JP2000087174A - フェライト地に微細な黒鉛を有する鋳鉄及びその製造方法 - Google Patents
フェライト地に微細な黒鉛を有する鋳鉄及びその製造方法Info
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- JP2000087174A JP2000087174A JP10272504A JP27250498A JP2000087174A JP 2000087174 A JP2000087174 A JP 2000087174A JP 10272504 A JP10272504 A JP 10272504A JP 27250498 A JP27250498 A JP 27250498A JP 2000087174 A JP2000087174 A JP 2000087174A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】砂型鋳造によって製造される微細な黒鉛を有す
る鋳鉄及びその製造方法であって、Ｔｉを全く添加する
ことなく、且つ冷し金を使用することなく、しかも、基
地組織をフェライト組織になした微細な黒鉛を有する鋳
鉄を得ることを目的とする。 【解決手段】Ｃ：１．５〜２．７５重量％、Ｓｉ：２．
５〜５．５重量％、かつＣ％≧−Ｓｉ％／２＋４，Ｍ
ｎ：０．５重量％以下、残部実質的にＦｅからなり、注
湯前に希土類−Ｓｉ合金を０．０３０〜０．０７５重量
％添加するフェライト地に微細な黒鉛を有する鋳鉄であ
り、微細な黒鉛を生ずる組成の溶湯へ、注湯前に希土類
−Ｓｉ合金を０．０３０〜０．０７５重量％添加し、前
記希土類−Ｓｉ合金の添加後、砂型に注湯するフェライ
ト地に微細な黒鉛を有する鋳鉄の製造方法。
る鋳鉄及びその製造方法であって、Ｔｉを全く添加する
ことなく、且つ冷し金を使用することなく、しかも、基
地組織をフェライト組織になした微細な黒鉛を有する鋳
鉄を得ることを目的とする。 【解決手段】Ｃ：１．５〜２．７５重量％、Ｓｉ：２．
５〜５．５重量％、かつＣ％≧−Ｓｉ％／２＋４，Ｍ
ｎ：０．５重量％以下、残部実質的にＦｅからなり、注
湯前に希土類−Ｓｉ合金を０．０３０〜０．０７５重量
％添加するフェライト地に微細な黒鉛を有する鋳鉄であ
り、微細な黒鉛を生ずる組成の溶湯へ、注湯前に希土類
−Ｓｉ合金を０．０３０〜０．０７５重量％添加し、前
記希土類−Ｓｉ合金の添加後、砂型に注湯するフェライ
ト地に微細な黒鉛を有する鋳鉄の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、砂型鋳造によって
製造される微細な黒鉛を有する鋳鉄及びその製造方法に
関する。
製造される微細な黒鉛を有する鋳鉄及びその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】黒鉛が微細に晶出した共晶黒鉛鋳鉄は、
コンプレッサーのスクロールおよびシリンダ部品として
多く使用されており、最近ではその製造方法に砂型を用
いたものが実用化されている。その一つの方法として本
出願人は先に、元来添加量を増すことによって共晶黒鉛
を晶出させていたＴｉ（チタン）の添加量を、逆に減少
させて共晶黒鉛鋳鉄を共晶させる提案をおこなっている
（特願平１０−２９２３８号）。
コンプレッサーのスクロールおよびシリンダ部品として
多く使用されており、最近ではその製造方法に砂型を用
いたものが実用化されている。その一つの方法として本
出願人は先に、元来添加量を増すことによって共晶黒鉛
を晶出させていたＴｉ（チタン）の添加量を、逆に減少
させて共晶黒鉛鋳鉄を共晶させる提案をおこなっている
（特願平１０−２９２３８号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、先の提案を
さらに究明していく過程で生まれたものであって、Ｔｉ
を全く添加することなく、且つ冷し金を使用することな
く、しかも、基地組織をフェライト組織になした微細な
黒鉛を有する鋳鉄を得ることを目的とする。
さらに究明していく過程で生まれたものであって、Ｔｉ
を全く添加することなく、且つ冷し金を使用することな
