RU2552820C2 - Серый фрикционный чугун - Google Patents
Серый фрикционный чугун Download PDFInfo
- Publication number
- RU2552820C2 RU2552820C2 RU2013145732/02A RU2013145732A RU2552820C2 RU 2552820 C2 RU2552820 C2 RU 2552820C2 RU 2013145732/02 A RU2013145732/02 A RU 2013145732/02A RU 2013145732 A RU2013145732 A RU 2013145732A RU 2552820 C2 RU2552820 C2 RU 2552820C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cast iron
- iron
- friction
- cast
- magnesium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к серым высокофосфористым чугунам для изготовления тормозных колодок и других деталей механизмов трения. Чугун содержит, мас.%: углерод 2,8-3,5; кремний 1,4-2,3; марганец 0,3-0,8; фосфор 1,6-3,2; хром 0,02-0,08; сера 0,01-0,03; азот 0,002-0,02; бор 0,002-0,03; алюминий 0,01-0,03; барий 0,02-0,05; магний 0,01-0,03; железо - остальное. Техническим результатом изобретения является повышение трещиностойкости и ударно-усталостной долговечности чугуна. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к серым фрикционным высокофосфористым чугунам. Может использоваться для изготовления литых тормозных колодок и других деталей механизмов трения.
Известен чугун для тормозных колодок (Патент RU 2122042, МПК C22C 37/10, 1998), содержащий, мас.%:
Углерод | 2,6-3,4 |
Кремний | 1,2-2,2 |
Марганец | 0,3-0,8 |
Фосфор | 2,7-3,2 |
Сера (не более) | 0,03 |
Ванадий (не более) | 0,1 |
Магний (не менее) | 0,03-0,04 |
Алюминий | 0,3-0,4 |
Железо | Остальное |
Известный чугун обладает нестабильными характеристиками механических свойств и низкой трещиностойкостью.
Известен также серый фрикционный чугун (Патент RU 2326178, МПК C22C 37/10, 2008), содержащий, мас.%
Углерод | 2,9-3,5 |
Кремний | 1,3-2,0 |
Марганец | 0,3-0,8 |
Фосфор | 1,0-1,5 |
Сера | 0,02-0,15 |
Азот | 0,002-0,01 |
Алюминий | 0,002-0,01 |
Железо | Остальное |
Этот фрикционный чугун имеет недостаточные характеристики прочности и ударно-усталостной долговечности, не превышающей 10,5-12,8 тыс. циклов.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является фрикционный чугун (Патент RU 2442838, МПК C22C 37/06, 2010), содержащий, мас.%:
Углерод | 2,8-3,5 |
Кремний | 0,8-2,0 |
Марганец | 0,3-0,8 |
Фосфор | 1,0-1,5 |
Хром | 0,01-0,08 |
Сера | 0,02-0,15 |
Азот | 0,012-0,03 |
Бор | 0,002-0,01 |
Алюминий | 0,002-0,01 |
Железо | Остальное |
Предел прочности при растяжении этого чугуна составляет 250-280 МПа; твердость НВ 252-279; ударно-усталостная долговечность 13,5-17,1 тыс. циклов; коэффициент трения 6,5-6,9; трещиностойкость 3-7 трещин в пробе. При изготовлении тормозных колодок отмечается недостаточная ударно-усталостная долговечность.
Задачей данного технического решения является повышение ударно-усталостной долговечности и трещиностойкости.
Поставленная задача решается тем, что серый фрикционный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, хром, серу, азот, бор, алюминий и железо, дополнительно содержит барий и магний, при следующем соотношении компонентов, мас%:
Углерод | 2,8-3,5 |
Кремний | 1,4-2,3 |
Марганец | 0,3-0,8 |
Фосфор | 1,6-3,2 |
Хром | 0,02-0,08 |
Сера | 0,01-0,03 |
Азот | 0,002-0,02 |
Бор | 0,002-0,03 |
Алюминий | 0,01-0,03 |
Барий | 0,02-0,05 |
Магний | 0,01-0,03 |
Железо | Остальное |
Существенным отличием предложенного чугуна является дополнительное введение бария и магния. Проведенный анализ предложенного решения показал, что на данный момент неизвестно техническое решение, в котором отражены указанные отличия. Кроме того, эти отличия являются необходимыми и достаточными для достижения положительного эффекта, указанного в цели изобретения. Это позволяет сделать вывод, что данные отличия являются существенными.
