Износостойкий чугун

(11)722349 Союз Советских Сениалистическик Республик(45) Дата опубликования описания 30.12.81КЕ делам изобретений и открытий(71) Заявитель Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт НАМИ(54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН 10 Изобретение относится к области металлургии сплавов, в частности, к получению износостойких чугунов, применяемых для изготовления деталей, работающих в узлах трения, в частности для гильз цилиндров 5 двигателей внутреннего сгорания.Известен чугун для гильз цилиндров следующего химического состава, вес. оо: Углерод 3,0 - 4,0Кремний 3,0 - 5,0Марганец 0,3 - 0,6Хром 2,0 - 3,0Медь 0,3 в 1,0Фосфор 0,1 - 0,315Никель 0,2 - 0,6Сумма редкоземельных металлов 0,005 - ,0,10Железо Остальное 1Этот сплав обладает удовлетворительными свойствами:Предел прочности,кгс/мм 40 - 45Стрела кропиба,Гза) мм 2,8 - 3,0 25Твердость НВ 220 в 2Износостойкость и обрабатываемостьсоответственно 1,9 - 2,2 и 1,5 - 1,7 (за 1 приняты износостойкость и обрабатываемостьсерого чугуна перлитного класса).30 Этот чугун наряду с преимуществами - высокая износостойкость - обладает и рядом недостатков - наличие карбидов до 14 7 о затрудняет обработку чугуна резанием и повышает склонность чугуна к объемной усадке, что приводит к усложнению технологии литейной формы, повышенному расходу жидкого металла, а также требует высокого перегрева (на 50 - 80 С) расплава чугуна для достижения удовлетворительной жидкотекучести. Кроме того, прп работе двигателя с гильзами из указанного чугуна имеет место также повышенный износ поршневых колец.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому чугуну является чугун следующе.го состава, вес. %: Углерод 3 - 4Кремний 1,5 - 2,5 Марганец 0,6 - 2,8 Хром 0,2 - 0,8 Никель 0,2 в 1,5 Ванадий 0,2 - 0,6 Бор 0,005 - 0,03 Фосфор 0,3 в 1,0 Железо Остальное 121Износостойкость такого чугуна и трудоемкость при механической обработке со3 х ьО х л еС Д СЧ Ио СЧ ь Ю о о"00с о о С дэвидц х 0 (щ о х о, С 0 Ю (щ о С о д. ююсерилодн и эйд С Д/ен изгон вэиэйп БНчлэохсаы х 3 П Р ь ь 1 Щ о о" О о" СЧ С 1 О СЧ 1 Щ:Сф ц Р С0 0Р0 С СЧ СЧ СЧ СЧ 00 ьм, о о о о о Ю 0с; 0 ф с ь о о С 00 О С о о ь с о о ь" о0 ж Ч о - о о о с с 00 1- 0 С СО 00 о о о О00 й сР т СЧ СЧ СЧ о - о сч 0 0 Щ 0Корректор И. Осиновская Редактор П. Горькова Заказ 1632/1203 Изд. Мо 603 Тирак 694 Подписное НПО Поискь Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип. Харьк. фил. пред. Патент ставляет в относительных единицах соответственно 1,28 - 1,42 и 1,2 - 1,4. Однако износостойкость такого чугуна невысока, а сам чугун недостаточно технологичен, склонен к усадке, что приводит к образованию в отливках рассредоточенной усадочной пористости.Целью изобретения является повышение износостойкости при сохранении обрабатываемости на высоком уровне.Для достижения указанной цели в чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, бор, фосфор и железо, дополнительно введены титан и медь при следующем соотношении компонентов. вес. %". В качестве примесей чугун может содержать серу до 0,1 вес. / никель до 0,8 вес. /оМикроструктура предложенного чугуна состоит из пластинчатого равномернорас. пределенного графита, тонкопластинчатого и сорбитообразного;перлита и тройной фосфидной эвтектики, легированной бором. Количество фосфидной эвтектики 3 - 8%, Характеристики чугуна следующие: твердость НВ 220 - 230, оазг 46 - 54 кгс/мм, /зоо 3,5 - 4,7 мм. Износостойкость и трудоемкость при механической обработке чугуна (в от носительных единицах - за 1 приняты ха. рактеристики серого чугуна перлитного класса), соответственно 1,7 - 2,1 и 1,2 - 1,4. Легирование чугуна титаном и медью улуч. шает форму графита, его включения не. сколько укорачиваются и утолщаются, что позволяет улучшить анти фри кционные свойства чугуна. Предложенное соотноше. ние содержания в чугуне бора, ванадия в сочетании с хромом благоприятно сказы.вается на структуре и твердости фосфидной эвтектики (твердость фосфидной эвтектики повышается с НУ 680 до НЧ 800 - 870), способствует измельчению фосфидной эв.тектики, более равномерному распределению ее в металлической основе чугуна. Пе.речисленные особенности структуры чугу на определяют высокие его служебные характеристики, технологичность сплава, Все это обеспечивает повышенную надежность и долговечность гильз цилиндров без повышения износа поршневых колец.В таблице приводятся примеры изготовления отливок из предлагаемого чугуна, их структура и свойства. Плавка чугуна про.водилась в индукционной печи с кислой футеровкой, диаметр отливок 30 мм. Износостойкий чугун, содержащий уг 25 лерод, кремний, марганец, хром, ванадий,бор, фосфор и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения износостой кости при сохранении обрабатываемости на высоком уровне, он дополнительно со. 30 держит титан и медь при следующем соот. ношении компонентов, вес. о/о: