RU2527572C1 - Antifriction vast iron - Google Patents

Antifriction vast iron Download PDF

Info

Publication number
RU2527572C1
RU2527572C1 RU2013122337/02A RU2013122337A RU2527572C1 RU 2527572 C1 RU2527572 C1 RU 2527572C1 RU 2013122337/02 A RU2013122337/02 A RU 2013122337/02A RU 2013122337 A RU2013122337 A RU 2013122337A RU 2527572 C1 RU2527572 C1 RU 2527572C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cast iron
copper
iron
friction
content
Prior art date
Application number
RU2013122337/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Анатольевич Кузнецов
Александр Даниилович Трифоненков
Original Assignee
Виктор Анатольевич Кузнецов
Александр Даниилович Трифоненков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Анатольевич Кузнецов, Александр Даниилович Трифоненков filed Critical Виктор Анатольевич Кузнецов
Priority to RU2013122337/02A priority Critical patent/RU2527572C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2527572C1 publication Critical patent/RU2527572C1/en

Links

Landscapes

  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to production of cast iron for making of various friction parts, for example, excavator bearing and tensioning wheel sleeves, crusher inserts, etc. Antifriction cast iron contains the following components, wt %: carbon - 2.2-3.6, silicon - 0.1-0.5, manganese - 0.5-1.5, copper - 1.5-10.0, aluminium - 0.8-4.0, tin - 0.1-0.5, calcium - 0.002-0.05, nickel - 0.5-1.5, tungsten - 0.1-0.3, phosphorus - 0.1-0.6, iron making the rest. Invention allows replacement of costly copper alloys.
EFFECT: longer life of parts in pairs of friction, better machinability.
2 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к разработке состава чугунов, используемых для изготовления хорошо обрабатываемых обычными инструментами деталей различного сечения, способных работать в узлах трения при значительных интервалах удельных нагрузок и в условиях повышенного износа (пыль, грязь, затрудненная смазка), например, втулок опорных и натяжных колес экскаваторов, вкладышей для дробилок, подпятников, заменителей подшипников роликов угольных конвейеров и т.п.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the development of the composition of cast irons used for the manufacture of parts of various sections that are well processed with conventional tools and are able to work in friction units at significant intervals of specific loads and under conditions of increased wear (dust, dirt, difficult lubrication), for example, bushings of supporting and idler wheels of excavators, inserts for crushers, thrust bearings, bearings substitutes for roller conveyors of coal conveyors, etc.

Определяющим критерием для оценки антифрикционного чугуна являются микроструктура и твердость, а для некоторых марок чугуна и содержание легирующих элементов.The determining criterion for evaluating anti-friction cast iron is the microstructure and hardness, and for some grades of cast iron, the content of alloying elements.

Известно множество изобретений по составам чугунов, содержащих медь и алюминий. В наиболее раннем из них (GB, №435656, МПК C22C 37/00, 1935 г.) заявлено, что введение 0,25-3,0% меди, 0,015-0,15% алюминия и 0,05-0,5% титана приводит к повышению предела прочности при растяжении ковкого чугуна (отжиг при 690°C в течение 66 часов) с 283 до 359 МПа, а относительного удлинения - с 8 до 12%. Отмечается повышение коррозионной стойкости чугуна. Об антифрикционных свойствах и износостойкости чугуна в патенте не упоминается.Many inventions are known for cast iron compositions containing copper and aluminum. The earliest of them (GB, No. 435656, IPC C22C 37/00, 1935) stated that the introduction of 0.25-3.0% copper, 0.015-0.15% aluminum and 0.05-0.5 % of titanium leads to an increase in the tensile strength of ductile iron (annealing at 690 ° C for 66 hours) from 283 to 359 MPa, and relative elongation from 8 to 12%. An increase in the corrosion resistance of cast iron is noted. The antifriction properties and wear resistance of cast iron are not mentioned in the patent.

