CS258910B1 - Tvárná litina pro součásti odolné adhezivnímu opotřebení - Google Patents

Abstract

Tvárná litina, obsahující uhlík 3,0 až 3,8 %, křemík 2,0 až 3,5 mangan 0,2 až 1,5 %, síru do 0,03 %, hořčík do 0,1 % a prvky vzácných zemin do 0,1 % hmot., obsahuje dále chrom 0,03 do 0,3 %, molybden 0,03 do 0,5 %, vanad 0,03 do 0,5 i, nikl 0,1 do 2,5 %, měd 0,1 do 1,5 %, fosfor 0,03 do 0,3 %, cín do 0,15 %, antimon » do 0,03 %, zbytek železo. Je žádoucí, aby odlitky z uvedené litiny nebo opracované díly z těchto odlitků byly následně tepelně zpracovány tak, že jsou podrobeny žíhání s překrystalizaci a poté sferoidizačnímu žíhání. Tím se dosáhne struktury tvořené zrnitým grafitem uloženým v základní kovové hmotě feriticko-karbidické, příp. feritické s výslednou tvrdostí nepřesahující cca 280 jednotek Brinella. Takto vyrobené odlitky z tvárné litiny se vyznačují ve srovnání s dosud používanou mosazí zvýšenou odolností proti opotřebeni za podmínek kluzného tření, nižší hmotností v průměru od cca 12 %. Navrhované řešení přináší výrazné úspory mědi a, podstatně vyšší zhospodárnění výroby.

Description

Vynález se týká tvárné litiny mající základní chemické složení uhlík 3,0 do 3,8 %, křemík 2,0 do 3,5 %, mangan 0,2 do 1,5 %, síra do 0,030 %, hořčík dc 0,10 %, případně prvky vzácných zemin do celkem 0,1 % hmot., vhodné pro součástí odolné proti adhozivnímu opotřebení, zejména pro součásti valivých ložisek, například ložiskových klecí a vodicích kroužků.

Pro výrobu klecí valivých ložisek se dosud používají převážně lité nebe tvářené mosazi. Mosazi mají dobré kluzné vlastnosti, vyhovující mechanické vlastnosti a dobrou obrobitelnost. Nevýhodou těchto materiálů je nižší otěruvzdornost a vysoký obsah mědi, převážně; 58 až 60 % hmot. Použití mosazí na klece ložisek je značně nákladné a tudíž ekonomicky nevýhodné. P ohledem na trvale vzrůstající náklady vyvolané použitím mosazí jsou stále vyšší i náklady spojené s výrobou takovýchto klecí.

Vynález si klade za cíl odstranění, případně alespoň podstatné snížení uvedených nedostatků, tvárnou litinou podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tvárná litina shora uvedeného základního složení obsahuje dále chrom 0,03 do 0,3 %, molybden 0,03 do 0,5 'i, vanad 0,03 do 0,5 %, nikl 0,1 do 2,5 %, mě3 0,1 do 1,5 %, fosfor 0,03 do 0,3 %, cín stopy až do 0,15 %, antimon stopy až do 0,03 %, zbytek železo., vše uvažováno v % hmotnosti.

Je žádoucí, aby odlitky z uvedené litiny nebo opracované díly z těchto odlitků byly následně tepelně zpracovány ťak, že jsou podrobeny žíhání s překrysta1izací o poté sferoidizačnímu žíhání. Tím se dosáhne struktury tvořené zrnitým grafitem uloženým v základní kovové hmotě feriticko-karbidické, případně feritické s výslednou tvrdosti nepřesahující cca 280 jednotek Brinella.

Výhoda navrhovaného řešení podle vynálezu spočívá v tom, že xivedt nýn chemickým složením tvárné litiny a optimální strukturou její matrice se dosáhne ve srovnání s dosud používanou mosazí některých významných předností. Je to především zvýšení odolnosti proti opotřebení součástí za podmínek kluzného tření a sníženi jejich hmotnosti v průměru o cca 12 %, úspory mědi a podstatně vyšší zhospodárnění výroby.

