ООО "ПроСнаБ" - Поставки ЖД запчастей с Урала

ООО "ПроСнаБ" - поставки железнодорожных запчастей,
материалов и комплектующих для вагоноремонтных предприятий,
ППЖТ и собственников подвижного состава.

8(343) 319-18-68
 

 

Чугун для отливки фрикционного клина (Ханина)

 

 

УДК 620.17

 

Специальный чугун для отливки фрикционного клина тележки железнодорожного вагона


 

А. В. Габец

 

Разработана композиция специального чугуна, позволяющая обеспечить требуемый уровень и стабильность структурных характеристик литого металла. Выявлен ряд закономерностей влияния суммарного содержания сочетаний некоторых микроэлементов на процессы структурообразования серого чугуна и формирование требуемого уровня механических свойств отливок.

Ключевые слова: облегченный фрикционный клин, чугун модифицированный молибденом, конструкционная прочность клина, материалоемкость клина.

 


От марки материала фрикционного клина во многом зависит работоспособность всего фрикционного узла гашения колебаний тележки, а так же величина межремонтного пробега грузового вагона. Материал отливки клина должен обеспечивать его высокие прочностные и трибологические свойства при тяжелых условиях эксплуатации.

Из имеющихся марочных составов чугунов[1-10] наиболее подходящим для получения отливки фрикционного клина является серый чугун марки СЧ 35 по ГОСТ 1412-85 с регламентируемым и по ТУ 3183-234-01124323-2007 легирующими элементами и примесями. Согласно действующим отраслевым стандартам [1-3] содержание в марочном составе чугунов легирующих элементов и примесей находится в весьма широких концентрационных пределах, что, в свою очередь, ухудшает управление ожидаемым эффектом. Поэтому используемые композиции чугуна не в полной мере обеспечивают требуемый уровень эксплуатационных характеристик фрикционного клина. Это обусловило потребность в создании нового состава чугуна с улучшенным комплексом основных физико-механических и служебных свойств, меньшей склонностью к разрушению, а также с повышенной выносливостью к ударному и длительному циклическому нагружению, по сравнению с известными аналогами.

В результате выполнения комплекса исследований по выплавке и оценке основных характеристик была разработана новая композиция чугуна для отливки фрикционного клина. В отличие от рекомендуемой марки чугуна, содержащей железо, углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, а также примеси серы и фосфора, в его состав дополнительно введен молибден и изменено процентное содержание никеля.При выпуске расплав дополнительно обрабатывается комплексным модификатором, содержащим цирконий, барий, кальций и алюминий.

Соотношение элементов установлено так, чтобы обеспечить требуемый уровень и стабильность структурных характеристик ли- того металла, во многом определяющих высокую работоспособность и эксплуатационную надежность фрикционного клина. Результаты сравнительных измерений основных физико-механических характеристик разработанного и марочного состава чугунов представлены в таблице 1.


 

Таблица 1 Основные механические свойства сравниваемых составов чугунов

Предел прочности при растяжении, кг/мм2

Предел прочности при изгибе, кгс/мм2

Предел выносливости,

мПа

Твердость

по Бринеллю, ед.

Сопротивление ударному разрушению, кДж/м2

Разработанный состав

47,9

72,4

148,4

293,7

135,0

По ГОСТ 1412-85

35

52

145

290

90

 


Практически подтверждено, что введение легирующих и модифицирующих добавок Ni, Мо, Zr, Вa, Ca, Al в установленных пропорциях с другими компонентами положительно воздействует на форму, размер и дисперсность феррито-перлитной

металлической матрицы, графитных и других структурных образований. Несоблюдение этих пропорций ухудшает весь комплекс основных физико-механических свойств металла.

Анализ поверхности изломов образцов показал, что их металлическая основа – перлит, феррит. Микроанализ образцов пока-зал, что циклическая вязкость, во многом отражающая качество литого металла и характеризующая его демпфирующую способность "поглощать” вибрацию, также существенно возрастает.

Выполненные исследования позволили установить ряд закономерностей о характере влияния суммарного содержания сочетаний некоторых микроэлементов. Их использование позволяет более точно воздействовать на достижение требуемого результата, обеспечиваемого легированием и модификацией материала отливки фрикционного клина.

Установлено, что суммарное содержание графитизирующих элементов углерода и кремния существенно влияет на процессы структурообразования серого чугуна и формирования требуемого уровня механических свойств отливок. Исследования показали, что наилучшие результаты обеспечиваются при соблюдении определенного количественного соотношения. Тогда как его невыполнение приводит к существенному снижению степени эвтектичности чугуна и способствует подавлению механизма графитизирующего модифицирования.

