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DE2352546B2 - Use of a wear and corrosion resistant chrome cast iron - Google Patents

Use of a wear and corrosion resistant chrome cast iron

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Publication number
DE2352546B2
DE2352546B2 DE2352546A DE2352546A DE2352546B2 DE 2352546 B2 DE2352546 B2 DE 2352546B2 DE 2352546 A DE2352546 A DE 2352546A DE 2352546 A DE2352546 A DE 2352546A DE 2352546 B2 DE2352546 B2 DE 2352546B2
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DE
Germany
Prior art keywords
cast iron
wear
manganese
production
silicon
Prior art date
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Pending
Application number
DE2352546A
Other languages
German (de)
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DE2352546A1 (en
Inventor
Glenn R. Gobble
Richard G. Loebs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Tractor Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Tractor Co filed Critical Caterpillar Tractor Co
Publication of DE2352546A1 publication Critical patent/DE2352546A1/en
Publication of DE2352546B2 publication Critical patent/DE2352546B2/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • C22C37/06Cast-iron alloys containing chromium
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12229Intermediate article [e.g., blank, etc.]
    • Y10T428/12264Intermediate article [e.g., blank, etc.] having outward flange, gripping means or interlocking feature

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

as Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen. The remainder is iron and impurities from production.

Bei der erfindungsgemäßen Verwendung habenWhen used according to the invention have

Werkstoffe mit der angegebenen ZusammensetzungMaterials with the specified composition

hervorragende Eigenschaften hinsichtlich Verschleiß-excellent properties in terms of wear

30 und Korrosionsfestigkeit gezeigt, selbst dort, wo durch30 and corrosion resistance shown, even where through

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung Einsatz von Maschinen, wie Erdbewegungsmaschinen eines verschleiß- und korrosionsbeständigen Chrom- usw., die Beanspruchung nicht von vornherein eingußeisens. wandfrei zu übersehen war. Nach der Erfindung ist esThe invention relates to the use of machines such as earth moving machines a wear- and corrosion-resistant chrome etc., the stress is not cast in from the outset. could be overlooked without a wall. According to the invention it is

Aus der CH-PS 1 59 987 sind Chromgußeisen mit möglich, auch unter solchen Umständen ohne Ver-0,5 bis 4% C, 15 bis 60% Cr und 0,5 bis 25% Mn be- 35 Wendung seltener und teurer Elemente, wie Molybdän, kannt. In einer besonderen Ausführungsform soll nach Vanadium, Niobium und Kobalt, auszukommen. Bei dieser Literaturstelle eine Chromgußeisen-Legierung der ernndungsgemäßen Verwendung erweist sich als 0,5 bis 4 % C, 15 bis 60 % Cr und 1 bis 6 % Mn enthal- weiterer Vorteil, daß Werkstoffe mit der angegebenen ten. Werkstoffe mit dieser Zusammensetzung weisen Zusammensetzung vergleichsweise wenig spröde sind, große Korrosions- und Verschleißbeständigkeit auf, 40 so daß während des Gießens und der darauffolgenden so daß derartige manganhaltige Chromgußeisen-Le- Arbeitsgänge keine übermäßige Sorgfalt erforderlich gierungen für Gegenstände wie Ziehringe, Walzstopfen, ist. Obgleich die erfindungsgemäß verwendeten Legie-Zylinderbuchsen verwendet werden können, die einem rungen nur leicht erhältliche und preisgünstige EIehohen Verschleiß ausgesetzt sind. mente enthalten, sind die Werkstoffe für sehr harteFrom CH-PS 1 59 987, chrome cast irons are also possible, even under such circumstances without Ver-0.5 up to 4% C, 15 to 60% Cr and 0.5 to 25% Mn using rare and expensive elements such as molybdenum, knows. In a particular embodiment, vanadium, niobium and cobalt should be sufficient. at of this reference a chromium cast iron alloy of the intended use proves to be 0.5 to 4% C, 15 to 60% Cr and 1 to 6% Mn contain another advantage that materials with the specified th. Materials with this composition are comparatively less brittle, great resistance to corrosion and wear, 40 so that during casting and the subsequent so that such manganese-containing chromium cast iron Le operations do not require undue care alloys for objects such as draw rings, roller plugs. Although the Alloy cylinder liners used according to the invention can only be used with stanchions that are easily available and inexpensive Are exposed to wear and tear. ments are the materials for very hard

