Лигатура Советский патент 1983 года по МПК C22C35/00 C22C9/02 

tsD 41 tsd

да ю Изобретение относится к метгшлу гии и может быть использовано при тейном производстве сплавов на осн ве меди с повышенными физико-механ ческими и.,антифрикционными свойствами. Известна лигатура 1 ) для получ ния антифрикционных бронз следующе состава, вес.%: 15-60 . Сурьма Никель 0,001-5,0 Молибден 0,001-8,0 0,001-0,25 Иттрий 1,0-10,0 0,1-0,85 Железо Остальное Недостаток этой лигатуры заключ ется в том, что она не обеспечивае повышение механических и антифрикционных свойств. Наиболее близкий к изобретен ию по технической сути и достигае мому эффекту является сплав (2 J ел дующего состава, вес.%: , Олово0,9-1,5 Свинец7,0-10,0 Фосфор1,5-2,5 МедьОстальное Использование известного сплава При получении оловянист лх бронз не обеспечивает необходимого уровня физико-механических свойств. Относ тельно высокое содержание свинца в зывает появление ликвации и порист ти, что влечет за собой неоднородность структуры и свойств бронз. Целью изобретения является повы шение физико-механических и анти|фрикиионных свойств сплавов. (.. Для достижения указанной, цели в состав лигатуры, содержащей олово, свинец, фосфор и медь, дополни тельно введены никель,молибден,нио бий и тантал, а компоненты при следующем соотношении ,вес, %: Олово14,0-42,5 Свинец0,5-1,5 Фосфор3,5-18,5 Никель6,0-15,0 Молибден 3,5-4,0 Ниобий0,8-4,0 Тантал0,1-0,6 МедьОстальное Олово в количестве 14-42,5% сни жает температуру плавления лигатур и обеспечивает высокие и стабильны антифрикционные свойства бронзы. Содержание олова менее 14% приводи к повышению температуры плавления лигатуры, что влечет за собой умен шение степени ее усвоения, снижени стабильности свойств бронзы. Содер жание олова более 42% экономически нецелесообразно. Свинец в составе бронзы обеспеч вает повышение антифрикционных свойств. При содержании его в лигатуре менее 0,5% он не оказывает влияния на свойства бронзы. Содержание свинца более 1,5% вызываетпоявлением ликвации, пористости и нестабильности свойств бронзы Фосфор используется как раскислитель и элемент, способствующий повышению жидкотекучести и антифрикционности. При содержании в лигатуре менее 3,5% фосфора он не оказывает заметного влияния на свойства бронзы. Содержание фосфора более 18,5% вызывает снижение ударной вязкости, появляется хрупкость. Введение в состав лигатуры никеля, молибдена, ниобия и Тантала определяет значительное повышение физикомеханических свойств и износостойкости за счет положительного их действия на микроструктуру бронзы. Кроме того, перечисленные элементы способствуют устранению характерного для бронз порока - пористости. Никель повьмает прочностные, пластичные и отчасти антифрикционные свойства бронз. Оптимальные свойства бронз получаются при содержании в лигатуре 6-15% никеля. Нижний предел по содержанию никеля определяется минимальным его количеством, позволят кадим повысить прочностные свойства бронзы. Верхний предел ограничен из соображений себестоимости. Молибден, ниобий7 тангац. способствуют измельчению микроструктуры, повышению прочностных свойств, повышению антифрикционности. Измельчение микроструктуры в свою очередь определяет уменьшение пористости, повьпаение качества и однородности отливок. Содержание молибдена и ниобия в лигатуре кюньше нижних пределов приводит к получению неоднородной структуры и уменьшению ее твердости, а содержание этих элементов и лигатуре больше верхних пределов приводит к повьооению хрупкости бронзы и снижению пластических свойств. Таиташ в составе лигатуры уменьшает газонасыщенность бронзы, снижает междендритную пористость и увеличивает плотность отливок, оптимальное его содержание в составе лигатуры должно быть 0,1-0,6%. При содержании его в лигатуре менее 0,1% положительное действие тантала на уменьшение газонасцвценности исчезает. Превышение содержания тантгша более 0,6% приводит к повышению хрупкости бронзы, снижает ее перерабатываекюсть. Проводились исследованиявлияния предложенной лигатуры на свойства оповянистой бронзы ОФ 10-1. Лигатуры выплавляли в индукционной печи ЛПЗ-37.

Составы различных лигатур, использованные для легированна бронзы ОФ 10-1, представлены в табл. 1,

Лигатуры 1 и 2 по составу соответствуют известному сплаву. Лигатуры 3-6 соответствуют предложенному составу. Расход лигатуры для легирования бронзы ОФ 10-1 составлял 1%.

Свойства бронзы ОФ 10-1, полученной с использованием различных лигаfypt представлены в табл. 2.

Бронзы, легированные предложенными составами 3 - 6, имеют более высокие прочностные и аНтифри ционные свойства по сравнению с бронзами, легированными известными составами 1 и 2.

Так, предел прочности при растяжении увеличивается с 25,4 - 25,8 до 33,1 г 34,3 кгс/мм ; ударная вяз-,

кость с 0,7-0,75 до 1,0 - 1,1 кгс/мм ; износ образцов снизился от 0,0060,008 до 0,002-0,003 г/ч, коэффициент трения - от 0,025 - 0,018 до 0,007 0,00.

Испытания на износостойкость проводились на машине трения МТ-6, пальчиковые образцы ф 5 мм из бронза работали по стальным роликам диаметром 40 мм (сталь 18ХГТ цементирован- кая НРс 56 - 63 масло МС 20, нагруз0ка 800 кГС/см2) время испытаний 4ч.

Предложенный состав лигатуры может быть использован для легирования оловянистых бронз, отливаелих для венцов червячных колес и высоко5нагруженных подшипников скольжения, при производстве редукторов.

Технико-экономическая эффективность определяется повышением долговечности и КПД редукторов.

0

Таблица 1

ЛИГАТУРА, содержащая олово, свинец, фосфсч; и медь, о т л и ч а ю«а я с я тем, что, с целью повыяе- HHft физико-механических и антифрикit OHHbQc свойств сплайов, она дополнительно/содержит никель, молибден, ниобий, тантал щ)и следутющем соотношении компонентов, вес.% г 14,0-42,5 Олово 0,5-1,5 Свинец 3,5-18,5 . Фосфор 6,0-15,0 Никель ,0 Молибден 0, Ниобий 0,1-0,6 , Тантад . Остальное Медь