Чугун

(1% (111 ЗСЮ С 22 С 37 10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) (22) (46) (72) А.Т. С.В. Ю.И, и В. (71) ский (53) (56) Р 83 3394301/22-0209.03.8207.03,84. Бюл, Р 9Э,Л.Воробьева, П,Я,Клепач,Головатый, А,А,фйлиппенков,Кочевых, Л.Г,Колычева,Сухарников, Б.Л.ЛевинтовР.ПирожниковУральский научно-исследователинститут черных металлов66913.018,294(088.8)1. Авторское свидетельство С4206, кл, С 22 С 37/10, 1981.Авторское свидетельство ССС5064, кл. С 22 С 37/10, 1981,УН, содержащий углерод, ганец, титан, ванадий, зо, о т л и ч а ю щ и йо, с целью повьыения изи и коэфФициента трения, ельно содержит ФосФор м соотношении ингредиенИзобретение относится к металлургии, в частности к серым чугунам скомпактным графитом для производстватормозных колодок железнодорожныхвагонов.Известен серый чугун 1, применяемый для отливки тормозных колодок,следующего состава, вес,:Углерод 2,0-3,6Кремний Оф 05-2 ф 5Марганец 0,2-1,5Титан 0,005-0,07Ванадий 0,05-0,2Алюминий 0,05-0,2Медь 0,01-1,0Фосфор 1,0-4,0 15Железо ОстальноеЭтот чугун имеет повышенный коэффициент трения, определяемый наличиемв структуре сплошной сетки фосфиднойэвтектики, которая, подплавляясь в 20процессе трения, играет роль смазки,Недостатками известного чугуна являются склонность к образованию вструктуре эвтектического цементитапри кристаллизации, что приводит кснижению коэффициента трения, низкаяизносостойкость металлической основычугуна в связи с малым содержанием всоставе чугуна карбидообразующихэлементов.30Наиболее близким к предложенномупо технической сущности является чугун и следующего химического состава, вес.:Углерод 3,0-3 6Кремний 1,6-2,4Марганец 0,4-1,8Титан 0,05-0,2анадий 0,05-0,2ттрий 0,002-0,02Церий 0,002-0,03Железо ОстальноеЧугун этого состава не имеет вструктуре отбела благодаря присадкеэлементов группы РЗМ, Комплексныекарбиды У и Т упрочняют матрицу, 45усиливают модифицирующий эффект,чтопозволяет получить плотную структу-.ру с мелким кристаллическим зерном,обладающую высокимихарактеристиками. 50Однако указанный чугун имеетнизкий коэффициент трения, что непозволяет использовать его для работы в тяжелых условиях торможения.Цель изобретения - повышение иэиосостойкости и коэффициента трениячугуна,10 40 Указанная цель достигается.тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, титан, ванадий, церий б 0 и железо, дополнительно содержит-ФосФор при следующем соотношении компонентов, вес.:Углерод, 2,0-3,6Кремний0,5-2,5 Марганец 0,4-1,5Титан 0,08-0,2Ванадий 0,05-0,2Церий 0,002-0,02фосФор 1,0-4,0Железо ОстальноеОптимальное содержание элементовв чугуне составляет, вес.: С 3,3,51 1,9 Мп Ор 8; Т 0,1; Ч 0,1;Се 0,004; Р 3,0,При введении в состав чугуна 1,04,0 Р модифицирующее действие Се,присутствующего в чугуне, усиливается. Церий действует как актчвныйграфитизатор, способствующий образованию компактных включений графитавместо розеточно-разветвленных, врезультате чего повыаается износостойкость.Исследование взаимного влияниясодержания фосфора и церия на образование отбела.показало, что присодержании в чугуне Се в пределах0,002-0,02 существует концентрационная область содержаний Р, не приводящая к отбелу чугуна, Интервалсодержания Р, равный 1-4, лежитвнутри этой области, благодаря чемуотбел, являющийся признаком брака,не образуется.Чугун содержит в структуресплошную сетку фосфидной эвтектики, которая, подплавляясь в процессе трения, играет роль смазки и определяет повышение коэффициента трения,Изучение свойств чугуна по данному. изобретению проводилось в сравнении с базовым чугуном, За базовыйпринят серый чугун для тормозных колодок, отливаемых по ГОСТ 6921-74,Оптимальное содержание элементов в.чугуне, вес,: С 3,2; Ми 1,0; 5 Ор 7;Р 2, Однако колодки, отливаемые изэтого серого чугуна, обладают низкойизносостойкостью и недостаточнымифрикционными свойствами.Химический состав, физико-механические и служебные свойства предложенного, известного 2 и базовогоЧугуна приведены в таблице,Величина коэффициентов трения, например, тормозных колодок зависит от начальной скорости торможения. При торможении с начальных скоростей движения выше 110 км/ч тормозная эффективность колодок из предложенного высокофосфористого чугуна более высокая, чем у тормозных колодок из чугуна-прототипа и базового чугуна. При более низких скоростях тормозная эффективность предложенного чугуна значительно превосходит характеристики прототипа и базового чугуна.Износостойкость тормозных колодок из высокофосфористого чугуна в 2 раза превосходит износостойкость колодокиз базового чугуна.1077945 ния обеспечивает повышение коэффициента трения на 59 и износостойкости на 60.Ожидаемый экономический эффект от использования предложенного чугу - на обусловлен повышением служебных свойств колодок и составляет 6722800 рублей. Предложенный чугун может быть использован также для изготовления, вкладьюаей для тормозных колодок, ВведенЖ в тело колодки иэ обычного серого чугуна вкладьыей из фрикционного материала эффективно с точки 5 зрения повышения срока службы колодок. Кроме того, применение иэобретеСвойства Химический состав чугуна,вес,ГБ 1 Ип Т 1 Ч Се Отбел,Известный 0,004 - 100 0,185 2080 4 Предложенный 0,002 10 118 1320 0 1390 0 0,02 4,0 160 3,3 1,9 0,8 0,1 0,1 0,004 3,0 150 0,001 0,85 120 0,03 4,3 132 0,200 0,004 1,0 135 0,350 1430 0 0,004 0,85 115 0,292 1580 0 0,004 4,0 160 0,440 1210 1 0,004 4,3 160 0,421 1200 0,002 1,0 130 0,380 1310 0 0,02 4,0 152 0,465 1250 0 0,001 0,85 115 0,262 1615 1 0,03 4,3 153 0,300 1420 8 0,2 78 0124 2315 10 ВНИИПИ Заказ 869/18 Тираж 603 Подписное филиал ППП "Патентф, г. ужгород, Ул.Проектная, 4 3,3 1,9 0,8 0,1 0,1 0,002 3,0 1,0 , 0,5 0,05 0,053,6 2,5 1,5 0,2 0,2 2,85 0,92 0,42 0,04" 0,04 3,7 2,65 1,7 0,28 0,28 3,3 1,9 0,8 0,1 0,1 3,3 1 ф 9 Ою 8 Ою 1 0 1 3,3 1,9 0,8 0,1 0,1 3,3 1,9 0",8 0,1 0,1 3,3 1,9 0,8 0,1 0,1 3,3 1,9 0,8 0,1 0,1 3,3 1,9 0,8 0,1 0,1 3 3 1,9 О 8 О 1 О 1 Базовый3,2 1,0 0,7 Износостой-. костьКоэф- Фициент тре ния при Ч = =65 км/г 0,380 0,428 0,453 0,258 Тор- мознойпуть, м 1200 0 1520 4 1800 8