Чугун для инструмента

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию состава серого чугуна для изготовления доводочного инструмента. Цель - повышение износостойкости чугуна. Чугун содержит, мас.%: углерод 2,5 - 3,5

кремний 1,7 - 2,6

марганец 0,64 - 1,8

сера 0,22 - 0,5

фосфор 0,4 - 1,0

медь 0,25 - 0,6

сурьма 0,005 - 0,08

никель 0,3 - 1,0

железо остальное, при этом отношение содержания марганца к сере должно находиться в пределах 1,28 - 8,18 и отношение содержания углерода к сумме содержания никеля и меди равно 1,56 - 6,36. Износостойкость чугуна повышается, при этом износ инструмента составляет 0,35 - 0,37 г/ч. 2 табл.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н15 С 22 С 37/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1

1 С)ь

1 4

:(A, С

) 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4688421/02 (22) 20.03.89 (46) 30,08.91. Бюл. 1Ф 32 (72) В.С.Левитин, Е.Г.Захаров и В.С.Кропачев (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1285045, кл. С 22 С 37/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 392136, кл. С 22 С 37/00, 1973, (54) ЧУГУН ДЛЯ ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию состава серого чуИзобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для изготовления доводочного инструмен7а.

Цель изобретения — повышение износостойкости.

Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне г редложенного состава обусловлен следующ..м.

Введение в чугун сурьмы измельчает графитные включения. что ведет к повышению ударной вязкости чугунных отливок и, кроме того, выполняет роль регулятора твердости чугуна. Г1ри концентрации ее в чугуне до 0,005ф, и при содержании других элементов в указанных пределах твердость не изменяется, а при повышении ее содержания от 0.005 до 0.087ь наблюдается плавное повышение твердости отливок, при

„„„ Ж„„1673625 А1 гуна для изготовления доводочного инструмента. Цель — повышение износостойкости чугуна, Чугун содержит, мас.7ь: углерод 2,53 5; кремний 1,7-2.6. марганец 0.64-1.8: сера 0,22-0,5; фосфор 0,4-1,0; медь 0,25-0,6; сурьма 0,005 — 0,08; никель 0,3-1, железо остальное, при этом отношение содержания марганца к сере должно находиться в пределах 1,28 — 8,18 и отношение содержания углерода к сумме содержания никеля и меди равно 1,56-6,36. ИзносоcTQAKocTt чугуна повышается, при этом изног инструмен., состгвляeг 035-0,37 г/ч. 2 табл. этом сохраняются высокие дово,:»очные свойства чугуна.

Пои выходе этого отношения за укаэанные пределы (заданные концентрации серы сохраняются) в структуре чугуна снижается количество сульфидных вклю»ений, повчшается 7 вердость вплоть до появления отбела, снижаются ударная вяэкссть, изнс.o(.T()AKQ(.Tb и проиэаодительнос ь процесса доводки.

Ьав чИЕ НИКЕЛЯ Г РЕСЛЕДУЕ r ЦЕЛЬ ПОВЬ си а кс ррозионную стой ос7 ь чугУна. Изь(— стно 70 никель, i;, л .(. как и м д, ПОВЬЧ,. ;Ет пРОЧНОСть И НЕРГ ОСТЬ ЧУГУН а З,i счет легироаания ф.".рГ»ита, измель ения эа тектическо о зерна, стг >илиэгции перли7ной:;труктуры. Однако а предлагаемом составе эти элементы а сочетании с углеродом с раничивают свое влияние только в

1673625 рамках легирования ферритной основы, повышая ее прочность и твердость, что благоприятно сказывается на ударной вязкости и доводочных свойствах чугуна. Указанное содержание углерода и отношение содержания углерода к сумме содержаний никеля и меди не позволяют этим элементам образовывать чисто перлитную основу, развивая только графитиэирующее их действие в чугуне.

