JP2615463B2 - 快削黒鉛鋳鋼とそれを用いた機械部品の製造方法 - Google Patents
快削黒鉛鋳鋼とそれを用いた機械部品の製造方法Info
- Publication number
- JP2615463B2 JP2615463B2 JP63021726A JP2172688A JP2615463B2 JP 2615463 B2 JP2615463 B2 JP 2615463B2 JP 63021726 A JP63021726 A JP 63021726A JP 2172688 A JP2172688 A JP 2172688A JP 2615463 B2 JP2615463 B2 JP 2615463B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cast steel
- less
- free
- cast
- graphite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
Description
【産業上の利用分野】 本発明は快削黒鉛鋳鋼の改良、とくに被削性に加えて
機械的性質を改善した快削黒鉛鋳鋼に関する。本発明
は、この鋳鋼を用いた機械部品の製造方法にも関する。
機械的性質を改善した快削黒鉛鋳鋼に関する。本発明
は、この鋳鋼を用いた機械部品の製造方法にも関する。
鋳鋼の塑性加工や切削加工を容易にするために、その
内部に球状黒鉛を析出させることが行なわれている。黒
鉛を析出させるには、黒鉛鋼では黒鉛化熱処理を施せば
よいが、鋳鋼において熱処理により黒鉛を析出させよう
とすると、熱処理に長時間を要する上に、析出した黒鉛
が粗大で形状が球状にならないため、目的を達成するこ
とが困難である。 鋳鋼に対しては、溶製時にMg,Caなどを接種すると、
鋳造ままで球状黒鉛を鋳物中に生成させることができる
が、球状黒鉛の分布が均一でなく、しかも析出した黒鉛
粒径が大きいため、被削性などの製品特性は満足できる
ものとはいえない。 この改善策として、溶製時にREMの接種を行なうと効
果的であることが見出され、すでに提案された（特願昭
61−248284）。これによって、鋳造ままで微細な球状黒
鉛が鋳物中に均一に分布した、被削性と機械的性質のす
ぐれた鋳鋼を得ることができる。
内部に球状黒鉛を析出させることが行なわれている。黒
鉛を析出させるには、黒鉛鋼では黒鉛化熱処理を施せば
よいが、鋳鋼において熱処理により黒鉛を析出させよう
とすると、熱処理に長時間を要する上に、析出した黒鉛
が粗大で形状が球状にならないため、目的を達成するこ
とが困難である。 鋳鋼に対しては、溶製時にMg,Caなどを接種すると、
鋳造ままで球状黒鉛を鋳物中に生成させることができる
が、球状黒鉛の分布が均一でなく、しかも析出した黒鉛
粒径が大きいため、被削性などの製品特性は満足できる
ものとはいえない。 この改善策として、溶製時にREMの接種を行なうと効
果的であることが見出され、すでに提案された（特願昭
61−248284）。これによって、鋳造ままで微細な球状黒
鉛が鋳物中に均一に分布した、被削性と機械的性質のす
ぐれた鋳鋼を得ることができる。
本発明の目的は、上記した技術をさらに一歩前進さ
せ、すぐれた被削性を維持したまま、引張強度をより強
くした快削黒鉛鋳鋼を提供すること、およびこの鋳鋼を
用いた機械部品の製造方法を提供することにある。
せ、すぐれた被削性を維持したまま、引張強度をより強
くした快削黒鉛鋳鋼を提供すること、およびこの鋳鋼を
用いた機械部品の製造方法を提供することにある。
本発明の快削黒鉛鋳鋼は、C:1.0〜1.5％、Si:1.0〜3.
