Модификатор

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ВРЕТЕ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ) Дополнительное к авт. свид(22) Заявлено 09.01.78 (21) 2567382/22с присоединением заявки Ж -) УДК 669.15 - 198 (088.8) публиковано ата опубликования описания 05.0 Барабаш, М. А. Шафоренко, Э. Е. Птичкин, В. Е. СахновскийВ. Ф. Конюк, С. И, Каминник и Ф. Ф. Войников(72) Авторы изобретен Одесский конструкторско-технологический по поршневым кольцам) МОДИФИКАТО к увеличению брака по структуре из.за появлениявключений пластинчатого графита и структурно.свободного цемента ("отбела") . Применение редземельных металлов в виде фторидов ухудша.ет условия работы обслуживающего персонала 5из-за выделения вредных веществ при вводемодификатора в чугун.,Низкое содержание мди и никеля не обеспечивает достаточной износостойкости и прочности и не удовлетворяеттребованиям к химсоставу высокопрочных деталей.Цель изобретения - упрощение технологического процесса плавки и повышение физикомеханических свойств высокопрочного чугунас шаровидным графитом.указанная цель достигается тем, что в мо.дификатор, содержащий медь, никель, марганец, магний, кальций, кремний; железо и РЗМбез фторидов дополнительно вводят иттрий,при следующем соотношении компонентов,вес.%:Медь 20 - 50Никель 20 - 40Марганец 0,1 - 10 Извов, а металлургии сплаорам для высокоидным графитом, исизносостойких демическим нагрузолец. етение относится к енно к модификат коов с шаров прочнполь водстве ых,в проиодвергающихример порстен модифс.%; ален, п сянев кам етор 111 щего ве ва,0,1 - 10 0,1-20 0,1 - 10 едь Никел Марган 3,0 - 10 0,1 - 10 1,0 - 10 ХромЖелезоФторидьметалло дкоземельных й тальное икокаль Известный модифи которые затрудняют е позволяют получить до состойкости и динамич изводстве тонкостеннь невых колец, так как меет недостатки, ользование и не о высокой изнопрочности при проей, например порш е хрома приводит атор о исп стато ко к дет наличи739123 даря чему улучшаются физико. механи. ческие свойства получаемого чугуна, уменьшается брак по микрострукту. ре и увеличивается надежность работы деталей. В табл, 1 приведены физико-механическиесвойства поршневых колец из серийного высокопрочного чугуна (ВЧ) и ВЧ с предложенным 10 модификатором. Таблица 1 Предел проч.ности на изгиб,кгс/мм Модульупругости,кгс/мм Твердость НВВРазвод замкапри разрушении,мм Материал Серийный высокопрочныйчугун (ВЧ) 15700-16300 90-120 98-106 74-110 ВЧ полученный лри использовании: заявленногомодификатора 17010-18100 115-160 105-112 99 - 140 Иттрий 10,0 Железо Остальное 35,0 30,05,0 5,0 5,0 4,0 5,0 5,0 Остальное 35 В третьей серии45фикатором состава,МедьНикельМарганецМагнийКальций50Кремний плавок, В первой се.модификатором состаПроведено три сериирии чугун обрабатываютвввес.%:МедьНикельМарганецМагнийКальцийКремнийРЗМ РЗМ 10,0Иттрий 0,1Железо Остальное55Физико-механические свойства поршневыхколец, изготовленных из чугуна первой, второй и третьей серий плавок приведены в табл.2-4 соответственно,20,040,010,00,110,01,00,1 Магний 0,1-1 О Кальций О,1-1 О Кремний 0,5 - 10 Редкоземельные металлы 0,1 - 10 Иттрий 0,1 - 10 Железо Остальное, причем суммарное количество магния и иттрия должно быть не менее 4,0%.Иттрий способствует суфероидизации графита и легирует металлическую основу, благоП р и м с р. Модификатор готовят в высокочастотной индукционной печи ЛП - 67 с графитовым тиглем, В качестве исходных материалов используют чистые металлы и ферросплавы.