JP2007182620A

JP2007182620A - 黒鉛球状化剤

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Publication number: JP2007182620A
Application number: JP2006167477A
Authority: JP
Inventors: Shinko Koike; 真弘小池; Makoto Kitamura; 誠北村
Original assignee: Toyo Denka Kogyo Co Ltd; Asahi Tec Corp
Current assignee: Toyo Denka Kogyo Co Ltd; Asahi Tec Corp
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2026-06-16
Also published as: US20070134149A1; JP4974591B2

Abstract

【課題】チャンキー黒鉛の発生を抑制して黒鉛の球状化を良好に行うことが可能な黒鉛球状化剤を提供する。
【解決手段】本発明の黒鉛球状化剤は、珪素、マグネシウム、カルシウム、及び希土類元素を含有する黒鉛球状化剤であって、黒鉛球状化剤全体に対して、希土類元素を０．６〜３．０質量％、及びカルシウムを１．３〜４．０質量％含み、且つ希土類元素中に占めるランタンの割合が５０質量％以上である。
【選択図】なし

Description

本発明は、黒鉛球状化剤に関する。さらに詳しくは、球状黒鉛鋳鉄を製造する際に、鋳鉄中の黒鉛を球状化するために使用する黒鉛球状化剤に関する。

球状黒鉛鋳鉄は、鋳放し状態で黒鉛が球状に晶出している鋳鉄であり、黒鉛が球状化されているために、片状黒鉛鋳鉄と比較して機械的特性（引張り強さ、伸び等）に優れるという特徴を有している。

このような球状黒鉛鋳鉄を製造する方法としては、取鍋内において鋳鉄溶湯と何らかの黒鉛球状化剤とを反応させることによって、鋳鉄中の黒鉛を球状に晶出させる処理（黒鉛球状化処理）を行い、その黒鉛球状化処理が行われた鋳鉄溶湯を鋳型に鋳込むことにより球状黒鉛鋳鉄を得る製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような黒鉛球状化剤としては、純マグネシウムやマグネシウム基合金が用いられており、例えば、マグネシウム基合金としては、珪素（Ｓｉ）、希土類元素（ＲＥ）、カルシウム（Ｃａ）等を含有するマグネシウム基合金からなる黒鉛球状化剤が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

このような黒鉛球状化剤に含まれる希土類元素（ＲＥ）は、黒鉛の球状化を促進させることに加え、鋳鉄溶湯に含まれている球状化阻害元素を中和する目的で含まれており、通常、単一元素に抽出・精製していない希土類元素、例えば、セリウム（Ｃｅ）が４０〜５０質量％、ランタン（Ｌａ）が２０〜４０質量％、ネオジム（Ｎｄ）が１５質量％以下、プラセオジム（Ｐｒ）が５質量％以下の成分組成の混合物が多く用いられている。
特開平６−２８５６１２号公報特開２０００−３０３１１３号公報

しかしながら、希土類元素（ＲＥ）を含む黒鉛球状化剤は、比較的肉厚の鋳造品を製造した場合に、粉状の黒鉛が飛び散った状態の不良黒鉛（チャンキー黒鉛）が形成されてしまうという問題があった。

このようなチャンキー黒鉛が形成された鋳造品は、例えば、引張り強さ、耐力、伸び等の機械的特性が低下したり、意匠面等となる加工面に粉状の黒鉛（チャンキー黒鉛）が出現するために製品としての価値が低下してしまう。

なお、希土類元素（ＲＥ）の含有量を少なくすることにより、チャンキー黒鉛の発生を抑制することが可能であるが、希土類元素（ＲＥ）を含むことによる効果も減少し、マグネシウム（Ｍｇ）の酸化や気化が起こり易くなるという問題があった。また、機械的特性に関しても、正常に黒鉛が球状化した鋳造品と比較して低くなってしまう。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、チャンキー黒鉛の発生を抑制して黒鉛の球状化を良好に行うことが可能な黒鉛球状化剤を提供する。

