Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) .ъЫ 2 С 37/ ОБРЕТЕ ВТОРСКОМУ ЕТЕЛЪСТВ нститут.П. Полонин аллургии, эготовлей группы с воздуш 48.52. Его окру ление на непод В качестве сма рованная йода,Износостой оценивалась по таний стакановОбрабатыва по экономическ чении,ная скорость 1,5 м/с жный образец 1,2 Н и применялась дист ав мм,лли-. угуна спыГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССМ 1666569, кл, С 22 С 37/10, 1991,а именно к выплавке чугуна для иния деталей цилиндропоршневодвигателей внутреннего сгорания Изобретение относится к металлургии, а именно к выплавке чугуна для изготовления деталей цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с воздушным охлаждением, деталей камеры прессования машин. литья под давлением (ЛПД), деталей, работающих при термоциклических нагрузках.Целью изобретения является повышение иэносостойкости чугуна, уменьшение длительности приработки при сохранении обрабатываемости резанием.Для экспериментальной проверки предлагаемого состава были проведены 8 плавок,4 из которых показали оптимальные . результаты (см, таблицу).Чугун выплавляли и легировали в электропечи, а модифицировали в ковше. Разливку вели в песчано-глинистые формы.Длительность приработки и износ определялись на машине МСЦпо схеме диск- колодка; Диск стальной (сталь 45 Х) термически обработан на твердость НВСэ нь 1 м охлаждением, металлоформ, стекло- форм, деталей камеры прессования машин литья под давлением и других деталей, работающих при термоциклических нагруз-. ках. Предлагаемьй чугун содержит, мас,"): углерод 3,4,3,8; кремний 2,623,2; марганец 0,4.1,4; хром 0,261,6; медь 1,82,2,5; фосфор 0,10,4; алюминий 0,050,2; кальций 0,0050,02; железо - остальное, Чугунобладает повышенной износостойкостью, отличается небольшим временем приработки при сохранении обрабатываемости резанием. 1 табл. ость предлагаемого чезультатам натурных имашин ЛПД,емость чугуна оценив й скорости резания и В таблице приведены полученные результаты испытаний заявляемого чугуна в сравнении с чугуном марки СЧ 20 (известный чугун плавки %5).Увеличение углерода более 3,8; (плавка 4,(С 1=3,9 б/ вызывает заметное снижение прочности чугуна, повышается длительность приработки, Снижение хе содержания углерода ниже 3,40 (плавка 3,1 С 1= 3,3 Д) так же повышает длительность приработки,Наличие кремния выше 3,20) (плавка 4,Я= 3,3) влечет эа собой появление в структуре чугуна силикокарбидов и резкое ухудшение обрабатываемости резанием. Уменьшение содержания кремния ниже 2,6%(плавка 3) служит причиной появления отбела и, как следствие, ухудшение обрабатываем ости.Влияние марганца на свойства чугунавидно при сравнении чугунов плавок З,Мп 1- 0,3 и . 4 Мп 1= 1,5%, В первом случае вструктуре появляется феррит и снижаетсяизносостойкость, а во втором - образуетсяотбел, что резко ухудшает обрабатываем ость.Выбор нижнего предела по содержанию хоома Ю,26%) обусловлен тем, что внелегированных чугунах примесь хрома,как правило, достигает 0,150,25 (см, известный чугун плавки 5). Верхний предел(1,6) ограничен из - за резкого ухудшенияобрабатываемости,Медь оказывает существенное влияниена длительность приработки и износостойкость чугуна. При ее содержании ниже1,82 (плавка 3, 1 Сц 1= 1,8%) это влияниенезначительно, а при увеличении содержания меди больше 2,5 о(плавка 4 Со= 2;бо )дополнительного сокращения времени приработки не установлено.Алюминий вводится для рафинирования чугуна и повышения его теплопроводности. Чугун с содержанием алюминияменьше 0,05 (плавка З,ЕАЦ= 0,04) выплавить на обычной шихте затруднительно, авведение в чугун алюминия более 0,2 влечет снижение механической прочности,Кальций применяется для модифицирования чугуна с целью получения перлитнойструктуры, В присутствии меди кальций лучше растворяется, Выше 0,02 кальций растворим лищь при содержании медив чугунеболее 2,5 (плавка 4 СЯ= 0,03при СД=2,6).Выбор нижнего(0,1 ) и верхнего(0,4)пределов содержания фосфора в заявляемом чугуне сделан исходя из следующего.В микрообъемах чугуна, участвующих впроцессах изнашивания, происходит окисление 31 и Р до кислотных ангидридов Я 02и Р 205, а окисление Ге и Мп до слабооснов 3,4-3,82,62 - 3,20,4-1,40,26 - 1,61,82-2,50,05 - 0,20,005 - 0,020,1 - 0,4Остальное ных окислов РеО и МпО с образованиемпленок силикатов и фосфатов железа и марганца, которые в зависимости от содержания фосфора в чугуне обладают в меньшей5 или большей степени свойствами самосмазывания трущихся поверхностей.При недостаточно высоком содержаниифосфора (до 0,1 ) образуемые пленки силикатов железа и марганца обладают лишь"0 умеренными свойствами самосмазывания.При содержании фосфора в чугуне свыше 0,1 количество.фосфидной звтектикивозрастает настолько, что в зонах ее залегания образуются пленки, близкие по составу15 к фосфатам железа и марганца, которыеформируют высокие триботехническиесвойства трущихся пар.Во время изнашивания зти фосфидныепленки не исчезают, а постоянно самово 20 зобновляются, обеспечивая тем самым высокую износостойкость чугуна.Чем выше содержание фосфора в чугуне, тем интенсивней процесс самосмазывания "самофосфатирования", однако25 механические свойства чугуна при содержании фосфора свыше 0,4%, начинают заметно снижаться,В связи этим верхний предел содержания фосфора ограничен 0,4%.30 Формула изобретенияЧугун, содержащий углерод, кремний,марганец, хром, медь, алюминий, кальций ижелезо; о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения износостойкости чугуна и35 уменьшения длительности приработки присохранении обрабатываемости резанием,он дополнительно содержит фосфор приследующем соотношении компонентов,мас, о :40 УглеродКремнийМарганецХромМедь45 АлюминийКальцийФосфорЖелезо1,82 0 052,5 0,2 Составитель В,СавицкийРедактор А,Полионова Техред М,Моргентал Корректор В.Петраш Заказ 1034 Тираж 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 1 1,9 0,7 2,62 . 0,4 3,2 1,4 Известные чугуны0,250,261,6 0,06 524,8 155 0,005 0,06 65,7 135 О, 02 О, 06 26, 3 120 Экономическая ско-.рость реза"ния приточении,м/с 4,44 4,59 4,30