JP2602907B2

JP2602907B2 - シーブ材料

Info

Publication number: JP2602907B2
Application number: JP18511788A
Authority: JP
Inventors: 正晃菊池; 隆宣西村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-07-25
Filing date: 1988-07-25
Publication date: 1997-04-23
Anticipated expiration: 2012-04-23
Also published as: JPH0234747A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は新規なシーブ（網車）材料、特にエレベータ
用シーブに用いるに適当なシーブ材料に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来高層建造物において人や貨物を昇降させるに用い
られるエレベータは、シーブ（網車）にワイヤーロープ
を巻き付け両者の摩擦力により、人や貨物を収容したか
ご（ケージ）を昇降させるようになっている。ここに用
いられるシーブ材としては従来から片状黒鉛鋳鉄（JIS
FC20〜FC30）や球状黒鉛鋳鉄（JIS FCD45〜FCD70）
が多く用いられている。これらの材料の基地はフェライ
トとパーライトの混合組織あるいはパーライト組織で硬
さはビッカース硬さH_B＝143〜240程度であり黒鉛粒径10
0〜150μｍの物性を有している。

〔発明が解決しようとする課題〕

シーブ材の基地が比較的やわらかいフェライトプラス
パーライト組織の場合にはワイヤーロープの硬さが高い
（ビッカース硬さH_V430〜470程度）ため、エレベータの
稼動中に生ずるシーブとワイヤーロープの相対すべりに
よってシーブが摩耗しやすい。一方シーブ材の基地が比
較的かたいパーライト組織の場合には逆にワイヤーロー
プが摩耗し、すべり易くなってトラクション性能を低下
する。

いずれの場合にしても安全性を保つためには早目にシ
ーブあるいはワイヤーロープを交換しなければならな
い。特にシーブはワイヤーロープに比べて摩耗しやす
く、場合によってはわずか2,3年で交換しなければなら
ないものも生ずる。

〔発明の目的〕

かくて、本発明は上述した問題点に鑑み特にエレベー
タ稼動中に生じるシーブとワイヤロープの摩耗量を片方
が一方的に多くならないよう、且つ両者とも摩耗量がで
きるだけ少ないようにして、長期間少なくとも10年間は
交換する必要なく使用しうる耐摩耗性のすぐれた長寿命
のシーブ用材料を提供することを目的とするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らの研究、実験によれば、かかる目的を達成
しうるシーブ材料は、球状化率80％〜100％、黒鉛粒径2
0μｍ〜100μｍ、黒鉛粒数70個/mm²〜100個/mm²、ブリ
ネル硬さがH_B260〜320であって、ベイナイト基地組織を
有する球状黒鉛鋳鉄からなるものであることが見出され
たのである。

本発明について以下詳細に説明する。

本発明においては上述のようにシーブとワイヤーロー
プとのすべり接触による両者の摩耗量をできるだけ少な
くし、特にワイヤロープに対するシーブの耐摩耗性を高
めんとするものである。

摩耗特性は一般に片状黒鉛鋳鉄よりも球状黒鉛鋳鉄の
方が良好なので本発明によるシーブ材料においても球状
黒鉛鋳鉄を用いる。そして黒鉛の潤滑作用を平均的に出
させるとともにシーブ溝面の摩耗の均一化を図り、局部
的な摩耗を避けるためには黒鉛粒もできるだけ小さく均
一して分布していることが必要である。一般にワイヤロ
ープの素線は1mm以下のものが用いられるので、本発明
によるシーブ材料の黒鉛粒径は100μｍ以下、20μｍ以
上望ましくは30〜50μｍの範囲とし、また黒鉛粒の分布
は70個/mm²〜100個/mm²、球状化率は80％〜100％とす
る。

更に本発明においては耐摩耗性を高めるために、シー
ブ材料の基地組織を熱処理によりベイナイト組織とし、
その硬さをブリネル硬さH_B260〜320とするのである。こ
の範囲がシーブとワイヤロープの摩耗が適量となるよう
な適正な硬さである。この外、本発明にかかるシーブ材
は機械的な性質、特に引張り強さが大なることが望まし
く、又鋳造性が良好なことが望ましい。