本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、黒鉛球状化剤に含まれる希土類元素の質量割合と、その希土類元素に占めるランタン（Ｌａ）の質量割合とを所定の範囲とすることにより、チャンキー黒鉛の発生を抑制するとともに、マグネシウムのフェーディング時間を長くすることができ、さらに、黒鉛球状化剤に含まれるカルシウム（Ｃａ）の質量割合を所定の範囲とすることにより、急冷組織（チル）の発生を抑制することができるということを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明によれば、以下に示す黒鉛球状化剤が提供される。

［１］珪素、マグネシウム、カルシウム、及び希土類元素を含有する黒鉛球状化剤であって、前記黒鉛球状化剤全体に対して、希土類元素を０．６〜３．０質量％、及びカルシウムを１．３〜４．０質量％含み、且つ前記希土類元素中に占めるランタンの割合が５０質量％以上である黒鉛球状化剤。

［２］前記黒鉛球状化剤全体に対して、前記マグネシウムを３．０〜８．０質量％含む前記［１］に記載の黒鉛球状化剤。

［３］前記黒鉛球状化剤全体に対して、前記珪素を４０〜７０質量％含む前記［１］又は［２］に記載の黒鉛球状化剤。

［４］前記黒鉛球状化剤全体に対して、アルミニウムの含有割合が１．５質量％以下である前記［１］〜［３］のいずれかに記載の黒鉛球状化剤。

［５］前記希土類元素中に占めるランタンの割合が７０質量％以上である前記［１］〜［４］のいずれかに記載の黒鉛球状化剤。

［６］前記希土類元素中に占めるセリウムの割合が３０質量％以下である前記［１］〜［５］のいずれかに記載の黒鉛球状化剤。

［７］前記黒鉛球状化剤が、粉体又は塊状である前記［１］〜［６］のいずれかに記載の黒鉛球状化剤。

［８］置注ぎ法に用いられる前記［１］〜［７］のいずれかに記載の黒鉛球状化剤。

本発明の黒鉛球状化剤は、チャンキー黒鉛の発生を抑制して黒鉛の球状化を良好に行うことができる。

以下、本発明の黒鉛球状化剤の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。

本実施の形態の黒鉛球状化剤は、球状黒鉛鋳鉄を製造する際に、鋳鉄中の黒鉛を球状化するために使用するものである。本実施の形態の黒鉛球状化剤は、珪素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、及び希土類元素（ＲＥ）を含有する黒鉛球状化剤であって、黒鉛球状化剤全体に対して、希土類元素（ＲＥ）を０．６〜３．０質量％、及びカルシウム（Ｃａ）を１．３〜４．０質量％含み、且つ希土類元素（ＲＥ）中に占めるランタン（Ｌａ）の割合が５０質量％以上である黒鉛球状化剤である。

このように、黒鉛球状化剤全体に対して、希土類元素（ＲＥ）を０．６〜３．０質量％含み、且つ希土類元素（ＲＥ）中に占めるランタン（Ｌａ）の割合を５０質量％以上とすることにより、鋳鉄溶湯の球状化を行う際にチャンキー黒鉛の発生を抑制し、黒鉛の球状化を良好に行うことが可能となる。また、例えば、単に希土類元素（ＲＥ）全体の含有量を減少させてチャンキー黒鉛の発生を抑制した場合とは異なり、黒鉛球状化剤全体に対するランタン（Ｌａ）の割合が高くなることから、マグネシウム（Ｍｇ）のフェーディング時間の減少も抑制することができる。また、得られる鋳造品の機械的特性、具体的には、引張り強さ、耐力、伸び等についても、従来の希土類元素（ＲＥ）を含む黒鉛球状化剤を用いた場合と比較して優れたものとなる。

