【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、球状黒鉛鋳鉄に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、シャシフレームのブラケットやサスペンションのアーム等の自動車部品には、安価で強度の高い球状黒鉛鋳鉄を採用したものがあるが、従来においては、この種の球状黒鉛鋳鉄の部品を黒皮表面のままの状態で使用していることが多い。
【０００３】
球状黒鉛鋳鉄を用いた部品設計においては、黒皮表面状態での疲労強度を用いて設計が行われることになるが、従来における球状黒鉛鋳鉄の黒皮表面の組織は、内部の組織と比較して脱炭によるフェライト組織の析出が多く、疲労強度の面で不利な組織となっていたため、球状黒鉛鋳鉄を用いた部品の薄肉軽量設計や低コスト化を阻む大きな要因となっていた。
【０００４】
また、球状黒鉛鋳鉄を用いた部品の高強度化を図る手法として、部品に熱処理を施すことが従来より知られているが、熱処理の工程を増やすことはコストの高騰を招いてしまうことになり、しかも、このような熱処理により内部強度を向上できても黒皮表面の疲労強度を向上する効果が低いという不具合もあるため、鋳放しで高い疲労強度を有するような球状黒鉛鋳鉄の開発が望まれている。
【０００５】
そこで、本発明者らは、Ｃｕ（銅）及びＳｎ（錫）を鋳鉄中に適切な含有率で添加することにより、黒皮表面のフェライト組織の析出を抑制して表面組織のパーライト化を図り、鋳放しで高い疲労強度を有する球状黒鉛鋳鉄を得られることを見出し、これを既に特願２００２−２０３７８号として出願している。
【０００６】
また、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次にあげる特許文献１〜３等がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−９６０４１号公報
【特許文献２】
特開平１０−１９５５８７号公報
【特許文献３】
特開２００１−１３１６７８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した如き鋳放しで高い疲労強度を有する球状黒鉛鋳鉄を得るに際し、Ｃｕ添加やＮｉ（ニッケル）添加により球状黒鉛鋳鉄の高強度化を図るという手法自体は従来より知られているところではあるが、前者のＣｕ添加による高強度化では、Ｃｕが安価であることから素材コストが安く済むという利点がある反面、疲労強度の向上に伴い硬さも大幅に上がってしまって加工性の悪化が避け難くなるという欠点があり、他方、後者のＮｉ添加による高強度化では、Ｃｕ添加の場合よりも硬くなり難いという利点がある反面、高強度化のために高価なＮｉの多量添加が必要となって素材コストが高くつくという欠点があった。
【０００９】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、鋳放しで高い疲労強度を得ながらも良好な加工性を維持することが可能で且つ素材コストを安価に抑制し得る球状黒鉛鋳鉄を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｃ：３．２〜３．８重量％、Ｓｉ：２．０〜２．８重量％、Ｍｎ：０．３重量％以下、Ｐ：０．０４重量％以下、Ｍｇ：０．０２〜０．０６重量％を含み、残部がＦｅから成る球状黒鉛鋳鉄であって、Ｃｕ：０．４〜０．８重量％とＮｉ：０．５〜１．０重量％を複合添加すると共に、Ｃａ：０．００３〜０．０１０重量％未満を添加したことを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、Ｃは湯流れを良化して鋳造性を高めるための元素として含有されており、良好な鋳造性を確保するために少なくとも３．２重量％以上の添加が必要であるが、３．８重量％を越えて添加すると、ドロス等の異常組織の発生を招いてしまうことになるので、鋳鉄中に占めるＣの含有率を３．２〜３．８重量％の範囲に規定している。
【００１２】
また、Ｓｉも鋳造性を高める元素として含有されているが、２．０重量％を下まわると耐力低下を引き起こしてしまい、また、２．８重量％を越えて添加してしまうと、基地組織にフェライトが多くなってしまうので、鋳鉄中に占めるＳｉの含有率を２．０〜２．８重量％の範囲に規定している。