く、しかも、基地組織をフェライト組織になした微細な
黒鉛を有する鋳鉄を得ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｃ：１．５〜
２．７５重量％、Ｓｉ：２．５〜５．５重量％、かつＣ
％≧−Ｓｉ％／２＋４，Ｍｎ：０．５重量％以下、残部
実質的にＦｅからなり、注湯前に希土類−Ｓｉ合金を
０．０３０〜０．０７５重量％添加するフェライト地に
微細な黒鉛を有する鋳鉄であり、Ｃ：１．５〜２．７５
重量％、Ｓｉ：２．５〜５．５重量％、かつＣ％≧−Ｓ
ｉ％／２＋４，Ｍｎ：０．５重量％以下、残部実質的に
Ｆｅからなり微細な黒鉛を生ずる組成の溶湯へ、注湯前
に希土類−Ｓｉ合金を０．０３０〜０．０７５重量％添
加し、前記希土類−Ｓｉ合金の添加後、砂型に注湯する
フェライト地に微細な黒鉛を有する鋳鉄の製造方法であ
る。通常、Ｔｉを添加しないで砂型に注湯すると、黒鉛
は片状黒鉛となるが、希土類−Ｓｉ合金を注湯前に０．
０３０〜０．０７５重量％添加することによって微細な
黒鉛組織が得られるのである。ここで希土類−Ｓｉ合金
は希土類金属を２５％から３０％含むものが望ましい。
これにかわり、希土類金属を９９．８％含むミッシュメ
タルを使用する方法もあるが歩留まりのバラツキが大き
く、これによる黒鉛組識のバラツキを避けるために２５
％から３０％含む希土類−Ｓｉ合金を使用した。また微
細な黒鉛とは１００ミクロン以下の大きさの黒鉛をい
う。
２．７５重量％、Ｓｉ：２．５〜５．５重量％、かつＣ
％≧−Ｓｉ％／２＋４，Ｍｎ：０．５重量％以下、残部
実質的にＦｅからなり、注湯前に希土類−Ｓｉ合金を
０．０３０〜０．０７５重量％添加するフェライト地に
微細な黒鉛を有する鋳鉄であり、Ｃ：１．５〜２．７５
重量％、Ｓｉ：２．５〜５．５重量％、かつＣ％≧−Ｓ
ｉ％／２＋４，Ｍｎ：０．５重量％以下、残部実質的に
Ｆｅからなり微細な黒鉛を生ずる組成の溶湯へ、注湯前
に希土類−Ｓｉ合金を０．０３０〜０．０７５重量％添
加し、前記希土類−Ｓｉ合金の添加後、砂型に注湯する
フェライト地に微細な黒鉛を有する鋳鉄の製造方法であ
る。通常、Ｔｉを添加しないで砂型に注湯すると、黒鉛
は片状黒鉛となるが、希土類−Ｓｉ合金を注湯前に０．
０３０〜０．０７５重量％添加することによって微細な
黒鉛組織が得られるのである。ここで希土類−Ｓｉ合金
は希土類金属を２５％から３０％含むものが望ましい。
これにかわり、希土類金属を９９．８％含むミッシュメ
タルを使用する方法もあるが歩留まりのバラツキが大き
く、これによる黒鉛組識のバラツキを避けるために２５
％から３０％含む希土類−Ｓｉ合金を使用した。また微
細な黒鉛とは１００ミクロン以下の大きさの黒鉛をい
う。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明は、介在物欠陥の多いＴｉ
を添加する方法に変わるものとして究明を続けたひとつ
の結果として、偶然にも希土類−Ｓｉ合金を添加したこ
とから生まれたものである。そこで、希土類−Ｓｉ合金
を添加した数多くのサンプルより、注湯前に希土類−Ｓ
ｉ合金を添加することで微細な黒鉛を有する鋳鉄が安定
して得られることを突き止めたのであり、特に主成分に
ついては、次のことが明らかとなったのである。 Ｃの含有量について １．５％以下の場合には、溶湯の流動性が悪く鋳込みに
支障を来たす。 ２．７５％以上の場合には、黒鉛が片状黒鉛となって生
じる。 Ｓｉの含有量について ２．５％以下の場合には、５％を超える量のパーライト
が析出する。パーライトが析出すると硬度が高くなるこ
とと、フェライトとパーライトが混在する為に切削後の
表面粗さが悪くなったり表面にうねりが生じたりする。
従って一般的にパーライト率５％以下が望ましいとされ
ている。５．５％以上の場合には、硬すぎて切削に支障
を来たす。 Ｃ％≦−Ｓｉ％／２＋４の場合はパーライトが析出す
る。この関係式は、Ｍａｕｒｅｒ，Ｈｏｌｔｚｈａｕｓ
ｅｎの組織図を参考に実施例に示す化学組成の溶湯のフ
ェライト率から導いたものである。 Ｍｎの含有量について ０．５％を超えると５％を超える量のパーライトが析出
する。 希土類−Ｓｉ合金添加量について ０．０３０％以下では黒鉛を微細化することができな