Aus der US-PS 36 90 958 ist für die Herstellung von 45 Einsatzbedingungen gut geeignet, auch dann, wenn Kipphebeln, die in Verbrennungskraftmaschinen Ven- zwischen den in Berührung stehenden Teilen eine langtile betätigen und hierzu durch eine Nockenwelle ge- same oder schnellere Relativbewegung auftritt,
steuert werden, ein Gußeisen bekannt, das 1,3 bis 3,1 % Besonders gute Erfolge ergeben sich bei der erfin-C, 15 bis 35 % Cr und bis zu 3,25 % Si, Mn und irgend- dungsgemäßen Verwendung für die Herstellung von welche Verunreinigungen enthält, die jedoch etwa 50 Dichtungen, wie z. B. in der US-PS 31 80 648 näher be-0,65% nicht Übersteigen. Zu diesem Werkstoff wird schrieben ist. Derartige Dichtungen in der Anordnung angegeben, daß er sich durch außergewöhnlichen Wi- von Kettenrollen für Traktoren usw. werden durch derstand gegen Korrosion und Abrieb auszeichnet. Staub und Erdmaterialien stark beansprucht. Durch die
From US-PS 36 90 958 is well suited for the production of 45 conditions of use, even when rocker arms, which in internal combustion engines actuate a long valve between the parts in contact and to this end common or faster relative movement occurs through a camshaft ,
controls, a cast iron is known that contains 1.3 to 3.1%. Particularly good results are achieved with the invention-C, 15 to 35% Cr and up to 3.25% Si, Mn and any use for production which contains impurities, but which has about 50 seals, such as. B. in US-PS 31 80 648 closer be -0.65% does not exceed. This material is written about. Such seals in the arrangement indicated that it is characterized by exceptional resistance to corrosion and abrasion by chain rollers for tractors, etc. Heavy use of dust and earth materials. Through the

Die vorstehend erwähnten Litearturstellen betreffen erfindungsgemäß verwendete Legierung wird die Ledie Verwendung von Chromgußeisen für Maschinen- 55 bensdauer der Dichtungen wesentlich erhöht,
teile, die unter definierten Bedingungen beansprucht Das Vorhandensein von Chrom verleiht den erfinwerden. Bei äußerst harten Betriebsbeanspruchungen, dungsgemäß zu verwendenden Legierungen eine außerinsbesondere in Gegenwart von Schlamm und Schmutz ordentlich hohe Korrosionsfestigkeit. Der Chromge- und bei VerwendungfürDichtungenzumSchutzlebens- halt in der Legierung beträgt vorzugsweise etwa 25%, wichtiger Maschinenteile dagegen, sind bislang ausge- 60 um eine optimale Abrieb- bzw. Verschleiß- und Korrosucht korrosionsbeständige Stähle verwendet worden, sionsbeständigkeit zu erhalten,
welche kostspielige Legierungselemente, wie z. B. Der Kohlenstoffgehalt der Legierung bildet interNiobium, Kobalt, Molybdän und Vanadium enthalten, metallische Karbide, welche die Legierung außeror-Solche Legierungen sind für einen Einsatz unter beson- dentlich verschleißbeständig machen. Bevorzugt beders schweren Betriebsbedingungen, wie vorstehend 65 trägt der Kohlenstoffgehalt der Legierung 3,5%, um erwähnt, sehr gut geeignet. Vom wirtschaftlichen Stand- eine optimale Verschleißbeständigkeit bei minimaler punkt und unter dem Gesichtspunkt des sparsamen Sprödigkeit oder Brüchigkeit zu erhalten. Weil der TTmaanes mit Rohstoffen ist es wünschenswert, Legie- Kohlenstoff die Legierung spröde und brüchig macht,
The above-mentioned literal references relate to the alloy used according to the invention, the use of chrome cast iron for the machine life of the seals is significantly increased,
parts that are claimed under defined conditions The presence of chromium gives the invention. In the case of extremely tough operating loads, alloys to be used in accordance with the invention have a very high corrosion resistance, especially in the presence of mud and dirt. The chromium content and, when used for seals, for the protective service life in the alloy is preferably around 25%, important machine parts, however, have so far been used to achieve optimal abrasion, wear and corrosion resistance, corrosion-resistant steels,
which expensive alloying elements, such as. B. The carbon content of the alloy is composed of niobium, cobalt, molybdenum and vanadium, metallic carbides which make the alloy extremely wear-resistant. Preferably under severe operating conditions, as mentioned above, the carbon content of the alloy is 3.5%, which is very suitable. From the economic standpoint - to get an optimal wear resistance at a minimum point and under the aspect of economical brittleness or fragility. Because the TTmaanes with raw materials it is desirable to alloy carbon makes the alloy brittle and fragile,

