JP2019189906A

JP2019189906A - 酸化物を含有する鋳鉄用接種剤

Info

Publication number: JP2019189906A
Application number: JP2018083116A
Authority: JP
Inventors: 寛明辻; Hiroaki Tsuji; 昿爾岡内; Koji Okauchi; 登起雄甲斐; Tokio Kai; 数男十市; Kazuo Toichi; 芳夫五十嵐; Yoshio Igarashi; 中江　秀雄; Hideo Nakae; 秀雄中江
Original assignee: Fundry Service Co Ltd; Toyo Denka Kogyo Co Ltd
Current assignee: Fundry Service Co Ltd; Toyo Denka Kogyo Co Ltd
Priority date: 2018-04-24
Filing date: 2018-04-24
Publication date: 2019-10-31
Anticipated expiration: 2038-04-24
Also published as: JP6968369B2

Abstract

【課題】従来の接種剤と同等以上に黒鉛粒数を増加させる接種剤を提供する。【解決手段】ＦｅーＳｉ系合金粉末と、酸化ビスマス粉末と、酸化ランタン粉末と、酸化セリウム粉末と、酸化アンチモン粉末とを含有してなるものとしている。【選択図】なし

Description

本発明は、ダクタイル鋳鉄などの黒鉛粒数を増加させるための鋳鉄用接種剤に関するものである。

従来から黒鉛粒数を増加させるための鋳鉄用接種剤としては、母合金のなかに硫黄と黒鉛球状化元素との化合物を含有することを特徴とし、さらに詳細には、硫黄と化合したマグネシウムとの化合物、硫黄と化合した希土類元素との化合物、硫黄とマグネシウムと希土類元素との化合物のいずれかの化合物を含有する母合金としたことを特徴とするものが存在する（特許文献１）。

さらに、この種の鋳鉄用接種剤としては、球状黒鉛鋳鉄の溶湯処理の際に溶湯に接触させられる球状黒鉛鋳鉄用接種剤であって、ＳｉＣ粉末と少なくともＦｅ−Ｓｉ系合金とを複合化してなるものが存在する（特許文献２）。

また、この種の鋳鉄用接種剤としては、球状黒鉛鋳鉄の鋳鉄溶湯に接種を行うためのＢｉ系接種剤であって、Ｂｉと、Ｎｉ、Ｃｕのいずれか１種または２種とを含む混合物または合金であることを特徴とするものが存在する（特許文献３）。

特開平９−２６３８１６号公報特開２０００−２５６７２２号公報特開２０１２−３６４２３号公報号公報

ダクタイル鋳鉄などの鋳造において、接種剤による黒鉛粒数の増加によって得られる効果としては、鋳鉄の材質強度の向上、引け性（鋳造不良）の低減、鋳造歩留まりの向上（コスト低減）などが考えられる。

そこで、本発明は、従来の接種剤と同等以上に黒鉛粒数を増加させる接種剤を提供することを目的としてなされたものである。

そのため、本発明の鋳鉄用接種剤は、ＦｅーＳｉ系合金粉末と、酸化ビスマス粉末と、酸化ランタン粉末と、酸化セリウム粉末と、酸化アンチモン粉末とを含有してなるものとしている。

そして、本発明の鋳鉄用接種剤は、接種剤全量において、ＦｅーＳｉ系合金粉末の元素組成は、Ｆｅが２１〜２５重量％、Ｓｉが６０〜７５重量％、Ｃａが０．５〜３．０重量％、Ａｌが０．５〜２．０重量％、Ｚｒが０〜４．０重量％であるものとしている。

さらに、本発明の鋳鉄用接種剤は、接種剤全量において、酸化ビスマス粉末の含有量は０．０１〜１０．０重量％、酸化ランタン粉末の含有量は０．０１〜１０．０重量％、酸化セリウム粉末の含有量は０．０１〜１０．０重量％、酸化アンチモン粉末の含有量は０．０１〜１０．０重量％であるものとしている。