Определено предельное значение суммарного содержания остаточных примесей серы и фосфора, при котором обеспечивается требуемая технологичность и качество чугуна отливки фрикционного клина. Данное ограничение не ухудшает литейные свойства, в том числе жидкотекучесть, чугуна и при этом уменьшается образование газовых раковин и пор, снижается склонность металла к зональной и дендритной ликвации. Превышение установленного значения приводит к снижению деформационной способности металла и уменьшению предела прочности при растяжении.

Также повышению качества литого металла и улучшению его технологичности способствует соблюдение условия, когда марганец и сера находятся в определенной пропорции. В этом случае избыточная часть серы в чугуне связывается в сульфид марганца и выводится в шлак. При несоблюдении указанного требования задача получения качественного литья с заданными служебными характеристиками и свойствами существенно осложняется.

Полученный более высокий уровень физико-механических, технологических и служебных характеристик металла отливки

 

фрикционного клина из серого чугуна обеспечивается комплексным легированием заявляемой композиции в требуемых соотношениях с другими элементами. Сбалансированное химическое и нормированное соотношение вводимых микролегирующих и модифицирующих добавок, а также контроль чистоты металла по остаточным примесям, во многом определяют процессы структурообразования и формирования всего комплекса свойств литого металла и, тем самым, обеспечивается более точное управление физико-механическими свойствами клина.

Ожидаемый технико-экономический эффект применения разработанной композиции чугуна выразится в повышении работоспособности и эксплуатационной надежности материала отливки фрикционного клина. Это позволит увеличить меж ремонтный пробег, общий ресурс эксплуатации деталей и узлов те-лежки грузового вагона подвижного состава.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. ГОСТ 1412-85 «Чугун с пластинчатым графитом для отливок» (марки). М. :Госстандарт - прототип.

2. ТУ 3183-234-01124323-2007 «Клин фрикционный из серого чугуна для тележек грузовых вагонов».

3. ГОСТ 3443-77 «Отливки из чугуна с различной формой графита (методы определения структуры) ». М. : Госстандарт.

4. ГОСТ 27208-87 Отливки из чугуна. Методы механических испытаний. М.: Госстандарт.

5. Чугун (справочник) под ред. А.Д. Шермана и А.А.Жукова, М.: «Металлургия», 1991.

6. Гольдштейн,Я. Е.Модифицирование и

микролегирование чугунов и стали / Я. Е. Гольдштейн, В. Г. Мизин. – М. :«Металлургия», 1986.

7. Ланда, А. Ф.Основы получения чугуна повышенного качества / А.Ф. Ланда,– М. : МАШГИЗ,

1960.

8. Архаров, В. И. Теория микролегирования сплавов / В. И. Архаров, – М. : «Машиностроение»,

1975.

9. Воздвиженский, В. М. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении

/ В. М. Воздвиженский, В. А. Грачев, В. В. Спасский.

– М. : «Машиностроение», 1984.

10. Свойства и особенности производства модифицированного чугуна : сб. статей. – М. : ЦНИИТМАШ, 1976.

 

Габец А. В., директор по развитию ООО

«СибТрансМаш» г. Барнаул


 

ПОЛЗУНОВСКИЙ ВЕСТНИК № 4-2 2013

Регионы поставок ЖД запчастей:
  • Алматы
  • Ангарск
  • Арзамас
  • Архангельск
  • Астана
  • Астрахань
  • Ачинск
  • Барнаул
  • Белгород
  • Бийск
  • Благовещенск
  • Братск
  • Брянск
  • Владивосток
  • Волгоград
  • Вологда
  • Воркута
  • Воронеж
  • Екатеринбург
  • Ижевск
  • Йошкар-Ола
  • Иркутск
  • Калуга
  • Кемерово
  • Киров
  • Краснодар
  • Красноярск
  • Калининград
  • Комсомольск-на-Амуре
  • Кострома
  • Курган
  • Курск
  • Лабытнанги
  • Липецк
  • Магадан
  • Магнитогорск
  • Миасс
  • Москва
  • Мурманск
  • Нижний Новгород
  • Новокузнецк
  • Находка
  • Нефтеюганск
  • Нижневартовск
  • Нижний Тагил
  • Новороссийск
  • Новосибирск
  • Новоуральск
  • Новый Уренгой
  • Норильск
  • Ноябрьск
  • Омск
  • Орел
  • Оренбург
  • Пенза
  • Павлодар
  • Пермь
  • Петрозаводск
  • Петропавловск
  • Петропавловск-Камчатский
  • Ростов-на-Дону
  • Салехард
  • Саратов
  • Смоленск
  • Стерлитамак
  • Сургут
  • Сыктывкар
  • Тамбов
  • Томск
  • Тула
  • Тобольск
  • Тюмень
  • Улан-Удэ
  • Ульяновск
  • Уфа
  • Чебоксары
  • Челябинск
  • Чита
  • Уссурийск
  • Ухта
  • Хабаровск
  • Южно-Сахалинск
  • Якутск

 

620137, Екатеринбург
Проезд Промышленный, 2б
8(343) 319-18-68