RU2743682C2

RU2743682C2 - Method of producing wear-resistant and resilient structures of working elements of tillers

Info

Publication number: RU2743682C2
Application number: RU2019117018A
Authority: RU
Inventors: Александр Игоревич Володин; Игорь Александрович Пугачев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "АЛИГОН"
Priority date: 2019-06-01
Filing date: 2019-06-01
Publication date: 2021-02-24
Also published as: RU2019117018A; RU2019117018A3

Abstract

FIELD: foundry.

SUBSTANCE: invention relates to metallurgy. Casting of high-strength cast iron is performed in chill mould with rod inserts of refractory material with low heat conductivity. Parts of moulded hoes working in conditions of abrasive wear are formed in unlocked walls of the metal mould to produce bleached structures of high-strength cast iron. Parts of moulded hoes operating under conditions of cyclic loads are formed in mould core inserts to produce pearlite, martensite and bainitic structures of high-strength cast iron.

EFFECT: higher wear resistance of working edges due to production of bleached structure and improved operational characteristics due to obtaining strength and elastic properties of bearing parts.

1 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству орудий для безотвальной обработки почвы методом литья. Целью изобретения является получение износостойкой структуры высокой твердости режущих поверхностей сменных органов сельскохозяйственных машин для обработки почвы в т.ч. с эффектом самозаточки, в частности таких, как лапа культиватора и получение упругих и прочностных свойств несущих частей лапы, испытывающих циклические нагрузки. The invention relates to metallurgy, in particular to the production of tools for moldboard-free tillage by casting. The aim of the invention is to obtain a wear-resistant structure of high hardness of the cutting surfaces of replaceable bodies of agricultural machines for soil cultivation, incl. with the effect of self-sharpening, in particular, such as a cultivator's paw and obtaining elastic and strength properties of the bearing parts of the paw, experiencing cyclic loads.

Известна культиваторная лапа в носовой части и на крыльях которой установлены накладные элементы из износостойкой легированной стали, прикрепленные к основанию и носовой части лапы при помощи болтового соединения [1]. Недостатком такого решения является высокая трудоемкость и дороговизна изготовления таких лап. Элементы болтового соединения будут подвергаться интенсивному истиранию вследствие абразивного трения о почву в процессе эксплуатации лапы и, как следствие, такие соединения быстро перестают выполнять свою функцию соединения износостойких пластин и тела лапы. Known cultivator paw in the nose and on the wings of which are installed overhead elements made of wear-resistant alloy steel, attached to the base and the nose of the paw by means of a bolted connection [1]. The disadvantage of this solution is the high labor intensity and high cost of manufacturing such paws. The elements of the bolted connection will be subject to intense abrasion due to abrasive friction against the soil during the operation of the share and, as a result, such connections quickly cease to fulfill their function of connecting the wear plates and the body of the share.

Известна стрельчатая лапа, имеющая на поверхности рабочей части электродуговую наплавку из износостойкого материала в виде центрального и боковых валиков, расположенных под углом к оси симметрии в направлении перемещения рабочей поверхности [2]. Known lancet paw, having on the surface of the working part of the electric arc surfacing made of wear-resistant material in the form of central and side rollers located at an angle to the axis of symmetry in the direction of movement of the working surface [2].

Недостатком такой конструкции является высокая трудоемкость при выполнении наплавки. Кроме того, части лапы, расположенные между валиками, будут подвергаться интенсивному износу, так как выполнены методом штамповки из «обычной» стали.The disadvantage of this design is the high labor intensity when performing surfacing. In addition, the parts of the paw, located between the rollers, will be subject to intense wear, as they are made by stamping from "ordinary" steel.