【００１３】
更に、Ｍｎは原料の銑鉄やリターン材から入ってくる成分であるが、０．３重量％を越えて添加してしまうと、パーライト組織の疎密化が進んで基地組織の不均一が顕著に現れ始めるので、鋳鉄中に占めるＭｎの含有率を０．３重量％以下に抑制している。
【００１４】
また、Ｐも原料の銑鉄やリターン材から入ってくる成分で、ステダイトを晶出して鋳鉄を脆くする成分であるので、機械的性質を悪化させないよう鋳鉄中に占めるＰの含有率は０．０４重量％以下に規定する。
【００１５】
更に、Ｍｇは黒鉛の球状化を促進する元素として含有されているが、０．０２重量％を下まわると、黒鉛の球状化が不十分となって機械的性質が低下してしまい、また、０．０６重量％を越えて添加してしまうと、Ｍｇドロスが発生してしまうので、鋳鉄中に占めるＭｇの含有率を０．０２〜０．０６重量％の範囲に抑制している。
【００１６】
そして、Ｃｕはパーライト化を促進してフェライト組織の析出を抑制し且つ鋳鉄の基地組織の強度を高める元素として、Ｎｉは耐力値を上げて機械的特性の改善を図る元素として夫々添加されており、これらＣｕ及びＮｉの複合添加による相乗的な作用により、Ｃｕ単独で添加した場合と比較して必要な耐力を確保しながらも硬さを低く抑えることが可能となり、しかも、Ｎｉ単独で添加した場合と比較して同じ耐力を得るのに必要なＮｉの添加量が少なくて済むことになる。
【００１７】
尚、このようなＣｕ及びＮｉの複合添加による相乗的な作用を得るにあたり、Ｃｕの有効なパーライト化促進効果を得ると共に、Ｎｉの機械的特性改善効果と相乗的に作用して鋳放しで十分に高い疲労強度を得るためには、少なくとも０．４重量％以上のＣｕが必要となるが、０．８重量％を超えてＣｕを添加してしまうと、Ｎｉを複合添加しても硬さを低く抑えられなくなって切削性や靭性の著しい低下を招いてしまうので、鋳鉄中に占めるＣｕの含有率を０．４〜０．８重量％の範囲に規定している。
【００１８】
他方、Ｎｉは０．５重量％を下まわると耐力値の向上が十分に現れず、また、１．０重量％を越えて添加しても、実用上必要な耐力レベルを越えて素材コストばかりが高くついてしまうので、鋳鉄中に占めるＮｉの含有率を０．５〜１．０重量％に規定している。
【００１９】
更に、Ｃａは、加工時にツールの切削表面に付着し、これがツールの切削表面の保護皮膜（Ｃａが低融点であることから滑りが生じる）となることで該ツールの切削表面の摩耗を抑制する元素として添加されているが、このような保護皮膜の形成に少なくとも０．００３重量％以上を必要とする一方、０．０１０重量％以上を添加してしまうと、硬質のＣａＯが生成されることにより加工性に悪影響を及ぼす結果となり、また、黒皮表面のフェライト組織の析出が増加して生地組織の強化が十分ではなくなる虞れもあるので、鋳鉄中に占めるＣａの含有率を０．００３〜０．０１０重量％未満の範囲に規定している。
【００２０】
而して、このようにすれば、Ｃｕ及びＮｉの複合添加により必要な耐力を確保しながらもＣｕ単独添加より硬さを低く抑えることが可能となり、しかも、カルシウムの添加により加工時にツールの切削表面の保護皮膜を形成して該ツールの切削表面の摩耗を抑制することが可能となるので、鋳放しで高い疲労強度を得ながらも良好な加工性を維持することが可能となり、更には、Ｎｉを単独で添加する場合と比較して、同じ耐力を得るのに必要なＮｉの添加量が少なくて済むので、素材コストを安価に抑制することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
本発明は、Ｃ（炭素）：３．２〜３．８重量％、Ｓｉ（珪素）：２．０〜２．８重量％、Ｍｎ（マンガン）：０．３重量％以下、Ｐ（燐）：０．０４重量％以下、Ｍｇ（マグネシウム）：０．０２〜０．０６重量％を含み、残部がＦｅ（鉄）から成る球状黒鉛鋳鉄であって、Ｃｕ（銅）：０．４〜０．８重量％とＮｉ（ニッケル）：０．５〜１．０重量％を複合添加すると共に、Ｃａ（カルシウム）：０．００３〜０．０１０重量％未満を添加した球状黒鉛鋳鉄に関するものである。
【００２３】