Дополнительное введение 0,02-0,05% бария обусловлено его химической, модифицирующей и графитизирующей способностью и значительным влиянием на дисперсность структуры металлической основы, очистку границ зерен и форму графита, что способствует повышению упругопластичных свойств чугуна, его трещиностойкости и ударно-усталостной долговечности. При концентрации бария до 0,02% модифицирующий эффект, упругопластические свойства и ударно-усталостная долговечность недостаточны. При повышении содержания бария более 0,05% увеличиваются угар, неоднородность структуры чугуна в отливках и снижаются характеристики ударной вязкости, удароустойчивости и трещиностойкости.
Введение магния в чугун в количестве 0,01-0,03% оказывает раскисляющее и модифицирующее влияние, повышает содержание в структуре сфероидизированного графита, механические и фрикционные свойства чугуна в отливках. При концентрации магния до 0,01% модифицирующий эффект, механические свойства и ударно-усталостная долговечность недостаточны, а при повышении содержания магния более 0,03% снижаются трещиностойкость, стабильность коэффициента трения и удароустойчивость.
Опытные плавки чугуна доэвтектического состава проводили в коксовых вагранках производительностью 5 т/ч с копильником. В качестве шихтовых материалов использовали литейные чугуны марок Л3 и Л5, передельный чугун марки ПЛ5, чугунный лом марок 16А и 17А, стальной лом группы 1А, ферромарганец ФМн75, доменный феррофосфор марок ФФ16 и ФФ18, феррохром ФХ800 и другие ферросплавы.
Рафинирование, раскисление и доводку чугуна по химическому составу проводили в копильнике. Модифицирование расплава производили при выпуске чугуна из копильника в разливочный ковш с использованием ферросилико-бария, порошков ферробора в составе экзотермических модифицирующих таблеток на основе кремния, магния и алюминия.
В песчано-глинистых литейных формах получали тормозные колодки типа «Ф», отливки и технологические пробы на трещиностойкость и стандартные образцы для механических и фрикционных испытаний.
В таблице 1 приведены химические составы известного и предложенного чугунов опытных плавок.
Исследование структуры (ГОСТ 3443-87), механических свойств (ГОСТ 27208-87) и эксплуатационные испытания литых изделий проведены в литом состоянии без термической обработки. Исследования на трещиностойкость проводили на звездообразных технологических пробах высотой 140 мм, а определение ударной вязкости - на образцах без надреза.
В таблице 2 приведены результаты механических и фрикционных испытаний, исследование трещиностойкости чугунов в отливках.
Как видно из таблицы 2, предложенный чугун обладает более высокими характеристиками трещиностойкости, механических и фрикционных свойств.
Таблица 1 | ||||||
Химические составы чугунов опытных плавок | ||||||
Компоненты | Содержание компонентов, мас.% (железо - остальное) | |||||
1 (Изв.) | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
Углерод | 3,3 | 2,5 | 2,8 | 3,1 | 3,5 | 3,7 |
Кремний | 1,7 | 1,3 | 1,4 | 2,0 | 2,3 | 2,5 |
Марганец | 0,4 | 0,2 | 0,3 | 0,5 | 0,8 | 1,0 |
Фосфор | 1,2 | 1,2 | 1,6 | 2,2 | 3,2 | 3,4 |
Хром | 0,05 | 0,01 | 0,02 | 0,06 | 0,08 | 0,1 |
Сера | 0,1 | 0,008 | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,05 |
Азот | 0,02 | 0,001 | 0,002 | 0,01 | 0,02 | 0,05 |
Бор | 0,01 | 0,001 | 0,002 | 0,02 | 0,03 | 0,04 |
Алюминий | 0,01 | 0,006 | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,05 |
Барий | - | 0,01 | 0,02 | 0,04 | 0,05 | 0,07 |
Магний | - | 0,005 | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,05 |
Таблица 2 | ||||||
Результаты механических и фрикционных испытаний чугунов опытных плавок | ||||||
Показатели | Результаты испытаний фрикционных чугунов опытных плавок | |||||
1 (Изв.) | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
Предел прочности при растяжении, МПа | 275 | 312 | 341 | 380 | 365 | 332 |
Твердость, НВ | 260 | 322 | 280 | 310 | 282 | 264 |