また、本実施の形態の黒鉛球状化剤は、黒鉛球状化剤全体に対して、カルシウム（Ｃａ）を１．３〜４．０質量％含むため、急冷組織（チル）の発生を抑制することができる。カルシウム（Ｃａ）が１．３質量％未満の場合には、チルの発生を抑制する効果が十分でなく、一方、カルシウム（Ｃａ）が４．０質量％を超えた場合には、球状化処理を行った後に、カルシウム（Ｃａ）が大量のスラグの要因となり、発生したスラグの除去に手間が掛かることや、鋳造品に混入して、ピンホール不良やのろかみ等が発生することがある。

なお、本実施の形態の黒鉛球状化剤は、黒鉛球状化剤全体に対して、希土類元素（ＲＥ）を０．６〜２．４質量％含むことが好ましく、０．６〜１．８質量％含むことがさらに好ましい。また、希土類元素（ＲＥ）中に占めるランタン（Ｌａ）の割合は、７０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがさらに好ましい。このように構成することによって、チャンキー黒鉛の発生をより良好に抑制することができ、さらに、得られる鋳造品の機械的特性が低下し易い肉厚や肉薄等の鋳造品についても、その機械的特性を低下させることなく製造することが可能となる。なお、本実施の形態の黒鉛球状化剤においては、黒鉛球状化剤全体に対して、ランタン（Ｌａ）単独で０．３〜２．４質量％含むことが好ましく、０．６〜１．８質量％含むことがさらに好ましい。

また、希土類元素中に占めるランタン（Ｌａ）以外の元素としては、セリウム（Ｃｅ）、ネオジム（Ｎｄ）、プラセオジム（Ｐｒ）等を挙げることができる。なお、本実施の形態の黒鉛球状化剤においては、希土類元素中に占めるセリウム（Ｃｅ）の割合が３０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがさらに好ましく、１０質量％以下であることが特に好ましい。このように構成することによって、チャンキー黒鉛の発生をさらに良好に抑制することができる。

また、黒鉛球状化剤に含まれるカルシウム（Ｃａ）は、黒鉛球状化剤全体に対して、１．６〜３．０質量％であることが好ましく、１．８〜２．４質量％であることがさらに好ましい。このように構成することによって、スラグの発生を最小限に抑えつつ、チルの発生を抑制する効果を得ることができる。

また、本実施の形態の黒鉛球状化剤は、上述した希土類元素（ＲＥ）とカルシウム（Ｃａ）との他に、マグネシウム（Ｍｇ）と珪素（Ｓｉ）とを含んでいる。なお、特に限定されることはないが、本実施の形態の黒鉛球状化剤は、黒鉛球状化剤全体に対して、マグネシウム（Ｍｇ）を３．０〜８．０質量％含むことが好ましく、４．５〜６．０質量％含むことがさらに好ましい。マグネシウム（Ｍｇ）が３．０質量％未満であると、球状化に必要となる黒鉛球状化剤の量が多くなりすぎ、経済性や作業性を阻害することがある。一方、８．０質量％を超えると反応が激しくなりすぎ鋳鉄溶湯の飛散を招いたりすることがある。

また、黒鉛球状化剤全体に対して、珪素を４０〜７０質量％含むことが好ましく、４３〜５０質量％含むことがさらに好ましい。このように構成することによって、球状化処理時に珪酸マグネシウム系のドロス・ノロが生成するのを最小限に抑えて、清浄な鋳鉄溶湯を得ることができる。

さらに、本実施の形態の黒鉛球状化剤は、黒鉛球状化剤全体に対して、アルミニウムの含有割合が１．５質量％以下であることが好ましい。このように構成することによって、ピンホールの発生を抑制することができる。

なお、黒鉛球状化剤を構成する上記以外の成分としては、鉄等を挙げることができる。

また、本実施の形態の黒鉛球状化剤は、従来公知の全ての黒鉛球状化処理の方法に適用することができる。具体的には、置注ぎ法（サンドイッチ法ともいう）、タンディッシュ法、コンバータ法等を適用することができるが、中でも、簡易な設備で実施することができ、設備のメンテナンスに手間がかからない点において、置注ぎ法に好適に用いることができる。