Известен способ производства высокопрочного чугуна (SU, №539948, МПК C21C 1/00, 1974 г.), согласно которому, для получения графита глобулярной формы и повышения механических свойств, в перегретый до 1520-1560°C расплав вводят алюминий при достижении суммарного содержания углерода и кремния 2,7-3,3 вес.% (при содержании кремния не более 0,3 вес.%) и модифицируют вместо магния силикокальцием (или другими графитизирующими добавками). Предел прочности на разрыв такого чугуна - до 980 МПа, твердость - 160-350 НВ. Об антифрикционных свойствах и износостойкости чугуна в изобретении не упоминается.A known method for the production of ductile iron (SU, No. 539948, IPC C21C 1/00, 1974), according to which, to obtain graphite of a globular shape and increase mechanical properties, aluminum is introduced into the melt superheated to 1520-1560 ° C when the total content is reached carbon and silicon 2.7-3.3 wt.% (when the silicon content is not more than 0.3 wt.%) and is modified instead of magnesium with silicocalcium (or other graphitizing additives). The tensile strength of such cast iron is up to 980 MPa, and the hardness is 160-350 HB. The antifriction properties and wear resistance of cast iron are not mentioned in the invention.

Известны составы именно антифрикционных чугунов (RU, №2096515, МПК C22C 37/10, 1996 г.; RU, №2147045, МПК C22C 37/10, 1999 г.; RU, №2337996, МПК C22C 37/10, 2007 г.; RU, №2352675, МПК C22C 37/00, 2007 г.; RU, №2409689, МПК C22C 37/08, 2009 г. и др.). Недостатками указанных чугунов являются сравнительно высокие, по сравнению с предлагаемым чугуном, коэффициенты трения (0,30-0,55) при больших нагрузках и худшая обрабатываемость резанием.Compositions of antifriction cast irons are known (RU, No. 2096515, IPC C22C 37/10, 1996; RU, No. 2147045, IPC C22C 37/10, 1999; RU, No. 2337996, IPC C22C 37/10, 2007 ; RU, No. 2352675, IPC C22C 37/00, 2007; RU, No. 2409689, IPC C22C 37/08, 2009, etc.). The disadvantages of these cast irons are relatively high, compared with the proposed cast iron, the friction coefficients (0.30-0.55) at high loads and the worst machinability.

Известен чугун (RU, №2212467, МПК C22C 37/10, 2001 г.), содержащий, мас.%:Known cast iron (RU, No. 2212467, IPC C22C 37/10, 2001), containing, wt.%:

УглеродCarbon 2,89-3,802.89-3.80 КремнийSilicon 2,23-3,152.23-3.15 МарганецManganese 0,26-0,730.26-0.73 МедьCopper 0,69-2,640.69-2.64 АлюминийAluminum 0,02-0,180.02-0.18 ОловоTin 0,04-0,100.04-0.10 ХромChromium 0,01-0,080.01-0.08 КальцийCalcium 0,006-0,020.006-0.02 РЗМREM 0,01-0,060.01-0.06 МагнийMagnesium 0,02-0,050.02-0.05 БарийBarium 0,06-0,170.06-0.17 ЖелезоIron ОстальноеRest

Недостатком данного чугуна является наличие в структуре до 15% феррита, что отрицательно сказывается на износостойкости и антифрикционных свойствах чугуна.The disadvantage of this cast iron is the presence in the structure of up to 15% ferrite, which negatively affects the wear resistance and antifriction properties of cast iron.

Наиболее близким к предлагаемому по составу и свойствам является чугун (RU, №2101379, МПК C22C 37/10), содержащий, мас.%:Closest to the proposed composition and properties is cast iron (RU, No. 2101379, IPC C22C 37/10), containing, wt.%:

УглеродCarbon 2,98-3,722.98-3.72 КремнийSilicon 1,50-2,581,50-2,58 МарганецManganese 0,37-1,390.37-1.39 МедьCopper 1,65-3,801.65-3.80 АлюминийAluminum 0,06-0,300.06-0.30 ОловоTin 0,005-0,060.005-0.06 ХромChromium 0,08-0,460.08-0.46 КальцийCalcium 0,008-0,020.008-0.02 ТитанTitanium 0,02-0,080.02-0.08 ЖелезоIron ОстальноеRest

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного изобретения, относится то, что наличие в чугуне:The reasons that impede the achievement of the following technical result when using the known invention include the fact that the presence of cast iron:

- до 3% свободных карбидов приводит к ухудшению обрабатываемости резанием;- up to 3% of free carbides leads to a deterioration in machinability by cutting;

- до 10% феррита отрицательно влияет на износостойкость и антифрикционные свойства чугуна.- up to 10% ferrite negatively affects the wear resistance and antifriction properties of cast iron.