図１のグラフは他の組成を略同等としてＣｕ及びニッケルを複合添加した場合の試験片Ａと、Ｃｕを単独で添加した場合の試験片Ｂとを耐力と硬さの関係について比較したものであり、このグラフから明らかな通り、同じ耐力を得るにあたり、試験片Ａの方が試験片Ｂよりも大幅に硬さが低く抑えられていることが判明した。
【００２４】
しかも、特に本発明で規定している含有率でＣｕ及びＮｉを複合添加した例では、鋳放しで約４８０ＭＰａ以上の耐力（因みに引張り強度は約７８０ＭＰａ以上）が得られることも確認され、このような約４８０ＭＰａ以上の耐力が得られる領域での試験片Ｂとの硬さの違いが極めて顕著に現れることも確認された。
【００２５】
尚、図１のグラフ中における試験片Ａ’は、Ｃｕ及びＮｉを複合添加したものであるが、Ｃｕを１．０重量％を超えて添加したものであり、このように本発明で規定する範囲を超えたものは、硬さを低く抑える効果が十分に得られないものとなる。
【００２６】
即ち、Ｃｕには、パーライト化を促進してフェライト組織の析出を抑制し且つ鋳鉄の基地組織の強度を高める機能があり、Ｎｉには、耐力値を上げて機械的特性の改善を図る機能があるので、これらＣｕ及びＮｉの複合添加による相乗的な作用によれば、Ｃｕ単独で添加した場合と比較して、必要な耐力を確保しながらも硬さを低く抑えることが可能となり、しかも、Ｎｉ単独で添加した場合と比較して同じ耐力を得るのに必要なＮｉの添加量が少なくて済むことになる。
【００２７】
尚、本発明者らによる検証試験によれば、このようなＣｕ及びＮｉの複合添加による相乗的な作用を得るにあたり、Ｃｕの有効なパーライト化促進効果を得ると共に、Ｎｉの機械的特性改善効果と相乗的に作用して鋳放しで十分に高い疲労強度を得るためには、少なくとも０．４重量％以上のＣｕを必要とすることが判った。
【００２８】
一方、０．８重量％を超えてＣｕを添加してしまうと、Ｎｉを複合添加しても硬さを低く抑えられなくなって切削性や靭性の著しい低下を招いてしまうので、鋳鉄中に占めるＣｕの含有率を０．４〜０．８重量％の範囲に規定する必要があることも判った。
【００２９】
また、Ｎｉは０．５重量％を下まわると耐力値の向上が十分に現れず、また、１．０重量％を越えて添加しても、実用上必要な耐力レベルを越えて素材コストばかりが高くついてしまうので、鋳鉄中に占めるＮｉの含有率を０．５〜１．０重量％に規定する必要がある。
【００３０】
更に、図２のグラフは本発明で規定した組成から成る鋳放しで約４８０ＭＰａの耐力（引張り強度は約７８０ＭＰａ）を有する球状黒鉛鋳鉄の実施例ｘと、約３２０ＭＰａの耐力（引張り強度は約５００ＭＰａ）を有する球状黒鉛鋳鉄の従来品ｙ［ＦＣＤ５００］とを加工性について評価したものであり、このグラフにおいては、ドリル加工長（加工穴一つ当たりの長さに加工穴数を掛けたもの）を横軸にとり、ドリルの逃げ面（切削仕上面との不必要な接触を避けるために逃がした面：この面とすくい面との交線部分が切れ刃を成す）の摩耗量を縦軸にとっている。
【００３１】
この図２のグラフから明らかな通り、本発明に係る実施例ｘは、従来品ｙ［ＦＣＤ５００］と比較して、その耐力や強度が大幅に高いものであるにもかかわらず、加工による逃げ面摩耗量は略同等であり、その加工性に関して格別な差異がないことが確認された。
【００３２】
即ち、Ｃａは、加工時にツールの切削表面に付着し、これがツールの切削表面の保護皮膜（Ｃａが低融点であることから滑りが生じる）となることで該ツールの切削表面の摩耗を抑制する元素として添加されているのであり、本発明者らによる検証試験によれば、このような保護皮膜の形成に少なくとも０．００３重量％以上を必要とするが、０．０１０重量％以上を添加してしまうと、硬質のＣａＯが生成されることにより加工性に悪影響を及ぼす結果となり、また、黒皮表面のフェライト組織の析出が増加して生地組織の強化が十分ではなくなる虞れもあるので、鋳鉄中に占めるＣａの含有率を０．００３〜０．０１０重量％未満の範囲に規定する必要があることが判った。
【００３３】
而して、このような球状黒鉛鋳鉄を採用すれば、Ｃｕ及びＮｉの複合添加により必要な耐力を確保しながらもＣｕ単独添加より硬さを低く抑えることが可能となり、しかも、Ｃａの添加により加工時にツールの切削表面の保護皮膜を形成して該ツールの切削表面の摩耗を抑制することが可能となるので、鋳放しで高い疲労強度を得ながらも良好な加工性を維持することが可能となり、更には、Ｎｉを単独で添加する場合と比較して同じ耐力を得るのに必要なＮｉの添加量が少なくて済み、これにより素材コストを安価に抑制することが可能となる。