置注ぎ法は、図１（ａ）に示すような、底部にポケット状の反応室２が形成された取鍋１を用いて行われる。まず、取鍋１底部の反応室２に黒鉛球状化剤３を充填し、図１（ｂ）に示すように、充填された黒鉛球状化剤３の上面をカバー材４（切削粉、ポンチ屑、鋼板等）で完全に被覆する。次いで、取鍋１内に鋳鉄溶湯５を注ぎ込むと、カバー材４が鋳鉄溶湯５によって溶解されるとともに、黒鉛球状化剤３も溶解されて、反応が開始され、黒鉛球状化処理が行われる。なお、置注ぎ法においては、比較的胴長の取鍋を用いると、鋳鉄溶湯中で確実に反応を起こさせることができ、鋳鉄溶湯中に残留するマグネシウム（Ｍｇ）の歩留りが向上するため好ましい。また、黒鉛球状化剤３とカバー材４との間に、接種剤を配設してもよい。

タンディッシュ法は、取鍋の上部開口部を封止するように載置された、蓋としての機能も果たす受湯容器（タンディッシュ）を備えた取鍋を用いて行われる。タンディッシュ法では、鋳鉄溶湯を、受湯容器を経由して取鍋内に注ぎ込む点に特徴があるが、この他の工程については、置注ぎ法と同様に行われる。

コンバータ法は、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すような、底部に反応室１２を備え、傾動可能な取鍋１１（転炉と称される）を用いて行われる。まず、図２（ａ）に示すように、取鍋１１を横転させた状態で取鍋１１底部の反応室１２に黒鉛球状化剤１３を充填するとともに、鋳鉄溶湯１５を注ぎ込み（受湯）、次いで、図２（ｂ）に示すように、取鍋１１を傾動させ、蓋１６を閉じた状態で反応室１２内の黒鉛球状化剤１３と鋳鉄溶湯１５とを接触させることにより、両者を反応させ、黒鉛球状化処理を行う（反応）。最後に、図２（ｃ）に示すように、再度、取鍋１１を傾けることによって、黒鉛球状化処理が行われた鋳鉄溶湯１５を取り出す（出湯）。

上述のように、黒鉛球状化処理が行われた鋳鉄溶湯は、鋳型に鋳込むことにより所望の形状の球状黒鉛鋳鉄を得ることができる。

本実施の形態の黒鉛球状化剤の形状については特に制限はなく、例えば、黒鉛球状化処理が行われる方法に応じて適宜好ましい形状を決定することができ、例えば、粉体又は塊状を好適例として挙げることができる。また、例えば、置注ぎ法によって黒鉛球状化処理が行われる場合には、使用する取鍋底部に形成された反応室に充填され得る形状であることが好ましい。

なお、本実施の形態の黒鉛球状化剤は、球状黒鉛鋳鉄の製造のみならず、ＣＶ（コンパクテッド・バーミキュラー）黒鉛鋳鉄の製造にも好適に用いることができる。ＣＶ黒鉛鋳鉄は、球状黒鉛鋳鉄（黒鉛球状化率７０％超）とは異なり、黒鉛が完全には球状化されておらず（黒鉛球状化率４０〜７０％）、芋虫状に晶出している鋳鉄であり、球状黒鉛鋳鉄と同程度の機械的特性を持ちながら、鋳造性や熱伝導性に優れるものである。

以下、本発明を実施例に基づき、さらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

本実施例、及び比較例においては、それぞれ組成の異なる黒鉛球状化剤を製造し、取鍋内において黒鉛球状化剤と鋳鉄溶湯とを反応させることによって黒鉛球状化処理を行い、黒鉛球状化処理が行われた鋳鉄溶湯を所定形状の鋳型に鋳込むことにより球状黒鉛鋳鉄からなる鋳造品を製造し、その鋳造品について、引張り強さ、耐力、伸び、及び得られた鋳造品の断面の状態を比較することによって、本発明の効果について評価した。なお、チャンキー黒鉛は、比較的肉厚の鋳造品を製造した場合に、形成されやすいため、鋳造された鋳造品の肉厚を８ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍの４段階に分け、各々について、引張り強さ、耐力、伸び及び得られた鋳造品の断面を比較することによって、本発明の効果について評価した。