При этом коэффициент трения (сухое трение по термообработанной стали) этого чугуна (твердость 192-229 НВ) при удельной нагрузке 1.5-5,0 МПа составляет 0,35-0,66.The friction coefficient (dry friction on heat-treated steel) of this cast iron (hardness 192-229 HB) at a specific load of 1.5-5.0 MPa is 0.35-0.66.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка химического состава чугуна для деталей, работающих в паре с сопряженной деталью из термически обработанной и «сырой» (в состоянии поставки) стали при значительных интервалах удельных нагрузок и в условиях повышенного износа.The problem to which the invention is directed, is to develop the chemical composition of cast iron for parts that are paired with a mating part of heat-treated and "raw" (in the delivery state) steel at significant intervals of specific loads and under conditions of increased wear.

Технический результат заключается в следующем: снижен коэффициент трения путем создания в различных сечениях отливок стабильной структуры перлита с повышенным количеством равномерно распределенных медьсодержащих включений, что позволило улучшить условия механической обработки отливок и применить соответствующие детали для работы в паре с сопряженной деталью из термически обработанной и «сырой» (в состоянии поставки) стали при значительных интервалах удельных нагрузок и в условиях повышенного износа.The technical result is as follows: the friction coefficient is reduced by creating a stable perlite structure in various sections of the castings with an increased number of uniformly distributed copper-containing inclusions, which made it possible to improve the machining conditions of the castings and apply the corresponding parts to work in tandem with a mated part made of heat-treated and “crude” »(In the delivery state) steel at significant intervals of specific loads and in conditions of increased wear.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном составе антифрикционного чугуна, содержащем углерод, кремний, марганец, медь, алюминий, кальций, олово и железо, имеются следующие особенности: антифрикционный чугун дополнительно содержит никель, вольфрам и фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.%:The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known composition of antifriction cast iron containing carbon, silicon, manganese, copper, aluminum, calcium, tin and iron, there are the following features: antifriction cast iron additionally contains nickel, tungsten and phosphorus in the following ratio of components , wt.%:

УглеродCarbon 52,2-3,652.2-3.6 КремнийSilicon 0,1-0,50.1-0.5 МарганецManganese 0,5-1,50.5-1.5 МедьCopper 1,5-10,01,5-10,0 АлюминийAluminum 0,8-4,00.8-4.0 ОловоTin 0,1-0,50.1-0.5 КальцийCalcium 0,002-0,050.002-0.05 НикельNickel 0,5-1,50.5-1.5 ВольфрамTungsten 0,1-0,30.1-0.3 ФосфорPhosphorus 0,1-0,60.1-0.6 ЖелезоIron ОстальноеRest

Фосфор легирует феррит, способствует размельчению эвтектического зерна и образованию включений фосфидной эвтектики в структуре, стабилизирует антифрикционные свойства. Увеличение его содержания свыше 0,1% ведет к повышению жидкотекучести, твердости, предела прочности при растяжении чугуна. При повышении его концентрации более 0,6% предел прочности на растяжение падает.Phosphorus alloys ferrite, promotes the grinding of eutectic grains and the formation of phosphide eutectic inclusions in the structure, and stabilizes antifriction properties. An increase in its content in excess of 0.1% leads to an increase in fluidity, hardness, and tensile strength of cast iron. With an increase in its concentration of more than 0.6%, the tensile strength decreases.

В чугуне с содержанием никеля больше 3% прочность почти не изменяется при толщине стенок от 22 до 88 мм. Каждый процент никеля повышает твердость чугуна приблизительно на 10 НВ. С увеличением содержания никеля улучшается обрабатываемость чугуна, возрастает его коррозионная устойчивость. Оптимальный интервал содержания никеля в предлагаемом чугуне (учитывая высокое содержание меди) - от 0,5 до 1,5%.In cast iron with a nickel content of more than 3%, the strength remains almost unchanged with a wall thickness of 22 to 88 mm. Each percent of nickel increases the hardness of cast iron by approximately 10 HB. With an increase in the nickel content, the machinability of cast iron improves, and its corrosion resistance increases. The optimal range of nickel content in the proposed cast iron (given the high copper content) is from 0.5 to 1.5%.

