Чавун

Чавун для шарикообкатних дисків, який включає вуглець, кремній, марганець, молібден, мідь, 30389 графітоутворення та достатньої міцності виливок, з урахуванням того, що шарикообкатні диски мають значну товщину (до 120 мм). Верхня межа марганцю збільшена до 1,2. Подальше збільшення може привести до значного відбілу виливок, що затруднить термообробку. Аналіз відомого чавуну показує, що одержати в промислових умовах такого чавуну без домішок хрому, фосфору та сірки, практично, не можливо без значних витрат. Найбільш ефективно збільшується міцність дисків при одночасному легуванні молібденом, хромом, нікелем та міддю. Добавка олова збільшує міцність, особливо при термоциклюванні (стр. 132. Чугун: Справ. изд. / Под ред. А.Д. Шермана и А.А. Жукова. М.: Металлургия, 1991, - 576 с.). Молібден, нікель, хром та ітрій збільшують прогартованість чавунів (стр. 50. Аникин А.А. Иттриевый чугун. М. Машиностроение, 1976. - 96 с.). Сурма в межах 0,01-0,1 визиває збільшення твердості, але подальше її збільшення зменшує твердість (стр. 103. Любченко А.П. Высокопрочные чугуны. М.: Металлургия. 1982. 120 с.); також не допускає глобуляризації графіту в чавуні з ітрієм, дробить графіт. Титан, алюміній та кальцій є хороші розкислювачі металу. Титан в межах 0,01-0,06 - графітизатор, роздрібнює графіт. Алюміній в межах 0,01-0,5 - роздрібнює зерно, збільшує стійкість до високотемпературного окислення. Кальцій в межах 0,005-0,02 - рафінує сплав та є сильним графітизатором. В чавуні завжди присутні фосфор (до 0,15) та сірка (до 0,04). Фосфор утворює фосфідну евтектику у вигляді розірваної сітки, але в такій кількості фосфор та сірка, практично, не впливають на службові характеристики дисків. Плавка чавуну проводилась у електродуговій печі ДС 1,5. В склад шихти входили: чушковий чавун, стальні відходи, чавунний металолом у вигляді відпрацьованих дисків, які мають у своєму складі ітрію до 0,06, в кількості до 60% мас. складу шихти; відходи виробництва (брак дисків, ливники, скрап), роздроблені електроди, феросплави, легуючі присадки. В ківш, при виливці металу з печі, добавляли: бабіт (сплав міді, сурми та олова), феросиліцій, феротитан, силікокальцій та алюміній. Чавун заливали в сухі земляні форми. У формі, одночасно з моделлю диска, формується номер деталі та модель - свідок. Його розміщення забезпечує одинаковість температурних умов з де таллю. Після термообробки виливок, по свідку, визначали структуру, твердість та хімічний склад металу. На кожну виливку виписується паспорт на виготовлення шарикообкатних дисків, де вказується на який верстат іде інструмент, номер деталі, плавки, дата плавки, хімічний аналіз металу, контроль термообробки, механічної обробки і кінцевий контроль, а також виконавці, результати провірок та підписи виконавців. Диски проходять: попередню механічну обробку, гартування, замір твердості; по величині твердості визначають тип шарика, який буде проходити обкатку і кінцеву механічну обробку. Основним критерієм якості чавунних обкатних дисків є їх ріжучі властивості, які вимірюються продуктивністю обладнання (це зйом з діаметру шарика в мм/год.) та шорсткістю поверхні шарика. Погіршення шорсткості поверхні шарика, подряпини на його поверхні, відхилення від геометрії сфери призводить до повторної обкатки або до переробки шариків на менший розмір, або до збільшення тривалості наступної обробки шарика шліфуванням. Дослідні диски, виготовлені із запропонованого чавуну, мали структуру по свідку (ГОСТ 544387): ПГф-1-ПГр6-ПГд90-Пт1-ІІ(ФО)-ПД1, 4-ФЭ3ФЭр1. Випробування дисків проводили на верстатах ОШ-50, виробництва AT "Харківський підшипниковий завод". Тиск на верхній диск змінювався відповідно до технологічного процесу обробки шариків. Результати випробувань занесено в таблицю. При порівнянні даних таблиці видно, що диски виготовлені з відомого чавуну не показали вищої продуктивності; що шарики, які проходили обробку дисками із запропонованого чавуну, були направлені на подальшу механічну обробку – шліфування. Шарики, які проходили обробку дисками, що виготовлені із чавуну по а.с. № 1767016, із-за грубої поверхні були відправлені частково на повторну обкатку інструментом з іншого чавуну, а частково, навіть, на обробку на менший типорозмір. Обкатка шариків дисками із запропонованого чавуну потребує менше часу, фінансових затрат, електроенергії, матеріалів, затрат на амортизацію інструменту та обладнання тощо - що і є складовими економічного ефекту, досягнутого впровадженням даного винаходу. 2 30389 Таблиця Якість чавунних обкатних дисків Тип шарика в дюймах 7/3211/32 Твердість диску після закалки, НВ 5,5568,731 461-450 Шорсткість поверхні шариків після обкатки дисками з чавуну запропонованого в мм Продуктивність дисків, виготовлених з чавуну, мм/год запропонованого 0,06-0,08 по а.с. № 1767016 0,03-0,04 на шариках 5/16 дюйма (7,983 мм) R240 2,5 , Після обкатки дисками з чавуну по а.с. № 1767016 запропонованого по а.с. № 1767016 мають грубу поверхню шарики відправлено на шліфування шарики відправлено на обробку на менший розмір та на повторну обкатку __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3