（実施例１）
珪素（Ｓｉ）４６質量％、マグネシウム（Ｍｇ）５質量％、カルシウム（Ｃａ）２．２質量％、希土類元素（ＲＥ）０．６質量％、アルミニウム（Ａｌ）０．３質量％、及び残部として鉄（Ｆｅ）等を含む黒鉛球状化剤を製造した。なお、実施例１の黒鉛球状化剤においては、希土類元素（ＲＥ）に占めるランタン（Ｌａ）の質量割合が１００質量％である。表１に黒鉛球状化剤の配合処方を示す。

黒鉛球状化処理の方法としては、置注ぎ法（サンドイッチ法ともいう）を採用することとし、取鍋としては、図３に示すような、底部にポケット状の反応室２２が形成された取鍋２１を使用した（内容積約５０リットル）。なお、図３において、符号２９は取鍋本体、符号３０は耐火材、符号３１は仕切り板、符号３２はポケットを示す。

まず、取鍋底部の反応室２２に、使用する鋳鉄溶湯全体に対して１質量％に相当する量の黒鉛球状化剤を充填し、充填された黒鉛球状化剤の上面を接種剤とカバー材とで完全に被覆した。接種剤は、珪素７５質量％、カルシウム０．５質量％、アルミニウム２質量％、及び残部が鉄（合計１００質量％）からなるものであり、鋳鉄溶湯全体に対して０．３質量％に相当する量を用いた。また、カバー材は、鋳鉄溶湯全体に対して１質量％に相当する量の球状黒鉛鋳鉄の切削粉を使用した。

次いで、炉口から取鍋内に鋳鉄溶湯５０ｋｇを注ぎ込み、数秒間、大気圧条件下で黒鉛球状化処理を行った。鋳鉄溶湯の出湯温度１５００℃とし、注湯温度１４００〜１３８５℃とした。

なお、本実施例にて使用する鋳鉄溶湯としては、得られる鋳造品の狙い組成が表２に記載されたものとなるような成分の鋳鉄を高周波溶解炉にて溶融してなる鋳鉄溶湯を使用した。

黒鉛球状化処理を行った鋳鉄溶湯を、厚さ１００ｍｍ、径２００ｍｍの円柱状の鋳型に鋳込むことにより、円柱状の試験ブロック（以下、「丸ブロック」という）を鋳造した。

得られた丸ブロックから、日本工業規格ＪＩＳＺ２２０１に準拠した方法によってテストピースを得、得られたテストピースの引張り強さ（Ｎ／ｍｍ^２）、耐力（Ｎ／ｍｍ^２）、及び伸び（％）を評価した。測定結果を表３に示す。なお、引張り強さ（Ｎ／ｍｍ^２）、耐力（Ｎ／ｍｍ^２）、及び伸び（％）は、日本工業規格ＪＩＳＺ２２４１に準拠した方法に従って測定を行った。

また、得られた丸ブロックの厚さ方向における、上面側の部位（上部）と底面側の部位（下部）とを切断して試験片として採取し、それぞれの試験片の断面を電子顕微鏡で観察し、黒鉛の球状化状態、チャンキー黒鉛の発生の有無を確認した。図４は、実施例１によって得られた丸ブロックの上部試験片の断面の顕微鏡写真、図５は、実施例１によって得られた丸ブロックの下部試験片の断面の顕微鏡写真である。

また、同様の鋳鉄溶湯を用いて、直方体の試験ブロック（以下、「Ｉブロック」という）を作製した。なお、このＩブロックとしては、厚さの異なる４種類の鋳造品を製造した。Ｉブロックの形状は、縦２５０ｍｍ、横１５０ｍｍで、肉厚が８ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍ、及び１００ｍｍである。

