Чугун

(54) ЧУГУН (57) Изобретение таллургии, а имен ления деталей цил двигателей внутре ным охлаждение относится к оо о к чугунам длндро-поршнев него сгорания, металлоформ сти м изготов й группь воздуш стекло ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВ 1 ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретение относится к области металлургии, а именно к чугунам для изготовления деталей цилиндро-поршневой группы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с воздушным охлаждением.Известен чугун (а,с, СССР М 1096299) следующего химического состава, мас,%: углерод 2,8 - 3,6; кремний 1,8 - 2,6; марганец 0,4 - 0,9; хром 0,05 - 0,25; никель 0,1 - 1,0: ванадий 0,05-0,30; молибден 0,1 - 0,5; медь 1,0 - 3,5; титан 0,03-0,15, фосфор 0,1 - 0,6; железо - остальное.Недостатком указанного чугуна является большая длительность приработки, наличие дорогостоящих легирующих элементов: никеля, ванадия, молибдена.Наиболее близким по составу к заявляемому я.ляется чугун, содержащий, мас,%; углерод 3,4 - 3,8; кремний 2,62 - 3,2; марганец 0,4 - 1,4; хром 0,26 - 1.6; медь 1,82 - 2,5; алюминий 0,05 - 0,2; кальций 0,005 - 0,02; железо- остальное. 1786173 А форм, кокилей, деталей камеры прессования машин для литья под давлением. Сущность изобретения; в чугун, содержащий, мас.%: С 3,4 - 3,8; Я 2,62 - 3,2; Мп 0,4 - 1,4; Сг 0,26 - 1,4, Сц 1,82 - 2,5; А 1 0,05-0,2; Са 0,005- 0,02; Ге остальное, вводят дополнительно титан в количестве 0,1-0,2 мас.%, причем карбидообразующие элементы - хром, марганец и титан должны содержаться в таких количествах, чтобы сумма % Сг+0,5(% Мп)+0,3(%Т) находилась в и ределах 0,49-2,46. Введение титана позволяет повысить износостойкость, снизить длительность приработки при сохранении обрабатываемости. 1 табл,Недостатками этого чугуна является невысокая износостойкость, повышенная длительность приработки.Целью изобретения является повышение износостойкости чугуна, уменьшение длительности приоаботки при сохранении обрабатываемости резанием.Поставленная цель достигается тем, что в чугун дополнительно вводят титан в количестве 0,1 - 0,2 мас,%, причем карбидообразующие элементы - хром, марганец, титан должны содержаться в таких количествах, чтобы сумма % Сг+0,5(% Ми)+0,3(%Т) находилгсь в пределах 0,49-2,36.Анализ патентной литературы показал, что не обнаружен чугун аналогичного состава для изготовления деталей цилиндро-поршневой группы ДВС с воздушным охлаждением со сходным сочетание свойств и количественным соотношение элементов. На основании этого можно сде лать вывод, что предлагаемый чугун соот1786173 Стой Зксноми ДлителНОСТЬприработки Износ г/из ч Чугунплавки кость ческаяскоростьрезанияпри точ,Са прессуюзих пор" 1 п Сг вней,тыс,циклов Предлагаемый чугун 4,57 4,26 36 42 24,9 23,7 11 О 1 ОО 0,005о,ог 1 82 0 О 052,5 0,2 0,2 0,261,6 3, 4 2, 62 О, 4 3,Е З,г 1,4 граничных значений пределаии о,оо 4 о,о 3 Чугуны 3,3 2,6 0,3 3,9 3,3 1,5 с содержанием компонентов за 74,8 3,90 12дезвийныи инструмен"том не обрабатывается 18 о 05 004 26 03 03 130 145 0 251,7 Известные чугуны 444 с 9 4,305 г 4,865,726,3 1,52031 1 с 5 135 0,250,261,6 о,7 О 4 3,5 1,9 3,4 262 3,8 3,2 0,0050,02 1,82 " 0,05 ветствует критерию "существенные отличия",Примеры, Чугун выплавляли и легировали в электрической печи, а модифицировалив ковше, Разливку вели в песчано-глинистые формы,Длительность приработки и износ чугуна определялись на машине СМЦпо схеме "диск-колодка", Диск из стали 45 Хтермически обработан на твердость НЯСз 1048 - 52. Его окружная скорость 1,5 м/с. Давление на неподвижный образец 1,2 Н/мм . Вкачестве смазки применялась дистиллированная вода, что позволило сократить длительность испытаний. 15Учитывая сложность организации и проведения длительных испытаний деталей цилиндро-поршневой группы, изготовленныхиз предлагаемого чугуна, износостойкостьдеталей оценивалась также, кроме указан. ного выше метода, и по результатам натурных испытаний прессующих поршнеймашин для литья под давлением (ЛПД), таккак, с одной стороны, долговечность поршней из обычного серого чугуна СЧ 20(плавка 25М. 5) недопустимо низка, что влечет за собойбольшои расход чугуна на изготовлениепоршней машин ЛПД, С другой стороны,испытания материала в условиях эксплуатации прессующих поршней хорошо моделируют работу деталей цилиндра-поршневойгруппы ДВС,Обрабатываемость чугунов оценивалась по экономической скорости резанияпри точении. 35 Содержание компонентов, мас.1 В таблице приведены полученные результаты и, для сравнения, результаты испытаний чугуна марки СЧ 20 (известный чугун плавки М 5),Титан необходим для оптимизации свойств чугунавлияющих на его прирабатываемость, При введении титана менее 0,1% (плавка М 3, Т 1=0,05%) износостойкость понижается. При содержании титана более 0,2% (плавка М 4, Т 1=0,3%) увеличивается длительность приработки,Применение чугуна указанного химического состава позволит повысить моторесурс двигателей с воздушным охлаждением за счет повышения износостойкости и уменьшения длительности приработки деталей цилиндро-поршневой группы, наиболее быстро изнашивающихся в ДВС.Дополнительный экономический эффект может быть получен за счет внедрения предлагаемого чугуна для изготовления металлоформ, стеклоформ, кокилей, деталей камеры прессования машин ЛПД, что позволит значительно повысить их долговечность,Формула изобретенияЧугун, содержащий, мас. %: углерод 3,4- 3,8; кремний 2,62 - 3,2;марганец 0,4 - 1,4; хром 0,26 - 1,6; медь 1,82 - 2,5; алюминий 0,05- 0,2; кальций 0,005 - 0,02; железо - остальное, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения износостойкости, уменьшения длительности приработки при сохранении обрабатываемости, он дополнительно содержит 0,1 - 0,2 мас,% тиана,