ist es eif orderlich, daß der Kohlenstoffgehalt den Wert 3,65 % nicht übersteigt. Innerhalb des vorgeschlagenen Bereichs gewährleistet der Kohlenstoffgehalt der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung Verschleißbeständigkeit, die derjenigen herkömmlicher korrosionsbeständiger Legierungen weit überlegen ist, insbesondere dort wo hohe Geschwindigkeiten auftreten. Damit sind diese Legierungen hervorragend geeignet zur Verwendung für die Herstellung von Dichtungsanordnungen, bei welchen schnellaufeade Metallteile miteinander in Berührung sind.it is imperative that the carbon content has the value Does not exceed 3.65%. Within the proposed range, the carbon content ensures that according to the invention Alloy to be used wear resistance that is far superior to that of conventional corrosion-resistant alloys, in particular where high speeds occur. This makes these alloys extremely suitable for use in the manufacture of sealing arrangements, in which high-speed metal parts are in contact with one another.

Mangan und Silizium sind der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung zugefügt, um unter anderem die Abschreck- oder Härtetiefe, sowie die Härte und Zähigkeit zu steuern. Die obengenannten Bereiche tragen in Verbindung mit den genannten Gehalten an Kohlenstoff, Chrom und Eisen zu einer außerordentlich hohen Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit der Legierung bei.Manganese and silicon are added to the alloy to be used according to the invention, among other things to control the quenching or hardening depth, as well as the hardness and toughness. The above areas contribute in connection with the mentioned contents of carbon, chromium and iron to an extraordinary high wear and corrosion resistance of the alloy.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen können mit üblichen metallurgischen Verfahren hergestellt werden.The alloys to be used according to the invention can be produced using standard metallurgical processes.

Gußdichtungen aus der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung wurden beispielsweise in einem üblichen Schalengußverfahren hergestellt. Nachdem die gegossenen Rohlinge gereinigt waren, wurden sie für eine Stunde auf etwa 1010 bis 10380C erhitzt, danach in Luft auf Raumtemperatur gekühlt und für eine Stunde auf etwa 1900C angelassen. Die GußteileCast seals made of the alloy to be used according to the invention were produced, for example, in a conventional shell casting process. After the cast blanks were cleaned, they were heated for one hour at about 1010-1038 0 C, then cooled in air to room temperature and annealed for one hour at about 190 0 C. The castings

ίο hatten eine Härte von 63 Rockwell C und besaßen eine unerwartet hohe Querfestigkeit. Gleich gute Ergebnisse wurden bei Gußdichtungen erhalten, welche beispielsweise mit Hilfe der Verfahren nach der US-PS 35 52 480 (Harris) und 35 70 585 (Harris) geformt, gehärtet, ab-ίο had a hardness of 63 Rockwell C and owned one unexpectedly high transverse strength. Equally good results were obtained with cast seals, which for example with the help of the method according to US-PS 35 52 480 (Harris) and 35 70 585 (Harris) shaped, hardened,

is geschreckt und angelassen wurden, wie oben beschrieben. Die Rockwell-C-Härte der gegossenen Rohlinge dieser Ringdichtungen war vergleichbar mit der Härte korrosionsbeständiger Stahllegierungen, welche große Mengen der seltenen und teuren Materialien wie Molyb-was frightened and left on as described above. The Rockwell C hardness of the cast blanks of these ring seals was comparable to the hardness corrosion-resistant steel alloys, which contain large quantities of the rare and expensive materials such as molyb

ao dän, Kobalt und Vanadium enthalten.Contains ao dan, cobalt and vanadium.

