Износостойкий чугун

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ („)950789

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

122) Заявлено 07.01.81 (21) 3231712/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) M. Кл

С 22 С 37/06

Гооударетееккмй комитет

Опубликовано 15.08.82. Бюллетень №30

СССР (53) УДК 669.13-018.2 (088.8) по делам кэобретений и открытий

Дата опубликования описания 25.08.82 с

М. М. Левитан, О. Н. Крючков, Б. С. Карманов и. Ю. Н. Балбеков (72) Авторы изобретения

Центральный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский автомобильный и автомоеорный институт и Всесоюзный научно-исследовательский, конструкторский и технологический институт мотоциклов и малолитражных двигателей внутреннего сгорания «ВНИИМОТОПРОМ» (71) Заявители (54) ИЗНОСОСТОИКИЙ ЧУГУН

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам чугунов, применяемых для изготовления деталей, работающих в узлах трения с ограниченной смазкой при повышенных температурах, например, для элементов уплотнений. двигателей внутреннего сгорания (ДВС) .

Известен чугун (1) для гильз цилиндров следующего химического состава, вес. 0/о..

Углерод 3,0 — 4,0

Кремний 3,0 — 5,0

Марганец 0,3 — 0,6

Хром 2,0 — 3,0

Медь 0,3 в 1,0

Никель 0,2 — 0,6

Редкоземельные металлы 0,005 — 0,10

Фосфор 0,1 — 0,3

Железо Остальное.

Обладая высокой износостойкостью этот чугун имеет невысокие антифрикционные свойства и повышенную склонность к схватыванию в условиях граничного трения, а также плохую обрабатываемость лезвийным инструментом.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является чугун (2), содержащий, вес оо

Углерод 3,4 — 3,8

Кремний 2,5 — 3,2 .

Марганец 0,5 — 0,8

Хром 0,4 — 0,7

Медь 0,8 в 1,2

Никель 0,5 — 0,8

Молибден 0,8 в 1,3

Ванадий 0,1 — 0,3

1о Железо Остальное.

Этот чугун применяется для изготовления поршневых колец ДВС и элементов уплотнения роторно-поршневых двигателей (РПД). Наряду с удовлетворительными свойствами: обрабатываемостью и высоким сопротивлением схватыванию, он. недостаточно износостойкий, особенно при работе в паре с износостойкими покрытиями статоров РПД.

Целью изобретения является повышение

2о износостойкости чугуна при сохранении антифрикционных и технологических свойств.

Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, медь, молибден, ванадий и желе950789 микроструктуре металлической основы предложенного чугуна преобладает троосто-сорбит с включениями эвтектических карбидов преимущественно равномерного распределения (8 — 12 об. /0), графит тонкопластинчатый равномерного и розеточного распределения.

Чугун выплавляют в индукционной тигельной печи с кислой футеровкой.

В таблице приведены результаты испытаний лопаток РПД, изготовленных из предложенного чугуна, и его свойства.

Испытания лопаток на износостойкость проводят на специальной безмоторной установке конструкции ВНИИмотопром. При этом лопатки работают в паре со специальным покрытием образцов из алюминиевого сплава при 200 С. Продолжительность испытаний 100 ч. Испытания на износостойкость показывают, что износостойкость предложенного чугуна в 2 — 3 раза выше, чем известного.

Интенсивность изИнтенсивность изТвердость, нв, кгс/мм вдел очноМатериал лопаток

С Si Mn Cr Cu Мо Н Ni P С + Si

Сг+ Мо+ V

1 носа покноса лопаток,мкм/ч и при гибе, *1РПа ь рытия, мкм/ч

Известный

310-340 58-64 0,32

0,10

Предлагаемый

4,0 3,0 0,8 1,5 0,4 0,7 0,08 0,5 0,3 3,07

3,7 3,65 0,55 1,9 0,5 0,60 0,12 0,5 0,2 2,80

3,0 4,2 0,4 2,5 0,7 0,05 0,3 0,8 0,3 2,53

0,036

310-340

320-350

55-70 0,110

60-72

Формула изобретения

Молибден 0,05 — 0,70

Ванадий 0,03 — 0,30

Железо Остальное при этом отношение суммы углерода и кремния к сумме хрома, молибдена и ванадия равно 2,5 — 3,1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 559993, кл. С 22 С 37/06, 1975.

2. Поршневые кольца. Справочник. Издание фирмы «Гетце А.О.» (Goetzewerke

Fridrich Goetze А. G.), г. Буршаид, ФРГ.

1977.

Составитель В.Муравьев

Техред A. Бойкас Корректор Е. Рошко

Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Повхан

Заказ 5635/30 зо, содержит компоненты в следующем соотношении, вес. 0/p.

Углерод 3,0 — 4,0

Кремний 3,0 — 4,2

Марганец 0,4 — 0,8

Хром 1,5 — 2,5

Медь 0,4 — 0,7

Молибден 0,05 — 0,70

Ванадий 0,03 — 0,3

Железо Остальное.

В качестве примесей чугун может содержать фосфор до 0,3 вес. /p, серу до 0,10 вес./о никель до 0,8 вес. 0/p.

При этом отношение суммы углерода и кремния к сумме хрома, молибдена и ванадия находится в пределах 2,5 — 3,1.

Повышенное содержание в чугуне хрома и кремния обеспечивает получение отливок, микроструктура которых содержит достаточное количество мелких карбидов, что обеспечивает высокую износостойкость деталей без ухудшения технологических свойств. В

Содержание элементов в чугуне, вес.ь

3,4 2,5 0,5 0,4 0,8 0,8 0,1 0,5

Износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, медь, молибден, ванадий и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости при 45 сохранении антифрикционных свойств и обрабатываемости, его компоненты взяты в следующем соотношении, вес. 0/,:

Углерод 3,0 — 4,0

Кремний 3,0 — 4,2

Марганец 0,4 — 0,8

Хром 1,5 — 2,5

Медь 0,4 — 0,7

260-300 48-56 0,16 0,052