【００３４】
尚、本発明の球状黒鉛鋳鉄は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】
以上に説明したことから明らかなように、上記した本発明の球状黒鉛鋳鉄によれば、鋳放しで高い疲労強度を得ながらも良好な加工性を維持することができ、しかも、Ｎｉを単独で添加する場合と比較して同じ耐力を得るのに必要なＮｉの添加量が少なくて済むので、素材コストを安価に抑制することもでき、これによって、球状黒鉛鋳鉄を用いた部品の薄肉軽量設計や低コスト化を加工性を損なうことなく実現できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る試験片Ａと比較用試験片Ｂの耐力と硬さの関係について評価したグラフである。
【図２】本発明に係る実施例ｘと従来品ｙを加工性について評価したグラフである。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to spheroidal graphite cast iron.
[0002]
[Prior art]
In general, some automotive parts, such as chassis frame brackets and suspension arms, use inexpensive and high-strength spheroidal graphite cast iron. Often used as is on the surface.
[0003]
In the design of parts using spheroidal graphite cast iron, the design will be performed using the fatigue strength in the state of the surface of the black scale, but the structure of the surface of the black scale of conventional spheroidal graphite cast iron is compared with the internal structure. As a result, a large amount of ferrite structure was precipitated due to decarburization, and the structure was disadvantageous in terms of fatigue strength. This was a major factor that hindered thin and lightweight design and cost reduction of parts using spheroidal graphite cast iron.
[0004]
As a method of increasing the strength of parts using spheroidal graphite cast iron, it has been conventionally known to perform heat treatment on parts, but increasing the number of heat treatment steps leads to a rise in cost. In addition, even if the internal strength can be improved by such heat treatment, there is a problem that the effect of improving the fatigue strength of the black scale surface is low. Therefore, it is desired to develop a spheroidal graphite cast iron having a high fatigue strength as cast. It is rare.