Хром является наиболее сильным замедлителем процесса графитизации, образует сложные карбиды, устойчивые при высоких температурах, что приводит к увеличению времени последующей графитизирующей термообработки. Используемый в прототипе хром (0,08-0,46%) заменен на вольфрам. Присутствие хрома может вытеснить вольфрам из матрицы. Состав шихты для предлагаемого чугуна исключает возможность присутствия хрома в расплаве. Вольфрам повышает дисперсность металлической основы, упрочняет структуру. В железоуглеродистых расплавах снижение содержания вольфрама менее 0,1% не дает повышения износостойкости, а повышение более 0,3% вызывает появление карбидов вольфрама, не растворяющихся при термообработке в толстых сечениях.Chromium is the most powerful moderator of the graphitization process; it forms complex carbides that are stable at high temperatures, which leads to an increase in the time for subsequent graphitizing heat treatment. Used in the prototype chromium (0.08-0.46%) is replaced by tungsten. The presence of chromium can displace tungsten from the matrix. The composition of the charge for the proposed cast iron eliminates the possibility of the presence of chromium in the melt. Tungsten increases the dispersion of the metal base, strengthens the structure. In iron-carbon melts, a decrease in the tungsten content of less than 0.1% does not increase the wear resistance, and an increase of more than 0.3% causes the appearance of tungsten carbides that do not dissolve during heat treatment in thick sections.

Олово является сильным перлитизатором, позволяет получать перлитную структуру во всех сечениях отливок (толстых и тонких), в указанных пределах увеличивает предел прочности на изгиб. Кроме того, оно обладает антифрикционными свойствами. Содержание олова свыше 0,5% не обеспечивает требуемого технического эффекта.Tin is a strong perlitizer, it allows to obtain a pearlite structure in all sections of castings (thick and thin), within the specified limits it increases the tensile strength in bending. In addition, it has anti-friction properties. The tin content of more than 0.5% does not provide the required technical effect.

Марганец способствует образованию зернистого перлита, повышает прочность чугуна. Такое влияние марганца начинает проявляться при превышении его содержания от 0,5%. При повышении содержания марганца выше 1,5% резко падают пластичность и ударная вязкость.Manganese promotes the formation of granular perlite, increases the strength of cast iron. Such an effect of manganese begins to appear when its content exceeds 0.5%. With an increase in manganese content above 1.5%, ductility and toughness drop sharply.

Кальций является эффективным модификатором, повышает дисперсность структуры металлической основы, очищает границы зерен от неметаллических включений, повышает стабильность структуры и эксплуатационных свойств. Верхний предел концентрации кальция (0,05%) обусловлен ограниченной растворимостью его в перлите. Введение кальция в количествах, меньших 0,002%, заметного эффекта не дает.Calcium is an effective modifier, increases the dispersion of the structure of the metal base, cleans grain boundaries from non-metallic inclusions, increases the stability of the structure and operational properties. The upper limit of calcium concentration (0.05%) is due to its limited solubility in perlite. The introduction of calcium in amounts less than 0.002% does not give a noticeable effect.

Содержание основных компонентов (углерод 2,2-3,6%, медь 1,5-10,0%, алюминий 0,8-4,0%), а также кремния (0,1-0,5%) определены экспериментально с учетом практики производства антифрикционных чугунов.The content of the main components (carbon 2.2-3.6%, copper 1.5-10.0%, aluminum 0.8-4.0%), as well as silicon (0.1-0.5%) were determined experimentally taking into account the practice of production of anti-friction cast irons.

Увеличение содержания их выше верхних пределов снижает однородность структуры, стабильность механических и эксплуатационных свойств.An increase in their content above the upper limits reduces the homogeneity of the structure, the stability of mechanical and operational properties.

Углерод является основным регулятором механических свойств чугуна. Наиболее высокими значениями предела прочности на разрыв, предела текучести и относительного удлинения обладает чугун с пониженным содержанием углерода. Нижний предел содержания углерода ограничивается снижением жидкотекучести чугуна.Carbon is the main regulator of the mechanical properties of cast iron. The highest values of tensile strength, yield strength and elongation have cast iron with a low carbon content. The lower limit of carbon content is limited by a decrease in the fluidity of cast iron.

Кремний резко ускоряет графитизацию, является основным ферритизирующим элементом. Низкое содержание кремния обеспечивает стабилизацию перлитной структуры. С увеличением количества перлита повышаются твердость, прочность, антифрикционные свойства, но понижается пластичность. Наличие кремния в расплаве объясняется только использованием силикокальция и его присутствием в качестве примеси в шихтовых материалах.Silicon dramatically accelerates graphitization, is the main ferritizing element. The low silicon content stabilizes the pearlite structure. With an increase in the amount of perlite, hardness, strength, and antifriction properties increase, but ductility decreases. The presence of silicon in the melt is explained only by the use of silicocalcium and its presence as an impurity in charge materials.

