ел Изобретение относитс к металлур гии, п частности к разработке соста вов чугуна ;viH изготовлени деталей работающих в узлах сухого трени . Известен также чугун flj. содержащий , мае, %: Углерод3,0-4,2 Кремний0,3-1,2 Марганец0,2-0,8 Хром0,3-0,8 Никель0,02-0,4 Титан0,05-0,3 Алюминий1,0-2,5 Сера0,001-0,05 Фосфор0,01-0,1 Кальций0,002-0,02 ЖелезоОстальное Однако этот чугун характеризуетс . низкой динамической прочностью в ли том состо нии и имеет высокую истИр щуто способность при трении. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенному вл етс чугун, содержащий , мас.%: Углерод2,4-3,7 Кремний1,5-2,3 Марганец0,3-1,1 Хром0,1-0,5 Оксиды0,01-0,05 Азот 0,01-0,03 Один или более ме- . таллов из группы, содержащей магний, кальций и редкоземельные металлы (РЗМ)0,02-0,07 ЖелезоОстальное Известный чугун обладает стабиль ной твердостью в-отливках с толщино стенок 8-70 мм и высокой динамическ прочностью, котора достигает 0,680 ,83 МДж/м. Жидкотекучесть чугуна по спиральной птробе 420-490 мм. Сво ства чугуна в литом состо нии: пре дел лтрочности при раст жении 373458 МПа, твердость НВ 23t-265 2. Однако при работе в услови х фри ционного трени известный чугун вызывает повьшенный износ материала сопр женной поверхности. Отмечаетс также недостаточна фрикционна теп лостойкость известного чугуна в лит состо нии. Цель изобретени - повыш ие фрикционной теплостойкости и износо стойкости. Поставленна цель достигаетс тем, что чугун, содержащий углерод, кремний , марганец, хром, оксиды, азот, железо,один или более элементов из группы: магний, кальций и РЗМ, дополнительно содержит бор и сульфиды , марганца при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод2,5-3,6 Кремний1,6-2,5 , Марганец0,3-0,9 Хром0,1-0,5 Оксиды0,01-0,05 Азот0,01-0,05 Один или более металлов из группы магний, кальций и РЗМ0,02-0,07 Сульфиды марганца 0,02-0,08 Бор0,002-0,01 ЖелезоОстальное Дополнительное введение в чугун сульфидов марганца в количестве 0,02-0,08 мас.% создает тонкие пленки и обволакивает карбиды и нe feтaллические включени , снижает твердость металлической основы, укрупн ет литое зерно, снижает микротвердость неметаллических включений, уменьшает концентрацию легкоплавких сульфидов магни , кальци и РЗМ, в результате снижаетс истирающа способность поверхностей при трении, повьппаетс фрикционна теплостойкость. При содержании сульфидов марганца до. 0,02 мас.% заметного укрупнени литого зерна и снижени твердости не наблюдаетс , что не сказываетс существенно на величине фрикционной теплостойкости и истирающей способности поверхностей при трении. При увеличении концентрации сульфидов марганца более 0,08 мас.% усложн етс технологи плавки чугуна и отмечаютс разупрочнение матриць, снижение литейных свойств металла, повьппенный угар магни , кальци и РЗМ, сульфиды коагулируют и всплывают ,- снижаетс фрикционна теплостойкость . Введение в чугун 0,002-0,01 мае.7, бора, вл ющегос поверхностно активным элементом, обеспечивает равномерное микролегирование металлической основы, увеличивает в объеме металла общее содержание относительно тугоплавких комплексных неметаллических включений, что при3 водит к повышению фрикционной тепло стойкости н сохран ет истирающую способность поверхностей при трении на низком уровне. При содержании бора менее 0,002 мас.% его микролег рующее вли ние на структуру про вл етс слабо и существенного изменени фрикционной теплостойкости и истирающей способности не наблюдаетс . При концентрации бора более 0,01мас увеличиваетс количество твердых карбоборидов и карбидов, которые ин тенсивно царапают поверхность трени , растрескиваютс при повышенных температурах, про вл ют граф тизирующее воздействие на структуру чуг на, что приводит к недрстатачной фрикционной теплостойкости и снгакению надежности работы узлов трени . . Выбор граничных значений основны компонентов чугуна (углерод, кремний и марганец) обусловлен получени ем в отливках с толщиной стенок 870 мм однородной графитизированной структуры. Чугун выплавл ют в индукционных тигельных печах промьшшенной частоты с болотом предыдущих плавок, масса которого составл ет не менее 25-30% массы номинальной садки металла в тигле печи. Шихта состоит из стальной стружки, высечки, карбю ризатора, силикомарганца, феррохром и ферробора. Присадку сульфидов марганца прои вод т в конце плавки после проведе|ни оЛераций рафинировани « раскис лени . Перед введением порошков сульфидов марганца их подогревали до 650-750 С. Температура чугуна при обработке сульфидами марганца составл ет 1450-1480 0. При такой температуре они хорошо усваиваютс расплавленным металлом и располагаю с в литом металле в виде тонких пленок, обволакивающих карбиды, оки лм и другие неметаллические включе64 НИН. Количество сульфидов марганца, вводимых в расплав-0,03-0,1% от веса металла. Присадку лигатур на основе магни , кальци и РЗМ ввод т в ковш непосредственно перед разливкой . При длительной вьщержке металла магний, кальций и РЗМ, как более активные металль восстанавливают марганец из сульфидов марганца, св зывают серу в легкоплавкие сульфиды, что снижает фрикционную теплостойкость . Химический состав известного и предложенного чугуна приведен в табл. 1. В табл. 2 приведены свойства синтетических чугунов исследованных составов. Оценку истираницей способности поверхностей при трении производ т при сухом трении и в соответствии С ГОСТ 23.30.4-78. Сила прижати ролика из исследуемого чугуна к плос кому эталонному образцу составл ет 98,,96 Н, а скорость вращени 100±5 мин . Скорость подачи смазочного масла в зону трени - 40±5 капель в минуту. Определение коэффициента фрикционной теплостойкости производ т на установке дл испытани материалов на трение УМТ-1 при температуре окружающей среды в соответствии с ГОСТ 23210-80 при скорости вращени мин . Стабильность работы в узлах сухого трени определена при удельном давлении 10500 кПа. Как видно из приведённых данных, предложенный синтетический чугун имеет более высокую фрикционную теплостойкость и низкую истирающую способность поверхностей при сухом и трении со смазкой. Чугун может быть использован вместо высокофосфОристых ф|рикционных чугунов, обеспечива экономический эффект от 18 до 45 руб. на 1 т годного лить .
.Таблица2