[0005]
Thus, the present inventors have attempted to add Cu (copper) and Sn (tin) to cast iron at an appropriate content to suppress the precipitation of ferrite structure on the surface of black scale and to achieve a pearlite surface structure. It has been found that a spheroidal graphite cast iron having high fatigue strength can be obtained as-cast, and has already been filed as Japanese Patent Application No. 2002-20378.
[0006]
Further, as prior art document information related to the invention of this application, there are the following Patent Documents 1 to 3 and the like.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-10-96041 [Patent Document 2]
JP-A-10-195587 [Patent Document 3]
JP 2001-131678 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to obtain a spheroidal graphite cast iron having a high fatigue strength by as-casting as described above, the method itself of increasing the strength of the spheroidal graphite cast iron by adding Cu or Ni (nickel) is conventionally known. However, in the former case of increasing the strength by adding Cu, there is an advantage that the material cost can be reduced because Cu is inexpensive, but on the other hand, the hardness is greatly increased with the improvement of the fatigue strength, and the workability is deteriorated. There is a disadvantage that it is difficult to avoid, and on the other hand, in the latter case of increasing strength by adding Ni, there is an advantage that it is harder to harden than in the case of adding Cu, but on the other hand, it is necessary to add a large amount of expensive Ni for increasing strength. The disadvantage is that the material cost is high.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a spheroidal graphite cast iron capable of maintaining good workability while obtaining high fatigue strength as cast and capable of suppressing material cost at low cost. It is intended to be.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, C: 3.2 to 3.8% by weight, Si: 2.0 to 2.8% by weight, Mn: 0.3% by weight or less, P: 0.04% by weight or less, Mg: 0. This is a spheroidal graphite cast iron containing 02 to 0.06% by weight, with the balance being Fe and containing 0.4 to 0.8% by weight of Cu and 0.5 to 1.0% by weight of Ni. , Ca: 0.003 to less than 0.010% by weight.
[0011]
Here, C is contained as an element for improving the flow of the molten metal and increasing the castability, and it is necessary to add at least 3.2% by weight or more in order to ensure good castability. If added in excess of 8% by weight, an abnormal structure such as dross will be generated, so the content of C in the cast iron is specified in the range of 3.2 to 3.8% by weight. .
[0012]
Also, Si is contained as an element for improving castability, but if it is less than 2.0% by weight, the yield strength is reduced, and if it is added in excess of 2.8% by weight, the base structure is not formed. Therefore, the content of Si in the cast iron is specified in the range of 2.0 to 2.8% by weight because ferrite increases.
[0013]
Further, Mn is a component coming from the raw material pig iron and the return material, but if added in excess of 0.3% by weight, the density of the pearlite structure increases, and the nonuniformity of the matrix structure remarkably appears. Since starting, the content of Mn in the cast iron is suppressed to 0.3% by weight or less.
[0014]
Further, P is a component coming from the raw material such as pig iron and a return material, and is a component that crystallizes steadite and makes the cast iron brittle, so that the content of P in the cast iron is 0.04 so as not to deteriorate the mechanical properties. It is defined as not more than% by weight.
[0015]
Further, Mg is contained as an element that promotes spheroidization of graphite, but if it is less than 0.02% by weight, spheroidization of graphite becomes insufficient and mechanical properties deteriorate, and If it is added in excess of 0.06% by weight, Mg dross is generated, so the content of Mg in the cast iron is suppressed to the range of 0.02 to 0.06% by weight.
[0016]
Cu is added as an element that promotes pearlitization to suppress the precipitation of ferrite structure and increases the strength of the base structure of cast iron, and Ni is added as an element that increases the proof stress and improves mechanical properties. The synergistic action of the combined addition of Cu and Ni makes it possible to reduce the hardness while securing the necessary proof stress as compared with the case of adding Cu alone, and to add Ni alone. In comparison with the case, the amount of Ni required to obtain the same proof stress can be reduced.
