Чугун с шаровидным графитом

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл.З С 22 С 37/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийИиститут проблем литья АН Украинской ССР: 1(54) ЧУГУН С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ 2 ю 5-9,0 10 25 30 Изобретение относится к черной металлургии, в частности к фрикцион- ным чугунам для изготовления тормозных колодок подвижного состава, в5 том числе с электромагнитным способом торможения.Известен чугун 13 следующего химического состава, вес%:Углерод 2,7-4,3Кремний 1,4-3,5Марганец до 0,3Магний 0,01-0,04Кальций 0,08-0,3Редкоземельныеметаллы 0,01-0,12 15Железо Остальное Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является чугун с шаровидным графитом 21 следунтдего химического состава, вес.Ъ:углерод 2,8-4,0 Кремний 2,8-4,5 Марганец 0,2-0,5 Магний 0,02-0,04Кальций 0)03-0,06Редкоземельныеметаллы 0,02-0,04Железо Остальное данный чугун с шаровидным графитом обладает следующими характеристиками:Предел прочностина разрыв, кгс/мм 44-54Относительноеудлинение, Втвердость НВ,кгс/мм 155-205максимальнаямагнитная проницаемость м и,дсГс/Э 1800-2200Коэффициент тренияв паре с рельсовойи бандажной стальюпри скорости,до100 км/ч 0,29-0,34Как видно, этот чугун обладаетхорошими фрикционными характеристиками и удовлетворительной магнитнойпроницаемостью для применения в качестве тормозных колодок при электромагнитной системе прижатия тормозов,однако обладает недостаточной износостойкостью.Целью изобретения является повышение износостойкости.Данная цель достигается тем, чточугун с шаровидным графитом, содержа863699 Таблица 1 Сг, ГеСц Са РЗМ 5 Р 0,10 Ос- тальное Слеп ды 2,5 4,6 0,2 0,10 0,005 0,01 0,012 0,10 Предлагаемыйчугун 3 4 фО бк 1 Ою 5 003 Ок 05, Ок 05 Ок 005 Ою 01 Из- вестныйчугун 4 3,5 З,б 0,3 0,05 0,05 О,ОЗ 0,02 0,15 0,01 щий углерод, кремний, марганец,магний, кальций, редкоземельные металлы и железо, содержит компоненты в следующем соотношении, вес.:Углерод 2,5-4,0Кремний 4,6-6,1Марганец 0,2-0,5Магний 0,03-0,1Кальций 0,005-0,05Редкоземельныеметаллы 0,01-0,05Железо ОстальноеВ качестве примесей чугун содержит, вес.:Сера 0,005-0,02Фосфор 0 01-0 1хром,никель,медь и др. Не более 0,1 В отличие от известного, в предлагаемом чугуне повышено содержание кремния, Увеличение содержания кремния в чугунах ферритного класса с шаровидным графитом резко повышает износостойкость материала и улучшает прочностные характеристики, а также повышает магнитную проницаемость. При содержании кремния в чугуне свыше 6,1 переход к хрупкому разрушению смещается в область положительных температур и находится в интервале 0 - +20 е С, При использовании чугуна в качестве материала для тормозных колодок при электромагнитном и механическом способе прчжатия на скоростях до 100 км/ч торможение осуществляется без высоких ударных нагрузок и некоторое повышение хрупкости не ухудшает эксплуатационные свойства материала.Содержание кремния менее 4,6 не обеспечивает нужного уровня износастойкости.В табл, 1 приведен химический состав предлагаемого и известного чугунов.Исследования опытных плавок показали, что в отливках сечением 50 х к 50 мм, полученных методом литья в земляные формы, чугун имеет ферСплав С 51 Мп Иц Ритную структуру без пор и выраженных макро-и микронеоднородностей.