Антифрикционный чугун

Антифрикционный чугун

Антифрикционный чугун (antifriction iron) — характеризуется низким коэффициентом трения (0,004-0,1 при трении со смазкой и 0,12-0,80 при трении без смазки), значительной износостойкостью, хорошей прирабатываемостью, механической прочностью и пластичностью, жидкотекучестью, отсутствием склонности к схватыванию, более низкой ценой в сравнении с бронзами и баббитами, простой технологией производства.

В зависимости от формы графита, антифрикционный чугун классифицируют на серый чугун марок АЧС (с пластинчатым графитом), высокопрочный чугун марок АЧВ (с шаровидным графитом), ковкий чугун марок АЧК (с компактным графитом в виде углерода отжига). Характерной структурой металлической матрицы антифрикционного чугуна является перлитная или перлито-ферритная, с небольшими включениями фосфидной эвтектики, присутствие цементита не допускается (табл. 2). Пористость способствует впитыванию масла, графит служит смазочным материалом.

Антифрикционный чугун отвечает правилу Шарпи для специальных сплавов (наиболее твердые структурные составляющие должны залегать в виде изолированных друг от друга включений, а наиболее вязкие — образовывать сплошную матрицу), способных работать в условиях трения, как подшипники скольжения. Из него изготавливают, подшипники скольжения, втулки топливных насосов, направляющие клапаны, поршневые кольца автомобилей. Назначение антифрикционного чугуна описано в табл. 4.

Стандарты

Производство антифрикционного чугуна в Украине регламентировано ГОСТ 1585-85 «Чугун антифрикционный для отливок. Марки», который предусматривает шесть марок чугуна с пластинчатым графитом, две марки высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и две марки чугуна с компактным графитом.

Маркировка

В обозначении марок антифрикционного чугуна используются буквы АЧ — антифрикционный чугун, С — серый чугун с пластинчатым графитом, В — высокопрочный чугун с шаровидным графитом, К — ковкий чугун с компактным графитом и цифры, отображающие порядковый номер марки.

Химический состав

Марки чугуна, его химический состав, микроструктура и твердость должны соответствовать требованиям ГОСТ 1585-85, приведенным в табл. 1 — 3.

Таблица 1: Химический состав антифрикционного чугуна по ГОСТ 1585-85

Марка Массовая доля элементов, %
С Si Mn Cr Ni Ti
АЧС-1 3,2-3,6 1,3-2,0 0,6-1,2 0,2-0,5
АЧС-2 3,0-3,8 1,4-2,2 0,3-1,0 0,2-0,5 0,2-0,5 0,03-0,1
АЧС-3 3,2-3,8 1,7-2,6 0,3-0,7 ≤0,3 ≤0,3 0,03-0,1
АЧС-4 3,0-3,5 1,4-2,2 0,4-0,8
АЧС-5 3,5-4,3 2,5-3,5 7,5-12,5
АЧС-6 2,2-2,8 3,0-4,0 0,2-0,6
АЧВ-1 2,8-3,5 1,8-2,7 0,6-1,2
АЧВ-2 2,8-3,5 2,2-2,7 0,4-0,8
АЧК-1 2,3-3,0 0,5-1,0 0,6-1,2
АЧК-2 2,6-3,0 0,8-1,3 0,2-0,6

Таблица 1: Продолжение

Марка Массовая доля элементов, %
Cu Sb Pb Al Mg P S
АЧС-1 0,8-1,6 0,15-0,4 ≤0,12
АЧС-2 0,2-0,5 0,15-0,4 ≤0,12
АЧС-3 0,2-0,5 0,15-0,4 ≤0,12
АЧС-4 0,04-0,4 ≤0,3 0,12-0,2
АЧС-5 0,4-0,8 ≤0,2 ≤0,05
АЧС-6 0,5-1,0 0,5-1,0 ≤0,12
АЧВ-1 ≤0,7 0,03-0,08 ≤0,2 ≤0,03
АЧВ-2 0,03-0,08 ≤0,2 ≤0,03
АЧК-1 1,0-1,5 ≤0,2 ≤0,12
АЧК-2 ≤0,25 ≤0,12

Микроструктура

Таблица 2: Требования к микроструктуре отливок из антифрикционного чугуна по ГОСТ 1585-85