[0017]
In addition, in obtaining such a synergistic action by the combined addition of Cu and Ni, it is possible to obtain an effective pearlitization promoting effect of Cu, and to act synergistically with the effect of improving the mechanical properties of Ni, so that as-cast is sufficient. In order to obtain high fatigue strength, Cu must be at least 0.4% by weight or more. However, if Cu is added in excess of 0.8% by weight, even if Ni is added in combination, the Therefore, the content of Cu in the cast iron is specified in the range of 0.4 to 0.8% by weight.
[0018]
On the other hand, if Ni is less than 0.5% by weight, the yield strength will not be sufficiently improved, and even if it is added in excess of 1.0% by weight, the material cost will exceed the practically required yield level and increase the material cost. Therefore, the content of Ni in the cast iron is specified to be 0.5 to 1.0% by weight.
[0019]
Further, Ca adheres to the cutting surface of the tool at the time of machining and forms a protective film on the cutting surface of the tool (slip occurs because Ca has a low melting point), thereby suppressing wear of the cutting surface of the tool. Although it is added as an element, at least 0.003% by weight or more is required for the formation of such a protective film, but if 0.010% by weight or more is added, hard CaO is generated. As a result, there is a possibility that the precipitation of the ferrite structure on the surface of the black scale increases and the strengthening of the base structure may not be sufficient, so that the content of Ca in the cast iron is reduced to 0.003. It is specified in the range of less than 0.010% by weight.
[0020]
Thus, it is possible to keep the required proof stress by the combined addition of Cu and Ni while keeping the hardness lower than by adding Cu alone, and to add the calcium to the cutting of the tool during machining. Since it becomes possible to form a protective film on the surface and to suppress wear of the cutting surface of the tool, it is possible to maintain good workability while obtaining high fatigue strength by as-cast, Compared with the case where Ni is added alone, the amount of Ni required to obtain the same proof stress can be reduced, so that the material cost can be suppressed at a low cost.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
In the present invention, C (carbon): 3.2 to 3.8% by weight, Si (silicon): 2.0 to 2.8% by weight, Mn (manganese): 0.3% by weight or less, P (phosphorus) : 0.04% by weight or less, Mg (magnesium): 0.02 to 0.06% by weight, the balance being spheroidal graphite cast iron composed of Fe (iron), Cu (copper): 0.4 to 0 The present invention relates to a spheroidal graphite cast iron to which 0.8% by weight and Ni (nickel): 0.5 to 1.0% by weight are combined and Ca (calcium): 0.003 to less than 0.010% by weight is added. .
[0023]
The graph of FIG. 1 compares the test piece A in the case where Cu and nickel are added in combination with the test piece B in the case where Cu is added alone with respect to the relationship between proof stress and hardness, with other compositions being substantially equal. As is clear from this graph, in obtaining the same proof stress, it was found that the hardness of the test piece A was much lower than that of the test piece B.
[0024]
In addition, in particular, in the case where Cu and Ni are added in combination at the contents specified in the present invention, it has been confirmed that a proof stress of about 480 MPa or more can be obtained by as-cast (the tensile strength is about 780 MPa or more). It was also confirmed that the difference in hardness from the test piece B in a region where a yield strength of about 480 MPa or more was obtained was extremely remarkable.
[0025]
The test piece A ′ in the graph of FIG. 1 is a composite to which Cu and Ni are added, but to which Cu is added in excess of 1.0% by weight, and is thus defined in the present invention. If the hardness exceeds the range, the effect of suppressing the hardness is not sufficiently obtained.
[0026]
That is, Cu has a function of promoting pearlitization to suppress precipitation of a ferrite structure and increasing the strength of a base structure of cast iron, and Ni has a function of increasing a proof stress and improving mechanical properties. Therefore, according to the synergistic action of the composite addition of Cu and Ni, it is possible to reduce the hardness while securing the necessary proof stress, as compared with the case of adding Cu alone, and As compared with the case where Ni is added alone, the amount of Ni required to obtain the same proof stress can be reduced.