При отклонении этого отношения в меньшую или большую стороны от предлагаемого возникают предпосылки для увеличения твердости чугуна до недопустимых пределов ввиду снижения количества графита в чугуне и образования структурно свободного цементита, а также ввиду воэможности прекращения графитизирующего действия никеля и меди и образования перлитной структуры. Следовательно, только при содержании никеля в укаэанных пределах и при укаэанном отношении содержания углерода к сумме содержания никеля и меди в чугуне достигается повышение ударной вязкости, износостойкости, снижение твердости и повышение производительности процесса доводки, Чаким образом, указанный состав компонентов, а также принятое отношение содержания марганца к сере и содержания углерода к сумме содержания никеля и меди придают чугуну новые свойства.

Опытно-промышленные плавки чугунов проводились в индукционной печи ИСТ04И1 с использованием шихты из литейного чугуна, стальных низкоуглеродистых отходов. ферросплавов и легирующих добавок (ферросилиция, ферромарганца, феррофосфора, сернистого железа, меди марки

М4, никеля марки Н вЂ” 1, металлической сурьмы).

После расплавления чугун легировали серой, перегревали до 1450-1500 С, а затем охлаждали в печи и при достижении 1380—

1400 С в него вводили сурьму, брали пробы на химический анализ, а зате,л производили разливку в откоытые цельнометаллические формы.

По изложенной технологии были изготовлены шесть смесей, содержащих угле5 род, кремний, марганец, серу, фосфор, медь, никель и железо. Химические составы смесей представлены в табл.1.

Чугун состава 1 соответствует прототипу, чугун составов 3,4,5 — предлагаемому

10 чугуну с нижним, средним и верхним уровнями отличительных признаков, чугун составов 2 и 6 — соответственно ниже нижнего и выше верхнего уровней.

В табл.2 приведены результаты сравни15 тельных испытаний чугунов.

Испытание на износ чугуна и производительность процесса доводки (съем припуска доводимой поверхности) проводили на специальной установке, где шарики диамет20 ром 2,381 мм из стали 110Х18М-ШД обкатывались между двумя чугунными образцами (дисками) в абразивной среде.

Линейная скорость движения шариков по дорожке качения 0,48 м/с. давление на 1

25 шарик 35 г.

Из данных табл,2 видно, что оптимальным уровнем свойств обладают чугуны составов 3-5, Чугуны составов 2 и 6 характеризуются

30 повышенной твердостью, пониженной работоспособностью при доводке деталей.

Формула изобретения

Чугун для инструмента, содержащий углерод, кремний, марганец. серу, фосфор, 35 сурьму, медь, никель и железо, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения износостойкости, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас. (,:

Углерод 2,50 — 3,50

40 Кремний 1,7 — 2,60

Марганец 0,64-1,80

Сера 0,22 — 0,50

Фосфор 0,40 — 1.0

Сурьма 0.005-0,08

45 Медь 0,25-0,60

Никель 0,30 — 1,00

Железо Остальное

1673625

Таблиц а1 с !

Содеркание ингредиентов, нас. Х

Мп

Состав

Nfl S 1. Cu Sb

С Si P Fe огт. ост. ост. ост. ост. ост

Таблица 2

Составитель Н,Косторной

Редактор Л.Веселовская Техред M.Moðãåíòëë Корре ор Э.Лончакова

Заказ 2898 Тираж 366 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1 (прототип)

3

5

0,22

0,80

1,28

3,33

8,18

15,33

1,06

1,11

1,56

4,04

6,36

9,47

0 25 1,10

0 45 О 56 1 50

0,64 0,50 1,00

О, 80 0,24 0,56

1, 80 0,22 0,30

2,30 0,15 0,20

2,50

0,70 0,003

0,60 0,005

0,28 0,010

0,25 0,080

0,18 0,100

2,65 3,40 0,20

2,45 1,60 0,30

2,50 1,70 0,40

3,35 2,20 0,70

3,50 2,60 1,00

3,60 2,70 1,00