SU1468953A1

SU1468953A1 - Лигатура дл чугуна

Info

Publication number: SU1468953A1
Application number: SU874238170A
Authority: SU
Inventors: Михаил Иванович Карпенко; Евгений Игнатьевич Марукович; Елена Михайловна Назарчук; Светлана Михайловна Бадюкова
Original assignee: Могилевское Отделение Физико-Технического Института Ан Бсср; Производственное Объединение "Гомсельмаш"
Priority date: 1987-05-04
Filing date: 1987-05-04
Publication date: 1989-03-30

Description

1 .

Изобретение относитс |с литейному производству, в частности к лигатурам дл микролегировани износостойкого чугуна.

Цель изобретени - повышение фрикционных свойств и контактной выносливости чугуна.

Лигатура, содержаща медь, алюми : НИИ, фосфор и железо, дополнительно содержит карбонитриды хрома и титана и бор при следующем соотношении компонентов , мае,%:

Медь22-35

Алюминий5-10

Фосфор18-25

Карбонитриды хрома 10-19 Карбонитриды титана7-25 Бор 2-13 Железо Остальное Дополнительное введение карбонитридов хрома и титана обеспечивает существенное изменение структуры чугуна , повьшгение его твердости и износостойкости , что значительно повышает фрикционные свойства и контактную выносливость. Их содержание в лигатуре.определено экспериментально, При этом, карбонитриды хрома вл ютс более крупными, чем карбонитриды ти4 «35

00

со сд

00

тана, в большей степени поввпиают твердость , фрикционную теплостойкость и контактную выносливость. При концентрации карбонитридов хрома до 10 мас.% повьипение твердости, износостойкости, фрикционной и контактной выносливости недостаточное, а при увеличении карбонитридов хрома более 19 мас.% снижаютс пластические и фрикционные свойства, коэффициент трени и износостойкость , увеличиваетс отбел и снижаетс стойкость при ударно-абразивном износе, Карбонитриды титана

14689534

дость и износостойкость и контактную выносливость чугуна. При концентрации бора до 2% его отбеливающий эффект про вл етс слабо, а износостойкость и контактна выносливость недостаточны . При увеличении концентрации бора более 13% увеличиваетс содержание боридов и других неметал- 10 лических включений по границам зерен , что снижает пластические свойства , контактную выносливость и относительную износостойкость чугуна. Фосфор в составе лигатуры обеспеизмельчают структуру и повышают коэф- чивает повышение твердости, износофициент трени и другие фрикционные свойства, но при содержании их более 25 мас.% увеличиваетс концентраци неметаллических включений по границам зерен, увеличиваетс износ и снижаетс контактна выносливость. При содержании карбонитридов титана до 7 мас.% их вли ние на твердость, износостойкость и фрикционные свойства - несущественно.

Медь в составе лигатуры обеспечивает измельчение структуры микролегированного чугуна и стабилизацию перлита металлической основы, способствует повышению твердости, износостойкости и контактной выносливости , а также предела прочности при раст жении. При концентрации меди до 22 мас.% твердость, контактна выносливость, фрикционные свойства и предел прочности чугуна при раст жении недостаточны, а при концентрации меди более 35 мас.% ухудшаютс технологические свойства, увеличиваетс ликваци , снижаютс предел выносливости , износостойкость и однородность структуры.

Содержание алюмини в составе лигатуры снижено до 5-10 мас.%, что способствует уменьшению его графити- зируюп1ей способности на микролегированный чугун и повышению фрикционных и механических свойств. Нижний предел содержани алюмини (5 мас.%) ограничиваетс повышением отбела и снижением контактной выносливости при более низких его содержани х, а при увеличении концентрации алюмини более 10 мас.% снижаетс усвоение компонентов лигатуры, износостойкость , твердость и контактна выносливость.

Дополнительное введение бора в состав лигатуры повьппает отбел, твер20

25

30

стойкости и коэффициента трени чугуна . При концентрации фосфора до 18 мас.% увеличение коэффициента трени , твердости и износостойкости недостаточно , а при концентрации фосфора более 25 мас.% снижаютс однородность структуры, увеличиваетс отбел, количество усадочных раковин и снижаетс контактна выносливость.

В опытных плавках лигатур в индук- 1ШОННОЙ печи с тиглем емкостью 150 кг методом переплава используют следуюп ие материалы: отходы медных катодов,.изготовленных электролитическим путем (ГОСТ 546-78) и по составу соответств мщий меди марки МО (ГОСТ 859-78); алюминий дл раскислени и производства ферросплавов АЧ-0 (ГОСТ 295-79), феррофосфор доменный ФФ (ЧИТУ 5-29-70), ферробор ФБ1 (ТУ 14-8-48-69), которые измельчались предварительно до фракций 5-50 мм. Плавку ведут под покровным флюсом из бо стекла (50%) хлористодд го натри (40%) и буры (10%). Алюминий ввод т после расплавлени меди, феррофосфора и ферробора. При достижении температуры 1080-1100°С в расплав ввод т в виде порошков

45 Карбонитриды хрома XIООН (ТУ 05-03- 70) и Карбонитриды титана Ти-1Н (ТУ 05-21-73) и после выдержки 2- 3 мин с перемешиванием расплава производ т разливку лигатур в формы.

