Лигатура

(5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный заочный политехничкий институт(56) Авторское свидетельство СССРВ 617486, кл, С 22 С 35/00, 1976.Авторское свидетельство СССРУ 960294, кл. С 22 С 35/00, 1982.(57) Изобретение относится к областиметаллургии, в частности к составамлигатур для получения износостойкогочугуна, отливаемого методом непрерывного литья заготовок, работающих вусловиях полусухого трения и трениясо смазкой. Цель изобретения - повышение механических и антифрикционных свойств чугуна. Лигатура содержит медь, алюминий, фосфор, углерод, карбонитриды бария и редкоземельных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.Х: медь 27-35; алю миний 18-25; фосфор 5-10 углерод 2-8; карбонитриды бария 10-19; карбонитриды редкоземельных металлов 7-25; железо - остальное. Дополнительный ввод в состав лигатуры карбонитридоэ бария и РЗИ способствует измельчению и гетерогенизации структуры чугуна: в непрерывно-литых заготовках, препятствует формированию аномальных форм графита в центральных зонах слитка, что обеспечйвает повышение ф на 20-ЗОЖ предела прочности при растяжении и предела выносливости чугуна, а также снижение на 18-263 коэф- С фициента его трения. 1 табл, 144618350 Изобретение относится к металлургии, в-частности к составам лигатур для получения износостойкого чугуна, отливаемого методом непрерывного литья заготовок, работающих в условиях полусухого трения и трения со смазкой.Цель изобретения - повышение механических и антифрикционных свойств чугуна. Поставленная цель достигается тем, что лигатура, содержащая медь, алюминий, фосфор, углерод и железо, дополнительно содержит карбонитриды бария и редкоземельных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.%Медь 27-35Алюминий 18-25фосфор 5-10Углерод 2-8Карбонитридыбария 10-19Карбонитридыредкоземельныхметаллов 7-25Железо 2-7 Карбонитриды бария и РЗМ вводят в состав лигатуры как для измельчения структуры чугуна, так и для повышения гетерогенизации и структуры чугуна в непрерывно-литых заготовках и предотвращения образования графита аномальнсР Формы в центральных зонах слитка, что способствует повышению антифрикционных свойств, износостойкости, предела выносливости при изгибе и других механических свойств. При этом, карбонитриды бария проявляют графити" зирующее влияние, исключая образование отбела на поверхностях непрерывно-литых заготовок и пористости в центральных зонах слитков, повышают одчородность структуры, антифрикционные и механические свойства, но при концентрации карбонитридов бария более 19 мас.Х снижается усвояемость компонентов лигатуры, ухудшается однородность структуры и снижаются технологические и механические свойства.Карбонитриды РЗМ в количестве 7-25 мас.стабилизируют процесс микролегирования благодаря их перлитизирующему влиянию на структуру чугуна, уменьшают склониость к расслоению и повышают плотность чугуна,гетерогенизацию его структуры, антиФрикционные и механические свойства. При концентрации карбонитридов РЗМ более 25 мас.увеличивается отбел на поверхности слитков, снижается однородность структуры по их сечению, что приводит к снижению предела выносливости при изгибе, задиростойкости и технологических свойств микролегированного чугуна. При содержании карбонитридов РЗМ до 7 мас.и карбонитридов бария до 10 мас.модиФицирующая способность лигатуры недостаточна, низкая однородность структуры чугуна в непрерывно-литых заготовках, недостаточная концентрация в чугуне Фаз структуры, склонных к гетерогенизации, что приводит к снижению иэносостойкости, задиростойкости, предела выносливости при изгибе, дисперсности структуры и повышению коэффициента трения.Медь .в составе лигатуры обеспечивает измельчение структуры микролегированного чугуна и стабилизацию перлита металлической основы, способствует повышению антифрикционных свойств и предела прочности при растяжении. При концентрации меди до 27 мас.Х антифрикционные свойства и предел прочности чугуна при растяжении недостаточны, а при концентрации меди более 35 мас.Х ухудшаются технологические свойства, снижаются предел выносливости при изгибе и однородность структуры,фосфор в составе лигатуры обеспечивает повышение твердости, износостойкости и задиростойкости. При концентрации фосфора более 10 мас.