Příklad č.l:

Odlitky klece axiálního soudečkového ložiska o vnějším průměru 800 mm mající chemické složení uhlík 3,62 %, křemík 2,50 %, síra 0,011 %, hořčík 0,045 %, cér 0,01 %, mangan 0,64 i, fosfor 0,051 %, nikl 0,25 %, chrom 0,15 %, měd 0,30 i, molybden 0,03 %, vanad 0,11 %, cín 0,006 %, antimon 0,03 %, jsou odlity gravitačním způsobem do pískové formy s použitím vnějších chladítek.

Odlitky klecí jsou tepelně zpracovány s použitím žíhání s překrystalizací. Jsou austenitizovány při teplotě v rozmezí 940 až 960 °C s výdrží 4 hodiny a s ochlazením na vzduchu. Následuje sferoidizační žíhání při teplotě 690 až 710 °C s výdrží 8 hodin a s ochlazením na vzduchu.

Výsledná struktura odlitků po tepelném zpracování je tvořena směsí nedokonale a dokonale zrnitého perlitu; tvrdost odlitku je 220 jednotek Brinella.

Příklad č. 2:

Odlitky klece dvouřadého soudečkového ložiska o vnějším průměru 205 mm, mající chemické složení uhlík 3,65 %, křemík 2,25 %, síra 0,010 %, hořčík 0,053 %, cér 0,02 %, mangan 0,26 %, fosfor 0,035 %, nikl 0,15 %, chrom 0,06 %, měd 0,27 %, molybden 0,04 %, vanad 0,06 %, cín 0,007 %, antimon 0,02 %, jsou odlity gravitačním způsobem do pískové formy.

Odlitky klecí jsou tepelně zpracovány s použitím žíhání s překrystalizací. Jsou austenitizovány při teplotě v rozmezí 930 až 950 °C s výdrží 3 hodiny a s ochlazením na vzduchu. Následuje sferoidizační žíhání při teplotě 700 až 720 °C s výdrží 5 hodin a s ochlazením na vzduchu.

Výsledná struktura odlitku po tepelném zpracování je feriticko-perlitická s obsahem 25 * nedokonale a dokonale zrnitého perlitu; tvrdost odlitku je 160 jednotek Brinella.

P ř í k 1 a e č. 3:

Vodící kroužky o vnějším průměru 113 min dvouřadého soudečkového ložiska, vyrobené z odlitku pouzder o rozměrech 0 93/119 x 140 mm, mající chemické složení uhlík 3,54 %, křemík 2,71 %, síra 0,012 %, hořčík 0,048 %, cér 0,003 %, mangan 0,42 %, fosfor 0,053 %, nikl 0,3 %, chrom 0,06 %, měcl 0,50 %, molybden 0,04 %, vanad 0,07 %, cín 0,021 %, antimon 0,03 %, jsou odlity gravitačním způsobem do pískové formy.

Odlitky pouzder nejsou tepelně zpracovány. Výsledná struktura je tvořena z 80 % převážně lamelárním perlitem. Tvrdost je 260 jednotek Brinella.

Navržené příklady nevyčerpávají všechny možnosti realizace vynálezu jak v oblasti složení, tak i pokud jde o způsob lití, kde je možno např. aplikovat odstředivé lití, lití do skořepin apod.

Claims (1)

1. Tvárná litina pro součásti odolné adhezivnímu opotřebení, zejména součásti valivých ložisek např. ložiskové kleče a vodicí kroužky mající základní chemické složení uhlík 3,0 do 3,8 %, křemík 2,0 do 3,5 %, mangan 0,2 do 1,5 %, síra do 0,030 %, hořčík do 0,10 %, případně prvky vzácných zemin do celkem 0,1 % vyznačené tím, že obsahuje dále chrom 0,03 do 0,3 %, molybden 0,03 do 0,5 %, vanad 0,03 do 0,5 %, nikl 0,1 do 2,5 %, měd 0,1 do 1,5 %, fosfor 0,03 do 0,3 %, cín do 0,15 %, antimon do 0,03 %, zbytek železo, vše v % hmotnosti.