Известна лапа культиватора, которая содержит два крыла с наплавленными износостойким слоем лезвиями и носовую часть. Причем наплавленный износостойкий слой выполнен на наружной поверхности каждого лезвия вдоль режущей кромки под углом относительно края режущей кромки к носовой части под углом 1-30° относительно края режущей кромки к носовой части; носовая часть с наружной стороны тоже имеет наплавленный слой. Материал наплавленного слоя содержит по массе 1,0-6,5% углерода и 2,5-45,0% хрома. Нанесение на наружную поверхность лезвий износостойкого слоя обеспечивает его самозатачивание. Самозатачивающееся лезвие состоит из двух слоев, материалы которых значительно отличаются по износостойкости. Режущий слой выполнен из более износостойкого наплавленного металла. Второй слой, выполненный из относительно мягкого вязкого материала (например, стали 65Г), является несущим; его назначение - предохранять режущий слой от поломок. В процессе эксплуатации, начинает Known cultivator paw, which contains two wings with blades welded with a wear-resistant layer and a nose. Moreover, the deposited wear-resistant layer is made on the outer surface of each blade along the cutting edge at an angle relative to the edge of the cutting edge to the nose at an angle of 1-30 ° relative to the edge of the cutting edge to the nose; the nose part also has a weld layer on the outside. The material of the deposited layer contains 1.0-6.5% carbon and 2.5-45.0% chromium by weight. Applying a wear-resistant layer to the outer surface of the blades ensures its self-sharpening. The self-sharpening blade consists of two layers, the materials of which differ significantly in terms of wear resistance. The cutting layer is made of more wear-resistant weld metal. The second layer, made of a relatively soft viscous material (for example, steel 65G), is a load-bearing one; its purpose is to protect the cutting layer from breakage. During operation, begins

интенсивно изнашиваться основной металл (например, сталь 65Г). Износ происходитthe base metal (for example, steel 65G) wear out intensively. Wear occurs

в первую очередь в неупрочненном месте носовой части и вдоль лезвий. При достижении износа границы наплавленных участков, в этой части лапы изнашивание резко уменьшается, а под упрочненным слоем - продолжается. В результате режущая и носовая части самозатачиваются [3].primarily in the unhardened area of the nose and along the blades. When the wear of the boundary of the deposited areas is reached, wear decreases sharply in this part of the paw, and continues under the hardened layer. As a result, the cutting and nose parts are self-sharpening [3].

Недостатком данного технического решения является высокая трудоемкость дополнительной наплавки износостойкого слоя и высокая стоимость высоколегированного материала наплавляемого слоя.The disadvantage of this technical solution is the high labor intensity of additional surfacing of the wear-resistant layer and the high cost of the highly alloyed material of the deposited layer.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ получения износостойких структур в режущей кромке лемеха плуга, изготавливаемого методом литья в песчано-глинистую форму с установкой в форму холодильников для получения отбеленного слоя. Лемех изготавливают из чугуна с содержанием углерода 3,3-3,6%, кремния 1,27-1,59%, марганца 0,4-0,7%, магния 0,4-0,6% и серы ≤0,02%. [4]. The closest to the proposed method in technical essence and the achieved result (prototype) is a method of obtaining wear-resistant structures in the cutting edge of a plow share, manufactured by casting in a sandy-clay mold with installation in the mold of refrigerators to obtain a bleached layer. The ploughshare is made of cast iron with a carbon content of 3.3-3.6%, silicon 1.27-1.59%, manganese 0.4-0.7%, magnesium 0.4-0.6% and sulfur ≤0, 02%. [four].

