JP3046543B2 - 良硬化性合金鋳鉄材 - Google Patents
良硬化性合金鋳鉄材Info
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Description
るいは加熱炉設備等の特別な加熱装置、並びに水冷装置
あるいは油冷装置を必要とせず、火炎加熱後、自然冷却
あるいは風冷することにより、簡単に焼き入れが可能な
良硬化性合金鋳鉄材に関する。
波加熱焼き入れ、火炎焼き入れがあり、小物部品を対象
とする油焼き入れ等がある。いずれの焼き入れ方法によ
る場合でも、強制冷却して所望の硬さを得ており、加熱
炉や高周波加熱装置のような高価な加熱設備、及び大型
の油槽や水槽のような冷却設備を必要とする場合が多
い。また、大型部品の一部を表面焼き入れしたい場合に
は、前記の焼き入れ方法では非常に困難であり、割れな
どが生じないようにするための高度の技術が必要であ
る。
には、加熱設備と冷却設備の設備費が嵩む上にランニン
グ費用が嵩む問題がある。また、高度の技術を必要とす
る点にも問題がある。本発明は、このような問題点を解
決しようとするものであり、特別な加熱装置や冷却装置
を用いることなく、アセチレンフレーム加熱あるいはプ
ロパンバーナ加熱などの簡易加熱後、自然冷却あるいは
風冷するだけで全体あるいは部分焼き入れが可能な鋳鉄
を提供することを目的とする。
合金成分としてMn、Ni、Cr、Moを適宜添加する
ことにより、自然冷却あるいは風冷するだけで十分な焼
き入れ硬さが得られることを見いだして完成に至ったも
のである。第1の発明の良硬化性合金鋳鉄材は、Cを
3.0〜4.0重量%、Siを2.5〜3.5重量%、
Mnを2.0〜4.0重量%、Tiを0.15〜0.2
5重量%含み、残部がFe及び不可避的不純物からなる
共晶状黒鉛鋳鉄であることを特徴とする。
3.0〜4.0重量%、Siを2.5〜3.5重量%、
Mnを2.0〜4.0重量%含み、残部がFe及び不可
避的不純物からなる球状黒鉛鋳鉄であることを特徴とす
る。
3.0〜4.0重量%、Siを2.5〜3.5重量%、
Mnを2.0〜4.0重量%、Tiを0.15〜0.2
5重量%含み、残部がFe及び不可避的不純物からなる
擬球状黒鉛鋳鉄であることを特徴とする。
1、第2、又は第3の発明の良硬化性合金鋳鉄材に、N
i、Cr、Moの中の1種又は2種以上を合計で0.6
重量%以下添加したことを特徴とする。
鋳鉄の諸性質に大きく影響する元素である。Cの含有量
が3.0重量%未満では、凝固後の鋳鉄中の黒鉛量が少
なく、凝固収縮が大きいため健全な鋳鉄品が得にくい。
一方、Cの含有量が4.0重量%を越えれば、黒鉛が粗
大となり、鋳鉄の靭性を損なう。従って、第1、第2、
第3、第4の発明において、Cの含有量を3.0〜4.
0重量%とした。Siは、黒鉛化を促進し、基地のフェ
ライト化を助長する元素であるが、多すぎるとオーステ
ナイト化温度上昇させ、焼き入れ性を阻害するため、S
iの含有量を2.5〜3.5重量%とした。Mnは、焼
き入れ性を改善する元素であるが、2.0重量%未満で
は加熱後、自然冷却あるいは風冷では焼き入れが不十分
であり、十分な硬さが得れない。一方、4.0重量%を
越えると鋳放し組織中にベイナイトが生成し、また炭化
物が著しく多く発生して切削加工性に悪影響を及ぼすの
で好ましくない。よって、Mnの含有量の適正範囲は
2.0〜4.0重量%とした。
するものであり、0.15重量%未満では均一な共晶状
黒鉛は得にくく、0.25重量%を越えてもその効果は
変わらないので、第1及び第3の発明において、Tiの
含有量は0.15〜0.25重量%とした。また、共晶
状黒鉛とする目的は、黒鉛を微細な状態で基地中に分布
させることで基地中への炭素の拡散を容易にし、良好な
焼き入れ組織を得るためである。但し、球状黒鉛組織を
得る場合は、Tiの含有量はできる限り低い方が望まし