Claims (1)

:■· ;, ι ^''■■ -' ■ 2 : ■ ·;, ι ^ '' ■■ - '■ 2 rungen zu verwenden, die für einen Einsatz unter sehrto use stanchions for a use under very Patenunspröche: hartenBetnebsbwiingungen geeignet sind,zuidereiiHer-Godparents' sayings: tough conditions are likely to : stellung jedoch Elemente wie Vanadium, Molybdän,: position, however, elements such as vanadium, molybdenum, li Verwendung eines verschl iiß- und korrosions- Kobalt und Niobium nicht benötigt werden,li use of a wear and corrosion-resistant cobalt and niobium are not required, beständigen Chromgußeisens, bestehend aus 5 Die Erfindung sieht vor, die Verwendung eines ver-resistant chrome cast iron, consisting of 5 The invention provides for the use of a iikkuwifAn^ schleiß-und korrosionsbeständigen Chromgußeisens,iikkuwifAn ^ wear and corrosion resistant chrome cast iron, 3,1 bis 3,65% Kohlenstoff, , . . . „.3.1 to 3.65% carbon,,. . . ". 24 bis 27% Chrom, bestehend aus24 to 27% chromium, consisting of ' bis 0,9% Mangan, 3,1 bis 3,65% Kohlenstoff,'' up to 0.9% manganese, 3.1 to 3.65% carbon, bis 1,50% Silizium, 24 bis 27% Chrom,up to 1.50% silicon, 24 to 27% chromium, 10 bis 0,9% Mangan, 10 to 0.9% manganese, Rest Eisen pnd herstellungsbedingte Verunieinigun- ^i8 it50% Silizium,
gen als Wiik^toff zur Herstellung von Djciitungei i; ^ T ; ' . ,. „
für Konstruktionen, in welchem schnellaufende Rest Esen und herstellungsbedingte Verunreinigungen Metallteile miteinander in Berührung stehen. als Werkstoff zur Herstellung von Dichtungen fur 2. Verwendung eines Gußeisens nach Anspruch!, 15 Konstruktionen, in welchen schnellaufende Metallbestehendaus teile miteinander in Berührung stehen.
Remainder iron pnd manufacturing-related impurities- ^ i 8 i t 50% silicon,
gen as Wiik ^ toff for the production of Djciitungei i ; ^ T ; '. ,. "
for constructions in which high-speed residues and production-related impurities are in contact with metal parts. as a material for the production of seals for 2. Use of a cast iron according to claim !, 15 constructions in which high-speed metal consisting of parts are in contact with one another.
„ In einer bevorzugten Ausführungsform sieht die“In a preferred embodiment, the Λ o/° £°ωεηδίο°' Erfindung für diesen Zweck die Verwendung eines Λ o / ° £ ° ωεηδίο ° 'invention for this purpose the use of a η oo/ χ.Γ0™' Gußeisens vor, das sich wie folgt zusammensetzt:η oo / χ. Γ 0 ™ 'of cast iron, which is composed as follows: 0,3 % Mangan,0.3% manganese, 0,5% Silizium ao 3,5% Kohlenstoff,0.5% silicon ao 3.5% carbon, 25% Chrom,25% chromium, Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigun- q,3 % Mangan,Remainder iron and production-related impurities- q, 3% manganese, gen für den Zweck nach Anspruch 1. 0^5% Silizium,gene for the purpose according to claim 1. 0 ^ 5% silicon,
DE2352546A 1972-10-19 1973-10-18 Use of a wear and corrosion resistant chrome cast iron Pending DE2352546B2 (en)

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DE2352546A1 DE2352546A1 (en) 1974-05-02
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GB1436156A (en) 1976-05-19
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