Модификатор Советский патент 1981 года по МПК C22C35/00 

1

РЬобретение относится к металлургии чугуна и стали, а конкретнее - к лигатурам и модификаторам, используемым для повышения физико-механических и эксплуатационных свойств чугуна.

Для повышения физико-механических и эксплуатационных свойств чугуна широко используется модифицирование расплава комплексными добавками.

Так, например, для повышения износостойкости чугунных деталей, работающих в условиях трения - скольжения применяется модификатор следующего состава, вес. %:

Ферросилиций 75%-ный40-80

Графит8-25

БорОстальное 11.

Указанный модификатор способствует повышению износостойкости чугуна при небольших давлениях (до 1 кг/см). Однако использование чугунов, модифицированных данным модификатором, в тормозных устройствах машин, где от сопряженных деталей требуется не только высокая износостойкость, но и об€х:печение высокого момента трения, нецелееообразно, так как такие чугуны или имеют невысокий коэффициент трения, или коэффициент трения значительно уменьшается после приработки трущихся поверхностей. Повышение удельных нагрузок или отсутствие смазки вызывает повышенный износ чугунного элемента пары.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является модификатор следующего состава, вес. %: 75%-ный ферросилиций 40-90%, сурьма - остальное 12.

Данный модификатор обеспечивает получение чугунов с повышенной износостойкостью при удельных давлениях до 1 кг/см и повышенным коэффициентом трения при работе в паре с фрикционными материалами, например бКХ-1.

Модификатор способствует образованию эвтектики, состоящей из смеси сурьмянистого железа FesSb, цементита РезС и а- железа и имеющей высокую твердость (НВ 500-550), а также измельчению первичного ,зерна, что способствует увеличению износостойкости чугуна и коэффициента трения пары.

Однако при повышениях давления (свыше 1,0 кг/см), характерных для тормозных устройств, износостойкость и коэффициент трения чугуна значительно снижаются. Происходит выкрашивание сурьмянистых соединений, недостаточно прочно связанных « металлической основой, что

приводит к повышенному износу как чугуна, так и фрикционного материала. Одновременно снижается коэффициент трения лары. Целью изобретения является создание модификатора, способствующего повышению износостойкости чугуна и коэффициента трения при работе в паре с фрикционным материалом. Поставленная цель достигается тел1, что П|)едлагаемый модификатор дополнительно содержит редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, вес. %: Сурьма10-25 Редкоземельные металлы6-40 Ферросилиций ФС-75Остальное Для получения модификатора в щековой дробилке измельчают сурьму СУ2 (ГОСТ 1089-73), ферросилиций ФС-75 (ГОСТ 1415-70) и мишметалл цериевый марки СЦ еМИШ-1 (ТУ 14-5-78-76). Гранулы сурьмы (2-5 мм), ферросилиция (2-10 мм) н цериевого мишметалла (0,5-10 мм) смешивают в лопастном смесителе в различном нроцентном «оотношеНИИ составляющих. Технология модифицироваиия чугуиа иредложенным модификатором не изменяется по сравнению с исцользуемой для известного модификатора.

Т а б л и ц а 0,8, фосфор 0,03-0,05, сера 0,04-0,07, хром 0,25-0,35, никель 0,1-0,18. Модификатор в количестве 0,35% от веса жидкого чугуна вводили в разливочный ковш под струю металла при температуре чугуиа 1380-1400°С. Из модифицированного; чугуна отливали плиты размерами 200X150x30 мм и стандартные цилиндрические образцы 0 30 мм для определения предела прочности на изгиб, твердости и износостойкости чугуна, коэффициента трения пары. Коэффициент т)ения .и износостойкость чугуна определяли на испытательной мангине Mli-lM по схеме «валик-колодочка. Валик 040 мм изготовляли из испытуемого чугуна, колодочку из холодноформовочного фрикционного материала на каучуке марки 6КХ-1. Условия испытания: давление 5 кг/см скорость скольжения 2,5 м/сек, длительность испытания 50 ч. Потери на износ определяли весовым методом, коэффициент трения - расчетным, фиксируя момент трения. Аналогичные испытания проводились с чугуном, обработанным известным модификатором. Полученные данные приведены в таблице.

Известный модификатор

Предлагаемый модификатор

Модификатор вводится в ковш под струю металла непосредственно перед заливкой. Модифицирующий эффект еохраняется в течение 10 мии. Были приготовлены составы модификатора и проведено их опробованне и сравнеиие с известным модификатором.

Обработке модификатором подвергался чугун следующего состава, вес. %: углерод 3,2-3,4, кремний 1,7-1,9, марганец 0,6-Как видно из таблицы, обработка чугуна предлагаемым модификатором енижает износ чугуна на 40%, цовышает коэффициент трения на 27%, несколько повышает предел прочности на изгиб, практически не изменяет твердость,

Предложенный модификатор рекомендуется к промышленному использованию при производстве чугунных тормозных барабанов авто.мобилей.

Формула изобретения

Модификатор, содержащий сурьму и ферросилиций ФС-75, отл и ч а юш,ий ся тем, что, с целью повышеиия износостойкости чугуиа и коэффициента трения при работе в паре с фрикционным материалом, он дополнительно содержит редкоземельные металлы при следующем еоотнощении компоиентов, вес. %:

б

Сурьма10-25

Редкоземельные металлы6-40

Ферросилиций ФС-75Остальное.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР Л 282657, С 22 С 37/00, 1971.