[0027]
According to the verification test by the present inventors, in obtaining such a synergistic action by the composite addition of Cu and Ni, an effective pearlitizing promoting effect of Cu is obtained and a mechanical property improving effect of Ni is obtained. It has been found that at least 0.4% by weight or more of Cu is required in order to obtain a sufficiently high fatigue strength by casting as a synergistic effect.
[0028]
On the other hand, if Cu is added in excess of 0.8% by weight, the hardness cannot be suppressed to a low level even if Ni is added in combination, leading to a significant decrease in machinability and toughness. It was also found that the Cu content had to be defined in the range of 0.4 to 0.8% by weight.
[0029]
Also, if Ni is less than 0.5% by weight, the yield strength is not sufficiently improved, and even if Ni is added in excess of 1.0% by weight, the material cost exceeds the practically required yield level and the material cost only increases. Therefore, it is necessary to regulate the content of Ni in the cast iron to 0.5 to 1.0% by weight.
[0030]
Further, the graph of FIG. 2 shows an example x of a spheroidal graphite cast iron having an as-cast strength (tensile strength of about 780 MPa) of as-cast having the composition specified in the present invention, and a yield strength of about 320 MPa (tensile strength of about 500 MPa). ) Is evaluated with respect to workability with a conventional product y [FCD500] of spheroidal graphite cast iron, and in this graph, a drilling length (length per machining hole multiplied by the number of machining holes) is shown. Is plotted on the abscissa, and the amount of wear on the flank of the drill (the surface escaping to avoid unnecessary contact with the cut surface: the intersection of this surface and the rake surface forms the cutting edge) is plotted on the ordinate. I have.
[0031]
As is clear from the graph of FIG. 2, the flank surface of the working example x according to the present invention is processed in spite of the fact that its yield strength and strength are significantly higher than those of the conventional product y [FCD500]. The wear amount was substantially the same, and it was confirmed that there was no particular difference in workability.
[0032]
That is, Ca adheres to the cutting surface of the tool at the time of machining and forms a protective film on the cutting surface of the tool (slip occurs because Ca has a low melting point), thereby suppressing wear of the cutting surface of the tool. According to a verification test by the present inventors, at least 0.003% by weight or more is required for forming such a protective film, but 0.010% by weight or more is added. If hard CaO is generated, the result will be a bad influence on workability due to the generation of hard CaO, and the precipitation of the ferrite structure on the surface of the black scale may increase, and the strengthening of the dough structure may not be sufficient. It has been found that the Ca content in the cast iron needs to be defined in the range of 0.003 to less than 0.010% by weight.
[0033]
Thus, if such a spheroidal graphite cast iron is employed, it is possible to suppress the hardness lower than the single addition of Cu while securing the necessary proof stress by the composite addition of Cu and Ni, and further, by adding Ca, Since a protective film on the cutting surface of the tool can be formed during processing and wear of the cutting surface of the tool can be suppressed, it is possible to maintain good workability while obtaining high fatigue strength as cast. Further, compared to the case where Ni is added alone, the amount of Ni necessary to obtain the same proof stress can be reduced, thereby making it possible to suppress the material cost inexpensively.
[0034]
Note that the spheroidal graphite cast iron of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
[0035]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the spheroidal graphite cast iron of the present invention described above, it is possible to maintain good workability while obtaining high fatigue strength in an as-cast state, and moreover, Ni alone is used. Since the amount of Ni required to obtain the same proof stress is smaller than in the case of adding Ni, the material cost can also be reduced and the thin and lightweight design of parts using spheroidal graphite cast iron can be achieved. It is possible to achieve an excellent effect that cost reduction can be realized without impairing workability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing an evaluation of the relationship between proof stress and hardness of a test piece A and a comparative test piece B according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the workability of Example x and the conventional product y according to the present invention.
