Чугун для гильз цилиндров

(5)5 С 22 С 37/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТО РС КОМУ С В ИДЕТЕЛ ЬСТВУ(46) 23.10.90. Бюл, М 39(71) Ярославский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 981431, кл, С 22 С 37/10, 1982.Материалы в машиностроении. Выбор иприменение. Чугун. / Под ред, А,А.Жукова иА.Д.Шермана, Т. 4, - М.: Машиностроение,1968, с. 99.(54) ЧУГУН ДЛЯ ГИЛЬЗ ЦИЛИНДРОВ Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке состава чугуна для гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания.Цель изобретения - повышение износостойкости гильз при трении без смазки, прокаливаемости.Чугуны с содержанием марганца 2,2 - 2,3 мас.; имеют комплекс свойств, необходимых для закаливаемых гильз цилиндров. Гильзы, полученные из предлагаемого чугуна, имеют повышенную износостойкость, в условиях масляного голодания в районе мертвойточки - зоне максимального износа (ВМТ), благодаря наличию структуры, обеспечивающей лучшее сопряжение металлической основы с окисной пленкой; а также прокаливаемость и пониженный уровень деформаций после термообработки. Применение предлагаемого чугуна позволяет снизить время закалки ТВЧ, уменьшить(57) Изобретение относится к металлургии, а именно к изысканию химического состава серого чугуна для гильз цилиндров, подвергающихся закалке с нагревом ТВЧ, для повышения износостойкости поверхностного слоя, и кроме того, связана с необходимостью исключения из его состава дефицитных легирующих элементов и экономией материальных ресурсов. Цель изобретения - повышение износостойкости гильз при трении без смазки, прокаливаемости, снижение времени нагрева под закалку. Чугун содержит, мас,: С 3,0 - 3,6; 81 1,7 - 2,0; Мп 2,1 - 2,3; Т 0,03 - 0,08; Со 0,4 - 0,6 и Ее остальное. 3 табл. 3 В расходы на изготовление гильз, экономить остродефицитные легирующие элементы. Содержание марганца менее 2,1 приводит к снижению прокаливаемости и износостойкости чугуна по сравнению с предлагае мым. При содержании марганца в чугуне более 2,3; прокаливаемость и износостойкость существенно не изменяются, в то время как обрабатываемость чугуна резко ухудшается.Содержание меди повышено по сравнению с известным чугуном до 0,6, так как в отличие от всех других элементов, входящих в чугун, медь ускоряет первую стадию графитизации и тормозит вторую и, следовательно, при относительно низком содержании углерода и кремния и повышенном содержании марганца способствует как уменьшению отбела в литье, так и торможению графитизации при нагреве под закалку. Увеличение со160117.8 Таблица 1держания меди (более О,б) нецелесообразно иэ-эа ее дефицитности.Для исследования свойств предлагаемого чугуна изготовляют опытные партиигильз из чугунов, данные по химическому 5составу которых приведены в табл,1.Плавку чугунов осуществляют в индук ционной печи с последующим модифицированием расплава в разливочном ковше,марганец вводят в составе ферромарганца. 10Отливку гильз проводят центробежным способом в песчаных корках,Гильзы, изготовленные из указанныхчугунов, подвергают поверхностной закалке ТВЧ с последующим отпуском для получения закаленного слоя глубиной 1,5 -2,5 мм и твердостью НЙСэ, равной 42 - 45.Мощность установки ТВЧ 280 кВт, коэффициент спроса генератора установки ТВЧ0,8; коэффициент использования мощности 0,8.После термической обработки определяют твердость поверхности гильз, их абразивную износостойкость и износостойкостьв условиях сухого трения в паре с хромированным кольцом,В табл.2 приведены результаты испытаний чугунов, полученные при оптимальном(по иэносостойкости) для каждой плавки режиме закалки, 30Как видно из табл.2, величины, характеризующие износостойкость, прокаливаемость,превышают аналогичные характеристики у известных чугунов при одновременномуменьшении затрат на производство чугуназа счет экономии легирующих элементов, наизготовление деталей за счет зкономииэлектроэнергии, воды,Виды материальных затрат на изготовление 1 гильзы цилиндра даны в табл.3.Экономическая эффективность применения предлагаемого чугуна по сравнению .с известным достигается эа счет достижения себестоимости литья, уменьшения затрат на термическую обработку и можетбыть повышена за счет экономии режущегоинструмента, снижения металлоемкости отливок, а в сфере эксплуатации экономическая эффективность достигается благодаряповышению износостойкости гильз цилиндров и поршневых колец,Ф о р мул а изобретения Чугун для гильз цилиндров, содержащий углерод, кремний, марганец, титан, медь и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения износостойкости гильз при трении без смазки, прокаливаемости, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас, :Углерод 3,0 - З,б Кремний 1,7 - 2,0 Марганец 2,1 - 2,3 Титан 0,03 - 0,08 Медь 0,4 - О,бЖелезо Остальное1601178 Таблица 2 Термообработка Основные характеристики искажения макрогеометрии гильз после термообаботки, мкм Состав чугуна Интенсивность изнашивания, кг/мМаксимальное коробление Максимальная овэльность. При сухом трении, 10 Время нагрева ТВЧ под закал,с 280 140 90 65 36 33 2,40 1,29 1,00 0,55 1,40 0,72 120 110 110 150 130 32 30 30 32 28 0,50,440,40,50,4 0,70 0,67 0,65 0,73 0,80 1,26 1,26 1,27 1,32 1,26 62 59 58 66 60 10 Таблица 3+ Расход режущего инструмента на операцию развертывания - зенкерования закаленного зеркала гильзы.Вес отливки и ее стоимость принималась с учетом уменьше -ния литейного припуска и снижения стоимости металла.Редактор Н. Гунько Заказ 3249 Тираж 485 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Известный1 2 Предлагаемый1 2 3 4 5 Составитель Н, КосторнойТехред М,Моргентал Корректор С. Шекмар