Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Карпенко Михаил Иванович Марукович Евгений Игнатьевич Бевза Владимир Федорович Чой Ки Йонг(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(57) Литейная антифрикционная латунь, содержащая медь, марганец, свинец и цинк, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит никель, кобальт, железо и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.медь 56,0-60,0 марганец 2,1-2,5 свинец 0,2-0,9 никель 0,7-1,0 кобальт 0,6-1,0 железо 0,6-0,9 алюминий 0,5-1,0 цинк остальное. Изобретение относится к области металлургии, в частности к литейным сплавам на основе меди и цинка, используемым для изготовления конструкционных антифрикционных деталей типа втулок, вкладышей, ползунов и арматуры, получаемых специальными способами литья с интенсивным теплообменом. Известен сплав на основе меди и цинка 1, содержащий, мас.цинк 25-35 никель 10-20 кремний 0,05-1,0 бор 0,005-0,02 магний 0,005-1,0 медь остальное. 11670 1 2009.02.28 Этот сплав обладает недостаточными литейными, механическими и антифрикционными свойствами. Известна также литейная антифрикционная латунь 2, содержащая, мас.медь 55-70 никель 0,5-5 алюминий 0,5-6 железо 0,1-3 кобальт 0,1-2 молибден 0,01-1 кремний 0,1-2 цинк остальное. Эта латунь может содержать также 0,1-3 мас.свинца. Жидкотекучесть латуни - 300400 мм. При литье в кокиль латунь обладает высокой прочностью и твердостью, но низкими технологическими свойствами и неоднородной плотностью по толщине отливок,особенно при повышенных концентрациях кремния, свинца, алюминия и молибдена. Относительное удлинение латуни в отливках не превышает 12-15 . Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является литейная антифрикционная латунь марки ЛЦ 38 Мц 2 С 2 3 следующего химического состава, мас.медь 57-60 марганец 1,5-2,5 свинец 1,5-2,5 цинк и примеси остальное. Общая сумма определяемых примесей, которые могут содержаться в этой латуни, составляет до 2,2 ма. . Из технологических примесей эта латунь больше всего содержит никеля (до 1,0 по массе), который способствует повышению плотности и износостойкости отливок, не снижая упругопластических свойств. При литье в металлические формы(кокиль) эта латунь имеет следующие физико-механические и технологические свойства предел прочности при растяжении - 343-390 МПа твердость - 85-90 НВ относительное удлинение -10-15 жидкотекучесть - 400 мм линейная усадка - 1,8 износостойкость 520-610 мг/гс плотность в отливках с толщиной стенок 10-20 мм - 8,1-8,4 г/см 3, а с толщиной стенок 20-30 мм - 8,0-8,3 г/ см 3. Недостатками известной латуни являются низкие характеристики упругопластических свойств, плотности и износостойкости. Отмечается также высокая пористость, главным образом осевая и особенно при изготовлении антифрикционных отливок с толщиной стенок более 20 мм. В таких отливках отмечается увеличение пористости и снижение плотности от поверхности отливок к их центру. Задача изобретения - повышение плотности, износостойкости и упругопластических свойств латуни в отливках при специальных способах литья в металлических формах с интенсивным теплообменом. Поставленная задача решается тем, что литейная антифрикционная латунь, содержащая медь, марганец, свинец и цинк дополнительно содержит никель, кобальт, железо и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.медь 56,0-60,0 марганец 2,1-2,5 свинец 0,2-0,9 никель 0,7-1,0 кобальт 0,6-1,0 железо 0,6-0,9 алюминий 0,5-1,0 цинк остальное. 2 11670 1 2009.02.28 Существенным отличием предложенного технического решения является введение в состав латуни таких микролегирующих добавок, как кобальт (0,6-1,0 ), железо (0,6-0,9 ) и алюминий (0,5-1,0 ), способствующих повышению плотности, упругопластических свойств, износостойкости и дисперсности структуры в отливках при литье в металлических формах с интенсивным теплообменом. Проведенный анализ предложенного технического решения показал, что на данный момент неизвестны технические решения, в которых были бы отражены указанные отличия. Кроме того, указанные отличия являются необходимыми и достаточными для достижения положительного эффекта, указанного в цели изобретения. Дополнительное введение кобальта обусловлено тем, что он является эффективной микролегирующей добавкой, повышающей однородность и дисперсность структуры, характеристики плотности, износостойкости и упругопластических свойств в отливках. Верхний предел концентрации кобальта (1,0 ) обусловлен снижением относительного удлинения и ударной вязкости при более высоких его концентрациях. При уменьшении концентрации кобальта менее 0,6 снижаются плотность и износостойкость, укрупняется структура и повышается неоднородность структуры, расслоение по массе и плотности в