Недостатком этого способа является то, что литье в сырую песчано-глинистую форму не обеспечивает постоянство технологических параметров при формировании отливки, таких как скорость теплоотвода от отливки в форму, постоянство скорости затвердевания и стабильное формирования отбеленной структуры нужной толщины, имеет низкую производительность и высокую трудоемкость изготовления разовых песчано-глинистых форм, и последующую их переработку. Кроме того, отливки из обычных марок высокопрочных чугунов с шаровидной формой графита, таких как приведены выше и получаемых литьем в песчаную форму, вследствие пониженной скорости теплоотвода в форму, затвердевают, преимущественно, по стабильной системе диаграммы состояния Fe-C с формированием, в основном, ферритной или ферритно-перлитной металлической матрицы [5]. Феррит в чугунах обладает самыми низкими механическими свойствами по сравнению с другими структурными составляющими металлической основы. Например, твердость феррита – 100, твердость ферритно-перлитной матрицы 120-150HB [6]. То есть эти чугуны обладают низкой стойкости к истиранию и подвержены пластической деформации, повышенной ползучестью при приложении нагрузки. Поэтому рабочие части лемеха, такие как стойка и крылья, выполненные из высокопрочных чугунов, приведенного химического состава и получаемых литьем в сырую песчано-глинистую форму, имеют недостаточные механические и эксплуатационные свойства, такие как прочность на разрыв и изгиб, относительно низкий предел текучести при изгибе («пружинистость») и наоборот, высокую склонность к пластической деформации. Это же можно отнести и к лапам культиватора, в случае их производства по этой технологии. The disadvantage of this method is that casting in a raw sandy-clay mold does not ensure the constancy of technological parameters during the formation of the casting, such as the rate of heat removal from the casting into the mold, the constancy of the solidification rate and stable formation of the bleached structure of the desired thickness, has low productivity and high labor intensity of manufacturing one-time sandy-clay forms, and their subsequent processing. In addition, castings from common grades of ductile irons with spheroidal graphite, such as those given above and obtained by casting in a sand mold, due to a reduced rate of heat transfer to the mold, solidify, predominantly, according to a stable system of the Fe-C phase diagram with the formation of mainly ferrite or ferrite-pearlite metal matrix [5]. Ferrite in cast irons has the lowest mechanical properties compared to other structural components of the metal base. For example, the hardness of ferrite is 100, the hardness of the ferrite-pearlite matrix is 120-150HB [6]. That is, these cast irons have low abrasion resistance and are subject to plastic deformation, increased creep when a load is applied. Therefore, the working parts of the ploughshare, such as the stand and wings, made of high-strength cast irons of the given chemical composition and obtained by casting into a green sandy-clay mold, have insufficient mechanical and operational properties, such as tensile strength and bending strength, and a relatively low bending yield strength. ("Springiness") and vice versa, a high tendency to plastic deformation. The same can be attributed to the paws of the cultivator, in the case of their production using this technology.

Поставленная цель достигается тем, что отливку лапы культиватора производят способом литья из высокопрочного легированного чугуна в облицованный кокиль или в кокиль со стержневыми вставками (комбинированная форма) из огнеупорного материала с низкой теплопроводностью (шамота, магнезита, муллита, кварцевого или хромитового песка и т.п.). This goal is achieved by the fact that the plow of the cultivator is cast by casting from high-strength alloyed iron into a lined chill mold or into a chill mold with rod inserts (combined form) from a refractory material with low thermal conductivity (chamotte, magnesite, mullite, quartz or chromite sand, etc. .).

