SU1507844A1 - Лигатура - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии , в частности, к составам лигатур дл  производства фрикционных чугунов. Цель изобретени  - повышение фрикционных свойств чугуна. Лигатура содержит медь, алюминий, фосфор, железо, марганец, молибден, церий и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%: медь 12-20

алюминий 7-12

фосфор 10-16

марганец 12-17

молибден 6-10

церий 3-6

азот 2-5, железо остальное. Дополнительный ввод в состав лигатуры марганца, молибдена, цери  и азота способствует повышению на 25-30% фрикционных и механических свойств чугуна за счет повышени  степени сфероидизации перлита в его структуре. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к лигатурам дл  обработки фосфористых износостойких чугунов, используемых дл  изготовлени  деталей тормозных устройств.

Цель изобретени  - повышение фрикционных свойств чугуна.

Цель достигаетс  тем, что лигатура , содержаща  медь, алюминий,фосфор и железо, дополнительно содержит марганец , молибден, церий и азот при следующем соотношении компонентов, маСо%:

Медь

Алюминий

Фосфор

Марганец

Молибден

Церий

Азот

Железо

12 7

10

12

6

8

2

20 12 16 17 10 12 5

Остальное

Дополнительное введение марганца обеспечивает существенное измельчение структуры чугуна, повышение его твердости и износостойкости, сфероидиза-. цию перлита в структуре, что значительно повьш1ает фрикционную теплостойкость . Его содержание в лигатуре определено экспериментально о При концентрации марганца до 12 ма с,% повышение твердости, износостойкости,фрикционных свойств недостаточно, а при увеличении его содержани  более 17 мас.% снижаютс  пластические и фрикционные свойства и коэффициент трени , увеличиваетс  отбел и снижаетс  удароустойчивость.

Молибден измельчает структуру и. повышает твердость, коэффициент трени , фрикционную теплостойкость, но при содержании его более 10 мас,% увеличиваетс  отбел чугуна и образоО1

о

4J

j

вание в структуре цементита, что снижает ударную в зкость и контактную выносливость При содержании молибдена до 6 мас„% его вли ние на твердость , износостойкость и фрикционные свойства несущественное

Церий модифицирует структуру чугуна , повышает степень сфероидизации

графита и перлита, что повьшает меха- д стойкости и коэффициента трени ,При

нические и фрикционные свойства чугуна . При концентрации цери  до 8 масо% модифицирующий эффект лигатуры и фрикционные свойства чугуна низкие , а при увеличении его содержани  5 более 12 масо% повышаютс  хрупкость и содержание неметаллических включений в структуре, снижаютс  пластические и фрикционные свойства чугуна

Азот образует нитриды и карбонит- 20 РИДЫ в чугуне, повыша  твердость и коэффициент трени , а также измельчает структуру При концентрации азота до 2 масо% степень сфероидизации перлита и фрикционные 25 свойства чугуна недостаточны, а при концентрации более.5 масо% увеличиваетс  содержание неметаллических включений по границам зерен, снижаютс  динамическа  прочность и эксплуата- 30 ционна  стойкость фрикционных изделий .

Медь в составе лигатуры обеспечивает измельчение структуры микролегированного чугуна и стабилизацию и з5 сфероидизацию перлита металлической основы, повьштает твердость, износостойкость и контактную вьмосливость, способствует повышению предела прочности при раст жении При концентра- 40 ции меди до J2 твердость,контактна  вьшосливость, фрикционные. свойства и предел прочности чугуна при раст жении недостаточны, а при концентрации меди более 20 маСо% 45 ухудшаютс  технологические свойства, увеличиваетс  ликваци , снижаютс  предел вынослив ости, износостойкость, коэффициент трени  и однородность структуры 50

Содержание алюмини  в составе лигатуры снижено до 7-12 , что способствует уменьшению его графити- зирующей способности на микролегироконцентрации фосфора до 10 масс% увеличение коэффициента трени ,твердости , износостойкости недостаточно, а при концентрации более 16 снижаетс  однородность структуры,уве личиваетс  отбел, количество усадочных раковин и снижаютс  фрикционна  теплостойкость и износостойкость

Опытные плавки лигатур провод т в индукционных печах с тиглем емкостью 150 кг методом переплава i электролитической меди, алюмини , феррофосфора, ферроцери , ферромарганца и ферромолибдена Лигатуру-при 1120-1130 С разливают по формам

В таблице приведены составы выплавленных лигатур и результаты испытаний

Лигатуру испытывают при микролеги ровании фрикционного чугуна,содержащего ,масо%: углерод 3,6; кремний 1,6 марганец 0,7; фосфор 0,08-0,1; никел до 0,2; сера до 0,10; хром 0,04-0,08 железо - остальное Лигатуру ввод т в ковш при выпуске чугуна из вагранки под струю при наполнении ковша ме таллом на 1/3 его высоты в количестве 0,75-1,0% от массы запиваемого расплава Температура чугуна 1350 - 1360°С.

