Чугун Советский патент 1984 года по МПК C22C37/00 

о: ГС

00

Изобретение относится к металлургии сплавов, в частности к разработке химического состава чугуна для деталей с отбалом, работающих в узлах трения и испытывающих повышенные контактные напряжения, например для элементов газораспределительног механизма двигателей внутреннего сгорания.

Известен чугун l , содержащий, мас.%:

Углерод3,0-3,5

Медь3,0-3,8

Кремний0,3-0, 4

Марганец0,1-0,2

Никель0,1-0,3

Хром. 0,2-0,3

Молибден0,1-0,3

Сера . До 0,10 ФосфорДо 0,10

ЖелезоОстальное

Однако известный чугун недостаточно износостойкий.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является чугун 2J , содержащий компоненты в следующем соотношении, мае.%;

2,8-3,6

Углерод 2,0-3,2 , . Кремний 0,5-1,2 Марганец 0,3-1,2 Никель 0,3-1,2

Медь 0,07-0,5

Хром 0,1-0,6

Молибден

0,005-0,1

Кальций . 0,005-0,15

РЗМ 0,02-0,07

Магний 0,01-0,8

Барий Остальное

Железо

Однако известный чугун не обеспчивает получение оптимальной твердти и износостойкости в отбеленных частях отливки.

Целью изобретения является повы шение твердости и износостойкости отбеленной части отливки при сохранении удовлетворительной обрабатываемости неотбеленных частей отливки. Поставленная цель достигается т что чугун, включающий углерод, кр НИИ, марганец, хром, молибден, никель, магний, редкоземельные элеметы и железо, содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: Углерод 3,3-3,8 Кремний 2,2-3,0 Марганец 0,05-0,45 Хром 0,05-0,6 Молибден 0,02-0,09 Никель 0,1-1,0 Магний 0,02-0,06 Редкоземельные

элементы0,003-0,005

ЖелезоОстальное

Сущность изобретения заключается в повышении в предложенном чугуне (по сравнению с известным) среднего содержания углерода (3,55 вместо 3,2%) и хрома (0,33 вместо 0,28%) для увеличения количества карбидной фазы в отбеленном слое, снижении содержания марганца (0,05-0,45 вместо 0,5-1,2%) для повышения равномерности твердости отбеленного слоя и молибдена (0,02-0,09 вместо 0,1-0,6%), достаточного для обеспечения равномерности и стабильности свойств отбеленного слоя,а также исключения из состава чугуна кальция и бария, снижения содержания никеля и меди, являющихся элементами-графитизаторами

Структура чугуна Б отбеленных частях отливок характеризуется игольчатьоми цементитом и карбидами и перлитной металлической основой, а в медленноохлажденных - шаровидным графитом и перлито-ферритной металлической основой.

Наличие на рабочей поверхности слоя игольчатых карбидов, расположенных перпендикулярно .трущейся поверхности, способствует восприятию, значительных.давлений без разрушения карбидов. Сравнительно пластичная перлитная составляющая ледебурита повышает способность отбеленного слоя к деформации. Необходимая структура отбеленных зон, распределение в них карбидов, высокая твердость поверхности и, особенно, при поверхностных слоев отбеленной части отливки обеспечиваются выбранным .химическим составом чугуна. Перлитоферритная структура металлической основы .чугуна с шаровидным графитом получаемая в.лихом состоянии в местах отлкврк, подвергаемых.механической обработке резанием, а также в необрабатываемых сечениях отливки, обеспечивает высокую прочность деталей и удовлетворительную обрабатываемость лезвийным инструментом.

В таблице приводятся составы чугуна с соответствующим содержанием элементов и его свойства-.

Чугун плавили в индукционной тигельной печи на шихте, состоящей из литейного, или передельного доменного чух-уна, стального скрапа, возврата (литников) и ферросплавов: феррохрома, ферросилиция, ферромолибдена, ферромарганца. Ферросплавы вводили после расплавления основной шихты. Расплав подогревали до 14.501480°С и переливали в промежуточный ковш для ввода магния и РЗМ при 1380-1420°С.

Магний, вводили в виде лигатуры магний-кремний-железо (7-8% Мд; 40-50% Si, остальное - железо). Расход .лигатуры - 0,5-1,5% от массы жидкого металла.

РЗМ - в виде силикомишметалла (45% Si; 4% А1; 1,9% Са; 29,5% РЗМ). Расход сплава - 0,02-0,1%.

Как видно из таблицы, предложенный чугун- превосходит известный по отбеливаемости,-твердости отбеленных зон и износостойкости.

Предложенный чугун может быть использован для изготовления распределительных валов, толкателей, рычагов клапанов, коромысел клапанов газораспределительного механизма двигателей внутреннего сгорания, а также других деталей, работгиощих в узлах трения при повышенных контактнйх напряжениях. ,

Экономический эффект от внедрения чугуна предложенного состава эа счет повышения надежности и долговечности отливок составит свыше 400 тыс.руб.

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, никель, магний, редкоземельные элементы и железо, отличающийс я тем, 4TOj с целью повьааения твердости и износостойкости отбеленной части отливки при сохранении удовлетворительной обрабатьшаемос и неотбелённой части отливки, он содержит компоненты в следукадем соотношении, мас.%; 3,3-3,8 Углерод 2,2-3,0 Кремний 0,05-0,45 Марганец 0,05-0,60 Хром 0,02-0,09 Молибден 0,1-1,0 Никель 0,02-0,06 Магний Редкоземельные 0,003-0,050 § элементы Остальное Железо СО

Извест0,3-1,2 0,3-1,2 0,02-0,07 ный Предложенный

Продолжение таблицы 0,005-0,15 0.005-0,1 0,01-0,8 ПРИМЕЧАНИЕ; Износостойкость была принята за

Продолжение таблицы перлитного серого чугуна (эталона) 1,