На фиг. 1, изображен вариант отливки лапы культиватора. Отливка представляет собой две литые лапы культиватора – поз. 1, соединенные литниковой системой - поз 2. На фиг. 2 изображен двухместный облицованный кокиль для литья этой отливки. На фиг. 2 видно, что части отливки 1 почвообрабатывающего орудия, работающие в условиях интенсивного абразивного износа при контакте с почвой, формируют металлическими стенками полуформ кокиля 3 и 4, а части отливки, которые требуют высоких механических свойств, таких как предел прочности на разрыв, предел прочности на изгиб, упругость (модуль Юнга), относительное удлинение и т.п. формируют огнеупорной облицовкой или стержневыми вставками 5 и 6. Расплав из высокопрочного чугуна через литниковую систему 2 заливают в кокиль, состоящий из левой 3 и правой 4 полуформ, формирующих полость отливки 1. Интенсивный теплоотвод со стороны металлических стенок кокиля 3 и 4, обеспечивает затвердевание чугуна по метастабильной системе (см. диаграмму Fe-C) [5] и, следовательно, формирование в чугунной отливке 1 структурно-свободного цементита (отбел) и ледебурита (аустенитно-цементитная эфтектика). Известно, что цементит и ледебурит имеют высокую микротвердость - 1200 кг/мм² [6], и, следовательно, высокую стойкостью к абразивному износу. При этом литье в кокиль, в отличие от литья в сырую песчано-глинистую форму, обеспечивает постоянство технологических параметров при формировании отливки - интенсивный теплоотвод от отливки к кокилю, высокую скорость затвердевания и формирование отбеленной структуры нужной толщины, высокую производительность. Кроме того, в отличие от песчаной формы, в кокиле выполняют теплообменные каналы – поз.7 на фиг.2 - для охлаждения или нагрева рабочих стенок литейной формы, что обеспечивает постоянство теплофизических и температурных режимов работы кокиля и гарантирует повторяемость получения требуемых механических свойств и структуры в отливках [7]. FIG. 1, a variant of the cultivator paw casting is shown. The casting consists of two cast cultivator paws - pos. 1, connected by a gating system - pos 2. In Fig. 2 shows a double faced chill mold for casting this casting. FIG. 2 it can be seen that parts of the casting 1 of a tillage tool, operating under conditions of intense abrasive wear upon contact with the soil, form the metal walls of the mold halves 3 and 4, and parts of the casting that require high mechanical properties, such as tensile strength, tensile strength at bending, elasticity (Young's modulus), elongation, etc. formed by refractory lining or rod inserts 5 and 6. The melt of high-strength cast iron through the gating system 2 is poured into a chill mold, consisting of left 3 and right 4 halves forming the casting cavity 1. Intensive heat removal from the side of the metal walls of the chill mold 3 and 4 ensures the solidification of cast iron according to the metastable system (see diagram Fe-C) [5] and, consequently, the formation of structure-free cementite (chill) and ledeburite (austenite-cementite eftectics) in cast iron casting 1. It is known that cementite and ledeburite have high microhardness - 1200 kg / mm ² [6], and, therefore, high resistance to abrasive wear. In this case, casting in a chill mold, in contrast to casting in a raw sandy-clay mold, ensures the constancy of technological parameters during the formation of the casting - intensive heat removal from the casting to the chill mold, a high solidification rate and the formation of a bleached structure of the required thickness, high productivity. In addition, in contrast to the sand mold, heat exchange channels are made in the chill mold - item 7 in Fig. 2 - for cooling or heating the working walls of the casting mold, which ensures the constancy of the thermophysical and temperature regimes of the chill mold and guarantees the repeatability of obtaining the required mechanical properties and structure in castings [7].

Для получения «эффекта самозаточки» твердый режущий слой на наружной поверхности лезвий лапы культиватора получают за счет формирование этих поверхностей стенками кокиля, а относительно «мягкий» слой материала лапы культиватора на нижней поверхности получают за счет облицовки из малотеплопроводного огнеупорного материала. В процессе эксплуатации лапы, износ происходит в первую очередь на нижней поверхности с «мягкими, вязкими» структурами металлической матрицы, а при достижении «твердых» структур (цементит, ледебурит) износ в этой части лапы резко уменьшается. В результате режущая и носовая части лапы самозатачиваются. Конструкция такого кокиля приведена на фиг. 3. Стенки полуформ кокиля 3 и 4 обеспечивают ускоренное охлаждение при затвердевании чугунной отливки лапы культиватора и формирование «отбеленной» структуры высокой твердости и износостойкости, а слой облицовки – поз. 8 – обеспечивает более медленное охлаждение и формирование более «мягкой» металлической матрицы чугуна (на основе феррита, перлита (сорбита, троостита), бейнита или мартенсита). Причем, изменяя толщину слоя облицовки, а также изменяя температуру стенок кокиля, получают в нижней части лапы, как более «мягкую» ферритную структуру металлической матрицы чугуна, так и, в случае необходимости, более «твердую» перлитную, сорбитную, трооститную, мартенситную или бейнитную структуры, имеющих более высокую твердость и прочность, чем феррит, но меньшую твердость, чем цементит отбела и ледебурит верхнего наружного слоя лапы культиватора. To obtain a "self-sharpening effect", a hard cutting layer on the outer surface of the blades of the cultivator paw is obtained due to the formation of these surfaces by the walls of the chill mold, and a relatively "soft" layer of the cultivator paw material on the lower surface is obtained due to a lining of low heat-conducting refractory material. During the operation of the paw, wear occurs primarily on the lower surface with “soft, viscous” structures of the metal matrix, and when the “hard” structures (cementite, ledeburite) are reached, wear in this part of the paw decreases sharply. As a result, the cutting and nose parts of the share are self-sharpening. The design of such a chill mold is shown in Fig. 3. The walls of the mold half-molds 3 and 4 provide accelerated cooling during the hardening of the cast-iron cast of the cultivator paw and the formation of a "bleached" structure of high hardness and wear resistance, and the facing layer - pos. 8 - provides slower cooling and the formation of a "softer" metal matrix of cast iron (based on ferrite, pearlite (sorbitol, troostite), bainite or martensite). Moreover, by changing the thickness of the lining layer, as well as changing the temperature of the walls of the chill mold, in the lower part of the paw, both a "softer" ferritic structure of the metal matrix of cast iron, and, if necessary, a more "hard" pearlite, sorbitic, troostite, martensitic or bainitic structures having higher hardness and strength than ferrite, but lower hardness than cementite bleached and ledeburite of the upper outer layer of the cultivator's paws.