い。０．０７５％以上では黒鉛が擬球状（いわゆる芋虫
状）化する。
を添加する方法に変わるものとして究明を続けたひとつ
の結果として、偶然にも希土類−Ｓｉ合金を添加したこ
とから生まれたものである。そこで、希土類−Ｓｉ合金
を添加した数多くのサンプルより、注湯前に希土類−Ｓ
ｉ合金を添加することで微細な黒鉛を有する鋳鉄が安定
して得られることを突き止めたのであり、特に主成分に
ついては、次のことが明らかとなったのである。 Ｃの含有量について １．５％以下の場合には、溶湯の流動性が悪く鋳込みに
支障を来たす。 ２．７５％以上の場合には、黒鉛が片状黒鉛となって生
じる。 Ｓｉの含有量について ２．５％以下の場合には、５％を超える量のパーライト
が析出する。パーライトが析出すると硬度が高くなるこ
とと、フェライトとパーライトが混在する為に切削後の
表面粗さが悪くなったり表面にうねりが生じたりする。
従って一般的にパーライト率５％以下が望ましいとされ
ている。５．５％以上の場合には、硬すぎて切削に支障
を来たす。 Ｃ％≦−Ｓｉ％／２＋４の場合はパーライトが析出す
る。この関係式は、Ｍａｕｒｅｒ，Ｈｏｌｔｚｈａｕｓ
ｅｎの組織図を参考に実施例に示す化学組成の溶湯のフ
ェライト率から導いたものである。 Ｍｎの含有量について ０．５％を超えると５％を超える量のパーライトが析出
する。 希土類−Ｓｉ合金添加量について ０．０３０％以下では黒鉛を微細化することができな
い。０．０７５％以上では黒鉛が擬球状（いわゆる芋虫
状）化する。
【０００６】
【実施例】以下今回の究明の過程について説明する。ま
ず、希土類−Ｓｉ合金の添加量と黒鉛の微細化率を調査
確認した。溶湯の化学組成は、Ｃ：２．３〜２．６重量
％、Ｓｉ：４．２〜４．８重量％のものを用いた。希土
類−Ｓｉ合金を取鍋の底に置き、それをカバー材で覆
い、所定の化学組成に調整した溶湯を炉から取鍋に注い
だ。この取鍋の溶湯をテストピースの鋳型に注湯した。
テストピースは、直径１０８mm、厚さ３２mmとし、テス
トピースの表面には渦巻状の溝を有する。黒鉛の微細化
率とはテストピース中心部おいて１００ミクロン以下の
黒鉛が占める面積率である。この調査において、希土類
−Ｓｉ合金の添加は溶解炉の溶湯中に添加すると希土類
の効果の減衰が速いために効果がない。従って、注湯
前、即ち出湯時もしくは取鍋の溶湯の移し替えをする場
合には移し替え時に添加を行う必要がある。通常では移
し替えをしない場合が一般的であるので本実施例におい
ては出湯時に添加した。
ず、希土類−Ｓｉ合金の添加量と黒鉛の微細化率を調査
確認した。溶湯の化学組成は、Ｃ：２．３〜２．６重量
％、Ｓｉ：４．２〜４．８重量％のものを用いた。希土
類−Ｓｉ合金を取鍋の底に置き、それをカバー材で覆
い、所定の化学組成に調整した溶湯を炉から取鍋に注い
だ。この取鍋の溶湯をテストピースの鋳型に注湯した。
テストピースは、直径１０８mm、厚さ３２mmとし、テス
トピースの表面には渦巻状の溝を有する。黒鉛の微細化
率とはテストピース中心部おいて１００ミクロン以下の
黒鉛が占める面積率である。この調査において、希土類
−Ｓｉ合金の添加は溶解炉の溶湯中に添加すると希土類
の効果の減衰が速いために効果がない。従って、注湯
前、即ち出湯時もしくは取鍋の溶湯の移し替えをする場
合には移し替え時に添加を行う必要がある。通常では移
し替えをしない場合が一般的であるので本実施例におい
ては出湯時に添加した。
【０００７】図１にその結果を示す。図１は希土類合金
添加量と黒鉛微細化率の関係を示す図であり、これによ
ると、出湯時に希土類−Ｓｉ合金を０．０３０〜０．０
７５重量％添加することによって微細な黒鉛が生ずるこ
とが明らかとなり、５０％以上の微細化率を望む場合に
は希土類−Ｓｉ合金を０．０３５〜０．０６５重量％の
範囲で添加すればよく、さらに完全な微細化組織を得る
ためには希土類−Ｓｉ合金を０．０４５〜０．０６０重
量％の範囲で添加すればよいことが解明できた。
添加量と黒鉛微細化率の関係を示す図であり、これによ
ると、出湯時に希土類−Ｓｉ合金を０．０３０〜０．０
７５重量％添加することによって微細な黒鉛が生ずるこ
