Спеченный аустенитный чугун

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к спеченным аустенитным чугунам. Сущность изобретения: предложенный спеченный аустенитный чугун имеет следующий состав, мас. графит 1,5 3,5; кремний 1,8 2,4; марганец 1,0 1,4; никель 13,5 17,0; медь 5,0 7,0; хром 1,3 1,6; фтористый кальций 0,5 0,7; самофлюсующийся никелевый сплав ПР-Х4Г2Р4С2ФЮД 3 10; железо остальное. Чугун имеет высокий уровень антифрикционных свойств. 2 табл.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к спеченным материалам на основе железа.

Известен антифрикционный чугун состава, мас. углерод 3,5-4,5; кремний 2,5-3,5; марганец 7,5-12,5; сурьма 0,3-0,5; железо остальное.

Недостатком данного материала являются повышенная твердость и низкие антифрикционные свойства. Известен износостойкий чугун состава, мас. углерод 2,7-3,2; кремний 0,6-1; марганец 0,5-8,5; хром 28-30; никель 1,5-2,0; германий 0,1-0,2; железо остальное.

Недостатком этого материала является высокая твердость (HRC52) и низкие антифрикционные свойства.

Известен аустенитный чугун состава, мас. углерод 3,0-4,0; кремний 3,0-4,0; марганец 7,0-8,0; кобальт 0,5-0,7; титан 0,52-0,96; железо остальное.

Недостатком материала является низкая износостойкость.

Известен износостойкий чугун состава, мас. углерод 3,0-3,8; кремний 1,6-3,0; марганец 0,4-1,0; хром 0,45-1,35; ванадий 0,03-0,18; бор 0,005-0,1; фосфор 0,1-0,5; титан 0,02-0,3; медь 0,3-1,0; сера 0,1; никель 0,8.

Недостатком данного материала является высокая твердость и низкие антифрикционные свойства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является чугун марки нирезист, предназначаемый для заливки в поршни двигателей с целью упрочнения зоны канавки под верхнее компрессионное кольцо химического состава, мас. C 2,4-2,8; Si 1,8-2,4; Mn 1,0-1,4; Ni 13,5-17,0; Cu 5,0-7,0; Ni+Cu ≥ 20,0; Cr 1,3-1,6; S ≅ 0,1;P ≅ 0,1; Fe остальное.

Целью изобретения является повышение антифрикционных свойств и экономия дорогостоящих материалов: никеля, марганца, меди, кремния за счет применения безотходной технологии методом порошковой металлургии.

Поставленная цель достигается тем, что известный аустенитный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель и медь, с целью повышения антифрикционных свойств дополнительно содержит бор, ванадий, алюминий и фтористый кальций в следующем соотношении компонентов, мас. графит 1,5-3,5; кремний 1,8-2,4; марганец 1,0-1,4; никель 13,5-17,0; медь 5,0-7,0; хром 1,3-1,6; фтористый кальций 0,5-0,7; ПР-Х4Г2Р4С2ФЮД менее 10; железо остальное.

Способ получения спеченного аустенитного чугуна для изготовления вставок поршней дизельных двигателей, изготавливаемых методом литья из чугуна марки нирезист химического состава, C 2,4-2,8; Si 1,8-2,4; Mn 1,0-1,4; Ni 13,5-17,0; Cu 5,0-7,0; Ni+Cu ≥ 20,0; Cr 1,3-1,6; S ≅ 0,1; P ≅ 0,1, отличается тем, что порошковую смесь указанного состава прессуют, спекают в защитной среде и калибруют в размер готового изделия. Бор, ванадий, алюминий вводятся в шихту в составе самофлюсующегося сплава ПР-Х4Г2Р4С2ФЮД, серийно выпускаемого НПО "Тулачермет". После спекания чугун имеет структуру аустенита с небольшим содержанием равномерно распределенных карбидов. Количество карбидов до 300 мкм².

Химический состав ПР-Х4Г2Р4С2ФЮД (ТУ14-1-3795-84 НПО "Тулачермет") приведен в табл. 1.

Графит пластинчатый, прямолинейный, равномерно распределенный ГФ1 или завихренный формы ГФ2, ГФ4. Наличие включений высокотемпературной твердой смазки фтористого кальция, боридов, карбоборидов, пор.

Образцы для испытаний из предлагаемого материала предлагаемым методом порошковой металлургии были изготовлены в научно-производственном предприятии "Технология" (ОЭ ВНИИЭИ) г. Кинешма. Испытания антифрикционных свойств предлагаемого материала проводились в лабораториях материаловедения Костромского технологического института и завода "Мотордеталь".

Предлагаемый спеченный аустенитный чугун по сравнению с прототипом имеет более высокие антифрикционные свойства, приведенные в табл. 2.

Формула изобретения

СПЕЧЕННЫЙ АУСТЕНИТНЫЙ ЧУГУН, содержащий железо, углерод, кремний, марганец, хром, никель м медь, отличающийся тем, что он дополнительно содержит самофлюсующийся никелевый сплав ПР-Х4Г2Р4С2ФЮД и фтористый кальций при следующем соотношении компонентов, мас.

Графит 1,5 3,5 Кремний 1,8 2,4 Марганец 1,0 1,4 Никель 13,5 17,0 Медь 5 7 Хром 1,3 1,6 Фтористый кальций 0,5 0,7 Самофлюсующийся никелевый сплав ПР-Х4Г2Р4С2ФЮД 3 10
Железо Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2