Медь оказывает на чугун двойное действие: способствует графитизации при затвердевании и образованию перлита при эвтектоидном превращении. При увеличении содержания меди повышаются жидкотекучесть, твердость (особенно при низкой эвтектичности), прочность, устойчивость и дисперсность перлита, обрабатываемость чугуна. Углерод и кремний снижают растворимость меди в Fe-C-Si сплавах. При наименьших значениях в предлагаемом чугуне углерода (2,2%) и кремния (0,1%) количество равномерно распределенных медьсодержащих включений возросло до 10,0%. Введение меди свыше 10,0% экономически нецелесообразно.Copper has a double effect on cast iron: it promotes graphitization during solidification and the formation of perlite during eutectoid transformation. With an increase in copper content, fluidity, hardness (especially at low eutecticity), strength, stability and dispersion of perlite, and machinability of cast iron increase. Carbon and silicon reduce the solubility of copper in Fe-C-Si alloys. At the lowest values in the proposed cast iron, carbon (2.2%) and silicon (0.1%), the number of uniformly distributed copper-containing inclusions increased to 10.0%. The introduction of copper in excess of 10.0% is not economically feasible.

Алюминий способствует растворению меди, повышает антифрикционные свойства чугуна, обеспечивает при низком содержании кремния (до 0,5%) мелкозернистую структуру чугуна. При увеличении содержания алюминия от 1,5 до 4,0% его графитизирующее действие снижается до нуля.Aluminum contributes to the dissolution of copper, increases the antifriction properties of cast iron, and provides with a low silicon content (up to 0.5%) a fine-grained structure of cast iron. With an increase in aluminum content from 1.5 to 4.0%, its graphitizing effect decreases to zero.

Таким образом, содержание компонентов в чугуне в указанных пределах обеспечивает необходимый уровень механических свойств чугуна, высокие антифрикционные свойства.Thus, the content of components in cast iron within the specified limits provides the necessary level of mechanical properties of cast iron, high antifriction properties.

Плавки исследуемых чугунов проводят в открытой индукционной тигельной печи с основной футеровкой. Для плавок используют отходы углеродистой стали, стандартные ферросплавы (ферромарганец, ферросилиций, ферровольфрам), фосфористую медь, никель, олово, отходы электротехнической меди и алюминия, силикокальций, бой графитовых электродов. Металл нагревают до 1500-1550°C, а разливку производят при температуре 1400-1450°C в просушенные и прогретые песчано-глинистые формы. Отливки подвергают термической обработке в течение 2-3 часов при температуре 930°C.The melts of the test cast irons are carried out in an open induction crucible furnace with a main lining. For melting, carbon steel wastes, standard ferroalloys (ferromanganese, ferrosilicon, ferro-tungsten), phosphorous copper, nickel, tin, wastes of electrical copper and aluminum, silicocalcium, and graphite electrodes are used. The metal is heated to 1500-1550 ° C, and casting is carried out at a temperature of 1400-1450 ° C in dried and heated sand-clay forms. The castings are heat treated for 2-3 hours at a temperature of 930 ° C.

Твердость по Бринеллю определяют по ГОСТ 9012-59 на приборе для испытания материалов на твердость ТШ-2 с нагрузкой 3000 кг.Brinell hardness is determined according to GOST 9012-59 on a device for testing materials for hardness TS-2 with a load of 3000 kg.

Одноосное статическое растяжение проводят на универсальной сервогидравлической системе типа Instron 300DX по ГОСТ 1497-84 на образцах диаметром 15 мм с расчетной длиной 80 мм. Траверса двигается со скоростью 10 мм/мин.Uniaxial static tension is carried out on a universal servo-hydraulic system of the Instron 300DX type according to GOST 1497-84 on samples with a diameter of 15 mm with an estimated length of 80 mm. The traverse moves at a speed of 10 mm / min.

Испытание трением проводят на машине ИИ5018. Для изготовления образцов используют кольца с внешним диаметром 68 мм, внутренним диаметром 50 мм и высотой 9 мм, которые разрезают на 8 частей, являющихся колодкой в системе колодка - вал.The friction test is carried out on an AI5018 machine. For the manufacture of samples, rings with an external diameter of 68 mm, an internal diameter of 50 mm, and a height of 9 mm are used, which are cut into 8 parts, which are a block in the block-shaft system.

