Tvárna zlievarenská liatina a spôsob výroby odliatku z tvárnej zlievarenskej liatiny

Číslo patentu: E 8095

Dátum: 14.11.2005

Autori: Hecker Andreas, Menk Werner, Rietzscher Rolf, Rieck Torsten

Je ešte 8 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Vynález sa týka tvárnej zlievarenskej liatiny na liatinové produkty s vysokou mechanickou pevnosťou, vysokou odolnosťou voči opotrebovaniu a súčasne s vysokou húževnatosťou,obsahujúce aj neželezné zložky C, Si, P, Mg, Cr, Al, S, B, Cu,Mn a obvyklé nečistoty.0002 V konštrukcii motorových vozidiel sa zlievarenské liatiny používajú na zhotovenie odliatkov, ktoré musia mať vysokú odolnosť voči opotrebovaniu, napríklad brzdové kotúče,ktoré pri brzdení musia kinetickú energiu vozidla premeniť na tepelnú energiu. Brzdové kotúče pritom môžu dosiahnuť teploty až cca 850 °C. Pri brzdení sa opotrebováva nielen brzdové obloženie, ale aj brzdové kotúče. Brzdové kotúče vykazujú nepravidelné opotrebovanie a musia sa často vymeniť ešte počas záručnej lehoty s vysokými nákladmi pre výrobcu automobilov. Aby obrúsenie povrchu brzdového kotúča prebiehalo čo najrovnomernejšie, sú kladené vysoké nároky na kryštalickú štruktúru a na homogenitu štruktúry. Homogenita sa môže zlepšiť pomocou vhodného spôsobu liatia.ako 0,5 hmotnostných S a 0,001 až 0,05 hmotnostných B. Po odliati sa vytvára grafitový podiel v kompaktnej forme. Pretože zliatina neobsahuje žiadny Mg, nie je to žiadny globulárny(guľôčkový) grafit alebo vermikulárny (červíkovitý) grafit, ale prevažne grafitová štruktúra, ktorá má tvar podobný ako žily temperového uhlíka pri temperovanej liatine. Zliatina obsahuje 5 až 10 karbidu v prevažne perlitickej základnej hmote, čo má zanásledok to, ze medzné predĺženie (pomerne predĺženie pripretrhnuti) je relatívne malé. Aby sa vytváranie lupienkovéhografitu obmedzilo a tým sa vylepšil modul pružnosti, sa ako legovacie prísady primiešajú telúr a bizmut. Vyššie hodnoty pomerného predĺženia pri pretrhnutí sa dosiahnu pomocou následného tepelného spracovania.0004 Z patentového spisu US 2004/0112479-A 1 je známa ďalšia zlievarenská liatina, ktorá prednostné obsahuje 3,7 hmotnostných C, 2,5 hmotnostných Si, 1,85 hmotnostných Ni,0,85 hmotnostných Cu a 0,05 hmotnostných Mo. Tento materiál sa vyznačuje ťažnosťou od 20 do 16 pri medzi pevnosti V ťahu od 500 do 900 MPa a tvrdosťou podľa Brinella od 180 do 290 HB. Tieto vlastnosti sa dosiahnu po časovo náročnom tepelnom spracovaní, ktoré zahrnuje tieto za sebou idúce kroky 10 až 360 minút austenitizácia pri teplotách medzi 750 a 790 °C, rýchle ochladenie v soľnom kúpeli na teplotu medzi 300 a 400 °C, 1 až 3 hodiny temperovania pri teplotách medzi 300 a 400 °C a ochladenie na teplotu okolia. Po tomto spracovaní má nateriál štruktúru s austenitickou a feritickou mikroštruktúrou. Materiál sa vyznačuje ľahšou strojnou opracovateľnosťou ako liatina,ktorá sa podrobi ochladeniu bežným spôsobom.0005 Z patentového spisu DE 101 29 382 A 1 je známa tvárna zlievarenská liatina pre liatinové produkty s plastickou tvárnosťou, pričom tvárna zlievarenská liatina obsahuje ako neželezné zložky minimálne prvky C, Si, Mn, Cu, Mg, S a ako prímesi jeden alebo viacero prvkov zo skupiny IIIb periodickej sústavy, pričom zliatina ako prísadu obsahuje minimálne prvok bór a pričom obsah Si je viac ako 2,4 . 0006 Podľa tohto jestvujúceho stavu techniky je úlohou vynálezu navrhnúť zlievarenskú liatinu, ktorá bude vyrobená z prvkov čo najvýhodnejších z hľadiska nákladov, pričom odliatok bez dodatočného tepelného spracovania má čo najvyššiu teplotnú stabilitu (stálosť pri zmenách teploty) a pevnosť, najma odolnosť voči opotrebovaniu a súčasne veľmi vysokú húževnatosť. 