2％、Mn:1.0％以下、Cr:1.0％以下およびREM:0.01〜1.0
％を含有し、P:0.1％以下、S:0.3％以下であって、残部
が実質的にFeからなる組成を有する。 本発明において「REM」とは、原子番号57のLaから71
のLuまでの希土類元素を意味する。 これを用いた本発明の機械部品の製造方法は、C:1.0
〜1.5％、Si:1.0〜3.2％、Mn:1.0％以下、Cr:1.0％以下
およびREM:0.01〜1.0％を含有し、P:0.1％以下、S:0.3
％以下であって、残部が実質的にFeからなる組成の快削
黒鉛鋳鋼を部品形状に鋳造し、鋳造品を750〜770℃の温
度に加熱して硬さを低下させるとともに均一にするか、
または770℃を超える温度に加熱して硬さを高める熱処
理を施したのち、機械加工により仕上げることからな
る。鋳造後の熱処理に要する時間は、鋳造品の形状によ
って異なるが、通常は１〜２時間程度で足りる。加熱後
は、放冷すればよい。
2％、Mn:1.0％以下、Cr:1.0％以下およびREM:0.01〜1.0
％を含有し、P:0.1％以下、S:0.3％以下であって、残部
が実質的にFeからなる組成を有する。 本発明において「REM」とは、原子番号57のLaから71
のLuまでの希土類元素を意味する。 これを用いた本発明の機械部品の製造方法は、C:1.0
〜1.5％、Si:1.0〜3.2％、Mn:1.0％以下、Cr:1.0％以下
およびREM:0.01〜1.0％を含有し、P:0.1％以下、S:0.3
％以下であって、残部が実質的にFeからなる組成の快削
黒鉛鋳鋼を部品形状に鋳造し、鋳造品を750〜770℃の温
度に加熱して硬さを低下させるとともに均一にするか、
または770℃を超える温度に加熱して硬さを高める熱処
理を施したのち、機械加工により仕上げることからな
る。鋳造後の熱処理に要する時間は、鋳造品の形状によ
って異なるが、通常は１〜２時間程度で足りる。加熱後
は、放冷すればよい。
本発明の快削黒鉛鋳鋼は、さきに提案した（特願昭61
−248284）黒鉛快削鋳鋼に対して一定量のCrおよびMnの
添加したものということができる。その合金成分のはた
らきと、組成範囲の限定理由を以下に説明する。 C:1.0〜1.5％ 黒鉛生成に不可欠な元素であり、十分な量の球状黒鉛
を析出させて黒鉛による被削性向上効果を高く得るため
には、1.0％以上添加を要する。上限値1.5％を超える
と、粒界に沿って網目状黒鉛が析出して機械的性質が低
下してしまう。 Si:1.0〜3.2％ Siは黒鉛の析出を促進する。1.0％未満ではこの効果
が小さく、黒鉛析出量が少ない。一方、3.2％を超える
と鋳鋼の硬度が増大し、延性が著しく低下する。 REM:0.01〜1.0％ REMは黒鉛の析出を促す。この効果は0.01％程度の低
い含有量から認められ、0.1〜1.0％の範囲で十分に高ま
る。1.0％を超えると鋳物のヒケが大きくなり、割れが
生じるおそれがある。 P:0.1％以下、S:0.3％以下 これらの元素は不純物である。Ｐは冷間脆性を、Ｓは
熱間脆性をひき起こすとともに、どちらも黒鉛の析出を
阻害し被削性をそこなう。そこで、それぞれ、P:0.1％
以下、S:0.3％以下に規制する。 Mn:1.0％以下、Cr:1.0％以下 MnおよびCrは、両者あいまって鋳鋼の引張強度を強く
する。これらの含有量と引張強度との関係は第１図に傾
向を示すとおりであって、相互補完の関係にあるが、Mn
およびCrの含有量が多いほど引張強度は強くなるから、
Mn,Crとも、1.0％を超えて添加すると黒鉛の析出が抑制
され、また鋼が硬くなりすぎて被削性が低下する。この
ため、どちらも1.0％を上限値とした。 本発明の鋳鋼は、MnおよびCrの添加にその原因がある
と思われるが、鋳造ままでは一般に硬さが高い。また、
部位や部品ごとに硬さにバラツキが大きいことがある。
そこで本発明の機械部品の製造方法においては、鋳造後
に熱処理を施して鋳造品の硬さを適当なレベルに引き下
げるとともに、均一にしたのち、機械加工による仕上げ
を行なう。 このとき、処理温度によって、得られる鋳鋼の硬度が
異なる。第２図に示したように、処理温度が770℃近辺
までは、高温で処理するほど、鋳鋼は軟くなる。しか
し、この温度を超えると、組織がオーステナイト化する
ため、熱処理後はパーライト主体の組織となる。すなわ
ち、770℃を超える温度で熱処理を施すと、鋳鋼はあた
かも焼ならされた状態となり硬くなる。この現象は790
℃以上の温度領域で顕著であり、処理温度が高くなるに
つれて硬度も増す。 従って、機械加工の容易さを求める場合は、770℃止
りの熱処理を行なえばよく、加工性を多少犠牲にしても
高い硬さをもたせたい場合は、770℃を超える高温の熱
処理を行なえばよい。
−248284）黒鉛快削鋳鋼に対して一定量のCrおよびMnの
