ю25 Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Красельский И. В., Виноградова И. Э.

Коэффициенты трения. М., Ыашгиэ, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке К 287936/22 — 02, кл. С 22 С 37 04, 1980.

Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открыпгй

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

Заказ 6524/7

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

Составитель Муравьев

Редактор M. Дылын . Техред М. Рейвес Корректор О. Билак