Чугун Советский патент 1982 года по МПК C22C37/06 

(54) ЧУГУН

Изобретение относится к черной металлургии, в частности металлургии из- носостойких , предназначенных д) работы в условиях трения скольжения пр наличии абразива в узле трения, и може быть использовано для изготовления колев тордовых уплотнений ходовой систем тракторов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым свойствам является чугун t содержа щий компоненты, вес. %: Углерод2,7 - 3,5 КремнийО,4 - 1,4 Хром18.5 - 23,0 МедьО.2 - 2,О ШртонийО,О1 - ОД ЖелезоОстальное Для обеспечения высокой износостоЛкости эти чугуны подвергаются сложной многоступенчатой термической обработке отжнгу, закалке и отпуску. При изготовлении колец торцовых уплотнений, особенно большого диаметра и усложненной формы, в процессе термической обработки имеют место значительные напряжения, деформации, приводшцие к разрушению колец. Обработка поверхности колец производится до средней величины микронеровностей не более 0,16 мкм. При этом на рабочей поверхностти обнаруживаются неметаллические включения типа окислов, которые служат очагами разрушения при жсплуатации, т. е. снижают износостойкость колец. Цель изобретения - повышение износостойкости чугуна, работающего в условиях абразивного изнашивания. Указанная цель достигается тем. что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, медь и железо, дополнительно сЪдержит никель, ванадий и редксн. земельные металлы при следующем соот ношения компонентов, вес. %:

2,6 - 3,5 О,4 - 1,О 0,4 - 0,8 16,0 - 24,О 0,2 - 0,6 0,2 - 0,6 достигается путем ввода в его состав никеля, ванадия- и редкоземельных элементов. Введение никеля и ванадия в ука занном соотношении с марганцем и медь обеспечивает в высокохромистом чугуне устранение мягких продуктов перлитного распада в структуре металлической основ Введение редкоземельных элементов обеспечивает глубокое рафинирование чугуна, ликвидирует силикатные включения и приводит к измельчению микроструктур что также обеспечивает повышение износостойкости. Необходимое срдержание ванадия в предлагаемом чугуне обеспечивается путем ввода в состав шихты природнолегированного передельного чугуна с содержанием ванадия до 0,5%. Эта снимает проблему дефицитности и дороговизны. Структура отвечает требованиям обеспечения максимальной износостойкости: при наличии около ЗО% высокотвердых карбидов типа в структуре металлической основы отсутствуют продукты перлитного превращения, а,остаточный аус тенит является метастабильным и в тяжелых условиях трения в кольцах торцовых уплотнений промышленных тракторов такая структура обеспечивает высокую износостойкость. Как показьшают испытания на стенде, воспроизводящем условия работы пары трения в торцовом уплотнении промышленного трактора (линейная скорость 1,0 м/с,удельное давление 63,2 МПа

Ванадий

0,1 - 0,3 Редкоземель-,

0,О1 - 0,1О ные металлы Железо Остальное

В таблице приведены состав и свойства чугунов.

42-450,43

52-550,24

51-540,35

50-530,26

6О-610,74 Повышение износостойкости чугуна абразив ,- смесь Люберецкого кварцевого песка сорта разных фракций, кварцевой пыли, воды, мела), износостойкость предлагаемого чугуна в 1,5-1,7 раза Вьпие, чем известного (см. таблицу). Предлагаемый чугун предназначен для изготовления колец торцовых уплотнений промьпиленных тракторов. Эти кольца изготавливаются путем индивидуальной отливки с ускоренным охлаждением рабочей поверхности за счет кокиля и последующей шлифовкой. Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения составит 17ОО тыс. руб. в год. Эффект главным образом складывается из увеличения межремонтного пробега ходовой системы трактора сокращения расхода запасных частей и ремонтных расходов, а также повышения надежности ходовой системы при повышении срока службы торцового уплотнения, по сравнению с существующими из стали ШХ 15.Формула изобретения Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, медь и железо, отличающийся тем, что, с целью увеличения износостойкости, он дополнительно содержит никель, ванадий, и редкоземельные металлы при следующем содержании компонентов, вес. % : Углерод2,6 - 3,5 Кремний0,4 - 1,0 Марганец0,4 - 0,8 Хром16-24 5 . Медь 0,2 -0,6 Никель0,2-0,6 ВанадийО,1 - О,3 Редкоземельные металлыО,01-О, Ю ЖелезоОстальное 9814274 Источники информации. принятые во внимание йри экспертизе 1. Авторское свидетельство.СССР 5 № 768843, кл. С 22 С 37/О6, 198О.