отливках. Введение железа обусловлено тем, что оно повышает однородность структуры, плотность, износостойкость и механические свойства при литье в металлические формы с интенсивным теплообменом, а также упрощает технологию подбора шихтовых материалов и процесса плавки. Верхний предел концентрации железа (0,9 ) обусловлен снижением жидкотекучести сложнолегированной латуни и ее упругопластических свойств при более высоких концентрациях. При уменьшении концентрации железа менее 0,6 укрупняется структура и снижаются плотность и антифрикционные свойства отливок с толщиной стенок более 20 мм. Алюминий (0,5-1,0 ) является одним из основных рафинирующих и раскисляющих компонентов, способствующих уменьшению угара цинка, повышающих однородность металла в отливках и характеристики упругопластических свойств. Верхний предел концентрации алюминия (1,0 ) обусловлен повышением склонности литейного сплава к пленообразованию, снижением плотности, износостойкости и ударной вязкости при более высоких его концентрациях. При уменьшении концентрации алюминия менее 0,65 отмечается расслоение по массе в отливках с толщиной стенок более 20 мм, снижаются однородность структуры и характеристики упругопластических свойств. Никель (0,7-1,0 ) является эффективной микролегирующей добавкой, повышающей плотность, однородность и дисперсность структуры и упругопластические свойства и снижающей напряжения в отливках. Верхний предел концентрации никеля (1,0 ) обусловлен снижением жидкотекучести и упругопластических свойств при более высоких его концентрациях. При уменьшении концентрации никеля менее 0,7 снижается плотность,износостойкость, укрупняется структура и повышаются остаточные напряжения в отливках, что снижает упругопластические свойства. Содержание свинца в предложенной латуни снижено, так как в отливках с толщиной стенок более 20 мм при увеличении его концентрации более 0,9 снижаются износостойкость, однородность структуры и характеристики упругопластических свойств. При снижении концентрации свинца менее 0,2 снижается плотность и повышается склонность к образованию в отливках газовой пористости. Опытные плавки литейных антифрикционных латуней проводили в индукционных электропечах с использованием защитных покровов из криолита и древесного угля. Шихта состояла из чистой меди марки М 3 (ГОСТ 859-78), литейной латуни в чушках марки ЛАЖМц (ГОСТ 1020-77), свинца марки С 3 (ГОСТ 3778-77), никеля марки Н-4 с содержанием 97,6 и , возврата производства, сплава ЦАМ 4-1, лигатур и -и раскислителей. Свинец и сплав ЦАМ 4-1 для уменьшения угара вводили в конце плавки. 3 11670 1 2009.02.28 Заливку расплавленного металла после рафинирования флюсами производили в интенсивно охлаждаемые металлические формы с использованием непрерывно-циклического литья намораживанием (НЦЛН) и кокильного литья с интенсивным теплообменом (КЛИТпроцесс). В табл. 1 приведены составы латуней опытных плавок, использованные преимущественно для изготовления антифрикционных цилиндрических втулок, вкладышей и арматуры с толщиной стенок от 20 до 30 мм. В табл. 2 приведены физико-механические свойства латуней опытных плавок. Механические свойства латуней определяли на образцах, вырезанных из антифрикционных отливок. Ударную вязкость определяли на образцах 101055 мм с полукруглым надрезом,а относительное удлинение и предел прочности на растяжение - на образцах диаметром 10 мм. Износостойкость определяли в условиях ударно-абразивного изнашивания (по ГОСТ 23.207-79) с использованием в качестве абразивного материала карбида кремния черного. Как видно из табл. 2, предложенная латунь обладает более высокими характеристиками ударной вязкости, относительного удлинения, плотности и износостойкости. Таблица 1 Компоненты Медь Марганец Никель Кобальт Железо Свинец Алюминий Наименование показаСвойства литейных латуней телей 1 (Извест.) 2 3 4 5 Предел прочности при растяжении, МПа 382 415 455 472 480 Относительное удлинение,14 15,7 18,5 17,8 16,0 Ударная вязкость,Дж/см 2 28 35 46 52 48 Плотность, г/см 3 8,1-8,3 8,2-8,4 8,4-8,5 8,5-8,6 8,4-8,6 Твердость, НВ 88,2 115 145 152 155 Средний износ, Иср.,мг/гс 525-560 471-510 380-415 337-374 321-338 Источники информации 1. А.с. СССР 359287, МПК С 22 С 9/06. 2. Патент Японии 62-802444, МПК С 22 С 9/04. 3. Галдин Н.Л., Чернега Д.Ф., Иванчук Д.Ф. и др. Цветное литье Справочник / Под общей ред. Н.М.Галдина. - М. Машиностроение, 1989. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4

МПК / Метки

МПК: C22C 9/04

Метки: литейная, антифрикционная, латунь

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/4-11670-litejjnaya-antifrikcionnaya-latun.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Литейная антифрикционная латунь</a>

Похожие патенты