Серый чугун Советский патент 1982 года по МПК C22C37/00 

1

Изобретение относится к металлургии, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, обладающих высокой износостойкостью и обрабатываемостью.

Широко известны чугуны, содержащие углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, сурьму и железо, в качестве основы. Эти сплавы обладают высокой прочностью и износостойкостью и плохой обрабатываемостью.

Наиболее близким к предлагаемому по составу является чугун 1, содержащий ингредиенты в следующем соотношении, вес. %:

3,0-3,4

Углерод

1,6-2,2

Кремний

0,005-0,04

Марганец

Сера

0,1-0,2 0,15-0,25

Сурьма Остальное,

Железо

Примеси: Хром до 0,01

Никель до 0,02 Фосфор до 0,01.

Однако известный чугун недостаточно износостойкий. Наличие в составе сплава сурьмы в количестве 0,15-0,25%, а также пониженного содержания марганца полностью

исключает феррит в структуре, что приводит к низкой обрабатываемости резанием отливок, изготовленных из данного чугуна.

Целью изобретения является повыщение износостойкости чугуна, улучщение обрабатываемости резанием.

Цель достигается тем, что серый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, сурьму дополнительно содержит фосфор при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

3,0-3,4

Углерод

1,6-2,2

Кремний

0,005-0,04

Марганец

0,1 -0,2

Сера 0,15-0,25

Сурьма

0,6-1,1

Фосфор Остальное

Железо примесей чугун содержит.

В качестве вес. %:

до 0,01

Хром до 0,02.

Никель

Введение фосфора приводит к образованию сложной фосфидно-сурьмянистой эвтектики, что при указанных концентрациях элементов в сплаве исключает появление ледебурита. Значительное измельчение эвтектического зерна, связанное с присутствием в сплаве фосфора, способствует затвердеванию эвтектики в виде изолированных включений. Более низкая твердость фосфидной эвтектики по сравнению с ледебуритом, улучшает обрабатываемость сплава, улучшает условия работы трущейся пары. При содержании фосфора менее 0,6 вес. % незначительное количество фосфидно-сурьмянистой эвтектики приводит к снижению износостойкости. При содержании фосфора более 1,1 вес. % фосфидно-сурьмянистая эвтектика кристаллизуется в виде сетки, которая при ударных нагрузках на поверхности трения выкрашивается и увеличивает износ чугуна.

Чугуны выплавляют в индукционной печи емкостью 40 кг с кислой футеровкой. В качестве шихты применяют металлизованные окатыши, электродный бой, ферросилиций, серу, ферромарганец, сурьму, ферроХимический состав,

Сплав Пределы

фосфор. Подшихтовка по составу производится перед разливкой чугуна. Образцы для испытаний заливают в сухие песчаные формы. Испытания на износ проводят в условиях сухого трения скольжения при удельной нагрузке 12 кгс/см и скорости скольжения 1,2 м/сек. Износостойкость оценивают в граммах, отнесенных к 1000 м пробега. Испытания чугуна на обрабатываемость проводят на специальных дисках, отлитых в сухие песчаные формы. Основным показателем, принятым для сравнения обрабатываемости, является уровень целесообразных скоростей резания УбО, полученный методом торцового точения при V 1,5 мм/об, V 0,3 мм/об. Этот уровень характеризуется величиной скорости резания У60, которой при определенных условиях соответствует 60-ти минутная стойкость быстрорежуш,его инструмента. Полученные сравнительные результаты приведены в таблице.

Свойства