得られたＩブロックについて、上記の丸ブロックと同様の方法にて、引張り強さ（Ｎ／ｍｍ^２）、耐力（Ｎ／ｍｍ^２）、及び伸び（％）を評価した。肉厚が２５ｍｍの場合における測定結果を表４に示す。

また、日本鋳物協会のＣ４号試験片を作製し、得られた試験片の一方の端部からチルが形成されなくなるまでの長さを測定することによってチル試験を行った。測定結果を表５に示す。

（実施例２〜４）
黒鉛球状化剤全体に対する希土類元素の配合割合を１．８質量％にし、実施例２においては希土類元素に占めるランタン（Ｌａ）の質量割合を５０質量％、実施例３においては、希土類元素に占めるランタン（Ｌａ）の質量割合を７０質量％、実施例４においては、希土類元素に占めるランタン（Ｌａ）の質量割合を９０質量％にした以外は、実施例１と同様の配合処方の黒鉛球状化剤を製造し、得られた黒鉛球状化剤を用いて、実施例１と同様の方法にして丸ブロック及びＩブロックを鋳造し、引張り強さ（Ｎ／ｍｍ^２）、耐力（Ｎ／ｍｍ^２）、及び伸び（％）を測定した。測定結果を表３及び表４に示す。

また、得られた丸ブロックの厚さ方向における、上面側の部位（上部）と底面側の部位（下部）とを切断して試験片として採取し、それぞれの試験片の断面を電子顕微鏡で観察し、黒鉛の球状化状態、チャンキー黒鉛の発生の有無を確認した。図６は、実施例２によって得られた丸ブロックの上部試験片の断面の顕微鏡写真、図７は、実施例２によって得られた丸ブロックの下部試験片の断面の顕微鏡写真、図８は、実施例３によって得られた丸ブロックの上部試験片の断面の顕微鏡写真、図９は、実施例３によって得られた丸ブロックの下部試験片の断面の顕微鏡写真、図１０は、実施例４によって得られた丸ブロックの上部試験片の断面の顕微鏡写真、図１１は、実施例４によって得られた丸ブロックの下部試験片の断面の顕微鏡写真である。

（比較例１）
黒鉛球状化剤全体に対する希土類元素の配合割合を１．８質量％にし、希土類元素に占めるランタン（Ｌａ）の質量割合を３０質量％にした以外は、実施例１と同様の配合処方の黒鉛球状化剤を製造し、得られた黒鉛球状化剤を用いて、実施例１と同様の方法にして丸ブロック及びＩブロックを鋳造し、引張り強さ（Ｎ／ｍｍ^２）、耐力（Ｎ／ｍｍ^２）、伸び（％）、及びチル長さを測定した。測定結果を表３〜表５に示す。

また、得られた丸ブロックの厚さ方向における、上面側の部位（上部）と底面側の部位（下部）とを切断して試験片として採取し、それぞれの試験片の断面を電子顕微鏡で観察し、黒鉛の球状化状態、チャンキー黒鉛の発生の有無を確認した。図１２は、比較例１によって得られた丸ブロックの上部試験片の断面の顕微鏡写真、図１３は、比較例１によって得られた丸ブロックの下部試験片の断面の顕微鏡写真である。

（比較例２及び３）
比較例２においては、黒鉛球状化剤全体に対するカルシウムの配合割合を０．４質量％とし、比較例３においては、黒鉛球状化剤全体に対するカルシウムの配合割合を１．２質量％とした以外は、実施例１と同様の配合処方の黒鉛球状化剤を製造し、得られた黒鉛球状化剤を用いて、実施例１と同様の方法にして丸ブロック及びＩブロックを鋳造し、引張り強さ（Ｎ／ｍｍ^２）、耐力（Ｎ／ｍｍ^２）、伸び（％）、及びチル長さを測定した。測定結果を表３〜表５に示す。