添加したものということができる。その合金成分のはた
らきと、組成範囲の限定理由を以下に説明する。 C:1.0〜1.5％ 黒鉛生成に不可欠な元素であり、十分な量の球状黒鉛
を析出させて黒鉛による被削性向上効果を高く得るため
には、1.0％以上添加を要する。上限値1.5％を超える
と、粒界に沿って網目状黒鉛が析出して機械的性質が低
下してしまう。 Si:1.0〜3.2％ Siは黒鉛の析出を促進する。1.0％未満ではこの効果
が小さく、黒鉛析出量が少ない。一方、3.2％を超える
と鋳鋼の硬度が増大し、延性が著しく低下する。 REM:0.01〜1.0％ REMは黒鉛の析出を促す。この効果は0.01％程度の低
い含有量から認められ、0.1〜1.0％の範囲で十分に高ま
る。1.0％を超えると鋳物のヒケが大きくなり、割れが
生じるおそれがある。 P:0.1％以下、S:0.3％以下 これらの元素は不純物である。Ｐは冷間脆性を、Ｓは
熱間脆性をひき起こすとともに、どちらも黒鉛の析出を
阻害し被削性をそこなう。そこで、それぞれ、P:0.1％
以下、S:0.3％以下に規制する。 Mn:1.0％以下、Cr:1.0％以下 MnおよびCrは、両者あいまって鋳鋼の引張強度を強く
する。これらの含有量と引張強度との関係は第１図に傾
向を示すとおりであって、相互補完の関係にあるが、Mn
およびCrの含有量が多いほど引張強度は強くなるから、
Mn,Crとも、1.0％を超えて添加すると黒鉛の析出が抑制
され、また鋼が硬くなりすぎて被削性が低下する。この
ため、どちらも1.0％を上限値とした。 本発明の鋳鋼は、MnおよびCrの添加にその原因がある
と思われるが、鋳造ままでは一般に硬さが高い。また、
部位や部品ごとに硬さにバラツキが大きいことがある。
そこで本発明の機械部品の製造方法においては、鋳造後
に熱処理を施して鋳造品の硬さを適当なレベルに引き下
げるとともに、均一にしたのち、機械加工による仕上げ
を行なう。 このとき、処理温度によって、得られる鋳鋼の硬度が
異なる。第２図に示したように、処理温度が770℃近辺
までは、高温で処理するほど、鋳鋼は軟くなる。しか
し、この温度を超えると、組織がオーステナイト化する
ため、熱処理後はパーライト主体の組織となる。すなわ
ち、770℃を超える温度で熱処理を施すと、鋳鋼はあた
かも焼ならされた状態となり硬くなる。この現象は790
℃以上の温度領域で顕著であり、処理温度が高くなるに
つれて硬度も増す。 従って、機械加工の容易さを求める場合は、770℃止
りの熱処理を行なえばよく、加工性を多少犠牲にしても
高い硬さをもたせたい場合は、770℃を超える高温の熱
処理を行なえばよい。
表に示す組成のダクタイル鋳鉄および快削黒鉛鋳鋼を
溶製した。No.1は従来材（FCD45）、No.2は比較のため
に用いた通常の鋳鋼であり、No.3〜５が本発明の鋳鋼で
ある。 これらの鋳鋼を、770℃に２時間加熱して空冷し、引
張強度を測定した。表に併記した結果からわかるよう
に、本発明の鋳鋼は、従来材にくらべて引張郷土が30〜
70％強くなっている。 各材料の溶湯の流動性を渦巻鋳造法により測定した。
この方法は、融点より80℃高い温度に加熱した溶湯を、
10mm角の流路が渦巻型に20mmずつの距離をおいて設けら
れたフラン鋳型に、渦巻の中心から注湯し、湯の流れた
長さを測定して、その長短で流動性を知るものである。 測定結果を表にあわせて記載した。本発明の鋳鋼は従
来品に匹敵する溶湯の流動性を示し、鋳造が容易である
といえる。 上記した溶湯を、それぞれ融点より80℃高い温度に加
熱したのち、第３図に示すキャビティをもつフラン鋳型
に注湯した。得られた鋳造品のＸ線写真を撮影し、引け
巣の面積を測定した。投影面上の引け巣面積率を表にあ
わせて記す。本発明の鋳鋼は、通常の鋳鋼品にくらべ
て、引け巣の発生が少ない。 本発明の鋳鋼No.3,4とFCD45（ダクタイル鋳鉄）の被
削性試験を行なった。本発明の鋳鋼は鋳造後に770℃で
２時間加熱し空冷したものを、FCD45は鋳造ままのもの
を、それぞれ試験に供した。 被削性試験は、試験片をドリルで穿孔し、一定の切削
長さに対するドリル刃のコーナー摩耗を測定することに
より実施した。試験条件は下記のとおりである。 工具：超硬ドリル（直径5mm） 送り:0.2mm/rev. 穴深さ:10mm（めくら穴） 切削速度:30m/min 切削油：水溶性 結果を第４図に示す。図のグラフからわかるように、
本発明の鋳鋼は、従来のダクタイル鋳鉄（FCD45）にほ
ぼ匹敵する被削性を有している。
溶製した。No.1は従来材（FCD45）、No.2は比較のため
に用いた通常の鋳鋼であり、No.3〜５が本発明の鋳鋼で
ある。 これらの鋳鋼を、770℃に２時間加熱して空冷し、引
張強度を測定した。表に併記した結果からわかるよう
に、本発明の鋳鋼は、従来材にくらべて引張郷土が30〜