Результаты испытания фрикционныххарактеристик приведены в табл. 2и 3, Из приведенных данных видно,что у предложенного чугуна в парес рельсовой и бандажной сталью коэффициент трения в режиме установившегося трения при различной скоростискольжения (табл. 2) устойчив какпри механической, так и при электромагнитной системе прижатия и находится в пределах 0,2" ,34, В режиметорможения (табл. 3) путь до полнойостановки у предлагаемого чугуна такой ке, как и у известного.15 Износостойкость образцов предложенного чугуна, определенная весовым методом и измерением линейногоизноса пары трения в процессе испытаний в установившемся режиме и прищ торможении, выше износостойкости известного чугуна на 15-40.Магнитная проницаемость,ищ предложенного чугуна с повышением содержания кремния имеет тенденцию к повышению и составляет 1900-2400 Гс/Э,что на 3-5 выме,и и известного чугуна табл. 4) .Хорошие фрикционные характеристики предложенного чугуна, высокаяизносостойкость и магнитная проницаемость позволяют использовать его вкачестве материала для тормозныхколодок, в том числе и с электромагнитным способом прижатия. Предложенный чугун в паре с рельсовой и банЗ 5 дажной сталью обеспечивает высокуюнадежность торможения лри скоростидо 100 км/ч,Окидаемый экономический эффектот внедрения предложенного чугунадля тормозных колодок трамвая наКиевском заводе электротранспортаим. Ф.Э, Дзержинского составитоколо 20 тыс, руб, в год за счетувеличения срока службы колодок на15 - 40, а также экономии электроэнергии за счет уменьшения длинытормозного пути 10,0016 квт.ч наодном торможении трамвая).1 1 1 Д 1 н о О О Е а оо Х с"11 о1 1 Ф 1 Х ОЕхн ХОСЕФ оникс о с 0Ю ЮсЮ ФХ ОЕхн ХОСЕФ они 1Д 1но о0аЕоХ й 1о(Ч м с о 1 Ю м о сР м с Ю 1 с 1 м с о м м с Ю 1 Р 4 м с Ю с 3 м с о 1 Сс м с о 1 1 Ч 11 1 11 1 1 1 )1 1 1 1 1 1 1 1 1 111 1 11 1 1 1 Е Е с о о х 2 х х Д 1Х 1 1 1ео нкЦ О,Ф Х ФднЕхх 1 о Фе 1 Ф ххоЕ ЕХФХО ЕХХОИ 1Х 1 1 1 ео Нх О,ФХФ йнЕхх 1 1о еФО НХХХООХФХФЕххОЕх 1 1 1 ео Нх О,ФХФ лнЕхх 1 1 о е Фе н хххо ОХФХФ ЕххоЕ х 1 Ф Ох ФХ О,н Ен Н Х О Ф ххнМ ОРОХ ЦФХО, дЕОХ МФ М Ох ФХ а,нЕн НХОФ ххнМ О ОХ 1 Ф Х О( дЕОИ 1 1оеенФохххх ц О,хФ Сх хОФФЕХЕ К 1 Ф ОхФХ ан Ен ХЕФ хх ни Орох Ф Х 1:4 лЕод1 Ф Х хм Ен ХФОФ ФхнК х.о ох ООХЙ Ихой 863699Э 11 1 Х 1 1 1 1 Х 1 1 1 1 Х 1 Ю 1 Ю м с О с О 1 Ю м с Ю й хэ 6 х н Н Г ОХ Эха йод о 1 (Ч 1 Ю1 р 6 1 о Н Н О м О 1 О СЧ Ю Л с 1 1 Н М 1с Н О Н 1 Н Ю и м И Н Ю м с О 1 Ю м с хжйн ХЕЭЮ 6 х н НН хоох Ээха й х о х сЮ Н 1 Н 1 ойх Х 1 1 ЭОГ ХЭ 1 о О ЧН 1 Ю Ю с х н 11 3 11 ф 1 чН 11 чР 11 1 Ю О ОО Л Ю Р%1Н 1 11 1 сЧ 11 и) 1 Ю 1Й 5 о й ох й 6 4 2 х 1 1 1 Х 1 6 1 о1 йл 1 (Ч 1 11 1 1 х Х161 Х ЭОГНХОйжН хабх Йхэах о ЭОХ66 н ИХхххоЭХЭХ 66Е ххойй ахх 3 хванГ днйххонйаа 1 1 ХИ Х Х ЕЭаХ ЭКНАТХ хоо ЭЭХ 66 К Х о и аа 1 хнЙнэаххбхниЭЙНО Юцоххюаай 1ВХ 1 Х3 хЭВжххооЭЭХ 46я Н о й аа Н 1 Н ОЪ Н ю 1 11 оо И о863699 10 Т аблица 4 магний, кальций, редкоземельныеметаллы и железо, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения износостойкости, он содержиткомпоненты в следующем соотношении,вес,%: 00 1900-240 Источники информации,нятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР61217, кл. С 22 С 37/04, 1969.2, Авторское свидетельство СССР40936, кл. С 22 С 37/04, 1975. 5 формула изобрет Чугун с шаровиднымержащий углерод, кремн ияафитом, сой, марганец, 20 Составитель Г. ДудикТехред А. Савка Корректор М, Шароши едактор М. Циткина Заказ 7710 684 енного коми етений и от 5, Раушская Тираж Государст елам изоб осква, ЖПоета СССРрытийнаб., д. исное ВНИИ п 13035