また、得られた丸ブロックの厚さ方向における、上面側の部位（上部）と底面側の部位（下部）とを切断して試験片として採取し、それぞれの試験片の断面を電子顕微鏡で観察し、黒鉛の球状化状態、チャンキー黒鉛の発生の有無を確認した。図１４は、比較例２によって得られた丸ブロックの上部試験片の断面の顕微鏡写真、図１５は、比較例２によって得られた丸ブロックの下部試験片の断面の顕微鏡写真、図１６は、比較例３によって得られた丸ブロックの上部試験片の断面の顕微鏡写真、図１７は、比較例３によって得られた丸ブロックの下部試験片の断面の顕微鏡写真である。

また、実施例１〜４及び比較例１において製造された、肉厚が８ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍ、及び１００ｍｍの４種類の鋳造品（Ｉブロック）の各々についての、引張り強さ（Ｎ／ｍｍ^２）、耐力（Ｎ／ｍｍ^２）、及び伸び（％）の評価結果を表６〜表８に示す。なお、表６は引張り強さの測定結果、表７は耐力の測定結果、表８は伸びの測定結果である。また、図２１は、実施例１〜４及び比較例１にて得られた鋳造品の肉厚（ｍｍ）と、引張り強さ（Ｎ／ｍｍ^２）との関係を示すグラフであり、図２２は、実施例１〜４及び比較例１にて得られた鋳造品の肉厚（ｍｍ）と、耐力（Ｎ／ｍｍ^２）との関係を示すグラフであり、図２３は、実施例１〜４及び比較例１にて得られた鋳造品の肉厚（ｍｍ）と、伸び（％）との関係を示すグラフである。また、比較例１〜３にて鋳造した肉厚が５０ｍｍの鋳造品の一部を切断して試験片として採取し、それぞれの試験片の断面を電子顕微鏡で観察し、黒鉛の球状化状態、チャンキー黒鉛の発生の有無を確認した。図１８は、比較例１によって得られた試験片（肉厚が５０ｍｍ）の断面の顕微鏡写真、図１９は、比較例２によって得られた試験片（肉厚が５０ｍｍ）の断面の顕微鏡写真、図２０は、比較例３によって得られた試験片（肉厚が５０ｍｍ）の断面の顕微鏡写真である。

表６〜表８に示す測定結果、及び図２１〜図２３に示すグラフからも分かるように、実施例１〜４、及び比較例１において製造された鋳造品は、肉厚が最も薄い、肉厚８ｍｍの場合に、より高い測定結果が得られており、その肉厚が増大するに従って、引張り強さ、耐力、及び伸びの値が低下していることが分かる。この中で、本発明の黒鉛球状化剤を用いた実施例１〜４は、比較例１と比較した場合に、肉厚が増大した際における、引張り強さ、耐力、及び伸びの値の低下が緩やかであり、チャンキー黒鉛が形成され易い比較的肉厚の鋳造品に対して、チャンキー黒鉛やチルの発生を有効に抑制していることが確認された。特に、比較例１においては、鋳造品の肉厚が２５ｍｍを超えると、引張り強さ、耐力、及び伸びの値が急激に低下していることが確認できるが、実施例１〜４においては、引張り強さ、耐力、及び伸びの値の低下が緩やかである。

また、表５から分かるように、カルシウムの配合割合が低い黒鉛球状化剤を用いた比較例２及び３（比較例２は０．４質量％、比較例３は１．２質量％）は、実施例１と比較して、チル深さ（ｍｍ）が非常に大きくなっており、本発明の黒鉛球状化剤を用いることによって、チルの発生を抑制できるということが確認された。

