4
СО 4 СЛ
Изобретение относитс к металлу гии, в частности к серым чугунам с компактным графитом дл производст тормозных колодок железнодорожных вагонов. Известен серый чугун l , приме емый дл отливки тормозных колодок следующего состава, вес.%: Углерод 2,0-3,6 Кремний 0,05-2,5 Марганец 0,2-1,5 Титан 0,005-0,07 Ванадий 0,05-0,2 Алюминий 0,05-0,2 Медь 0,01-1,0 Фосфор 1,0-4,0 Железо Остальное Этот чугун имеет повышенный коэфф циент трени , определ емый наличием в структуре сплошной сетки фосфидно эвтектики, котора , подплавл сь в процессе трени , играет роль смазки Недостатками известного чугуна, вл ютс склонность к образованию в структуре эвтектического цементита при кристаллизации, что приводит к снижению коэффициента трени , низк износостойкость металлической основ чугуна в св зи с малым содержанием составе чугуна карбидообразующих элементов . Наиболее близким к предложенному по технической сущности вл етс чу гун 2 следующего химического состава , вес.%: Углерод 3,о-3,б Кремний 1/6-2,4 Марганец 0,4-1,8 Титан 0,05-0,2 Ванадий 0,05-0,2 Иттрий 0,002-0,02 Церий 0,002-0,03 Железо Остальное Чугун этого состава не имеет в структуре отбела благодар присадке элементов группы РЗМ. Комплексные карбиды V и Т упрочн ют матрицу, усиливают модифицирующий эффект,что позвол ет получить плотную структуру с мелким кристаллическим зерном, обладакицую высокими прочностными характеристиками. Однако указанный чугун имеет низкий коэффициент трени , что не позвол ет использовать его дл рабо ты в т желых услови х торможени . Цель изобретени - повииение износостойкости и коэффициента трени чугуна. Указанна цель достигаетс тем, что чугун, содержащий углерод, крем ний, марганец, титан, ванадий, цери и железо, дополнительно содержит фо фор при следующем соотношении компЬ нентов, вес.%: . Углерод. ,0-3,6 Кремний 0,5-2,5 Марганец 0,4-1,5 Титан 0,08-0,2 Ванадий 0,05-0,2 Церий 0,002-0,02 Фосфор 1,0-4,0 Железо Остальное Оптимальйое содержание элементов в чугуне составл ет, вес.%: С 3,3; Si 1,9; мп 0,8/ Ti 0,1 ;v o,i; Се 0,004; Р 3,0. При введении в состав чугуна 1,04 ,0% Р модифицирующее действие Се, присутствующего в чугуне, усиливаетс . Церий действует как активный графитизатор, способствующий образованию компактных включений графита вместо : розеточно-разветвлей ных, в результатечего повыиаетс износостойкость . Исследование взаимного вли ни содержани фосфора и цери на образование отбела,показало, что при содержании в чугуне Се в пределах 0,002-0,02% существует концентрационна область содержаний Р, не привод ща к отбелу чугуна. Интервал содержани Р, равный 1-4%, лежит внутри этой области, благодар чему отбел, вл ющийс признаком брака, не образуетс . Чугун содержит в структуре-сплошную сетку фосфидной эвтектики, котора , подплавл сь в процессе трени , играет роль смазки и определ ет повышение коэффициента трени . : Изучение свойств чугуна по данному , изобретению проводилось в сравнении с базовым чугуном. За базовый прин т серый чугун дл тормозных колодок , отливаемых по ГОСТ 6921-74. Оптимальное содержание элементов В- . чугуне, Бес.%: С 3,2; M,fi 1,0; 5i 0,7; Р 2. Однако колодки, отливаемые из этого серого чугуна, обладают низкой износостойкостью и недостаточньоти фрикционными свойствами. Химический состав, физико-механические и служебные свойства предложенного , известного f2J и базового ч угуна приведены в таблице. Величина коэффициентов трени , например, тормозных колодок зависит от начальной скорости торможени . При торможении с начальных скоростей движени выше 110 км/ч тормозна эффективность колодок из предложенного высокофосфористого чугуна более высока , чем у тормозных колодок из чугуна-прототипа и базового чугуна. При более низких скорост х тормозна эффективность предложенного чугуна значительно превосходит характеристики прототипа и базового чугуна.Износостойкость тормозных колодок из высокофосфористого чугуна в 2 раза превосходит износостойкость колодок из базового чугуна.
Предложенный чугун может быть использован также дл нзготовлени , вкладышей дл тормозных колодок. Введен в тело колодки из обычного серого чугуна вкладыдей из фрикционного материала эффективно с точки зрени повышени срока службы колодок . Кроме того,применение изобретени обеспечивает повьшение коэффициента трени на 59% и износостойкости на 60%.
Ожидаемый экономический эффект от использовани предложенного чугь на обусловлен повьюением служебных свойств колодок и составл ет 6722800 рублей.