Химические составы чугунов опытных плавок и результаты испытаний приведены соответственно в таблицах 1 и 2.The chemical compositions of the cast iron experimental swimming trunks and the test results are shown in tables 1 and 2, respectively.

Структура литых образцов представляет собой чисто перлитную металлическую основу с дисперсностью перлита до 0,3 мкм и пластинчатые прямолинейные графитовые включения размером 30-60 мкм в количестве 5-8%. Размер медьсодержащих включений составляет 10-20 мкм.The structure of cast samples is a pure pearlite metal base with a perlite dispersion of up to 0.3 μm and lamellar rectilinear graphite inclusions of 30-60 μm in the amount of 5-8%. The size of copper-containing inclusions is 10-20 microns.

Термическая обработка привела к преобразованию пластинчатой формы перлита в глобулярную. Форма, размеры и количество графитовых включений не изменились. Средний размер медьсодержащих включений увеличился до 25 мкм. Глобулярная форма перлита способствует хорошей обрабатываемости при резании.Heat treatment led to the transformation of the lamellar form of perlite into globular. The shape, size and number of graphite inclusions have not changed. The average size of copper-containing inclusions increased to 25 microns. The globular form of perlite contributes to good machinability when cutting.

Из таблицы 2 видно, что после термической обработки твердость и прочность чугуна несколько снизились, а пластичность возросла. Значения коэффициента трения остались примерно на том же уровне.From table 2 it is seen that after heat treatment the hardness and strength of cast iron decreased slightly, and ductility increased. The values of the coefficient of friction remained at approximately the same level.

Нижние значения коэффициента трения соответствуют сплаву с повышенным содержанием меди, алюминия и низким содержанием углерода (сплав 1). Верхние значения этого показателя соответствуют сплаву с низкими содержаниями меди, алюминия и высоким содержанием углерода (сплав 2). Средние значения коэффициента трения были получены при использовании сплава 3, у которого содержания меди, алюминия и углерода находятся в середине заявляемых интервалов.The lower values of the coefficient of friction correspond to an alloy with a high content of copper, aluminum and a low carbon content (alloy 1). The upper values of this indicator correspond to an alloy with low copper, aluminum and high carbon content (alloy 2). The average values of the coefficient of friction were obtained using alloy 3, in which the contents of copper, aluminum and carbon are in the middle of the claimed intervals.

Из результатов проведенных испытаний следует:From the results of the tests it follows:

- чугун обладает более высокими антифрикционными свойствами по сравнению с прототипом, так, в сопоставимых условиях (сухое трение по термообработанной стали) значения коэффициента трения предлагаемого чугуна составляют 0,03-0,07, а прототипа - 0,35-0,66;- cast iron has higher antifriction properties compared to the prototype, so, in comparable conditions (dry friction on heat-treated steel), the friction coefficient of the proposed cast iron is 0.03-0.07, and the prototype is 0.35-0.66;

- наличие высоких антифрикционных свойств и способности работы предлагаемого чугуна при повышенных давлениях позволяет применять его взамен медных сплавов (бронз и латуней), работающих в узлах трения тяжелонагруженных машин и механизмов.- the presence of high antifriction properties and the ability of the proposed cast iron at elevated pressures allows it to be used instead of copper alloys (bronzes and brass) working in the friction units of heavily loaded machines and mechanisms.

Все вышесказанное подтверждает достижение указанного технического результата, позволяет достичь экономического эффекта при использовании предлагаемого чугуна:All of the above confirms the achievement of the specified technical result, allows to achieve an economic effect when using the proposed cast iron:

- путем использования взамен более дорогих медных сплавов;- by using instead of more expensive copper alloys;

- за счет повышения срока службы деталей;- by increasing the service life of parts;

- за счет улучшения условий механической обработки при изготовлении деталей из отливок.- by improving the machining conditions in the manufacture of parts from castings.

Производство предлагаемого чугуна осуществляют на известном оборудовании, из известных компонентов, по доступным технологиям, что наряду с достигнутым положительным техническим результатом и экономическим эффектом позволяет сделать вывод о применении в промышленности предлагаемого антифрикционного чугуна.The production of the proposed cast iron is carried out on known equipment, from known components, using available technologies, which, along with the achieved positive technical result and economic effect, allows us to conclude that the proposed anti-friction cast iron is used in industry.