Важным фактором является получение «упругой» структуры металлической матрицы в тех частях отливки почвообрабатывающих орудий, которые работают в условиях интенсивных циклических нагрузок, в частности это стойка и держатель лапки культиватора. Металл в этих частях детали должен обладать повышенными механическими свойствами – особенно высокой упругостью (пружинистостью), которая характеризуется таким показателем, как модуль Юнга, а также высоким пределом прочности на разрыв и изгиб, обладать достаточной твердостью. Такие свойства имеют высокопрочные марки чугунов с перлитной (сорбитной, трооститной) и мартенситной структурой металлической матрицы [8]. Но наилучшим сочетанием механических свойств (высокие показатели прочности, твердости, сопротивлении износу при сохранении высокой упругости и сопротивлению остаточной деформации и стойкости), в условиях знакопеременных нагрузок обладают чугуны с бейнитной структурой [9]. Для получения такой структуры металлической матрицы высокопрочных чугунов требуется выполнение двух условий. An important factor is to obtain an "elastic" structure of the metal matrix in those parts of the casting of tillage implements that work under conditions of intense cyclic loads, in particular, this is the stand and the holder of the cultivator's foot. The metal in these parts of the part must have increased mechanical properties - especially high elasticity (springiness), which is characterized by such an indicator as Young's modulus, as well as a high tensile strength and bending strength, and have sufficient hardness. Such properties are characteristic of high-strength cast irons with pearlitic (sorbitic, troostite) and martensitic structures of the metal matrix [8]. But the best combination of mechanical properties (high strength, hardness, wear resistance while maintaining high elasticity and resistance to permanent deformation and durability), under conditions of alternating loads, have cast irons with a bainitic structure [9]. To obtain such a structure of the metallic matrix of high-strength cast irons, two conditions are required.

Первое условие - скорость теплоотвода от отливки в форму должна обеспечивать формирование структур металлической основы при затвердевании чугуна в промежуточном режиме эвтектического и эвтектоидного диапазонов температур между метастабильной и стабильной диаграммами состояния системы Fe-C. Такой характер затвердевания может обеспечить кокиль с нанесенной в требуемых местах облицовкой или установкой стержней из малотеплопроводного огнеупорного материала на основе молотого кварца, шамота, магнезита, кварцевого или цирконового песка, хромита и т.п – позиции 5 и 6 на фиг.2. Известно, что скорость теплоотвода или величина удельного теплового потока от отливки в форму выражается уравнением Фурье [10] The first condition is that the rate of heat removal from the casting to the mold should ensure the formation of structures of the metal base during solidification of cast iron in the intermediate mode of the eutectic and eutectoid temperature ranges between the metastable and stable phase diagrams of the Fe-C system. Such a character of solidification can be provided by a chill mold with a lining applied in the required places or the installation of rods made of a low-heat-conducting refractory material based on ground quartz, chamotte, magnesite, quartz or zircon sand, chromite, etc. - positions 5 and 6 in Fig. 2. It is known that the rate of heat removal or the value of the specific heat flux from the casting to the mold is expressed by the Fourier equation [10]

q = δ/λ*(To-Tп); (1)q = δ / λ * (To-Tp); (one)

