Фрикционный чугун для тормозных колодок

(51)5 С 22 С 37/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ций вводится в чугун в виде комплексных кальцийсодержащих лигатур,Барий благодаря повышенной модифицирующей активности и рафинирующему действию оказывает благоприятноевлияние на свойства железоуглеродистых расплавов, У чугуна с низким содержанием углерода он улучшает характер вьщеления графитовых включений: уменьшает количество междендритногоэвтектического графита, а также предупреждает выделение цементита в виде крупньж включений.Введение в чугун бария в количестве 0,001-0,207 повышает однородность ,макроструктуры, улучшает метчллическую основу, увеличивает дисперсность перлита, прочность, вязкость и износостойкость. Барий дается в чугун(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта(56) Авторское свидетельство СССР " 834206, кл, С 22 С 37/10, 1979.Авторское свидетельство СССР1129263, кл. С 22 С 37/ОО, 1982. (54) ФРИКЦИОННЫЙ ЧУГУН:ПЯ ТОРМОЗНЫХ КОЛ 1,ОК(57) Изобретение относится к металИзобретение относится к области металлургии, в частности к разработке составов чугуна для тормоэных колодок.Цель изобретения - понышение предела прочности при изгибе, снижение износа тормозных колодок и уменьшение тормозного пути,Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим.Кальций обладает большим сродством с кислородом, поэтому он широко применяется в качестве модификатора. При содержании кальция в пределах 0,001-0,15 уменьшается склонность чугуна к отбелу, улучшается форма и ориентация графита, а также дисперсность металлической основы, Каль 2лургии и может быть использовано при производстве чугунных тормозных колодок. Цель изобретения - повышение предела прочности при изгибе снижение износа тормозных колодок и уменьшение тормозного пути, Предложенный чугун содержит,мас,2: углерод 2,7- 3,4; кремний 0,5- 1,О, марганец 0,4- 0,9, фосфор 0,45-0,8, кальций 0,001- 0,15, барий 0,001-0,20 и железо - остальное, Дополнительный ввод в состав чугуна бария и увеличение в нем содержания фосфора и уменьшение содержания углерода обеспечило повышение Й в 1,26-1,44 раза, снижение износа в 1,1 - 1,85 раза и уменьшение тормозного пути в 1,2-1,28 раза.1 табл.в виде комплеКсной барийсодержащей лигатуры.Ограниченное содержание фосфора 10,45-0,803 обусловлено необходимостью получения чугуна с повьш 1 енной теплостойкостью, достаточной прочностью и малой склонностью к искрению при сложных условиях торможения,При выборе химического состава предлагаемого чугуна принималось во внимание не только сумма углерода и кремния, но также оптимальное соотношение этих элементовУчитывалось, что кремний в половинчатом чугуне при (С+81) 4,37. действует на графитизацию сильнее углерода примерно в два раза.Содержание кремния бралось несколько ниже критическогоИз этих соображений сумма углерода и кремния для деталей со стенками толщиной 60-80 мм рассчитана (с учетом экстремаль 11 ых значений) в интервале 3, 9- 4,37, При таком соотношении и при менении модифицирования процесс графитизации несколько затормаживается, вследствие чего выделенный графит при распаде ледебурита не успевает собраться в крупные пластинки и В Ви де ме 11 ких включений завихренной формырав 11 омерно распределяется в массе чугунаПри оптимальном содержании кальция(0,021) или бария (0,0152) в комплексе с низким углеродом и кремниемможет бить получен чугун с перлитной основой, повышенной дисперсностьюи графитом пластинчатой формы среднейвеличины, обладающий высокой изно 40состойкостью и прочностью- 450-550 МПа,Изменение содержания (вес,7.) компонентов в сторону нижних пределовот оптимальных, например углероданиже 2,7, кальция и бария, может привести к ухудшению литейных свойствчугуна, появлению раковин, пор, отбела, снижению фрикционных свойств ипрочности колодок,Введение кальция и бария в чугун50выше верхнего предела не оказываетположительного действия на фрикционные свойства и износостойкость чугуна ввиду понижения его твердости,повышения содержания структурно свободного феррита и увеличения объемарозеточного графита в матрице с крупным строением илас 1 ин, 11 редложенный чугун при оптималь-.ном соотношении всех элементов отФормула изобретения Фрикционный чугун для тормозных колодок, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, кальций и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения предела прочности при изгибе, снижения износа тормозных колодок и уменьшения тормозного пути, он дополнительно содержит барий при следующем соотношении компонентов, мас.УглеродКремнийМарганец 2,7-3,4 О, 5-1,0 О, 1-0,9 личается равномерным распределениемв объеме некрупных размеров фосфидной эвтектики и пластинчатого графита завихренной формы; в не 1 не обязательно присутствие легирующих элементов, он не требует какой-либотермической обработки, что существенно сокращает стоимость литья (колодок) без снижения его эксплуатационных свойств,Процесс производства тормозныхколодок из чугуна осуществляется следующим образом, Расчет шихты ведетсяс учетом заданного химического состава чугуна, Температура плавления чугуна устанавливается 1450-1511 С.Температура модифицирования 1340140011 С, при заливке в формы 13001360 СВ качестве модификатора беретсямеханическая смесь, состоящая из силикокальция (81.Са) и силикобария(81.Ва). Лигатуру (смесь) вводят вковш после наполнения последнего на1/3. Феррофосфор доменного производства дают в вагранку вмес ге с шихтой,Время ввода модификатора до разливкичугуна в формы не превышает 15 мин.Контроль чугуна на отбел ведут потехнологическим пробам,Результаты сравнительного анализа свойств чугуна предложенного и известного составов приведены в таблице. Как следует из таблицы, дополнительный ввод в состав чугуна Ба, атакже изменение в нем содержания Си Р обеспечило повышение ,фв 1,261,44 раза, снижение износа в 1,в1,85 раза и уменьшение тормозного пути в 1,2-1,28 раза.ТВРрл сть,ПВ ПределпрочнпсС 81 Мп Са Р Ва 1 1 путь и Ос тал ьн ое Составитель Н, КосторнойТехред Л.Олийнык Корректор Э, Нончакгва Редактор О, Спесивых Заказ 1304 Тираж 486 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Иосква Ж, Раушская наб., д. 4/5 тПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород ул. Гагарина, 11 1 2, 70 2 2,75 3 3,20 4 3,27 5 3,40 6 3,21 7 3,31 Извест,20 ный 1,00 090 1,20 0,62 0,60 0,40 0,63 0,70 0,50 0,45 0,55 0,48 0,56 0,72 082 074 0,001 0,150 0,015 0,0005 0,0160 0,0007 0,0160 0,0070 0,45 00010 0,56 0,0003 О 55 00140 0,51 0,0440 0,60 0,0005 0)50 0 2000 0,80 00100 0,21 3,70 3,95 3,80 З 90 3,90 3,76 3,87 5,02 112 118 Ьа 86 119 94 98 12 о 5369 5473 4944 5016 5468 5013 5087 6813 тн, НГ 1 420 384 550 490 340 510 479 ЗЗЬ 241 249 255 241 231 245 2 ч 5 227