Марка чугуна Графит Перлит* Фосфидная эвтектика (характер распределения) Прочие составлющие
Форма Размер Распределение Занимаемая площадь Дисперсность
АЧС-1 ПГф1, ПГф2, ПГф4, ВГф2 ПГд15-ПГд180 ПГр1-ПГр3 П-П70 ПД0,3-ПД1,6 ФЭр1, ФЭр2 Цементит не допускается
АЧС-2 П85, П70
АЧС-3
АЧС-4 П-П85
АЧС-5 Аустенит: после закалки — не менее 80% поля шлифа, в литом состоянии — не менее 45% поля шлифа.
Карбиды: после закалки — не более 8%, в литом состоянии — не более 25%.
АЧС-6 П-П85 ПД0,3-ПД1,6 ФЭр2, ФЭр3 Цементит не допускается
АЧВ-1 1,8-2,7 0,6-1,2 П96-П45 ПД0,3-ПД1,0 ФЭр1, ФЭр2 Не более 5% цементита
АЧВ-2 2,2-2,7 0,4-0,8 П70-П45
АЧК-1 0,5-1,0 0,6-1,2 П-П85 Цементит не допускается
АЧК-2 0,8-1,3 0,2-0,6 П70-П45

* — Для всех марок чугуна структура металлической основы вида ПТ1.

Механические свойства

Таблица 3: Требования к твердости материала отливок из антифрикционного чугуна по ГОСТ 1585-85

Марка чугуна Твердость по Бринеллю (НВ)
АЧС-1 180-241
АЧС-2 180-229
АЧС-3 160-190
АЧС-4 180-229
АЧС-5 180-290, 140-180*
АЧС-6 100-120
АЧВ-1 210-260
АЧВ-2 167-197
АЧК-1 187-229
АЧК-2 167-197

* — После нагрева до температуры 950-1000°С, выдержки и закалки.

Назначение и область применения

Таблица 4: Назначение антифрикционного чугуна по ГОСТ 1585-85

Марка чугуна Назначение
АЧС-1 Для работы в паре с закаленным или нормализованным валом
АЧС-2 Для работы в паре с закаленным или нормализованным валом
АЧС-3 Для работы в паре с закаленным или нормализованным валом или валом, не подвергающимся термической обработке
АЧС-4 Для работы в паре с закаленным или нормализованным валом
АЧС-5 Для работы в особо нагруженных узлах трения в паре с закаленным или нормализованным валом
АЧС-6 Для работы в узлах трения при температуре до 300°С, в паре с валом не подвергающемся термической обработке
АЧВ-1 Для работы в узлах трения с повышенными окружными скоростями в паре с закаленным или нормализованным валом
АЧВ-2 Для работы в узлах трения с повышенными окружными скоростями в паре с валом, не подвергающемся термической обработке
АЧК-1 Для работы в паре с закаленным или нормализованным валом
АЧК-2 Для работы в паре с валом, не подвергающимся термической обработке

Производители чугунного литья

Классифицированы по видам производимых чугунов:

Отечественные
Иностранные

Литература

  1. Справочник по чугунному литью./Под ред. д-ра техн. наук Н.Г. Гиршовича. — 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978. — 758 с.
  2. Механические и технологические свойства металлов. Справочник. Бобылев А.В. М., «Металлургия», 1980. 296 с.
  3. Воздвиженский В.М. и др. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1984. — 432 с., ил
  4. Могилев В.К., Лев О.И. Справочник литейщика. М. Машиностроение, 1988. — 272 с.: ил.
  5. Энциклопедия неорганических материалов. В двух томах. К.: Высшая школа, 1977.
  6. Цимерман Р., Гюнтер К. Металлургия и материаловедение. Спр. изд. Пер. с нем. М.Металлургия, 1982. 480 с.
  7. ГОСТ 1585-85 «Чугун антифрикционный для отливок. Марки«

Статьи по теме

Об авторе

Avatar
Олег Виноградов / https://on-v.com.ua/

Технический директор ООО «Полимер-инжиниринг», Агентства Литье ++, г. Киев, Украина; т.: +38 (096) 574-17-11; e-mail: v@on-v.com.ua