Ударная вязкость, Дж/см2 | 24 | 21 | 28 | 32 | 30 | 25 |
Ударно-усталостная долговечность, тыс. циклов | 16 | 14 | 19 | 24 | 21 | 18 |
Коэффициент трения | 67 | 59 | 67 | 70 | 68 | 65 |
Фрикционная теплостойкость, % | 100 | 102 | 108 | 112 | 110 | 106 |
Трещиностойкость (количество трещин в пробе) | 5 | 7 | 2 | 2 | 3 | |
Средний износ при сухом трении, мг/г·с | 13 | 10 | 9 | 7 | 8 | 11 |
Claims (1)
- Серый фрикционный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, хром, серу, азот, бор, алюминий и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит барий и магний при следующем соотношении компонентов, мас.%:
углерод 2,8-3,5 кремний 1,4-2,3 марганец 0,3-0,8 фосфор 1,6-3,2 хром 0,02-0,08 сера 0,01-0,03 азот 0,002-0,02 бор 0,002-0,03 алюминий 0,01-0,03 барий 0,02-0,05 магний 0,01-0,03 железо остальное.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013145732/02A RU2552820C2 (ru) | 2013-10-11 | 2013-10-11 | Серый фрикционный чугун |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013145732/02A RU2552820C2 (ru) | 2013-10-11 | 2013-10-11 | Серый фрикционный чугун |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013145732A RU2013145732A (ru) | 2015-04-20 |
RU2552820C2 true RU2552820C2 (ru) | 2015-06-10 |
Family
ID=53282740
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013145732/02A RU2552820C2 (ru) | 2013-10-11 | 2013-10-11 | Серый фрикционный чугун |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2552820C2 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6723180B2 (en) * | 2000-12-22 | 2004-04-20 | Mannesmann Sachs Ag | Friction clutch comprising a friction element formed of flake graphite alloy |
EP2166119A1 (en) * | 2007-06-26 | 2010-03-24 | Incorporated National University Iwate University | Flaky graphite cast iron, and method for production thereof |
RU2442838C2 (ru) * | 2010-04-05 | 2012-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | Серый фрикционный чугун |
-
2013
- 2013-10-11 RU RU2013145732/02A patent/RU2552820C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6723180B2 (en) * | 2000-12-22 | 2004-04-20 | Mannesmann Sachs Ag | Friction clutch comprising a friction element formed of flake graphite alloy |
EP2166119A1 (en) * | 2007-06-26 | 2010-03-24 | Incorporated National University Iwate University | Flaky graphite cast iron, and method for production thereof |
RU2442838C2 (ru) * | 2010-04-05 | 2012-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | Серый фрикционный чугун |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013145732A (ru) | 2015-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5875538B2 (ja) | 鋳鉄及びブレーキ部品 | |
RU2452786C1 (ru) | Износостойкий чугун | |
RU2552820C2 (ru) | Серый фрикционный чугун | |
RU2416660C1 (ru) | Износостойкий чугун | |
RU2401316C1 (ru) | Износостойкий чугун | |
RU2581542C1 (ru) | Высокопрочный антифрикционный чугун | |
RU2533631C1 (ru) | Износостойкий чугун | |
RU2442838C2 (ru) | Серый фрикционный чугун | |
JP6313154B2 (ja) | 鋳鉄及びブレーキ部品 | |
RU2365660C1 (ru) | Чугун | |
RU2611624C1 (ru) | Высокопрочный легированный антифрикционный чугун | |
RU2409689C1 (ru) | Серый антифрикционный чугун | |
RU2514360C1 (ru) | Серый фрикционный чугун | |
RU2326178C1 (ru) | Серый фрикционный чугун | |
RU2376101C1 (ru) | Комплексная экзотермическая смесь | |
RU2615409C2 (ru) | Высокопрочный антифрикционный чугун | |
RU2454294C1 (ru) | Комплексная экзотермическая смесь | |
RU2449041C1 (ru) | Серый чугун для металлической литейной оснастки | |
RU2401318C1 (ru) | Серый фрикционный чугун | |
RU2457256C2 (ru) | Модифицирующая смесь | |
RU2450076C1 (ru) | Серый перлитный чугун | |
RU2744600C1 (ru) | Износостойкая сталь | |
RU2511213C1 (ru) | Износостойкий чугун с шаровидным графитом | |
RU2499074C1 (ru) | Чугун | |
RU2352675C1 (ru) | Высокопрочный антифрикционный чугун |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151012 |