本発明の鋳鉄用接種剤は、以上に述べたように構成されており、従来の接種剤と同等以上に黒鉛粒数を増加させることができるものとなった。

以下、本発明の鋳鉄用接種剤を実施するための形態を詳細に説明する。

本発明の鋳鉄用接種剤は、ＦｅーＳｉ系合金粉末と、酸化ビスマス粉末と、酸化ランタン粉末と、酸化セリウム粉末と、酸化アンチモン粉末とを含有してなるものとしている。

そして、本発明の鋳鉄用接種剤において、ＦｅーＳｉ系合金粉末は、ＣａおよびＡｌを含有しており、これらに加え必要に応じてＺｒを含有したものとしており、接種剤全量において、ＦｅーＳｉ系合金の元素組成は、Ｆｅが２１〜２５重量％、Ｓｉが６０〜７５重量％、Ｃａが０．５〜３．０重量％、Ａｌが０．５〜２．０重量％、Ｚｒが０〜４．０重量％であるものとしており、Ｆｅが２１〜２５重量％、Ｓｉが６２〜７０重量％、Ｃａが０．７〜２．３重量％、Ａｌが１．０〜１．２重量％、Ｚｒが０〜１．６重量％であるものとするのが好ましい。

さらに、本発明の鋳鉄用接種剤は、接種剤全量において、酸化ビスマス粉末の含有量は０．０１〜１０．０重量％、好ましくは０．４〜４．６重量％、酸化ランタン粉末の含有量は０．０１〜１０．０重量％、好ましくは０．３〜３．９重量％、酸化セリウム粉末の含有量は０．０１〜１０．０重量％、好ましくは０．１〜１．１重量％、酸化アンチモン粉末の含有量は０．０１〜１０．０重量％、好ましくは０．０５〜０．５重量％であるものとしている。

本発明の鋳鉄用接種剤において、酸化ビスマス粉末、酸化ランタン粉末、酸化セリウム粉末および酸化アンチモン粉末の各含有量を前記範囲としたのは、これらの各含有量が前記範囲より少ない場合には黒鉛粒数の増加があまり見られず、これらの各含有量が前記範囲より多い場合にもそれ以上の黒鉛粒数の増加があまり見られないと共に、過剰添加するとこれら酸化物の凝集浮上を起こしたり、球状化阻害の恐れがあるからである。

（実施例１〜５）
ＦｅーＳｉ系合金粉末と、酸化ビスマス粉末と、酸化ランタン粉末と、酸化セリウム粉末と、酸化アンチモン粉末とを混合して、表１に示すような元素および化合物組成の接種剤を調製し、ダクタイル鋳鉄系溶湯中に０．１重量％添加した。そして接種処理された溶湯から、鋳造により円柱形状のテストピ−スを作製し、実施例１〜５の接種調製鋳鉄を得た。

（比較例１〜４）
ＦｅーＳｉ系合金粉末と、酸化ビスマス粉末、酸化ランタン粉末、酸化セリウム粉末のうちの一種とを混合して、表１に示すような元素および化合物組成の接種剤を調製し、ダクタイル鋳鉄系溶湯中に０．１重量％添加した。そして接種処理された溶湯から、鋳造により円柱形状のテストピ−スを作製し、比較例１〜４の接種調製鋳鉄を得た。

（比較例５、６）
ＣａとＡｌを含有するＦｅーＳｉ系合金粉末、Ｃａ、ＡｌおよびＺｒを含有するＦｅーＳｉ系合金粉末の表１に示すような元素組成の接種剤を調製し、ダクタイル鋳鉄系溶湯中に０．１重量％添加した。そして接種処理された溶湯から、鋳造により円柱形状のテストピ−スを作製し、比較例５、６の接種調製鋳鉄を得た。

そして、このようにして得られた実施例１〜５、比較例１〜６の接種調製鋳鉄の肉厚部組織を顕微鏡により観察した黒鉛粒数は、表１に示すように、実施例１が４５８個／ｍｍ² 、実施例２が４３４個／ｍｍ² 、実施例３が４８５個／ｍｍ² 、実施例４が５０８個／ｍｍ² 、実施例５が４６３個／ｍｍ² であり、比較例１が４２６個／ｍｍ² 、比較例２が４０２個／ｍｍ² 、比較例３が３８６個／ｍｍ² 、比較例４が３５６個／ｍｍ² 、比較例５が３７５個／ｍｍ² 、比較例６が３５９個／ｍｍ² であった。