35

50

55

Дл испытани износостойкости микролегированных чугунов на ударно- абразивнЬе изнашивание используют стандартный метод по ГОСТ 23.207-79 и цилиндрические шлифовальные образцы ЮЛ, с шероховатостью рабочей поверхности не более 2,5 мкм. Абразивный материал - карбид кремни черный (ГОСТ 3647-71) зернистостью

чивает повышение твердости, износо

В опытных плавках лигатур в индук- 1ШОННОЙ печи с тиглем емкостью 150 кг методом переплава используют следуюп ие материалы: отходы медных катодов,.изготовленных электролитическим путем (ГОСТ 546-78) и по составу соответств мщий меди марки МО (ГОСТ 859-78); алюминий дл раскислени и производства ферросплавов АЧ-0 (ГОСТ 295-79), феррофосфор доменный ФФ (ЧИТУ 5-29-70), ферробор ФБ1 (ТУ 14-8-48-69), которые измельчались предварительно до фракций 5-50 мм. Плавку ведут под покровным флюсом из бо стекла (50%) хлористого натри (40%) и буры (10%). Алюминий ввод т после расплавлени меди, феррофосфора и ферробора. При достижении температуры 1080-1100°С в расплав ввод т в виде порошков

Карбонитриды хрома XIООН (ТУ 05-03- 70) и Карбонитриды титана Ти-1Н (ТУ 05-21-73) и после выдержки 2- 3 мин с перемешиванием расплава производ т разливку лигатур в формы.

0,63 MM и с относительным содержанием влаги не более 0,15% по массе.

Оценку коэффициента трени и фрикционной износостойкости провод т на установке УМТ-1 в соответствии с методикой по ГОСТ 23.210-80 на кольце вых образцах высотой 15±0,2 мм. Фрикционную стойкость определ ют на

М68953

нов, микролегированных в количестве 1,0% от массы расплава известной (состав 6) и предложенной (составы 1-5) лигатурами.

Как видно из таблицы, использование предложенной лигатуры дл микролегировани чугуна обеспечивает по- вьш1ение контактной выносливости,

инерционном стенде при торЦовом тре- износостойкости и фрикционных свойств

ULTU П О О (O «aU TT т 1г чгтхчтч тч ,«..А.,..

НИИ без смазки в услови х бесступенчатого регулировани скоростей скольжени за один цикл от 1,0 до 2,2 м/с при удельном давлении 65 Н/см.

Испытани на контактную выносливость производ т на машине МВД-1 в соответствии с ГОСТ 2860-65 на образцах цилиндрических диаметром 10± ±0,01 мм.

Лигатуру испытывают при микролегировании фрикционного чугуна, содержащего , мас.%: углерод 3,6; кремний 1,8; марганец 0,7; фосфор до 0,06; никель до 0,2 и серы до 0,12. Лигатуру ввод т в ковш при выпуске чугуна из вагранки под струю при наполнении ковша металлом на 1/3 его высоты в количестве от 1,0-1,5% от массы заливаемого расплава.

В таблице приведены данные механических и фрлкционных свойств чугучугуна .

Claims

Формула изобретени

15 Лигатура дл чугуна, содержаща медь, алюминий, фосфор и железо, отличающа с тем, что, с целью повьшени фрикционных свойств и контактной выносливости чугуна,

20 она дополнительно содержит карбонит- риды хрома и титана и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Медь

Алюминий 25 Фосфор

Карбонитриды

хрома

Карбонитриды

титана 30 Бор

Железо

22-35

5-10

18-25

10-19

7-25 2-13 Остальное

М68953

нов, микролегированных в количестве 1,0% от массы расплава известной (состав 6) и предложенной (составы 1-5) лигатурами.

Как видно из таблицы, использование предложенной лигатуры дл микролегировани чугуна обеспечивает по- вьш1ение контактной выносливости,

износостойкости и фрикционных свойств

чугуна.

Формула изобретени

15 Лигатура дл чугуна, содержаща медь, алюминий, фосфор и железо, отличающа с тем, что, с целью повьшени фрикционных свойств и контактной выносливости чугуна,

0 она дополнительно содержит карбонит- риды хрома и титана и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Медь

Алюминий 5 Фосфор

Карбонитриды

хрома

Карбонитриды

титана 0 Бор

Железо

22-35

5-10

18-25

10-19

7-25 2-13 Остальное

282 308 326 252 266

Составитель АоБармыков

Редактор И.Сегл ник Техред М.Дидык

Заказ 1320/27 Тираж 576 Подписное

ВКШШИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, MocKiaa, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Продолжение таблицы

Корректор О.Кравцова