Модификатор применяют для получения поршневых колец из высокопрочного чугуна следующего химического состава, вес.%:,Углерод 3,4-3,9Кремний 3,1 - 3,4 Марганец 0,2-0,4 Фосфор 0,12 -0,14 Сера 0,018 - 0,021 Медь 0,60 - 0,82 Никель 0,65 - 0,75 Магний О,ОО 4-О,О 5Кальций 0,002-Ю,025РЗМ О,ОЭ - 0,08Иттрий 0,005-0,042 Железо Остальное Во второй сериификатором состава,МедьНикельМарганецМагнийКальцийКремнийРЗМИттрийЖелезо чугун обрабатывают модивес.%; чугун обрабатывают моди.вес.%:50,020,00,110,00,19,0739123 Таблица 2 Кольца, отлитые с модификатором Предлагаемым Известным Партия азвод твердос НВВвод модуль пределпрочностина изгиб,кгс/мм упругости,кгс/мм мка амка при азрушении аз- мм м 000 98.0 106-108 74,0 115,0 105-10 300 240 103,0 103-108 86,0 5,0 107-110 130,7010 1.2 40,0 108 -10,0-104 98,12 175 1.3 Табл с мо тором льца, отлить Предлагаемым вестным едел проч ар твердос НВВределрочностиа изгиб вердос НВВ,3 1510 0,0 108 - 107 95,0 17910 160,0 Таблица 4 Кольца, отлитые с модификат длагаемым звеетным ердость разво 1 НВВ замка. твердость, развод ти НВ В замкапри ра ределрочностиа изгиб,разрушении кгс мм е, м 105-107 130,0 109-108 120,0 107-109 135,0 1720 106-108 9 5320 9 5-106 120,3590 ределпрочностина изгиб кгс/мм развод замка при р рыве,модульупругосикгс/мм модульФупругостикгс/мм замка приразрушении,мм739123 20-50 20-40 О,1 - 10 0,1 - 10 0,1 - 10 0,1 - 10 0,5 - 10 0,1 - 10 Остальное Составитель Т. ПлатицинаТехред И.Асталош Корректор Г.Назарова Редактор Т. Портная Заказ 3010/5 Тираж 694ЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7Сравнение физико- механических свойсттгпоршневых колец из чугуна с предлагаемыммодификатором и известным показывает,что опытные кольца имеют более высокий модуль упругости, предел прочности на изгиб,больший развод замка при разрушении, увели.чеиную твердость, что обеспечивает повышеннуюизносостойкость и пластичность. Лучшие свойства наблюдаются при использовании модификатора со средними содержаниями компонентов. Твердость колец при этом достигает111 - 112 единиц, предел прочности при изгибе140 - 160 кгс/мм,Использование предлагаемого модификаторапозволяет упростить технологический процессвыплавки чугуна, так как легирующие компоненты вводятся непосредственно в его составе и отпадает необходимость в дополнительном легировании никелем и медью получитьвысокопрочный чугун с шаровидным графитомдля тонкостенных деталей с повышенными фи.зико-механическими свойствами и износостойкостью; позволяет увеличить пластичность идинамическую прочность на изгиб, что способствует уменьшению числа поломок при работедеталей в условиях значительных знакопеременных ударных нагрузок, поршневые кольца извысокопрочного чугуна с предлагаемым модификатором могут быть использованы на мощ. ных тяжелонагруженных, форсированных дви.гателях. Формула изобретения 51. Модификатор, содержащий медь, никель,марганец, магний, кальций, редкоземельные.металлы, железо, кремний; о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения технологи.чесиого процесса плавки и повышения физикомеханических свойств высокопрочного чугунас шаровидным графитом, он дополнительносодержит иттрий при следующем соотношениикомпонентов, вес,%:МедьНикельМарганецМагнийКальцийРедкоземельные металлыКремний20ИттрийЖелезо 2. Модификатор по п. 1, о т л и ч а ю.щ и йс я тем, что суммарное содержание25 магния и иттрия составляет не менее 4,0 вес.%.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 418551,кл. С 22 С 35/00