где q – удельный тепловой поток или скорость теплоотвода от затвердевающей отливки в кокиль; δ – толщина облицовки или вставки; λ – теплопроводность материала облицовки или вставки, То – температура поверхности отливки; Тп – температура поверхности кокиля. Как следует из уравнения (1), скорость теплоотвода от различных мест отливки в кокиль можно регулировать изменением толщины облицовки δ, подбором огнеупорного материала облицовки (вставки) с требуемой теплопроводностью λ и температурой стенки кокиля Тп. Все эти параметры легко поддаются регулированию при литье в кокиль, в отличие от литья в «сырую песчаную» форму. Изменяя толщину облицовки / стержневой вставки, а также изменяя температуру стенок кокиля, регулируют скорость теплоотвода и тем самым обеспечивают формирование требуемой металлической матрицы чугунов лапы культиватора. where q is the specific heat flux or the rate of heat removal from the solidifying casting to the chill mold; δ is the thickness of the facing or insert; λ is the thermal conductivity of the lining or insert material, To is the temperature of the casting surface; Тп is the temperature of the chill surface. As follows from equation (1), the rate of heat removal from various places of casting into the chill mold can be controlled by changing the thickness of the lining δ, selecting the refractory material of the lining (insert) with the required thermal conductivity λ and the wall temperature of the chill mold Tp. All these parameters are easy to adjust when casting in a chill mold, as opposed to casting in a "wet sand" mold. By changing the thickness of the lining / rod insert, as well as changing the temperature of the walls of the chill mold, they regulate the rate of heat removal and thereby ensure the formation of the required metal matrix of cast irons of the cultivator paw.

На фиг. 4 и 5 представлены результаты моделирования в системе компьютерного моделирования литейных процессов (СКМ ЛП) образования структурных составляющих металлической матрицы в отливке «лапа культиватора» из высокопрочного чугуна, получаемоой по предлагаемому способу литья. На фиг. 4 – области формирования отбеленных (карбидных) структур высокой твердости, на фиг. 5 – области формирования перлитных структур с улучшенными механическими свойствами. FIG. 4 and 5 show the results of modeling in the system of computer modeling of foundry processes (SCM LP) of the formation of structural components of the metal matrix in casting "cultivator paw" from high-strength cast iron, obtained by the proposed casting method. FIG. 4 - areas of formation of bleached (carbide) structures of high hardness, Fig. 5 - areas of formation of pearlite structures with improved mechanical properties.

Как видно на фиг. 4, «отбеленные» структуры (структурно-свободный цементит и ледебурит) формируются в носовой части и крыльях лап культиватора, которые работают в условиях абразивного износа. А на фиг. 5 видно, что перлитные структуры образуются в стойке и держателе лап, работающих в условиях интенсивных циклических нагрузок. As seen in FIG. 4, “bleached” structures (structure-free cementite and ledeburite) form in the nose and wings of the cultivator's paws, which operate under abrasive wear conditions. And in FIG. 5 it can be seen that pearlite structures are formed in the rack and the holder of the paws, operating under conditions of intense cyclic loads.

На фиг.6 и фиг. 7 представлены результаты моделирования в системе компьютерного моделирования литейных процессов (СКМ ЛП) образования структурных составляющих металлической матрицы в отливке «лапа культиватора» с эффектом «самозаточки» из высокопрочного чугуна, получаемой по предлагаемому способу. На фиг. 6 – области формирования отбеленных (карбидных) структур высокой твердости на наружной поверхности лап, на фиг. 7 – области формирования более мягких феррито-перлитных структур на нижней поверхности лап. 6 and FIG. 7 shows the results of modeling in the system of computer modeling of foundry processes (SCM LP) of the formation of structural components of the metal matrix in the casting "cultivator paw" with the effect of "self-sharpening" from ductile iron, obtained by the proposed method. FIG. 6 - areas of formation of bleached (carbide) structures of high hardness on the outer surface of the paws, FIG. 7 - areas of formation of softer ferrite-pearlite structures on the lower surface of the paws.