このようにワイヤロープとのすべり接触による摩耗量
をできるだけ小さくし、ワイヤロープに対する対摩耗性
がすぐれ、又機械的性質も良好な本発明によるシーブ材
料は下記の如き組成の材料を熱処理して作られる。即
ち、その材料は重量比でC:2.7〜3.5％、Si:2.0〜2.7
％、Mn:0.5〜1.0％、P:0.03％以下、Si:0.03％以下、M
g:0.03〜0.07％、残部がFeおよび付随的不純物からなる
ものである。この材料には必要に応じてCu:0.3〜0.7
％、Ni:0.2〜0.6％、Mo:0.2〜0.6％のいずれか１種又は
数種加えることできる。その場合Cuのみを加えるか、又
はNiとMoを組合わせ用いるかのいずれかが好ましい。

以下、各組成成分の添加目的ならびに組成範囲の限定
理由について説明する。

Ｃが3.5％を越えると、機械的性質、特に引張り強さ
が目標の70kg f/mm²以上にならず、一方、Ｃ 2.7％以
下では黒鉛粒として70個/mm²以上の分布にならないので
好ましくない。

Siは球状化率、鋳造性の向上のために添加するが、Si
2.7％以上になると熱処理によってもフェライトが存
在し、硬さが低下し、H_V200以上にすることは困難にな
る。

Si 2.0％以下では球状化率が80％以下になることが
あり、また鋳造性が悪くなり、シーブとして望ましくな
い引け巣が発生しやすくなる。

Mn 0.5％以下では、肉厚鋳物においては中心部にな
るに従って空気冷却の際にフェライトが発生しやすくな
り耐摩耗性が悪くなる。一方、１％を越えると粒界に硬
化相が偏析しやすくもろくなるので望ましくない。

ＰおよびＳは介在物の生成を少くするため、できるだ
け少なくする方が望ましい。介在物は硬く、不規則に存
在するので、ワイヤロープにきずをつけやすい。このた
め、いずれも0.03％以下がよい。0.03％以上になると砥
粒よりもおおきな介在物（Fe₃P、MnS、MgSなど）が生成
するため望ましくない。

Mgは黒鉛を球状化するために必要な合金元素で、0.03
％以下では球状化率80％以上にならないし、0.07％以上
になると異形の黒鉛が生成するので好ましくない。

NiおよびCuは組織を均一にするため、例えば表面から
深さ方向に組織を均一にして、硬さのバラツキをなくす
元素である。またNiは熱処理における酸化物生成を防止
する硬化がある。

Ni 0.2％以下ではそれらの硬化が少なく、また0.6％
以上加えてもこれらの効果にそれ程有効でなく、また経
済的でもない。一方CuはNiと同様0.3％以下で均一性に
対する効果は少なく、逆にCuを0.7％以上添加すると肉
厚中央の基地にCuが偏析し、組織が不均一になり耐摩耗
性を悪くする。

Cuは組織をベイナイト化するのに望ましい合金成分で
ある。

Moもベイナイト化促進元素であり、耐摩耗性を向上さ
せる。Moが0.6％を超えると粗大な炭化物を形成させ、
ロープ剤の摩耗を早める。

上記組成材を熱処理する場合、熱処理の温度としては
基地組織をベイナイトにし得る温度であることが必要で
あり、約850℃〜980℃の間、好ましくは930℃前後±20
℃で約60〜120分間加熱してオーステナイト組織にし、
その後300〜400℃の硝酸塩等の温浴中に30〜60分浸漬保
持後放冷してオーステンパー処理し、ベイナイト組織と
する。

このようにしてえられた材料は上述の如き硬さその他
の特性を有し、耐摩耗性にすぐれエレベータ用シーブ材
料として特に好適である。

〔実施例および比較例〕

実施例１表１の実施例１に示す成分の球状黒鉛鋳鉄を鋳造し
た。黒鉛球状化率あ85％、黒鉛粒径は30〜50μｍ、黒鉛
粒は70個/mm²の分布状態であった。これを930℃で約60
分間加熱してオーステナイト組織にし、約340℃の硝酸
塩中に１時間浸漬保持後放冷してオーステンパー処理を
施し、ベイナイト組織にした。ブリネル硬さはHB320前
後であった。これより摩耗試験片を製作し、ワイヤロー
プＡ種相当材と組合せてころがりすべり摩耗試験を行な
った結果摩耗特性は第１図の曲線１上に位置し摩耗量は
1/40に減少（比較例１を１とする）し、耐摩耗性の優れ
たシーブ材として望ましい特性を示した（表２参照）。