とが明らかとなり、５０％以上の微細化率を望む場合に
は希土類−Ｓｉ合金を０．０３５〜０．０６５重量％の
範囲で添加すればよく、さらに完全な微細化組織を得る
ためには希土類−Ｓｉ合金を０．０４５〜０．０６０重
量％の範囲で添加すればよいことが解明できた。
【０００８】さらにこの希土類−Ｓｉ合金を添加するこ
とによってフェライト地に微細な黒鉛を有する鋳鉄を生
ずる基地組織の範囲を調べた。表１は、調査した基地組
織の化学組成とその結果を示すものである。さらに図２
は表１を図化したものであり、求めようとする必要範囲
を解りやすく示したものである。
とによってフェライト地に微細な黒鉛を有する鋳鉄を生
ずる基地組織の範囲を調べた。表１は、調査した基地組
織の化学組成とその結果を示すものである。さらに図２
は表１を図化したものであり、求めようとする必要範囲
を解りやすく示したものである。
【０００９】
【表１】
【００１０】表１はテストした１６種類の溶湯の化学組
成ならびに物性値を示し、詳細にはその溶湯を鋳込みし
たテストピースの中心部の黒鉛微細化率、フェライト化
率、表面硬さ、ならびに溶湯の流動性を示した。溶湯の
流動性はテストピースの角部のアールの付き具合ならび
にバリの出具合で良否を判定した。図２にＣおよびＳｉ
量と基地組識ならびに黒鉛形状の関係を示した。尚、希
土類−Ｓｉ合金の添加量は、０．０５０％である。
成ならびに物性値を示し、詳細にはその溶湯を鋳込みし
たテストピースの中心部の黒鉛微細化率、フェライト化
率、表面硬さ、ならびに溶湯の流動性を示した。溶湯の
流動性はテストピースの角部のアールの付き具合ならび
にバリの出具合で良否を判定した。図２にＣおよびＳｉ
量と基地組識ならびに黒鉛形状の関係を示した。尚、希
土類−Ｓｉ合金の添加量は、０．０５０％である。
【００１１】Ｃ％＝−Ｓｉ％／２＋４の直線より上で基
地はフェライトとなり、Ｃ＝２．７５％以下で黒鉛は微
細であり、Ｓｉ＝５．５％以下で硬さが適切である。従
って、Ｃ％＝−Ｓｉ％／２＋４、Ｃ＝１．５０％、Ｃ＝
２．７５％、およびＳｉ＝５．５％の直線で囲まれるハ
ッチングで示す範囲が望ましい化学組成である。
地はフェライトとなり、Ｃ＝２．７５％以下で黒鉛は微
細であり、Ｓｉ＝５．５％以下で硬さが適切である。従
って、Ｃ％＝−Ｓｉ％／２＋４、Ｃ＝１．５０％、Ｃ＝
２．７５％、およびＳｉ＝５．５％の直線で囲まれるハ
ッチングで示す範囲が望ましい化学組成である。
【００１２】図３乃至図５は資料番号１６のテストピー
スの基地組識を示す顕微鏡写真である。図３は表面近く
であり、極めて微細な共晶状黒鉛が析出している。図４
は表面から７mmのところであり微細な黒鉛が析出してい
る。図５は表面に形成する溝下１．５mmでテストピース
の中心部の組織であり、図４よりも長い黒鉛が析出して
いるが１００ミクロン以下の微細な黒鉛である。基地は
すべてフェライト率１００％である。
スの基地組識を示す顕微鏡写真である。図３は表面近く
であり、極めて微細な共晶状黒鉛が析出している。図４
は表面から７mmのところであり微細な黒鉛が析出してい
る。図５は表面に形成する溝下１．５mmでテストピース
の中心部の組織であり、図４よりも長い黒鉛が析出して
いるが１００ミクロン以下の微細な黒鉛である。基地は
すべてフェライト率１００％である。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、Ｔｉ（チタン）を添加
することなく微細な黒鉛を有する鋳鉄を製造することが
できるので、介在物欠陥が皆無となり製品の不良率を大
巾に改善できる。また、基地組織が完全にフェライト組
織であるために、特に被削性に優れ加工効率が大幅に向
上するという効果がある。
することなく微細な黒鉛を有する鋳鉄を製造することが
できるので、介在物欠陥が皆無となり製品の不良率を大
巾に改善できる。また、基地組織が完全にフェライト組
織であるために、特に被削性に優れ加工効率が大幅に向
上するという効果がある。
【図１】希土類合金添加量と黒鉛微細化率の関係を示す
図
図
【図２】ＣおよびＳｉ量と基地組識ならびに黒鉛形状の
関係を示す図
関係を示す図
【図３】資料番号１６の表面近くの基地組識を示す顕微
鏡写真
鏡写真