Таблица 1Table 1 Химические составы чугунов опытных плавокChemical compositions of cast iron experimental swimming trunks СплавAlloy Содержание элементов, мас.%The content of elements, wt.% CC SiSi MnMn CuCu AlAl SnSn CaCa NiNi WW PP 1one 2,22.2 0,10.1 0,50.5 10,010.0 4,04.0 0,50.5 0,050.05 1,51,5 0,10.1 0,60.6 22 3,63.6 0,50.5 1,51,5 1,51,5 0,80.8 0,10.1 0.0020.002 0,50.5 0,30.3 0,10.1 33 2,92.9 0,30.3 1,01,0 5,755.75 2,42,4 0,30.3 0,0260,026 1,01,0 0,20.2 0,350.35

Таблица 2table 2 Результаты испытанийTest results Марка сплаваAlloy grade Твердость по Бринеллю НВ, кгс/мм2 Brinell hardness HB, kgf / mm 2 Предел прочности σВ, МПаTensile strength σ V , MPa Относител. удлинение δВ, %Relative elongation δ In ,% Коэффициент тренияCoefficient of friction Давление ρ, МПаPressure ρ, MPa Скорость скольжения ν, м/сSliding speed ν, m / s ρ·ν, МПа·м/сρ · ν, MPa · m / s со смазкойgreased без смазкиno grease Бронза БрА9ЖЗЛBronze BrА9ЖЗЛ 100-120100-120 392392 1010 0,0540,054 0,180.18 1,01,0 3,03.0 3,03.0 3,03.0 2,02.0 6,06.0 Бронза БрО5Ц5С5Bronze BrO5Ts5S5 6060 150150 66 0,0090.009 0,150.15 0,50.5 10,010.0 5,05,0 1,01,0 2,02.0 2,02.0 Бронза БрА10Ж4Н4ЛBronze BrА10Ж4Н4Л 160160 587587 55 0,120.12 0,230.23 5,05,0 2,02.0 10,010.0 10,010.0 0,50.5 5,05,0 Бронза БрО10Ф1Bronze BrO10F1 80-10080-100 215-300215-300 33 0,0080.008 0,10.1 2,02.0 20,020,0 40,040,0 5,05,0 2,02.0 10,010.0 Чугун АЧС-1Cast iron ASF-1 180-241180-241 196-392196-392 0,2-0,40.2-0.4 0,04-0,10.04-0.1 0,12-0,80.12-0.8 5,05,0 5,05,0 12,012.0 14,014.0 0,30.3 2,52,5 Чугун АЧВ-1Cast iron AChV-1 210-260210-260 490-784490-784 1-31-3 0,04-0,10.04-0.1 0,12-0,50.12-0.5 1,51,5 10,010.0 12,012.0 20,020,0 1,01,0 20,020,0 Чугун АЧВ-2Cast iron AChV-2 167-197167-197 392-490392-490 5-105-10 0,04-0,080.04-0.08 0,12-0,40.12-0.4 1,01,0 5,05,0 3,03.0 12,012.0 1,01,0 12,012.0 Предлагаемый чугун до термообработкиSuggested cast iron prior to heat treatment 220-270220-270 588-882588-882 3-53-5 0,01-0,080.01-0.08 0,04-0,070.04-0.07 20,020,0 2,02.0 40,040,0 40,040,0 1,01,0 40,040,0 Предлагаемый чугун после термообработкиSuggested cast iron after heat treatment 140-180140-180 490-784490-784 5-105-10 0,01-0,060.01-0.06 0,03-0,070.03-0.07 10,010.0 5,05,0 50,050,0 1,01,0 30,030,0 30,030,0

Claims (1)