70％強くなっている。 各材料の溶湯の流動性を渦巻鋳造法により測定した。
この方法は、融点より80℃高い温度に加熱した溶湯を、
10mm角の流路が渦巻型に20mmずつの距離をおいて設けら
れたフラン鋳型に、渦巻の中心から注湯し、湯の流れた
長さを測定して、その長短で流動性を知るものである。 測定結果を表にあわせて記載した。本発明の鋳鋼は従
来品に匹敵する溶湯の流動性を示し、鋳造が容易である
といえる。 上記した溶湯を、それぞれ融点より80℃高い温度に加
熱したのち、第３図に示すキャビティをもつフラン鋳型
に注湯した。得られた鋳造品のＸ線写真を撮影し、引け
巣の面積を測定した。投影面上の引け巣面積率を表にあ
わせて記す。本発明の鋳鋼は、通常の鋳鋼品にくらべ
て、引け巣の発生が少ない。 本発明の鋳鋼No.3,4とFCD45（ダクタイル鋳鉄）の被
削性試験を行なった。本発明の鋳鋼は鋳造後に770℃で
２時間加熱し空冷したものを、FCD45は鋳造ままのもの
を、それぞれ試験に供した。 被削性試験は、試験片をドリルで穿孔し、一定の切削
長さに対するドリル刃のコーナー摩耗を測定することに
より実施した。試験条件は下記のとおりである。 工具：超硬ドリル（直径5mm） 送り:0.2mm/rev. 穴深さ:10mm（めくら穴） 切削速度:30m/min 切削油：水溶性 結果を第４図に示す。図のグラフからわかるように、
本発明の鋳鋼は、従来のダクタイル鋳鉄（FCD45）にほ
ぼ匹敵する被削性を有している。
本発明の鋳鋼は、従来品（FCD45）と同等の被削性を
もちながら、すぐれた引張特性をあわせもっている。こ
れまでに従来品が使用されていた分野、たとえば、ディ
スクブレーキ用のキャリパーなどに本発明の鋳鋼を使用
すると、より品質の高い製品が得られる。 さらに、本発明の鋳鋼の溶湯は流動性が通常の鋳鋼品
より改善されているので、鋳造時の湯流れがよく、引け
巣などの欠損が生じることが少ない。
もちながら、すぐれた引張特性をあわせもっている。こ
れまでに従来品が使用されていた分野、たとえば、ディ
スクブレーキ用のキャリパーなどに本発明の鋳鋼を使用
すると、より品質の高い製品が得られる。 さらに、本発明の鋳鋼の溶湯は流動性が通常の鋳鋼品
より改善されているので、鋳造時の湯流れがよく、引け
巣などの欠損が生じることが少ない。
第１図は、さきに開示した黒鉛快削鋳鋼に対してMnおよ
びCrを添加した場合の、引張強度の改善傾向を示すグラ
フである。 第２図は、熱処理温度と鋳鋼の硬さとの関係を説明する
ための図面であって、本発明に従う鋳鋼の熱処理後にお
ける硬さを示したグラフである。 第３図は、引け巣の発生状況を確認するために鋳造した
試験片の縦断面図である。 第４図は、本発明の鋳鋼およびダクタイル鋳鉄（FCD4
5）を対象とする、切削試験の結果を示すグラフであ
る。
びCrを添加した場合の、引張強度の改善傾向を示すグラ
フである。 第２図は、熱処理温度と鋳鋼の硬さとの関係を説明する
ための図面であって、本発明に従う鋳鋼の熱処理後にお
ける硬さを示したグラフである。 第３図は、引け巣の発生状況を確認するために鋳造した
試験片の縦断面図である。 第４図は、本発明の鋳鋼およびダクタイル鋳鉄（FCD4
5）を対象とする、切削試験の結果を示すグラフであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭54−11773（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】C:1.0〜1.5％、Si:1.0〜3.2％、Mn:1.0％
以下、Cr:1.0％以下およびREM:0.01〜1.0％を含有し、
P:0.1％以下、S:0.3％以下であって、残部が実質的にFe
からなる組成の快削黒鉛鋳鋼。 - 【請求項２】C:1.0〜1.5％、Si:1.0〜3.2％、Mn:1.0％
以下、Cr:1.0％以下およびREM:0.01〜1.0％を含有し、
P:0.1％以下、S:0.3％以下であって、残部が実質的にFe
からなる組成の快削黒鉛鋳鋼を部品形状に鋳造し、鋳造
品を750〜770℃の温度に加熱して硬さを低下させるとと
もに均一にするか、または770℃を超える温度に加熱し
て硬さを高める熱処理を施したのち、機械加工により仕
上げることからなる機械部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63021726A JP2615463B2 (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | 快削黒鉛鋳鋼とそれを用いた機械部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63021726A JP2615463B2 (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | 快削黒鉛鋳鋼とそれを用いた機械部品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01198452A JPH01198452A (ja) | 1989-08-10 |