【図４】資料番号１６の表面から７mm部分の基地組識を
示す顕微鏡写真
示す顕微鏡写真
【図５】資料番号１６の溝下１．５mmの基地組識を示す
顕微鏡写真
顕微鏡写真
なし
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮地 哲夫 広島県府中市元町77番地の１ 株式会社北 川鉄工所内 (72)発明者 北川 潔 広島県府中市元町77番地の１ 株式会社北 川鉄工所内 Ｆターム(参考） 4K014 BA03 BB06 BC11 BD08
Claims (2)
- 【請求項１】Ｃ：１．５〜２．７５重量％、Ｓｉ：２．
５〜５．５重量％、かつＣ％≧−Ｓｉ％／２＋４，Ｍ
ｎ：０．５重量％以下、残部実質的にＦｅからなり、注
湯前に希土類−Ｓｉ合金を０．０３０〜０．０７５重量
％添加するフェライト地に微細な黒鉛を有する鋳鉄。 - 【請求項２】Ｃ：１．５〜２．７５重量％、Ｓｉ：２．
５〜５．５重量％、かつＣ％≧−Ｓｉ％／２＋４，Ｍ
ｎ：０．５重量％以下、残部実質的にＦｅからなり微細
な黒鉛を生ずる組成の溶湯へ、注湯前に希土類−Ｓｉ合
金を０．０３０〜０．０７５重量％添加し、前記希土類
−Ｓｉ合金の添加後、砂型に注湯するフェライト地に微
細な黒鉛を有する鋳鉄の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27250498A JP3842906B2 (ja) | 1998-09-08 | 1998-09-08 | フェライト地に微細な黒鉛を有する鋳鉄及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27250498A JP3842906B2 (ja) | 1998-09-08 | 1998-09-08 | フェライト地に微細な黒鉛を有する鋳鉄及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000087174A true JP2000087174A (ja) | 2000-03-28 |
| JP3842906B2 JP3842906B2 (ja) | 2006-11-08 |
Family
ID=17514835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27250498A Expired - Fee Related JP3842906B2 (ja) | 1998-09-08 | 1998-09-08 | フェライト地に微細な黒鉛を有する鋳鉄及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3842906B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002146468A (ja) * | 2000-11-02 | 2002-05-22 | Kitagawa Iron Works Co Ltd | 高い振動減衰能を有する鋳鉄およびその製造方法 |
-
1998
- 1998-09-08 JP JP27250498A patent/JP3842906B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002146468A (ja) * | 2000-11-02 | 2002-05-22 | Kitagawa Iron Works Co Ltd | 高い振動減衰能を有する鋳鉄およびその製造方法 |
| JP4494616B2 (ja) * | 2000-11-02 | 2010-06-30 | 株式会社北川鉄工所 | 高い振動減衰能を有する鋳鉄およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3842906B2 (ja) | 2006-11-08 |
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| A521 | Written amendment |
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