0007 Táto úloha je vyriešená pomocou tvárnej zlievarenskejliatiny na liatinové produkty S vysokou mechanickou pevnosťou, vysokou odolnosťou voči opotrebovaniu a súčasne vysokou tvárnosťou (húževnatosťou), obsahujúcou aj neželezné zložky C,Si, P, Mg, Cr, A 1, S, B, Cu, Mn a obvyklé nečistoty podľa patentového nároku 1, pričom zliatina obsahuje 3,0 až 3,7 hmotnostných C, 2,6 až 3,4 hmotnostných Si, 0,02 až 0,05 hmotnostných P, 0,025 až 0,045 hmotnostných Mg, 0,01 až 0,030008 Preferované ďalšie uskutočnenia vynálezu vychádzajú z nasledujúcich patentových nárokov 2-17.0009 Je vhodné, keď zliatina má čo najlepšie správanie sa materiálu vzhľadom na pevnosť a čo najlepšiu rozťažnosť. To sa dosiahne tým, že tvárna zlievarenská liatina obsahuje 0,1 až 1,5Dosiahne sa to aj tým, že zliatina obsahuje 0,1 až 1,00010 Ďalej je tiež vhodné, ked zliatina má čo najlepšie vlastnosti, pokiaľ sa týka opotrebovania. To sa dosiahne tým, že zliatina obsahuje 0,1 až 1,5 hmotnostných Cu, prednostne 0,5až 0,8 hmotnostných Cu a 0,1 až 1,0 hmotnostných 1 Mn, prednostne 0,15 až 0,2 hmotnostných Mn. To sa dosiahne tiežtým, že zliatina obsahuje .0,1 až 1.5. hmotnostných 3 .Mnprednostne 0,5 až 1,0 hmotnostných Mn a 0,05 až 1,0 hmotnostných Cu, prednostne 0,05 až 0,2 hmotnostných Cu. 0011 Základnou myšlienkou vynálezu je návrh zlievarenskej liatiny, ktorá má tvrdosť podľa Brinella viac ako 220 a ktorá pri použití ako brzdový kotúč má čo najrovnomernejšie opotrebovanie. Grafit v zlievarenskej liatine môže byť vytvorený ako sféroidálny ( guľovitý) alebo vermikulárny0012 ( červovitý), ale nie lamelárny ( doštičkovitý).Brzdové kotúče s lamelárnym grafitom sú síce cenovo výhodné, majú však malú odolnosť voči zmenám teploty. Tým môže dôjsť užpo kratšom čase použitia k takzvaným trhlinkám ktoré vzniknú pripálení, ktoré rýchle ďalej rastú a spôsobujú nerovnosti na povrchu. Nerovný povrch spôsobuje opäť nerovnomerné tepelné zaťaženie, nepravidelné opotrebovanie a k takzvané škrípanie bŕzd.0013 Ďalšími aplikáciami tvárnej zlievarenskej liatiny podľavynálezu sú súčasti osi a podvozku pre nákladné automobily a pre osobné automobily, ako napríklad priečne ramená, držiaky kolies(upevnenie kolies k náprave) a sklápacie ložiská, ktoré sú vystavené vysokým mechanickým a dynamickým zaťaženiam a ktoré sa V prípade kolízie motorových vozidiel musia plasticky deformovať0014 Brzdový kotúč je zhotovený z tvárnej zlievarenskej liatiny podľa vynálezu. Chemické zloženie je 3,34 hmotnostných C, 2,92 hmotnostných Si, 0,62 hmotnostných Cu, 0,17 hmotnostných Mn, 0,038 hmotnostných Mg, 0,025 hmotnostných P, 0,021 hmotnostných- Cr, 0,01 hmotnostných Al, 0,001 hmotnostných S a 0,0008 hmotnostných B, zvyšok Fe a obvyklé nečistoty. Brzdový kotúč je Vyšetrený na počet sférolitov, obsah grafitu, tvar grafitu a veľkosť grafitu, obsah perlitu a tvrdosť podľa Brinella. Vzorky z brzdového kotúča sa podrobia (trhacej) skúške ťahom, aby sa zistilo správanie sa materiálu vzhľadom na pevnosť-rozťažnosť. Počet sférolitov je 384 /~ 76 sférolitov na mmz. Obsah grafitu 9,7 /-0,7 . Tvar grafitu podľa normy DIN EN ISO 945 je do 97,9 tvaru VI. Rozloženie veľkostí podľa normy DIN EN ISO 945 je 45 veľkosti 8, 42 veľkosti 7 a 13 veľkosti 6. Obsah perlitu je 84 /- 1. Tvrdosť podľa Brinella je 248 /- 3 HB. Pri (trhacej) skúške ťahom sa zistili nasledujúce hodnoty medza sklzu Rp 0.2 474 MPa, medza

MPK / Značky

MPK: C22C 37/04

Značky: zlievárenskej, tvárnej, výroby, liatina, liatiny, zlievarenská, spôsob, tvárná, odliatku

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/16-e8095-tvarna-zlievarenska-liatina-a-sposob-vyroby-odliatku-z-tvarnej-zlievarenskej-liatiny.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Tvárna zlievarenská liatina a spôsob výroby odliatku z tvárnej zlievarenskej liatiny</a>

Podobne patenty