Антифрикционный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, алюминий, кальций, олово и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит никель, вольфрам и фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод 52,2-3,6 Кремний 0,1-0,5 Марганец 0,5-1,5 Медь 1,5-10,0 Алюминий 0,8-4,0 Олово 0,1-0,5 Кальций 0,002-0,05 Никель 0,5-1,5 Вольфрам 0,1-0,3 Фосфор 0,1-0, Железо Остальное
Anti-friction cast iron containing carbon, silicon, manganese, copper, aluminum, calcium, tin and iron, characterized in that it additionally contains nickel, tungsten and phosphorus in the following ratio, wt.%:
Carbon 52.2-3.6 Silicon 0.1-0.5 Manganese 0.5-1.5 Copper 1.5-10.0 Aluminum 0.8-4.0 Tin 0.1-0.5 Calcium 0.002-0.05 Nickel 0.5-1.5 Tungsten 0.1-0.3 Phosphorus 0.1-0, Iron Rest
RU2013122337/02A 2013-05-14 2013-05-14 Antifriction vast iron RU2527572C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013122337/02A RU2527572C1 (en) 2013-05-14 2013-05-14 Antifriction vast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013122337/02A RU2527572C1 (en) 2013-05-14 2013-05-14 Antifriction vast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2527572C1 true RU2527572C1 (en) 2014-09-10

Family

ID=51540055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013122337/02A RU2527572C1 (en) 2013-05-14 2013-05-14 Antifriction vast iron

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2527572C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2605009C1 (en) * 2015-09-21 2016-12-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Cast iron
RU2827640C1 (en) * 2023-07-27 2024-09-30 Общество с ограниченной ответственностью "СЕВЗАППРИБОР" Lead screw with nut

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2101379C1 (en) * 1996-07-29 1998-01-10 Брянская государственная инженерно-технологическая академия Antifriction cast iron
RU2212467C2 (en) * 2001-08-01 2003-09-20 Брянская государственная инженерно-технологическая академия Antifriction cast iron
EP1776487B1 (en) * 2004-08-18 2009-08-26 Federal-Mogul Burscheid GmbH High-strength, wear-resistant, corrosion-resistant cast iron material
EP1794336B1 (en) * 2004-08-18 2010-01-20 Federal-Mogul Burscheid GmbH piston ring made of cast iron

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2101379C1 (en) * 1996-07-29 1998-01-10 Брянская государственная инженерно-технологическая академия Antifriction cast iron
RU2212467C2 (en) * 2001-08-01 2003-09-20 Брянская государственная инженерно-технологическая академия Antifriction cast iron
EP1776487B1 (en) * 2004-08-18 2009-08-26 Federal-Mogul Burscheid GmbH High-strength, wear-resistant, corrosion-resistant cast iron material
EP1794336B1 (en) * 2004-08-18 2010-01-20 Federal-Mogul Burscheid GmbH piston ring made of cast iron

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2605009C1 (en) * 2015-09-21 2016-12-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Cast iron
RU2827640C1 (en) * 2023-07-27 2024-09-30 Общество с ограниченной ответственностью "СЕВЗАППРИБОР" Lead screw with nut

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4835424B2 (en) High strength spheroidal graphite cast iron
US9322085B2 (en) High-strength brass alloy for sliding members, and sliding members
JP6427272B2 (en) bolt
Razumakov et al. The structure and properties of cast iron alloyed with copper
RU2527572C1 (en) Antifriction vast iron
JP6313844B1 (en) Composite roll for rolling
JP6350340B2 (en) Abrasion-resistant steel plate and method for producing the same
JP5282546B2 (en) High-strength, thick-walled spheroidal graphite cast iron with excellent wear resistance
JP5856599B2 (en) Differential equipment parts
Verma et al. Boron steel: an alternative for costlier nickel and molybdenum alloyed steel for transmission gears
KR960006328B1 (en) Cold rolling tool steel
RU2753397C1 (en) Casting of high-strength wear-resistant steel and methods for heat treatment of castings of high-strength wear-resistant steel
KR100629217B1 (en) Steel for case hardening bearing excellent in toughness and rolling fatigue life in quasi-high temperature region
RU2611624C1 (en) High-strength alloyed antifriction cast iron
RU2547774C1 (en) Graphitised steel for antifriction casting
JP5282547B2 (en) High-strength, thick-walled spheroidal graphite cast iron with excellent wear resistance
CN113186447A (en) Preparation process and application of high-strength gray cast iron
JP6518314B2 (en) Composite roll for rolling
RU2615409C2 (en) High-strength antifriction cast iron
RU2352675C1 (en) High-duty bearing cast iron
JP2014189824A (en) Component for elevator
JP2016030843A (en) Cast iron and brake component
RU2297468C1 (en) Antifriction cast iron
RU2744600C1 (en) Wear-resistant steel
RU2733940C1 (en) Iron

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20150420

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160515