RU1786172C - Wear-resistant cast iron for deep drawing - Google Patents
Wear-resistant cast iron for deep drawingInfo
- Publication number
- RU1786172C RU1786172C SU904908227A SU4908227A RU1786172C RU 1786172 C RU1786172 C RU 1786172C SU 904908227 A SU904908227 A SU 904908227A SU 4908227 A SU4908227 A SU 4908227A RU 1786172 C RU1786172 C RU 1786172C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cast iron
- iron
- increase
- ratio
- content
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к металлургии, в частности к изысканию чугунов дл штампов глубокой выт жки. Сущность изобретени : чугун содержит элементы в следующем соотношении, мас.%: углерод 3,1-3,3; кремний 3,2-3,9; марганец 0,3-0,8; хром 3,0-3,6; медь 1,8-2,1; никель 1,1-1,9; алюминий 0,3-0,4; ванадий 0,5-0,7; железо - остальное , при соотношении суммы карбидооб- разующих элементов V + Cr к сумме легирующих матрицу элементов Ni+Cu+Mn+Si 0,40-0,67. Изменение количественного соотношени по С, Cr, Cu, AI, V позвол ет повысить износостойкость и снизить задираемость материала штампа. 2 табл.The invention relates to metallurgy, in particular to the search for cast iron for deep drawing dies. SUMMARY OF THE INVENTION: Cast iron contains elements in the following ratio, wt.%: Carbon 3.1-3.3; silicon 3.2-3.9; manganese 0.3-0.8; chrome 3.0-3.6; copper 1.8-2.1; nickel 1.1-1.9; aluminum 0.3-0.4; vanadium 0.5-0.7; iron - the rest, with the ratio of the sum of carbide-forming elements V + Cr to the sum of alloying elements of the matrix Ni + Cu + Mn + Si 0.40-0.67. A change in the quantitative ratio of C, Cr, Cu, AI, V makes it possible to increase the wear resistance and reduce the tearing ability of the die material. 2 tab.
Description
елate
СWITH
Изобретение относитс к металлургии, в частности к изысканию чугунов дл штампов глубокой выт жки.The invention relates to metallurgy, in particular to the search for cast iron for deep drawing dies.
Известен чугун 1, содержащий следующие компоненты, мас.%:Known cast iron 1 containing the following components, wt.%:
Углерод3,65-4,5 Кремний 0,8-3,0 Марганец 0,5-2,0 Хром 0,2-1,1 Ванадий 0,25-0,5 Титан 0,3-1,1 Железо Остальное Недостатком известного чугуна вл етс низка износостойкость при использовании его дл штампов.Carbon 3.65-4.5 Silicon 0.8-3.0 Manganese 0.5-2.0 Chromium 0.2-1.1 Vanadium 0.25-0.5 Titanium 0.3-1.1 Iron Other Remnant Known cast iron has low wear resistance when used for dies.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс износостойкий чугун 2 состава, мас.%: Углерод2,6-2,9 Кремний 3,2-3,9 Марганец 0,3-0,8 Хром 1,5-2,2The closest technical solution to the proposed one is wear-resistant cast iron of 2 composition, wt.%: Carbon 2.6-2.9 Silicon 3.2-3.9 Manganese 0.3-0.8 Chromium 1.5-2.2
МедьCopper
НикельNickel
КальцийCalcium
АлюминийAluminum
ВанадийVanadium
ЖелезоIron
0,5г1,50.5g1.5
0,01-0,60.01-0.6
0,01-0,080.01-0.08
0.04-0,20.04-0.2
0,04-0,40.04-0.4
ОстальноеRest
Недостатком этого чугуна вл етс повышенна задираемость при использовании чугуна дл штампов глубокой выт жки. Цель изобретени - повышение износостойкости и задираемости чугуна.The disadvantage of this cast iron is its increased seizure when using cast iron for deep drawing dies. The purpose of the invention is to increase the wear resistance and scuffability of cast iron.
Указанна цель достигаетс тем, что чугун , включающий углерод, кремний, марганец , хром, никель, медь, алюминий, ванадий и железо, содержит компоненты в следующих соотношени х, мас.%:This goal is achieved in that the cast iron, including carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, copper, aluminum, vanadium and iron, contains components in the following proportions, wt.%:
Углерод3.1-3,3 Кремний 3.2-3,9 Марганец 0,3-0,8 Хром 3,0-3.6 Никель 1,8-2,1 Медь 1,1-1,9Carbon 3.1-3.3 Silicon 3.2-3.9 Manganese 0.3-0.8 Chromium 3.0-3.6 Nickel 1.8-2.1 Copper 1.1-1.9
VJ 00Vj 00
оabout
аand
VJVj
NDNd
Алюминий0,3-0,4 Ванадий 0,5-0,7 Железо остальное В качестве примесей чугун может содержать серу в количестве до 0,03 мас.% и фосфор до 0,15 мас.%.Aluminum 0.3-0.4 Vanadium 0.5-0.7 Iron else As an impurity, cast iron may contain sulfur in an amount of up to 0.03 wt.% And phosphorus up to 0.15 wt.%.
Сопоставительный анализ с прототипом позвол ет сделать вывод, что за вл ем ыи,, состав чугуна в основном отличаетс от известного соотношениемComparative analysis with the prototype allows us to conclude that the claimed composition of cast iron differs mainly from the known ratio
.... Л,.) ,g. s- 0,40...0,67. Таким об- ( Ni + Си + Mn +Si ).... L ,.), g. s- 0.40 ... 0.67. Thus, (Ni + Cu + Mn + Si)
разом, за вл емое техническое решение соответствует критерию новизна. Анализ известных составов чугунов 1,2 показал, что вещества, введенные в чугун, известны. Однако их сочетание не обеспечивало требуемые дл штампа свойства материала, которые они про вл ют в за вл емом решении, а именно сочетание долговечности и задиростойкости. Таким образом, данный состав придает чугуну новые свойства, что позвол ет сделать вывод о соответствии за вл емого решени критерию существенные отличи . Предложенное отношение ( м- r lb} ryrv- 0-40...0.67 ( Ni + Си 4- Mn +Si )At the same time, the claimed technical solution meets the criterion of novelty. Analysis of the known compositions of cast irons 1,2 showed that the substances introduced into the cast iron are known. However, their combination did not provide the required material properties for the stamp, which they exhibit in the claimed solution, namely, a combination of durability and scoring resistance. Thus, this composition gives cast iron new properties, which allows us to conclude that the claimed solution meets the criterion of significant differences. The proposed ratio (m- r lb} ryrv- 0-40 ... 0.67 (Ni + Cu 4- Mn + Si)
выражает необходимую долю карбидных включений Б легированной матрице дл придани чугуну необходимых свойств. При отношении ниже значений 0,4 материал обладает низкой твердостью, низкой износостойкостью , что приводит к налипанию штампуемого материала. Это объ сн етс недостаточным содержанием твердой карбидной составл ющей.expresses the necessary fraction of carbide inclusions of the B alloyed matrix to give cast iron the necessary properties. When the ratio is lower than 0.4, the material has low hardness, low wear resistance, which leads to adhesion of the stamped material. This is due to an insufficient solid carbide content.
При отношении выше значени 0,67 чугун плохо механически обрабатываетс , при повышении задираемое™, Пределы содержани компонентов выбраны по следующим причинам.When the ratio is higher than 0.67, the cast iron is poorly machined, with increasing tearing ™, the limits for the content of components are selected for the following reasons.
Количество углерода выбрано таким образом , чтобы обеспечить необходимую сте- пень эвтектичности. При снижении содержани углерода меньше 3,1 мас.% уменьшаетс количество карбидов, что приводит к падению износостойкости. Увеличение содержани углерода выше 3,3 мас.% переводит сплав в заэвтектический, по вл ютс грубые включени графита, нарушающие однородность сплава, что приводит к по влению задиров при штамповке.The amount of carbon is selected in such a way as to provide the necessary degree of eutecticity. With a decrease in carbon content of less than 3.1 wt.%, The amount of carbides decreases, which leads to a decrease in wear resistance. An increase in carbon content above 3.3 wt.% Converts the alloy into hypereutectic, coarse inclusions of graphite appear, violating the uniformity of the alloy, which leads to the appearance of scoring during stamping.
Наличие в чугуне хрома в количестве 3,0 мас.% недостаточно дл образовани необходимого количества специального карбида хрома. При увеличении содержани хрома более 3,0 мас.% резко возрастает износостойкость и сопротивл емость образованию задиров чугуна. Однако приThe presence of chromium in the amount of 3.0 wt.% Is not sufficient to form the required amount of special chromium carbide. With an increase in the chromium content of more than 3.0 wt.%, The wear resistance and the resistance to scoring of cast iron sharply increase. However, when
содержании хрома более 3,6 мас.% ухудшаетс механическа обрабатываемость.a chromium content of more than 3.6 wt.% deteriorates mechanical workability.
Присутствие в чугуне кремни вл етс необходимым условием, позвол ющимThe presence of silicon in cast iron is a prerequisite for
регулировать содержание в чугуне специального карбида хрома. Снижение содержани Si ниже 3,2 мае. % увеличивает отбел, уменьшает количество графита, по вл ютс грубые включени карбида, падает зади0 ростойкость. При введении в сплав Si выше 3,9 мас.% чугун становитс заэвтектиче- ским, что приводит к тем же последстви м, что и повышение углерода выше заданного .adjust the content of special chromium carbide in cast iron. Reduced Si content below 3.2 May. % increases bleaching, decreases the amount of graphite, coarse carbide inclusions appear, and slower resistance decreases. When introduced into the Si alloy above 3.9 wt.%, Cast iron becomes hypereutectic, which leads to the same consequences as an increase in carbon above a predetermined value.
5 Количество марганца определено технологией плавки. Нижний предел определ етс его минимальным содержанием, необходимым дл св зывани серы в сульфиды марганца. Рекомендуетс содержа0 ние Мп не увеличивать более 0,8 мас.%, гак как значительно увеличиваетс количество остаточного аустенита, что приводит к налипанию штампуемого материала, и падению задиростойкости.5 The amount of manganese is determined by smelting technology. The lower limit is determined by its minimum content necessary for the binding of sulfur to manganese sulfides. It is recommended that the Mn content not be increased by more than 0.8 wt.%, Since the amount of residual austenite increases significantly, which leads to the buildup of the material being stamped and a decrease in scoring resistance.
5Медь вводитс в сплав как элемент повышающий жаростойкость сплава. При содержании Си ниже 1,8 мас.% не оказываетс вли ни на повышение задиростойкости , так как при данном соотношении5Copper is introduced into the alloy as an element increasing the heat resistance of the alloy. When the Cu content is below 1.8 wt.%, There is no effect on the increase in scoring resistance, since at this ratio
0 содержани кремни и суммы никел и хрома не наблюдаетс выделение меди в виде свободных включений. Содержание меди выше 2,1 мас.% экономически нецелесообразно , так как задиростойкость не увеличи5 ваетс .At the silicon content and the sum of nickel and chromium, no release of copper in the form of free inclusions is observed. A copper content above 2.1% by weight is not economically feasible since the resistance to scoring does not increase5.
Никель вводитс в состав сплава как аустенизатор и элемент легирующий матрицу . При количестве Ni ниже 1,1 мае. % заметно снижаетс твердость и износостойкостьNickel is introduced into the alloy as an austenitizer and an alloying matrix element. When the amount of Ni is below 1.1 May. % hardness and wear resistance noticeably reduced
0 чугуна при закалке крупных штампов из-за снижени устойчивости аустенита. Увеличение содержани Ni выше 1,9 мас.% приводит к по влению участков остаточного аустенита, что понижает задиростойкость.0 cast iron during hardening of large dies due to a decrease in the stability of austenite. An increase in the Ni content above 1.9 wt.% Leads to the appearance of areas of residual austenite, which lowers the scoring resistance.
5Алюминий вводитс в чугун как рас- кислитель и оказывает рафинирующее и графитизирующее вли ние. Снижение содержани алюмини ниже 0,3 мас.% приводит к тому, что вместо карбидов хрома5Aluminium is introduced into cast iron as a deoxidizer and has a refining and graphitizing effect. The decrease in aluminum content below 0.3 wt.% Leads to the fact that instead of chromium carbides
0 по вл ютс в тонких сечени х отливки отдельные включени цементита, что понижает задиростойкость. Увеличение содержани алюмини более 0,4% нецелесообразно , что приводит к образованиюSeparate cementite inclusions appear in thin sections of the casting, which lowers the scoring resistance. An increase in aluminum content of more than 0.4% is impractical, which leads to the formation of
5 плен, увеличивающих брак отливок. Увеличение содержани алюмини до 0,4 мас.% позволит достичь положительного графити- зирующего и модифицирующего вли ни без добавок кальци и сохранить необходимый комплекс физико-химических свойств.5 captives, increasing the marriage of castings. An increase in the aluminum content to 0.4 wt.% Will make it possible to achieve a positive graphitizing and modifying effect without calcium additives and to maintain the necessary set of physicochemical properties.
В то же врем вывод из состава чугуна кальци упрощает технологический процесс и обеспечивает повышение экономичности чугуна.At the same time, the removal of calcium iron from the composition simplifies the process and provides an increase in the efficiency of cast iron.
Ванадий вводитс в состав чугуна как карбидообразующий элемент. При снижении содержани его ниже 0,5% по вл ютс колонии ледебурита, так как ванадий снижает критическое содержание хрома, необходимое дл замены ледебурита хромистой эвтектикой, что снижает задиростойкость. Увеличение ванади более заданного приводит к по влению грубых карбидных включений , снижающих задиростойкость.Vanadium is introduced into the composition of cast iron as a carbide forming element. With a decrease in its content below 0.5%, ledeburite colonies appear, since vanadium reduces the critical chromium content necessary to replace ledeburite with chromic eutectic, which reduces burr resistance. An increase in vanadium of more than a given value leads to the appearance of coarse carbide inclusions, which reduce the scoring resistance.
Чугун выплавл ли по известной техно- логии в индукционной печи ЛПЗ-67 и отлиты по п ть образцов каждой плавки. В качестве шихтовых материалов использовали передельный чугун, стальной лом и ферросплавы . После отжига и закалки (режимы термической обработки приведены на рис.1) проведены следующие механические испытани .Cast iron was smelted by known technology in an induction furnace LPZ-67 and five samples of each heat were cast. As charge materials, pig iron, steel scrap and ferroalloys were used. After annealing and quenching (heat treatment modes are shown in Fig. 1), the following mechanical tests were carried out.
Антифрикционные свойства - износостойкость (И) и сопротивление задиру (Р) определ ли по известной методике ЦНИИ МПС на машине трени МТВ-1 с возвратно- поступательным движением и жидкой смазкой (масло М14В по ТУ 38-101-421-73). Износостойкость определ ли по потере ве- са образца в мГ за 100 ч работы машины, а сопротивление задиру - по величине удельного давлени , вызывающего повреждение поверхностей трени образцов, резкое увеличение коэффициента трений и повыше- ни температуры контакта.The antifriction properties — wear resistance (I) and scoring resistance (P) were determined according to the well-known methodology of the Central Research Institute of MPS on an MTV-1 friction machine with reciprocating motion and liquid lubrication (M14B oil according to TU 38-101-421-73). Wear resistance was determined by the loss of weight of the sample in mg per 100 hours of operation of the machine, and resistance to scoring was determined by the value of specific pressure causing damage to the friction surfaces of the samples, a sharp increase in the coefficient of friction and an increase in the contact temperature.
Обрабатываемость чугуна оценивали по индексу обрабатываемости, представл ющему отношение максимальной скорости резани , вызывающей разрушение резца из сплава ВК М во врем токарной обработкиCast iron machinability was evaluated using a machinability index representing the ratio of the maximum cutting speed causing fracture of a VK M alloy cutter during turning
втечение 1 ч, чугунного образца при глубине резани 1,5 мм и скорости подачи 0,5 мм/об (дл исследуемых сплавов, к максимальной скорости резани известного чугуна).within 1 h, of a cast-iron sample with a cutting depth of 1.5 mm and a feed rate of 0.5 mm / rev (for the alloys under study, to the maximum cutting speed of known cast iron).
Химический состав известного и предлагаемого составов чугуна и их свойства приведены в табл.1 и 2.The chemical composition of the known and proposed compositions of cast iron and their properties are given in tables 1 and 2.
Анализ полученных данных свидетельствует о том, что увеличение содержани углерода, хрома, меди, никел , алюмини и изменение их соотношени приводит к увеличению износостойкости и повышению задироустойчивости. Предлагаемый улучшенный состав чугуна обеспечит повышение эксплуатационной стойкости штампов глубокой выт жки в 1,5 раза. Ожидаемый экономический эффект в услови х тракторного производства составит 42,0 тыс.руб. в год.Analysis of the obtained data indicates that an increase in the content of carbon, chromium, copper, nickel, aluminum and a change in their ratio leads to an increase in wear resistance and an increase in tear resistance. The proposed improved composition of cast iron will provide an increase in the service life of deep-drawn dies by 1.5 times. The expected economic effect under the conditions of tractor production will be 42.0 thousand rubles. in year.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904908227A RU1786172C (en) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | Wear-resistant cast iron for deep drawing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904908227A RU1786172C (en) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | Wear-resistant cast iron for deep drawing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU1786172C true RU1786172C (en) | 1993-01-07 |
Family
ID=21558840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904908227A RU1786172C (en) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | Wear-resistant cast iron for deep drawing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU1786172C (en) |
-
1990
- 1990-11-02 RU SU904908227A patent/RU1786172C/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР № 1014956, кл. С 22 С 37/00, 1983. 2. Авторское свидетельство СССР № 1138427, кл. С 22 С 37/10, 1985. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Balachandran et al. | Mechanical and wear behavior of alloyed gray cast iron in the quenched and tempered and austempered conditions | |
| EP1090157A1 (en) | Iron-based casting alloy and process for making same | |
| KR20020001933A (en) | A low alloyed high speed tool steel for hot and warm working having good toughness and high strength and manufacture method thereof | |
| RU1786172C (en) | Wear-resistant cast iron for deep drawing | |
| Riposan et al. | Influencing factors on as-cast and heat treated 400-18 ductile iron grade characteristics | |
| RU2191214C2 (en) | Cast iron | |
| SU1581771A1 (en) | High-boron cast alloy | |
| RU2124575C1 (en) | Steel karteks 400 | |
| RU2119547C1 (en) | Highly strong cast iron | |
| RU1786173C (en) | Cast iron | |
| SU1120030A1 (en) | Cast iron | |
| SU1725757A3 (en) | Wear-resistant cast iron | |
| SU1765239A1 (en) | Cast iron | |
| SU1161578A1 (en) | Tool steel | |
| SU1065493A1 (en) | Cast iron | |
| SU1138427A1 (en) | Wear-resistant cast iron | |
| SU1113423A1 (en) | High-speed steel | |
| RU2023048C1 (en) | Structural steel | |
| SU1125278A1 (en) | Wear-resistant alloy | |
| SU1281600A1 (en) | Wear-resistant white cast iron | |
| SU1406203A1 (en) | Cast iron | |
| RU2138576C1 (en) | cast iron | |
| SU1696560A1 (en) | Cast iron | |
| SU1108124A1 (en) | Cast iron | |
| SU1020454A1 (en) | Casting tool steel |