Чавун для гальмівних колодок локомотивів та вагонів

40045 Винахід відноситься до металургії і ливарного виробництва і може бути використаний при виго -товленні шляхом лиття гальмівних колодок для залізничного транспорту. В промисловості України та країн близького зарубіжжя найбільш широко застосовуються галь-мівні колодки за ТУ 32-ЦТВР-279-89 "Колодки га-льмівні для вагонів та тендерів залізниць з колією 1524 мм". Колодки за цими технічними умовами виготовляються двох типів: "Тип С", чавун яких містить: 2,8-3,6% вуглецю 0,7-1,2% кремнію 0,4-1,1% марганцю mах 0,5% фосфору mах 0,2% сірки решта – залізо. Ці колодки мають твердість 207-241 НВ; та "Тип Р", чавун яких містить: 2,6-3,6% вуглецю 1,3-2% кремнію 0,3-0,9% марганцю 2,5-3,5% фосфору max 0,15% сірки решта – залізо. Твердість цих колодок - 197-285 НВ. Відомі також гальмівні колодки для моторних вагонів потягу, які виготовляють по ГОСТ 28186-89 із наступними інгредієнтами чавуну: "Тип Ф" (твердість 187-241 НВ): 2,8-3,5% вуглецю 1,3-2% кремнію 0,3-0,9% марганцю 1-1,5% фосфору 0,15% сірки решта залізо. "Тип Р" (твердість 197-285 НВ): 2,6-3,6% вуглецю 1,2-2% кремнію 0,3-0,9% марганцю 2,5-3,5% фосфору 0,15% сірки решта залізо. Основним недоліком всіх згаданих вище коло-док є невисока зносостійкість та досить довгий га-льмівний шлях при екстреному гальмуванні при високих швидкостях. Як видно із наведених даних "тип Р" колодок має більш високу твердість. Але з іншого боку, за рахунок збільшення фосфору в ча-вуні, збільшується крихкість колодок. Це потребує об'ємного каркасу для колодки, що робить більш високою її собівартість. Найбільш близьким до запропонованого нами рішення є чавун, який використовується для виго-товлення гальмівних колодок для локомотивів за ТУ 32-ЦТВР-165-87, і містить в собі: 2,7-3,4% вуглецю 0,5-1% кремнію 0,4-0,9% марганцю 0,4-0,8% фосфору 0,001-0,2% барію 0,001-0,15% кальцію решта – залізо. Твердість робочої поверхні таких колодок складає 229-302 НВ. Порівняно з іншими, зазначеними вище аналогами колодки із цього чавуну мають більшу твер-дість, але зносостійкість при експлуатації також залишається відносно невеликою ( ~40 діб). В основу винаходу поставлено задачу – збіль-шити зносостійкість гальмівних колодок. Поставлена задача вирішується тим, що ча-вун, який містить крім заліза вуглець, кремній, ма-рганець, фосфор, барій та кальцій, згідно з винаходом, додатково містить магній, алюміній, рідкіс-ноземельні метали, нікель, хром, мідь і сірку при слідуючому співвідношенні інгредієнтів, %: 2,8-4,2 - вуглець 0,7-2,8 - кремній 0,01-0,04 - сірка 0,65-1,4 - фосфор 0,2-0,9 - марганець mах 0, 07 - магній 0,01-0,07 - кальцій 0,1-1,5 - алюміній mах 0,12 - барій max 0,2 - рідкісноземельні метали 0,01-0,35 - нікель 0,01-0,5 - хром 0,01-0,5 - мідь 40045 решта - залізо. Проведеними випробуваннями встановлено, що сфероїдизуюча властивість складових частин досягається лише при вищезгаданому співвідно-шенні інгредієнтів. Запропоноване співвідношення позитивно впливає на форму графіту та зміцнює металеву основу. Додавання до складу чавуну фосфору вирішує комплексно проблему фрикційних характеристик чавуну і, як наслідок, скорочення гальмівного шляху приблизно в 1,4 рази, що має велике значення для безпеки. Вміст решти елементів пов'язано з можливостями використання шихтових матеріалів, для алюмінію застосування композиційних модифікаторів з метою усунення феритизації чавуну та сприяння відсутності цементиту, що також підви-щує фрикційні властивості та зносостійкість. Аналіз даних та іспити показали, що виробництво такого чавуну для гальмівних колодок локо-мотивів та вагонів на промисловій базі України ці-лком можливе. В якості початкової сировини треба брати ли-варний доменний чавун, кальційвміщуючі композиційні модифікатори комплексні, фосфор. Основ-ні складові є в промисловості України. Чавун такого складу можуть виготовляти такі українські підприємства, як: Ніжинський механічний завод, Івано-Франківський локомотиво-ре-монтний завод та інші.