実施例２表１の実施例２に示す成分の球状黒鉛鋳鉄を930℃で
オーステナイト化し、後370℃でオーステンパー処理を
施し、ベイナイト組織にした。黒鉛球状化率は90％、黒
鉛粒径は30〜45μｍ、黒鉛粒は80個/mm²以上、硬さはHB
300であった。これより摩耗試験片を製作し、ワイヤロ
ープＡ種相当材と組合せて摩耗試験を行なった結果摩耗
特性は第１図の曲線１上に位置し、摩耗量は1/5に減少
（比較例１を１とする）し、耐摩耗性の優れたシーブ材
として望ましい特性を示した（表２参照）。

実施例３表１の実施例３に示す成分の球状黒鉛鋳鉄を930℃で
オーステナイト組織にし、後400℃でオーステンパー処
理を施し、ベイナイト組織にした。黒鉛球状化率は85
％、黒鉛粒径は30〜50μｍ、黒鉛粒は75個/mm²以上、硬
さはHB260であった。これより摩耗試験片を製作し、ワ
イヤロープＡ種相当材と組合せてころがりすべり摩耗試
験を行なった結果摩耗特性は第１図の曲線１上に位置
し、摩耗量は1/1.5に減少（比較例１を１とする）し、
耐摩耗性の優れたシーブ材として望ましい特性を示した
（表２参照）。

比較例１表１の比較例に示す組成の球状黒鉛鋳鉄を鋳造した。
黒鉛球状化率は75％、黒鉛粒径100〜150μｍで黒鉛粒は
60個/mm²であった。これを930℃で約120分間加熱し空冷
して基地をフェライト＋パーライト組織とした。硬さは
HB220であった。熱処理後摩耗試験片を製作し、ワイヤ
ロープＡ種相当材と組合せてころがりすべり摩耗試験を
行なった結果、第１図に示す摩耗特性曲線１上に位置し
表２に示すように上記各実施例の摩耗特性に比べ摩耗量
が多く、シーブ材料としては劣っていた。

比較例２表１の比較例に示す組成の球状黒鉛鋳鉄を鋳造した。
黒鉛球状化率は75％、黒鉛粒径100〜150μｍで個鉛粒は
60個/mm²であった。これを930℃に約120分間加熱し、油
中に焼入れ後500℃に約200分間加熱し油冷し焼戻しを行
なた。硬さはHB390であった。これより摩耗試験片を製
作し、ワイヤロープＡ種相当材と組合せてころがりすべ
り摩耗試験を行なった結果摩耗特性は第１図の曲線１の
ようになり摩耗量は1/75に減少（比較例１を１とする）
したが、第１図曲線２に示すようにロープＡ種相当材の
摩耗量は50倍に増大（比較例１と組合せたロープＡ種相
当材の摩耗量を１とする）し、相手材を多く摩耗させる
ため好ましくない（表２参照）。

実施例および比較例の摩耗特性を第１図に示したが、
この特性よりシーブ材の硬さをHB260〜320にすることに
よりシーブとワイヤロープの摩耗が比較的つり合ったも
のとすることができる。

〔発明の効果〕

上記実施例、比較例の結果から明らかなように、本発
明のシーブ材料は、従来の材料と比較して摩耗量に関し
ていずれも特にエレベータ用シーブ材料として望ましい
特性を有している。

尚本発明を特にエレベータ用シーブ材料について詳し
く説明してきたが、本発明はかかる用途に限られること
なく、他の機器の鋳鉄製シーブについても効果的に適用
できることの勿論であり、その場合も本発明の範囲内で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例と比較例の摩耗特性曲線を示す
特性図である。１……シーブ材の摩耗特性、２……ワイヤロープＡ種相
当材の摩耗特性。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】球状化率80％〜100％、黒鉛粒径20μｍ〜1
00μｍ、黒鉛粒数70個/mm²〜100個/mm²、ブリネル硬さ
がH_B260〜320であって、ベイナイト基地組織を有する球
状黒鉛鋳鉄からなることを特徴とするシーブ材料。