Вторым условием получения перлитных, мартенситных и бейнитных структур металлической матрицы высокопрочных чугунов является легирование их такими элементами, как Ni, Cu, Mo, Mn, V и др. Например, известно, что добавка Ni и Мо в количестве 0,8 и 0,2% соответственно, позволяют получить бейнитную и мартенситную структуры уже в литом состоянии без дополнительной термической обработки. А совместное легирование никелем и марганцем высокопрочного чугуна в количестве до 3%, позволяет получать конструкционный материал с повышенной эрозионной стойкостью [5]. Таким образом, введение сравнительно небольшого количества вышеуказанных легирующих элементов дает возможность не только повысить механические свойства высокопрочных чугунов почвообрабатывающих орудий, но и получить некоторые специальные свойства – сопротивление износу, коррозии, эрозии, ползучести и т.п. В наибольшей степени этому отвечают низколегированные высокопрочные марки чугунов, применяемые при изготовлении литых заготовок поршневых колец. Известно, что поршневые кольца работают в условиях интенсивных знакопеременных нагрузок, обладают высокой износостойкостью и механическими свойствами, высоким модулем упругости (модуль Юнга). Например, кольца бейнитного, мартенситного и перлитного класса изготавливаются из чугунов, следующих химсоставов [9]: The second condition for obtaining pearlite, martensitic and bainitic structures of the metal matrix of high-strength cast irons is alloying them with elements such as Ni, Cu, Mo, Mn, V, etc. For example, it is known that the addition of Ni and Mo in the amount of 0.8 and 0.2 %, respectively, make it possible to obtain bainitic and martensitic structures already in the cast state without additional heat treatment. And the joint alloying of high-strength cast iron with nickel and manganese in an amount of up to 3% makes it possible to obtain a structural material with increased erosion resistance [5]. Thus, the introduction of a relatively small amount of the above alloying elements makes it possible not only to increase the mechanical properties of high-strength cast irons of tillage tools, but also to obtain some special properties - resistance to wear, corrosion, erosion, creep, etc. To the greatest extent, this corresponds to low-alloy high-strength cast iron grades used in the manufacture of cast blanks for piston rings. It is known that piston rings operate under intense alternating loads, have high wear resistance and mechanical properties, and a high modulus of elasticity (Young's modulus). For example, rings of bainitic, martensitic and pearlite class are made of cast irons with the following chemical compositions [9]:

3,3-4,0% C; 2,2-2,9% Si; 0,3-0,8% Mn; 0,1-1,2% Cu; 0,3-1,25% Ni; 0,0-0,7% Mo; 0,0-0,1% V; 0,1-0,15% Cr; 0,1-0,5% P; <0,02% S . 3.3-4.0% C; 2.2-2.9% Si; 0.3-0.8% Mn; 0.1-1.2% Cu; 0.3-1.25% Ni; 0.0-0.7% Mo; 0.0-0.1% V; 0.1-0.15% Cr; 0.1-0.5% P; <0.02% S.

Эти чугуны имеют следующие механические свойства:These cast irons have the following mechanical properties:

Твердость 210-282HBHardness 210-282HB

Предел прочности на растяжение 45- 130 кг/мм2Tensile strength 45-130 kg / mm2

Предел прочности на изгиб> 60 кг/мм2Flexural strength> 60 kg / mm2

Модуль упругости (модуль Юнга) 13000-17000 кг/мм2Elastic modulus (Young's modulus) 13000-17000 kg / mm2

Поэтому предлагается при изготовлении почвообрабатывающих орудий применять легированный высокопрочный чугун такого же химического состава. Therefore, it is proposed to use alloyed high-strength cast iron of the same chemical composition in the manufacture of tillage tools.