Дл  определени  фрикционных свойств отливают кольцевые образцы длиной 40 мм, наружным диаметром 35 мм и внутренним диаметром 15 мм. Механической обработкой из этих литых проб получают образцы длиной 151 0,2 мм дл  определени  фрикционных свойств Дл  определени  механических свойств отливают стандартные технологические пробы 0 30 мм Степень перлитизации структуры определ  ют у основани  трапециевидных проб сечением 20x10x30 мм и высотой 80мм

Фрикционные свойства определ ют

с  контактна  выносливость и коэффициент трени , а при увеличении концентрации алюмини  более 12 мас.% снижаютс  усвоение компонентов лигатуры , твердость, фрикционна  тегшоСТОЙКОСТЬо

Фосфор в составе лигатуры обеспечивает повьппение твердости, износоконцентрации фосфора до 10 масс% увеличение коэффициента трени ,твердости , износостойкости недостаточно, а при концентрации более 16 снижаетс  однородность структуры,увеличиваетс  отбел, количество усадочных раковин и снижаютс  фрикционна  теплостойкость и износостойкость

Опытные плавки лигатур провод т в индукционных печах с тиглем емкостью 150 кг методом переплава i электролитической меди, алюмини , феррофосфора, ферроцери , ферромарганца и ферромолибдена Лигатуру-при 1120-1130 С разливают по формам

В таблице приведены составы выплавленных лигатур и результаты испытаний

Лигатуру испытывают при микролегировании фрикционного чугуна,содержащего ,масо%: углерод 3,6; кремний 1,6; марганец 0,7; фосфор 0,08-0,1; никель до 0,2; сера до 0,10; хром 0,04-0,08; железо - остальное Лигатуру ввод т в ковш при выпуске чугуна из вагранки под струю при наполнении ковша металлом на 1/3 его высоты в количестве 0,75-1,0% от массы запиваемого расплава Температура чугуна 1350 - 1360°С.

Дл  определени  фрикционных свойств отливают кольцевые образцы длиной 40 мм, наружным диаметром 35 мм и внутренним диаметром 15 мм. Механической обработкой из этих литых проб получают образцы длиной 151 0,2 мм дл  определени  фрикционных свойств Дл  определени  механических свойств отливают стандартные технологические пробы 0 30 мм Степень перлитизации структуры определ ют у основани  трапециевидных проб сечением 20x10x30 мм и высотой 80мм.

Фрикционные свойства определ ют

ванный чугун и повьшению фрикционных 55 кольцевых образцах высотой 15,1

и механических свойств Нижний предел содержани  алюмини  7 мас«% ограничивает повьшение отбела, при более низком его содержании снижают10 ,2 мм, внутренним диаметром +0,01 и наружным диаметром 28F9

20Hg

-0,072

мм. При измерении изно

кольцевых образцах высотой 15,1

10,2 мм, внутренним диаметром +0,01 и наружным диаметром 28F9

20Hg +

-0,072

мм. При измерении изно-

са на установке дл  испытани  материалов на трение УМТ-1 на испытуемых образцах обрабатывают искусственные базовые поверхности (вырезают лунки в соответствии с ГОСТ 17434-72), от которых отсчитьгаают рассто ние до рабочей поверхности. Продолжительность одного цикла при определении фрикционной теплостойкости ЗОЮ,2 мин,Частота вращени  подвижного шпиндел  (образца) 1500-2500 мин На каждой ступени частот (1500, 2000 и 2500 измер ют момент трени  и данные используют дл  определени  коэффициента трени  по формуле F М/1,2Р, где М - среднее значение момента сил трени , Н-см; Р - нагрузка на образцы,Но

В таблице приведены абсолютные значени  фрикционных свойств и характеристики структуры испытанных чугу- нов, обработанньпс известной и предлагаемой лигатурами

При измерении фрикционной теплостойкости температура в-зоне трени  колебалась в диапазоне от температуры окружающей среды до 800°С при удельной нагрузке на образец 3000 - 3500 И, а при оценке относительной износостойкости удельна  нагрузка составл ла 610 - 670 Н и температура в зоне трени  колебалась в интер

вале 20 - 50 Со Все полученные дан- , ные, включа  фрикционную теплостойкость , относительную фрикционную износостойкость и коэффициент трени  при фрикционном износе, характеризуют фрикционные свойства микролегированных износостойких чугуноВо

Как видно из таблицы, использование предлагаемой лигатуры дл  микролегировани  чугуна обеспечивает повышение степени сфероидизации перлита, твердости, износостойкости и фрикционных свойств в большей степени,чем известна  лигатура

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Лигатура, содержаща  медь, алюминий , фосфор и железо, отличающа с  тем, что, с целью повьш1е- ни  фрикционных свойств чугуна, она дополнительно содержит марганец,молибден , церий и азот при следующем соотношении компонентов, масо%: Медь12 - 20

   Алюминий7-12

   Фосфор10 - 16

   Молибден6-10

   Церий8-12

   Азот2-5

   Марганец12-17

   Железо

   Остальное,