以上の結果、実施例１〜５の黒鉛粒数は、実施例２を除いていずれも４５０個／ｍｍ² 以上であり、比較例１〜６の黒鉛粒数は、比較例１、２を除いて４００個／ｍｍ² 以下であり、これらの平均値においても、実施例では４７０個／ｍｍ² 、比較例では３８４個／ｍｍ² となり、本発明の実施例における黒鉛粒数は、比較例における黒鉛粒数との比較において明らかな有意差が見られた。

また、実施例１の黒鉛粒数は、４５８個／ｍｍ²であったが、これは酸化ビスマス、酸化ランタン、酸化セリウムおよび酸化アンチモンの各粉末の合計含有量が１．０１重量％である場合の数値である。

実施例２の黒鉛粒数は、４３４個／ｍｍ²であったが、これは酸化ビスマス、酸化ランタン、酸化セリウムおよび酸化アンチモンの各粉末の合計含有量が３重量％である場合の数値である。

実施例３の黒鉛粒数は、４８５個／ｍｍ²であったが、これは酸化ビスマス、酸化ランタン、酸化セリウムおよび酸化アンチモンの各粉末の合計含有量が５．０１重量％である場合の数値である。

実施例４の黒鉛粒数は、５０８個／ｍｍ²であったが、これは酸化ビスマス、酸化ランタン、酸化セリウムおよび酸化アンチモンの各粉末の合計含有量が１０重量％である場合の数値である。

実施例５の黒鉛粒数は、４６３個／ｍｍ²であったが、これは酸化ビスマス、酸化ランタン、酸化セリウムおよび酸化アンチモンの各粉末の合計含有量が１０重量％である場合の数値である。

したがって、本発明の鋳鉄用接種剤は、酸化ビスマス粉末の含有量が０．４６〜４．５６重量％、酸化ランタン粉末の含有量が０．３９〜３．８７重量％、酸化セリウム粉末の含有量が０．１１〜１．０７重量％、酸化アンチモン粉末の含有量が０．０５〜０．５重量％であれば、これらの合計含有量の多い少ないに左右されず、より顕著な黒鉛粒数の増加が確認された。

なお、比較例１は、黒鉛粒数が４２６個／ｍｍ² と比較例の中で一番多かったが、本発明の最も少ない実施例３の黒鉛粒数４３４個／ｍｍ² よりさらに少なく、しかも実施例３の酸化ビスマス、酸化ランタン、酸化セリウムおよび酸化アンチモンの各粉末の合計含有量は３重量％であるのに対し、比較例１の酸化ビスマス粉末の含有量は１０．１８重量％と本発明の前記各粉末の合計含有量の範囲を超えており、本発明に比べ黒鉛粒数の増加率は低いといえる。

Claims

ＦｅーＳｉ系合金粉末と、酸化ビスマス粉末と、酸化ランタン粉末と、酸化セリウム粉末と、酸化アンチモン粉末とを含有してなるものとしていることを特徴とする鋳鉄用接種剤。
接種剤全量において、ＦｅーＳｉ系合金粉末の元素組成は、Ｆｅが２１〜２５重量％、Ｓｉが６０〜７５重量％、Ｃａが０．５〜３．０重量％、Ａｌが０．５〜２．０重量％、Ｚｒが０〜４．０重量％であるものとしていることを特徴とする請求項１に記載の鋳鉄用接種剤。
接種剤全量において、酸化ビスマス粉末の含有量は０．０１〜１０．０重量％、酸化ランタン粉末の含有量は０．０１〜１０．０重量％、酸化セリウム粉末の含有量は０．０１〜１０．０重量％、酸化アンチモン粉末の含有量は０．０１〜１０．０重量％であるものとしていることを特徴とする請求項１または２に記載の鋳鉄用接種剤。