Источники информации Sources of information

1. Патент РФ №2628491, МПК А01В 33/00. Опубл. 17.08.2017.1. RF patent No. 2628491, IPC А01В 33/00. Publ. 17.08.2017.

2. Патент РФ №154852, МПК А01В 35/20. Опубл. 10.09.2015.2. RF patent No. 154852, IPC А01В 35/20. Publ. 09/10/2015.

3. Патент РФ №2452155, МПК А01В 35/20. Опубл. 10.06.2012.3. RF patent No. 2452155, IPC А01В 35/20. Publ. 10.06.2012.

4. Патент РФ №2677326, МПК B22D 27/04. Опубл. 16.01.2019.4. RF patent No. 2677326, IPC B22D 27/04. Publ. 16.01.2019.

5. Гиршович, Н.Г. Справочник по чугунному литью / Под ред. д-ра техн. наук Н.Г. Гиршовича. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978. – 758 с. 5. Girshovich, N.G. Handbook of iron casting / Ed. Dr. tech. Sciences N.G. Girshovich. - 3rd ed., Rev. and add. - L .: Mechanical engineering. Leningrad. department, 1978 .-- 758 p.

6. Панченко Е.В., Скаков Ю.А. и др. Лаборатория металлографии. – М.: Металлургия, 1965. 6. Panchenko E.V., Skakov Yu.A. and other Laboratory of metallography. - M .: Metallurgy, 1965.

7. Вейник А.И. Литье в кокиль / Под ред. чл.-кор. АН БССР д-ра техн. наук проф. А.И. Вейника. –М.: Машиностроение. 1980, 415 с.7. Veinik A.I. Chill casting / Ed. Corresponding Member Academy of Sciences of the BSSR Dr. sciences prof. A.I. Veinik. –M .: Mechanical engineering. 1980, 415 p.

8. Шерман А.Д., Жуков А.А. Чугун: Справ. Изд. / Под ред. А.Д. Шермана и А.А. Жукова. М.: Металлургия. 1991. - 576 с.8. Sherman A.D., Zhukov A.A. Cast iron: Ref. Ed. / Ed. HELL. Sherman and A.A. Zhukov. M .: Metallurgy. 1991 .-- 576 p.

9. Энглиш К. Поршневые кольца. Том 1: Теория, изготовление, конструкция и расчет /Перевод с немецкого инж. С.К. Личака. Под ред. д-ра техн. наук В.К. Житомирского. М.: Мащгиз. 1962, - 583 с. 9. English K. Piston rings. Volume 1: Theory, Manufacturing, Design and Calculation / Translated from German Ing. S.K. Lychak. Ed. Dr. tech. Sciences V.K. Zhitomirsky. M .: Mashgiz. 1962, - 583 p.

10. Степанов Ю.А., Баландин Г.Ф., Рыбкин В.А. Специальные виды литья, - М.: Машиностроение, 1983. – 289 с.10. Stepanov Yu.A., Balandin G.F., Rybkin V.A. Special types of casting, - M .: Mashinostroenie, 1983. - 289 p.

Claims

1. A method of obtaining castings of paws of tillage equipment, including the manufacture of high-strength cast iron and its pouring into a casting mold, characterized in that the casting of high-strength cast iron is carried out into a chill mold with rod inserts made of refractory material with low thermal conductivity, and parts of the cast feet operating under abrasive wear conditions , are formed in the uncoated walls of the chill mold to ensure the production of bleached structures of high-strength cast iron, and parts of the cast paws operating under cyclic loads are formed in the core inserts of the chill mold to ensure the production of pearlite, martensitic and bainitic structures of high-strength cast iron.

2. The method according to claim 1, characterized in that high-strength cast iron of the following chemical composition, wt.% Is poured into the chill mold:

C 3.3-4.0 Si 2.2-2.9 Mn 0.3-0.8 Cu 0.1-1.2 Ni 0.3-1.25 Mo 0.0-0.7 V 0.0-0.1 Cr 0.1-0.15 P 0.1-0.5 S <0.02