| JP2615463B2 true JP2615463B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=12063082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63021726A Expired - Fee Related JP2615463B2 (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | 快削黒鉛鋳鋼とそれを用いた機械部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2615463B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5478523A (en) * | 1994-01-24 | 1995-12-26 | The Timken Company | Graphitic steel compositions |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5411773A (en) * | 1977-06-28 | 1979-01-29 | Nissin Electric Co Ltd | Peak value detector |
-
1988
- 1988-02-01 JP JP63021726A patent/JP2615463B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01198452A (ja) | 1989-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2594441B2 (ja) | 快削性高温低熱膨張鋳造合金の製造方法 | |
| JP5273952B2 (ja) | 熱間鍛造金型及びその製造方法 | |
| JPWO2002077309A1 (ja) | 鋳鋼および鋳造金型 | |
| JP2002519518A (ja) | Ｃｖ黒鉛鋳鉄合金、その製造方法およびその用途 | |
| JP2615463B2 (ja) | 快削黒鉛鋳鋼とそれを用いた機械部品の製造方法 | |
| JPH0931591A (ja) | 複合ロール | |
| JP3217661B2 (ja) | 高強度ダクタイル鋳鉄材 | |
| WO2018047444A1 (ja) | 熱間圧延用ロール外層材および熱間圧延用複合ロール | |
| JP2001279367A (ja) | 遠心鋳造製熱間圧延用ロール | |
| JP3028514B2 (ja) | 耐摩耗性・耐肌荒れ性等にすぐれた圧延用複合ロール | |
| JP2009214122A (ja) | 熱間圧延用複合ロール及びその製造方法 | |
| JP4223442B2 (ja) | シボ加工性と被削性に優れたプラスチック金型用鋼 | |
| JPH11279702A (ja) | 耐溶損性に優れたアルミニウムダイカスト金型用鋼 | |
| JP6518314B2 (ja) | 圧延用複合ロール | |
| JP2004277818A (ja) | プラスチック成形用の快削性金型用鋼 | |
| JP2001214238A (ja) | 耐ヒートクラック性、耐摩耗性に優れる粉末熱間工具鋼および熱間金型 | |
| JP2005290533A (ja) | 高耐摩耗性ロール材及び高耐摩耗性複合ロール | |
| JP5779749B2 (ja) | 鋳鉄材料の製造方法，鋳鉄材料及びダイカストマシン用スリーブ | |
| JP3959764B2 (ja) | 高強度鋳鉄の製造方法及び高強度鋳鉄 | |
| JP2003313642A (ja) | 高速度工具鋼及びその製造方法 | |
| TW201819652A (zh) | 沉澱硬化高Ｎｉ耐熱合金 | |
| CN115491578B (zh) | 高性能铝合金切削加工刃具用材料及其制备方法 | |
| JPH0732127A (ja) | 超強靱複合硬度差ロールの製造方法 | |
| JP2568038B2 (ja) | 研磨定盤用材料の製造方法 | |
| JP3736751B2 (ja) | 被削性および鏡面性に優れた金型用鋼 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |