Чугун

 

Изобретение относится к области металлургии , а именно к чугунам для изготовления деталей цилиндро-поршневой группы двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, металлоформ, стеклоформ , кокилей, деталей камеры прессования машин для литья под давлением. Сущность изобретения: в чугун, содержащий, мас.%: С 3,4-3,8; Si 2,62-3,2; Мп 0,4-1,4; Сг 0,26-1,4, Си 1,82-2,5; AI 0,05-0,2; Са 0,005- 0,02; Fe остальное, вводят дополнительно титан в количестве 0,1-0,2 мас.%, причем карбидообразующие элементы - хром; марганец и титан должны содержаться в таких количествах, чтобы сумма %Cr+0,5(%Mn)+0,3(%Ti) находилась в пределах 0,49-2,46. Введение титана позволяет повысить износостойкость, снизить длительность приработки при сохранении обрабатываемости . 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)s С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4910867/02 (22) 12.02,91 (46) 07,01,93, Бюл. М 1 (71) Винницкий политехнический институт (72) А,А.Жуков, B.Ï.Ïoëoâèí÷óê, В.B.Càâèöкий и А,B.Àôàíàñêèí (56) Авторское свидетельство СССР

К 1666569, кл, С 22 С 37/10, 1989. (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к ооласти металлургии, а именно к чугунам для изготовления деталей цилиндро-поршневой группы двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, металлоформ, стеклоИзобретение относится к области металлургии, а именно к чугунам для изготовления деталей цилиндро-поршневой группы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с воздушным охлаждением.

Известен чугун (а.с. СССР N 1096299) следующего химического состава, мас.%: углерод 2,8 — 3,6; кремний 1,8 — 2,6; марганец

0,4 — 0,9; хром 0,05 — 0,25; никель 0,1 — 1,0: ванадий 0,05-0,30; молибден 0,1 — 0,5; медь

1,0 — 3,5; титан 0,03-0,15, фосфор 0,1 — 0,6; железо — остальное.

Недостатком указанного чугуна является большая длительность приработки, наличие дорогостоящих легирующих элементов: никеля, ванадия, молибдена.

Наиболее близким по составу к заявляемому я ляется чугун, содержащий, мас,%; углерод3,4 — 3,8; кремний 2,62 — 3,2; марганец

0,4 — 1,4; хром 0,26 — 1.6; медь 1,82 — 2,5; алюминий 0,05 — 0,2; кальций 0,005 — 0,02; железоостальное.

„„SU ÄÄ 1786173 А1 форм, кокилей, деталей камеры прессования машин для литья под давлением. Сущность изобретения; в чугун, содержащий, мас.%: С 3,4 — 3,8; Si 2,62 — 3,2; Мп 0,4 — 1,4; Cr

0,26 — 1,4, Си 1,82 — 2,5; At 0,05-0,2; Са 0,0050,02; Fe остальное, вводят дополнительно титан в количестве 0,1-0,2 мас.%, причем карбидообразующие элементы — хром, марганец и титан должны содержаться в таких количествах, чтобы сумма (% Сг+0,5(% Мп)+0,3(%П)) находилась в пределах 0,49-2,46. Введение титана позволяет повысить износостойкость, снизить длительность приработки при сохранении обрабатываемости. 1 табл.

Недостатками этого чугуна является невысокая износостойкость, повышенная длительность приработки.

Целью изобретения является повышение износостойкости чугуна, уменьшение длительности приработки при сохранении обрабатываемости резанием.

Поставленная цель достигается тем, что в чугун дополнительно вводят титан в количестве 0,1 — 0,2 мас.%, причем карбидообразующие элементы — хром. марганец, титан должны содержаться в таких количествах. чтобы сумма (% Сг+0,5(% Ми)+0,3(%Tt)) находилгсь в пределах 0,49 — 2,36.

Анализ патентной литературы показал, что не обнаружен чугун аналогичного состава для изготовления деталей цилиндро-поршневой группы ДВС с воздушным охлаждением со сходным сочетание свойств и количественным соотношение элементов. На основании этого можно сде лать вывод, что предлагаемый чугун соот

1786173

Стой

ЭксномиДлительность приработки

Износ, q/y2 ч

Чугун плавки

h" кость ческая скорость резания при точ.

Са прессующих порСи

?1п

Cr вней, тыс.циклов

Предлагаемый чугун

4,57

4,26

36

24,9

23,7

1ОО

О, 005 о,ог

1 82 О О 05

2,5 0,2 0,2

0,26

1,6

34 262 о4

3, Е 3, 2 граничных значений пределаии

0,О04

0,03

Чугуны

3,3 2,6 0,3

3,9 3,3 1,5 с содержанием компонентов за

74,8

3,90 12 дезвийныи инструментом не обрабатывается

1,8 0,05 О, 04 г6 о3 о3

1ч5

0,25

1,7

Известные чугуны

4,44

4 59

4,30

524,8

65,7

26,3

1,5

1с5

1 0

0,25

0,26

1,6 о,7

О,4

1,4

3,5 1,9

3,4 2,62

3,8 3,2

О, 005

0,02

182 - 005 ветствует критерию "существенные отличия", Примеры, Чугун выплавляли и легировали в электрической печи, а модифицировали в ковше, Разливку вели в песчано-глини- 5 стые формы, Длительность приработки и износ чугуна определялись на машине СМЦ-2 по схеме "диск-колодка", Диск из стали 45Х термически обработан на твердость HRC3 10

48 — 52. Его окружная скорость 1,5 м/с. Давление на неподвижный образец 1,2 H/мм2, B качестве смазки применялась дистиллированная вода, что позволило сократить длительность испытаний. 15

Учитывая сложность организации и проведения длительных испытаний деталей цилиндро-поршневой группы, изготовленных из предлагаемого чугуна, износостойкость деталей оценивалась также, кроме указан- 20 . ного выше метода, и по результатам натурных испытаний прессующих поршней машин для литья под давлением (ЛПД), так как, с одной стороны, долговечность поршней из обычного серого чугуна СЧ20 (плавка 25 № 5) недопустимо низка, что влечет за собой большои расход чугуна на изготовление поршней машин ЛПД, С другой стороны, испытания материала в условиях эксплуатации прессующих поршней хорошо модели- 30 руют работу деталей цилиндра-поршневой группы ДВС, Обрабатываемость чугунов оценивалась по экономической скорости резания при точении. 35

Содержание компонентов, мас. ь

В таблице приведены полученные результаты и, для сравнения, результаты испытаний чугуна марки СЧ20 (известный чугун плавки ¹ 5), Титан необходим для оптимизации свойств чугуна„влияющих на его прирабатываемость, При введении титана менее

0,1% (плавка ¹ 3, Ti=0,05%) износостойкость понижается. При содержании титана более 0,2% (плавка ¹ 4, Ti=0,3%) увеличивается длительность приработки, Применение чугуна указанного химического состава позволит повысить моторесурс двигателей с воздушным охлаждением за счет повышения износостойкости и уменьшения длительности приработки деталей цилиндро-поршневой группы, наиболее быстро изнашивающихся в ДВС.

Дополнительный экономический эффект может быть получен за счет внедрения предлагаемого чугуна для изготовления металлоформ, стеклоформ, кокилей, деталей камеры прессования машин ЛПД, что позволит значительно повысить их долговечность, Формула изобретения

Чугун, содержащий, мас. %: углерод 3,43,8; кремний 2,62 — 3,2;марганец 0,4 — 1,4; хром 0,26 — 1,6; медь 1,82 — 2 5; алюминий 0 05

0,2; кальций 0,005 — 0,02; железо — остальное, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости, уменьшения длительности приработки при сохранении обрабатываемости, он дополнительно содержит 0,1 — 0,2 мас.% титана.