Лигатура для чугуна

)9) 2 С 35/О 51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ литехничесра металлургиия обработ - 17 в- 1 ган НитридьТеллурИттрийБор зуе- мозиспо ей т- 1,5 тельно ерод езополни Угл )Кел ыш ение введение в сос ных я оде рж глеро тропной структуры циента трения, тв чугуна, что спосо задиростойкости и свойств при сухом ющий эффект нитрид содержании до 12 не обеспечивается чугуна, и коэрфирдости и прочностиствует увеличени)0 нитриор при е и ненксплуатанионных ов,олегирупри их трении. .икр ов марганцаас недост; получсни нэ 12-2 МедьАлюминийФосфор точен, отроп 0-1 ГОСУДАРСТВЕННЬ)Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный заочный по кий институт(56) Авторское свидетельство СССР Р 960294, кл. С 22 С 35/00, 1982.Авторское свидетельство СССР У 610878, кл. С 22 С 35/00, 1978.Авторское свидетельство СССР М 711145, кл. С 2" С 35/00, 1980. (54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к лигатурам для об ботки иэносостойких чугунов, ис Изобретение относитсяв частности к лигатурам дки износостойких чугунов,мых для изготовления деталных устройств.Цель изобретения - повростойкости и эксплуатацисвойств чугуна.Лигатура для чугуна, смедь, алюминий, Фосфор, ужелезо, дополнительно содды марганца, теллур, иттрследуюшем соот)ишении ком пользуемых для изготовления деталейтормозных устройств. Целью изобретенияявляется повышение эадиростойкости иэксплуатационных своиств чугуна. Цельдостигается тем, что лигатура длячугуна, содержащая медь, алюминий,фосфор, углерод и железо, дополнительно содержит нитриды марганца,теллур, иттрий и бор при следуюшем со.отношении компонентов, мас.Х: медь12-20; алюминий 7-12; фосфор 10-16;нитриды марганца 12-17; теллур 6-10;иттрий 8-12; бор 2-5; углерод 0,61,5; железо - остальное. Использование предложенной лигатуры для легирования чугуна обеспечивает повышениепредела прочности в 1,8-2 раза, иэносостойкости в 1,9-2 раза, стойкостик задиру в 1,4-1,6 раз, 2 табл,гатуры нитридов марганца обеспевает повышение стабильности иэо 1516504ной структуры и повышение твердости,иэносостойкости и фрикциоццых свойствчугуна, а при концентрации нитрцдоммарганца более 17 мас.% увеличивается содержание цеметаллических включений по границам зерен, снижаются механические и фрикционные свойства.Теллур отбелинает и измельчаетструктуру и повышает содержание перлита, твердость, прочность, фрикционнуютеплостойкость и другие фрикционцыесвойства, цо при содержании более10 мас,% увеличивается отбел чугуна,что снижает ударную вязкость,задиростой 1 5кость и коэч 3 иццецт трения, а присодержании теллура н лигатуре до6 мас.% его в 1 цис ца прочность,твердость и фрикци, иные свойства несущественно, 20Иттрий модифицируетна, понижает термодица 1 цческую активность углерода, поныл 31 ет степень сфероидизациц графита.цт 1, твердость чугуна, что поья.шаот и хаци 1 еские и фрикццоццые св 3:.е3. угу 1 а. Приконцентрации иттр 1 ,и .;,". и дифицирующий эрцект л 1 г;т, 1 ,остьи фрикциоццые снойстг,це.при Унел 111 ец 111 1, 130более 12 мас,% ц.содержание цеет;1:,1 ц" :, .". :цйв структуре, и сцж": .п: .,:"1 1и фрикционц 1 е снойст,уВведение бор бус л 3".ц 1"35ЕМ УСтОйЧИНОСТ .О.:;Ф 11 Е 1 .еЯЭаДИРОСТОЙКОС 111 3 С 1 СД:Т 3. ,3,1"ния н чугуне карбоб ,1, вкой, твердой и 1 эпос 1,1 ко.кой, чем фос 1 дца 1, .тмечас.;содержании бор и лигаУр2 мас.%. Прц концепт 3;"5 мас.% карбобор 11 ды р:преимущественно по г, . "э.что снижает трещинст,11.,:т , .ные и эксплуатационные сн т;.Медь в составе лигатуры б.:с.еч . -вает иэмельчецие структуры микроне 1 рованного чугуна и стабилиэашюи сфероидизацию перлита метал.;311.к 350основы, способствует повышению твердости, износостойкости и контактнойвыносливости, а также предела прочности при растяжении. При концетра,ицмеди до 12 мас.% твердость, контактна55выносливость, эадцростойкость, фрикционные свойства и п 1 едел цро ностичугуна при растяжешш недота очны,а при концентрации меди более 20 мС.% ухудшаются технологические свойства, увеличивается ликнация, снижаются редел выносливости, износостойкость, коэФфициент трения и однороднсть структуры.Содержание алюминия н составе лигатуры снижено до 7-12 мас.%, что способствует уменьшению его графитизирующей спосбности ца микролегированный чугун и повышению фрикционных и механических свойств. Нижний предел содержания алюминия (7 мас.