увеличиваются коэффициент трения и износ при торцовом трении, а при концентрации Фосфора до 5 мас,Х снижаются стабилизирующая способность лигатуры, твердость и прочность чугуна. 5 10 15 20 25 30 35 4 О 4,5 Концентрация железа в составе лигатуры снижается до 2- мас,Х с целью повышения скорости растворения лигатуры в чугуне и повышениямеханических и технологическихсвойств. При увеличении концентрациижелеза (более 7 мас.%) снижаютсяскорость растворения лигатуры в чугуне, его однородность и стабильность механических и антифрикционных свойств, а при концентрации железа менее 2 мас.Х равномерность рас147 61 5 30 35 редкоземельных 7-252-7 металлов Железо 50 пределеция компонентов в смеси ухудшается.Введение в состав лигатуры аНоминия (18-25 мас.%) и углерода (28 мас.%) способствует устранению об 5разования первичных карбидов в микролегированном чугуне, отбела и повышению антифрикционцых и механическихсвойств. Нижние пределы содержаэп 1 я углерода (2 мас.%) и алюминия (18 ас%)ограничиваются новыением отбела иснижением предела выносливости приизгибе и антифрикциоцных свойств апри увеличении концентрации аломиция(более 25 мас.%) и углерода (более8 мас.%) снижается усвояемость компонентов лигатуры, эадиростойкость,твердость и износостойкость,.игатуры предлагаемого составаплавят в индукционной печи. од слоем древесного угля расплавляют с.,:1 ь и нагревают расплав до 1150-250 С, раскисляют расплав меди Фосфором, присаживая О, 1% от массы расплава красного Фосфора или О, 12% Феррофосфора. После этого в расплав вводят железо или соответствующую лигатуру с медью. После из растворения расплав вторично раскисляют, микролегируют феррофосфором и выдерживают в течение 3-8 миц. Затем вводят расчетное ко.г 1 ичество алюми.ия и 0,2% от массы расплава криолита, За 3-5 мин до разливки в расплав вводят измельченные брикеты карбо:-:итркдов бария и редкоземельных металлов Фракции до 5 мм. После исремешивация при 170- 1200 С раст 1 ав разливаот в медные плоские иэложциць.В табл.1 приведены данные о результатах испытания предлагаемой и известной лигатур при их равном расходе и содержании компонентов, приведенном в описании, при обработке чугуна, выплавленного в индукционной печи открытого типа с тиглем емкостью 150 кг и содержащего, мас.%: углерод 3,5-3,6; кремний 1,9-2,0; марганец 0,5-0,6; хром до 0,05; никель до О, 1; Фосфор до О,Об; сера 83до 0,05 и железо - остальное, В процессе производствецных и лабораторных испытаний определя т механические и антифрикционные свойства чугуна оКоэффициенты трения чугунов определяют с использованием импульсного требометра ца кольцевых пробах и шаровых образцах диаметром 10 мм из стали. Сравнительные испытания въполняот ца образцах группы Н при высоте падения 50+0,5 мм.Спрыделе 1:.ие предела выносливости при изгибе проводят по стандартной методике ца круги.х образцах типа УП. Точность изготовления образцовце ниже б ква.сцтета по СТ СЭВ 144-5 параметр шероховатости погерхцости рабочей .:асти не более 0,32 мкм по ГОСТ 2789-73,Как видно 1:э табл.1, использова.ние предлагаем Й л 11 гатуры обеспечи- вает в сравнении с известной повышение предела ьыцосливости при изгибе на 39 Ма, пр дела прочности при растяжении на 85-101 МПа, твердости ца 21-28 НВ: сниже 1 ьие коэффициента трения ца8- 28%. формула изобретения Лигатура, содержащая медь, алюьв 1 нич, Фосфор, углерод и железо, о т л и ч а о щ а я с я тем, что, с цельо повышения механических и антифрикциоццых свойств чугуна, она дополнительно содержит карбонитриды бария и карбоцитриды редкоземельных металлов при следу 1 ощем соотношении компонентов ас,%;Медь 27-35Аломиннй 18-25фосфор 5-10Углерод 2-8Карбонитрпдыбария 10-19КарбоцитридысЛа в м о ол лл л л Л ц 1 сЛ Л О сЛ В В л л л О с ф с Ю М сЛ сЧ ф сфм м о ф о о Сл М ф Ф О а сЛ С Э сЛ а М оа сч о сч В ф ч сЧ а ф сЛ Щ ф ВсЛ Л СИ М М ф сЧ О М о ь м о СЧС+ О О СЧ СЧ ччсо 60 о сч сЧ Ф с 4 мсч сч сч СО о омсЧ М М о о о ао о ь сЛ сЧ о о СЬлщ ф ф л ОЪ Сс) ле СЧ СЧ, с СЧ 10 сь е Щ лф ф л л о о осч фл сЧ сЧ сч сч сч ос. О ФсЧ м сЧ сч сч сч.3 сЛ