close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY11670

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.02.28
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 22C 9/04
ЛИТЕЙНАЯ АНТИФРИКЦИОННАЯ ЛАТУНЬ
(21) Номер заявки: a 20070280
(22) 2007.03.17
(43) 2008.10.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт технологии
металлов Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Карпенко Михаил Иванович; Марукович Евгений Игнатьевич; Бевза Владимир Федорович;
Чой Ки Йонг (BY)
BY 11670 C1 2009.02.28
BY (11) 11670
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) Галдин Н.М. и др. Цветное литье. Справочник. - М.: Машиностроение, 1989. С. 212.
JP 07-317804, 1995.
SU 1812812 A1, 1996.
SU 1528806 A1, 1989.
US 5658401 A, 1997.
KZ 2126, 1995.
GB 2287954 A, 1995.
RU 2148098 C1, 2000.
(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.
BY 11670 C1 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 ЛЦ38Мц2С2 [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 маc. %. 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/см3, а с толщиной стенок 20-30 мм - 8,0-8,3 г/ см3.
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
BY 11670 C1 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 М3 (ГОСТ 859-78), литейной латуни в чушках марки
ЛАЖМц (ГОСТ 1020-77), свинца марки С3 (ГОСТ 3778-77), никеля марки Н-4 с содержанием 97,6 % Ni и Co, возврата производства, сплава ЦАМ 4-1, лигатур Cu-Mn-Al и Cu-Fe-Co
и раскислителей. Свинец и сплав ЦАМ 4-1 для уменьшения угара вводили в конце плавки.
3
BY 11670 C1 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 10×10×55 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
1 (Известный)
57,2
2,0
0,7
1,8
-
Содержание (цинк - остальное), мас. %
2
3
4
5
54,7
56
58,3
60
2,0
2,1
2,3
2,5
0,5
0,7
0,9
1,0
0,5
0,6
0,8
1,0
0,3
0,6
0,7
0,9
1,3
0,2
0,6
0,9
0,4
0,5
0,7
1,0
6
60,3
2,7
1,1
1,2
1,0
0,1
1,2
Таблица 2
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/см2
28
35
46
52
48
Плотность, г/см3
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
6
437
15,2
43
8,3-8,4
143
405-432
Источники информации:
1. А.с. СССР 359287, МПК С 22С 9/06.
2. Патент Японии 62-802444, МПК С 22С 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
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
89 Кб
Теги
by11670, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа