Патент на изобретение №2306353

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2306353 (13) C1
(51) МПК

C22C37/08 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 29.11.2010 – прекратил действие, но может быть восстановлен

(21), (22) Заявка: 2006113298/02, 19.04.2006

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

19.04.2006

(46) Опубликовано: 20.09.2007

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
JP 61-157655 А, 17.07.1986. SU 986955 А, 07.01.1983. RU 2116371 C1, 27.07.1998. GB 1149404 А, 23.04.1969. JP 60-200950 А, 11.10.1985.

Адрес для переписки:

654007, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42, СибГИУ, патентный отдел, Н.В. Галаниной

(72) Автор(ы):

Афанасьев Владимир Константинович (RU),
Чибряков Михаил Владимирович (RU),
Корнева Ольга Владимировна (RU),
Толстогузов Василий Николаевич (RU),
Масляев Максим Владимирович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Сибирский государственный индустриальный университет” (RU)

(54) ЧУГУН

(57) Реферат:

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам чугунов для изготовления деталей, работающих в узлах трения, а также режущего инструмента. Чугун содержит, мас.%: углерод 3,56-3,61; кремний 0,17-0,20; марганец 0,25-0,28; фосфор 0,052-0,06; сера 0,018-0,02; медь 0,03-0,06; хром 1,45-1,52; никель 0,10-0,13; молибден 0,80-0,93; титан 0,01-0,03; ванадий 0,60-0,70; вольфрам 1,96-2,13; железо – остальное. Предложенный состав обеспечивает повышение износостойкости и временного сопротивления разрыву чугуна. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугунов для изготовления деталей, работающих в узлах трения, а также режущего инструмента.

Известен чугун, содержащий, вес.%: углерод 2,50-3,50, кремний 1,70-2,60, марганец 0,64-1,80, сера 0,22-0,50, фосфор 0,40-1,0, сурьма 0,005-0,08, медь 0,25-0,60, никель 0,30-1,0, железо остальное (см. а.с. №1673625, кл. С22С 37/08, опубл. 30.08.91, Бюл. №32).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является чугун следующего химического состава, вес.%: углерод 3,65, кремний 1,77, марганец 0,56, фосфор 0,16, сера 0,021, хром 0,32, никель 0,17, титан 0,04, ванадий 0,05, железо остальное (химический состав согласно ГОСТ 1412-85).

Недостатком известных чугунов является – низкие плотность, твердость (износостойкость) и временное сопротивление разрыву вследствие содержания повышенной объемной доли графита.

Задачей изобретения является уменьшение объемной доли графита, увеличение плотности и механических характеристик (твердости и временного сопротивления) чугуна.

Поставленная задача достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, хром, никель, титан, ванадий и железо, дополнительно содержит вольфрам, молибден и медь при следующем соотношении компонентов, вес.%:

углерод 3,56-3,61
кремний 0,17-0,20
марганец 0,25-0,28
фосфор 0,052-0,06
сера 0,018-0,02
медь 0,03-0,06
хром 1,45-1,52
никель 0,10-0,13
молибден 0,80-0,93
титан 0,01-0,03
ванадий 0,60-0,70
вольфрам 1,96-2,13
железо – остальное.

Совместное введение в чугун вольфрама, молибдена и меди в указанных количествах при заявленном соотношении всех остальных компонентов приводит к диспергированию выделений графита, резкому уменьшению объемной доли графита и сопутствующему повышению плотности чугунных отливок. При проведении термической обработки наличие молибдена и вольфрама обеспечивает существенное увеличение закаливаемости, повышение механических свойств за счет частичного растворения графита и более полного мартенситного превращения.

Введение вольфрама, молибдена и меди в количествах, меньших заявленных пределов, не приводит к указанному эффекту повышения плотности и механических характеристик, а в количествах, больших заявленных пределов, – к увеличению стоимости отливок.

Предлагаемый состав чугуна с указанным соотношением всех входящих в него компонентов обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в значительном повышении износостойкости и временного сопротивления разрыву чугуна.

Получение данного технического результата достигнуто решением задачи на изобретательском уровне, например, выбор легирующих элементов и их процентное соотношение, что и позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию “изобретательский уровень”.

Пример. Выплавку чугуна проводили в электродуговой печи с использованием стандартных шихтовых материалов и лома быстрорежущей стали. После расплавления и перегрева чугуна до 1500°С расплав подвергали термоциклированию.

Химический состав и физико-механические свойства предложенного и известного чугунов приведены в таблицах 1, 2.

Из таблицы видно, что чугун предлагаемого состава содержит меньшее количество графита и обладает более высокими значениями плотности, твердости, микротвердости перлита и временного сопротивления разрыву.

Свойства чугуна определяли на образцах, не подвергавшихся термической обработке.

Объемную долю графита оценивали по результатам количественной металлографии на оптическом анализаторе “EPIQUANT”.

Плотность определяли на аналитических весах WA-2000 методом гидростатического взвешивания.

Замеры твердости проводили на твердомере ТКС-1М по методу Роквелла с последующим переводом единиц HRC в НВ.

Для определения микротвердости перлита использовали прибор ПМТ-3.

Механические испытания цилиндрических образцов проводились по стандартной методике на машине ИК-500.

Использование предложенного чугуна для отливок, например ножей для наборных фрез, токарных резцов и фрез для обработки дерева и металла позволяет существенно сократить стоимость обрабатываемых изделий.

Таблица 1
Чугун Содержание элементов, вес.%
С Si Mn Р S Cu Cr Ni Мо Ti V W Fe
1. 3,56 0,17 0,25 0,052 0,018 0,03 1,45 0,10 0,80 0,01 0,6 1,96 ост.
2. 3,61 0,20 0,28 0,06 0,02 0,06 1,52 0,13 0,93 0,03 0,7 2,13 ост.
Известный 3,65 1,77 0,56 0,16 0,021 0,32 0,17 0,04 0,05 ост.

Таблица 2
Чугун Объемная доля графита, % , кг/м3 Твердость, НВ Микротвердость перлита, МПа В, МПа
1. 5 8013 555 3367 500
2. 3 8039 578 3566 550
Известный 20-21 7180 183-192 2183 195

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, хром, никель, титан, ванадий и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вольфрам, молибден и медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углерод 3,56-3,61
кремний 0,17-0,20
марганец 0,25-0,28
фосфор 0,052-0,06
сера 0,018-0,02
медь 0,03-0,06
хром 1,45-1,52
никель 0,10-0,13
молибден 0,80-0,93
титан 0,01-0,03
ванадий 0,60-0,70
вольфрам 1,96-2,13
железо остальное


MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 20.04.2008

Извещение опубликовано: 27.12.2009 БИ: 36/2009


Categories: BD_2306000-2306999