%) ограничивается повышением отбела и снижением контактной выносливости и коэффициента трения при более низких его содержаниях, а при увеличении концентрации алюминия более 12 мас.% снижаетсяусвоение компонентов лигатуры, твердость, фрикционная теплостойкостьи увеличивается содержание пластинчатого перлита в структуре чугуна,Углерод в составе лигатуры оказывает графитизирующее влияние, снижает твердость и сопрот 11 н 31 емость задиру и износу, поэтому его содержаниеограничено 0,6-1,5 мс.%. При увеличении содержания углерода более1,5 1 ас.% снижается тнср 3 с 3 ь ц экс-.и :ионная стойкость1 сррсоставе и 1;Туры обеспечивает 31 33 ение степецерлитизаццц, твердости, износостойксти икоэфчце 11 та трения, Прц концентрациифосф р . до 1 О мас,% унслцчецпе коэф 1 ццнцта г 1 ецц, твердости и износоСТО 1 КС 3 ЦЕДОСтатОЧНО, а НРИ КОН 1,1 ц 1 и сфора более 16 мас.%с 13,я я ццородцость структурЫ,.: "11 ается отдел. количество уса;р:1, вцц и сц 1 гкаетс фрцкциоц". ок о с т ь,павки чугу 11 а проведеныэлсктропечах с перегре1;3 а до 1 4 7 0 1 " 8 0 С ., ц, т у р у выплавляют и 3 цду к цио н н ой 1 с кнаоцитовым тиглем емкостью 80 кг. Планку проводят н следующей послдонательцости, Сначала под слоем д 1 енесн о угля расплавляют медь и 1 ас кис 151 ют ее росфором, После этОГО вводят фосфобор и, выдержав в течение 7-10 мцц, вводят расчетное количество фосфора, поршка нитридон марганца и алюм 51 нъ 1, После растворения их присажинают при 1150-1200 С плавиковый шпат (0,2% от массы расплава) и за 3-5 миц до разливки при непрерывном перемешинации вводт теллур. ЛигатуТаблица 1 Содержание компонентов, мас.7 Лигатура Медь Алюми- Фосфор ний Нитридымарган- Углерод Теллур Иттрий Бор Железо ца(известная)2 Остальное40,6 35 2012 7 1010 12 3 4 17 1020 12 14 15 16 17 8 10 О 12 0,8 1,5 5 15 б ру пр 1120-130 С разливают по формам.В табл. приведены составы выплавленных лигатур и результаты их испыта 5 ний, Лигатуру испытывают при микролегировании фрикционного чугуна, содержащего, мас.7.: углерод 3,2; кремний 1,8; марганец 0,7; фосфор 0,08-0,1; никель - до 0,2; серы - до 0,1; хром 10 0,04-0,08; железо - остальное.Температура чугуна при выпуске из печи 1400-1420 С. Механические свойства микролегиро ванных чугунов определяют по стандартным методикам на цилиндрических образцах 730 мм, а оценку коэффициента трения и фрикционно-износных свойств проводят на кольцевых образцах на машине 20 трения УМТМ в условиях установившегося режима трения в соответствии с известной методикой. Эксплуатационную стойкость чугунов определяют на инерционных испытательных стендах по схеме 25 неподвижная колодка из асбоцементного материала - вращающийся цилиндр из исследуемого чугуна, Скорость вращения образцов 1,26 - 1,57 м/с удельная нагрузка за цикл изменяется 5876320 мПа, Удельную нагрузку и силу трения регистрируют при помощи тензометрического динамометра через усилитель УТ-Ч и осциллографа Е. В .качестве материала для неподвижных ко-ЗБ лодок используют материал 6 КХБ с железным суриком в качеств. гогонаполнителя, Диаметр цилиндрчес кпхобразцов иэ исследуемого чугуна составляет 60 мм.Механические свойства чугунов приведены в табл.2,Как видно из табл.2, использонаниепредлагаемой лигатуры для микролегирования износостойкого чугуна обеспечивает повышение твердости, эксплуатационной стойкости и фрикционныхсвойств с большей степени, чем изве-,стная лигатура,Формулаиз обретения Лигатура для чугуна, содержащая медь, алюминий, фосфор углерод и железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения задиростойкости и эксплуатационных свойств чугуна, она дополнительно содержит нитриды марганца, теллур, иттрий и бор при следующем соотношении компонентов, мас.7.:Медь 2-20Алюминий 7-12Фосфор 10-16Углерод 0,6-1,5Нитриды марганца 12-17Теллур 6-10Иттрий 8-12Бор 2-5Железо Остальное1516504 Т аблица 2 ЭксплуатациПовышениестепеСтойкость к заКоэффициенттрения Твердость, НВ Относительная изЛигатура онная стойдиру,МПафм/с носо- стойксть,К кость 1тыс.циклов перлитизаСоставитель И.БекреневаТехред Л, Олийнык Корректор И.Максимишинец Редактор Н.Рогулич Подписное тираж 576 Заказ 6351/25 13 НИИП Государственного комитета по изобретениям и открытинм при ГКНТ СГСР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5