Серый чугун Советский патент 1986 года по МПК C22C37/00 

Изобретение относится к черной металлургии,в частности к износостойким серым чугунам для маишио- строительных деталей, обладающим повышенной стойкостью к задирам при трении с ограниченной смазкой.

Цель изобретения - повьпление стабильности антизадирных свойств в отливках с толщиной стенок 10-60 мм,

Плавки проводят в индукционных печах с кислой футеровкой с приме- не1шем литейных чугунов ЛК-2 и ЛК-З, чушковых передельных чугунов Ml и И2, чугунного и стального лома, металлической сурьмы Су1 и CyZ, металлического висмута Ви2 и БиЗ, иттрия ИтМ, графитовой стружки, электролитической меди, силикокальция и ферросилиция. Расплав перегревают до 1480-1510°С и после рафинирования и доводки химического состава по основным и микролегирующим компонентам производят слив расплава из печи в ковш, в углублении на дне которого

уложены сплав СИТЦ, силикокальций, (jjeppoсилиций, иттрий, лантан, сурьма и висмут, смешанные с графитовой стружкой. Температура чугуна при модифицировании 1410-1450 С, продолжи- тельность модифицирования 2-3 мин. Разливку чугуна производят в песчано- глинистые литейные формы для получения износостойких отливок, технологических проб и образцов j 30 мм.

Из тела отливок вырезают образцы для определения износостойкости. Данные испытаний приведены з единицах относительной износостойкости, в качестве эталона используют сталь 45 в отожженном состоянии с твердостью НВ 200.

Задиростойкость чугунов определяют в УСЛОВИЯ.Х полусухого трения и при трении со смазкой на образцах, выточенных из отливок с толщиной стенок 0,30 и 60 мм. Исследования задиро- стойкости чугунов производят на стендах с высокоскоростными узлами трения в пазе с термически обработанным валом с регистрацией нагружения,при котором возникает задир.

Определение концентрации сурьмы, циркония и других элементов, содержащихся в традиционных количествах, проводят химическим методом. Содержание кальция определяют специальным методом и с помодью методики комплек55658

сного количественного анализа оксидных включений.

Составы исследованных чугунов приведены в табл. 1 ,а их свойства 5 в табл. 2,

Повьпленное содержание титана способствует повышению аитизадирных свойств благодаря упрочнению металлической основы, повышению твердости

50 литого металла и относительной износостойкости. При концентрации титана более 0,7% снижается стабильность антизадирных свойств, а при уменьшении его содержания менее 0,3% сущест 5 веяно снижаются механические свойства.

Нижние пределы содержания углерода установлены с целью исключения в структуре чугуна в отливках с толщи20 ной стенок 10 мм эвтектического цементита, а верхние пределы по содержанию углерода, кремния и марганца установлены с целью создания условий для кристаллизации чугуна в отливках

25 с толщи 1ой стенок 60 мм без в ыделе- ния феррита, снижающего износостойкость чугуна и его сопротивление за- диру.

Нижние пределы содержания цирко30 ння, меди, сурьмы и висмута позволяют обеспечить требуемые прочность,

твердость износостойкость и антиза- дирные свойства в отливках с толщиной стенок 0-60 мм, а верхние пределы - получения литой структуры без карбидов со стабильными антиза- дирн-ыми свойствами, Дополнительное введение сурьмы (0,02-0,09%) и висмута (0,002-0,005%) стабилизирует перлитную структуру в толстостенных отливках, измельчает эвтектическое зерно, повышает твердость и антиза- дирные свойства, уменьшает длину пластинок графита. При более высоком содержании сурьмтл и висмута они вы- деляю- гя по границам литого зерна, снижая пластические и антифрикцион- шле свойства. При концентрации висмута более 0,005% в отливках с толщиной станок 10 мм выделяется эвтектический цементит и карбиды.

Интервалы содержания кальция и лантана обусловлены тем, что указанные элементы производят модифицирующее действие на структуру, измельчают графит и улучшают его форму, что способствует повышению антизадирных свойств и их стабильности. При сиигредиеитов обеспечивают вьфавнивание твердости отливок в различных сече3 12556584

жении их концентраций ниже нижнихстабильность структуры и антизадир- пределов модифицирующий эффект про- ных свойств.- является слабо, а при увеличении их Как видно из табл. 2 дополнитель- концентраций вьш1е верхних пределовное введение сурьмы и висмута и изме- повышается количество неметалличес- jнение содержания титана и других нн- ких вкл1очений, снижается стабильность структуры и антифрикционных свойств.

Одной из особенностей предлагаемо-ниях, повьппение износостойкости и

го чугуна является высокое остаточ-стабильности задиростойкости, что

ное содержание кальция, который пре- юприводит к повышению эксплуатационимущественно находится в связанном,ньгх свойств литых изделий, состоянии в. виде соединения типа СаО

и FOjOg. При увеличении концентрации Использование предлагаемого чугу кальция более 0,4 мас,% отмечаетсяна для производства износостойких

появление строчечных неметаллических 15разностенных отливок для узлов тревключений типа силикатов и металло-н ия машин и механизмов позволит повысиликатов кальция, что снижаетсить их надежность и долговечность.

Таблица I

3,6 2,1

t,l0,30.20,2

1,71,30,70,7

1.71.30,70,7 0,30,30,30,3 .30,70,50,5 0,20,2Г0,10,2

1.81,51,00,9

1 (известный)

251 241 215 187 10Г2 780 420 3390 3150 1590 2.3 1,9 1.2 379 271 264 261 2148 2008 1978 5597 5528 5397 3.8 3.2 2,8 392 281 274 269 2160 2090 2012 5670 5592 5430 4.1 3,8 3.2

гредиеитов обеспечивают вьфавнивание твердости отливок в различных сечестабильность структуры и антизадир- ных свойств.- Как видно из табл. 2 дополнитель- ное введение сурьмы и висмута и изме- нение содержания титана и других нн-

0.3

0,070.050,09

0,070,050,090,005

0,030,020,020,002

0,050,030,050,003

0,020.010,010.001

0.090.080.120,008

Остальное

То же

1

Т а б л и ц а 2

4

5 6

1

370 279 272 265 1950 189017954830471045303,6 3,2 2,7

387 285 277 271 2220 215020765700561554454,5 4,0 3,4

265 248 228 189 1018 7924564012318016202,,91,4

312 255 238 208 1575 1290И164500423040102,9 2,6 2,0

Составитель А. Османцев Реда-ктор И, Дербак Техред И.Верес; Корректор А. Обручар

- -. -- -- - --.««««.,«,„,.,,„. г

Заказ 4788/30 Тираж 567 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

, Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Продолжение табл.2