本発明の黒鉛球状化剤は、チャンキー黒鉛やチルの発生が抑制された球状黒鉛鋳鉄を製造する際に好適に用いることができる。

黒鉛球状化処理の一方法であるサンドイッチ法で用いる取鍋の構造を示す断面図である。図１（ａ）の反応室部分の拡大図である。黒鉛球状化処理の一方法であるコンバータ法における受湯時の工程を示す工程図である。黒鉛球状化処理の一方法であるコンバータ法における反応時の工程を示す工程図である。黒鉛球状化処理の一方法であるコンバータ法における出湯時の工程を示す工程図である。実施例、及び比較例において使用した取鍋の構造を示す側面断面図である。実施例１によって得られた丸ブロックの上部試験片の断面の顕微鏡写真である。実施例１によって得られた丸ブロックの下部試験片の断面の顕微鏡写真である。実施例２によって得られた丸ブロックの上部試験片の断面の顕微鏡写真である。実施例２によって得られた丸ブロックの下部試験片の断面の顕微鏡写真である。実施例３によって得られた丸ブロックの上部試験片の断面の顕微鏡写真である。実施例３によって得られた丸ブロックの下部試験片の断面の顕微鏡写真である。実施例４によって得られた丸ブロックの上部試験片の断面の顕微鏡写真である。実施例４によって得られた丸ブロックの下部試験片の断面の顕微鏡写真である。比較例１によって得られた丸ブロックの上部試験片の断面の顕微鏡写真である。比較例１によって得られた丸ブロックの下部試験片の断面の顕微鏡写真である。比較例２によって得られた丸ブロックの上部試験片の断面の顕微鏡写真である。比較例２によって得られた丸ブロックの下部試験片の断面の顕微鏡写真である。比較例３によって得られた丸ブロックの上部試験片の断面の顕微鏡写真である。比較例３によって得られた丸ブロックの下部試験片の断面の顕微鏡写真である。比較例１によって得られた試験片（肉厚が５０ｍｍ）の断面の顕微鏡写真である。比較例２によって得られた試験片（肉厚が５０ｍｍ）の断面の顕微鏡写真である。比較例３によって得られた試験片（肉厚が５０ｍｍ）の断面の顕微鏡写真である。実施例１〜４及び比較例１にて得られた鋳造品の肉厚（ｍｍ）と、引張り強さ（Ｎ／ｍｍ^２）との関係を示すグラフである。実施例１〜４及び比較例１にて得られた鋳造品の肉厚（ｍｍ）と、耐力（Ｎ／ｍｍ^２）との関係を示すグラフである。実施例１〜４及び比較例１にて得られた鋳造品の肉厚（ｍｍ）と、伸び（％）との関係を示すグラフである。

符号の説明

１，１１，２１：取鍋、２，１２，２２：反応室、３，１３：黒鉛球状化剤、４：カバー材、５，１５：鋳鉄溶湯、１６：蓋、３０：耐火材、３１：仕切り板、３２：ポケット。

Claims

珪素、マグネシウム、カルシウム、及び希土類元素を含有する黒鉛球状化剤であって、
前記黒鉛球状化剤全体に対して、希土類元素を０．６〜３．０質量％、及びカルシウムを１．３〜４．０質量％含み、且つ前記希土類元素中に占めるランタンの割合が５０質量％以上である黒鉛球状化剤。
前記黒鉛球状化剤全体に対して、前記マグネシウムを３．０〜８．０質量％含む請求項１に記載の黒鉛球状化剤。
前記黒鉛球状化剤全体に対して、前記珪素を４０〜７０質量％含む請求項１又は２に記載の黒鉛球状化剤。
前記黒鉛球状化剤全体に対して、アルミニウムの含有割合が１．５質量％以下である請求項１〜３のいずれかに記載の黒鉛球状化剤。
前記希土類元素中に占めるランタンの割合が７０質量％以上である請求項１〜４のいずれかに記載の黒鉛球状化剤。
前記希土類元素中に占めるセリウムの割合が３０質量％以下である請求項１〜５のいずれかに記載の黒鉛球状化剤。
前記黒鉛球状化剤が、粉体又は塊状である請求項１〜６のいずれかに記載の黒鉛球状化剤。
置注ぎ法に用いられる請求項１〜７のいずれかに記載の黒鉛球状化剤。