い。従って、第2の発明においては、Tiは添加しな
い。
は、焼き入れ性を改善する元素であり、Mnの作用を補
助する目的で添加する。添加量が多すぎると、鋳放し基
地中のベイナイトあるいは炭化物の多量生成により切削
加工性が低下し、また焼き入れ後の残留応力が増大して
割れの原因となるので、第4の発明において、Ni、C
r、Moの合計添加量は0.6重量%以下とした。
3.0〜4.0重量%、Siを2.5〜3.5重量%、
Mnを2.0〜4.0重量%、Tiを0.15〜0.2
5重量%含み、残部がFe及び不可避的不純物からなる
ように原材料配合して、溶解し、通常の砂型等を使用し
て所望形状の鋳鉄材に鋳造し、あるいは周知の連続鋳造
によって鋳造したものである。得られた鋳鉄材は良硬化
性の、すなわち、簡単な火炎加熱と自然冷却又は風冷に
より良好に焼き入れできる、共晶状黒鉛鋳鉄である。こ
の鋳鉄材を用いて機械部品等を製造する場合は、例え
ば、鋳造した鋳鉄材を焼鈍して機械加工性を向上させ、
機械加工し、硬化所望の部分を火炎加熱して自然冷却又
は風冷すればよい。前記焼鈍は省略する場合もある。
4.0重量%、Siを2.5〜3.5重量%、Mnを
2.0〜4.0重量%含み、残部がFe及び不可避的不
純物からなるように原材料を配合し、溶解し、球状化処
理剤、例えばMgを用いて球状化処理を行い、通常の砂
型等を使用して所望形状の鋳鉄材に鋳造し、あるいは周
知の連続鋳造によって鋳造したものである。得られた鋳
鉄材は、良硬化性の、すなわち、簡単な火炎加熱と自然
冷却又は風冷により良好に焼き入れできる、球状黒鉛鋳
鉄である。この鋳鉄材を用いて機械部品等を製造する場
合は、例えば、鋳造した鋳鉄材を焼鈍して機械加工性を
向上させ、機械加工し、硬化所望の部分を火炎加熱して
自然冷却すればよい。前記焼鈍は省略する場合もある。
4.0重量%、Siを2.5〜3.5重量%、Mnを
2.0〜4.0重量%、Tiを0.15〜0.25重量
%含み、残部がFe及び不可避的不純物からなように原
材料を配合し、溶解し、球状化処理剤、例えばMgを用
いて球状化処理を行い、通常の砂型等を使用して所望形
状の鋳鉄材に鋳造し、あるいは周知の連続鋳造によって
鋳造したものである。得られた鋳鉄材は、良硬化性の、
すなわち、簡単な火炎加熱と自然冷却又は風冷により良
好に焼き入れできる、擬球状黒鉛鋳鉄である。この鋳鉄
材を用いて機械部品等を製造する場合は、例えば、鋳造
した鋳鉄材を焼鈍して機械加工性を向上させ、機械加工
し、硬化所望の部分を火炎加熱して自然冷却すればよ
い。前記焼鈍は省略する場合もある。
%、Siを3.00重量%、Mnを3.06重量%、T
iを0.21重量%となるように原材料を配合して、溶
解し、鋳造した鋳鉄材を、焼鈍したのち、焼き入れ試験
用サンプルに加工した。図1(a)はこの鋳鉄材の金属
顕微鏡組織である。基地はフェライトとパーライトの混
在組織であり、黒鉛は微細な共晶状黒鉛である。この状
態での硬さはHRB92.3であり切削による加工性は
良好であった。次に、酸素−アセチレン火炎により加熱
し、所定の加熱温度に到達後、自然冷却して加熱面の硬
さを測定した。表1は加熱温度と加熱面の硬さを示すも
のである。
0°Cのもので、自然冷却したサンプルの加熱表面の断
面金属顕微鏡組織である。900°Cに加熱後、自然冷
却することにより基地は針状のマルテンサイト組織に変
態しており、焼き入れが十分行われており、表1から明
らかなように十分な焼き入れ硬さが得られている。
3.50重量%、Siを3.12重量%、Mnを3.0
9重量%となるように原材料を配合して、溶解し、黒鉛
球状化処理後に鋳造した鋳鉄材を、焼鈍したのち、焼き
入れ試験用サンプルに加工した。図2(a)は、この鋳
鉄材の金属顕微鏡組織である。基地はフェライトとパー
ライトの混在組織であり、黒鉛は球状黒鉛である。この
状態での硬さはHRB94.7であり切削による加工性
は良好であった。次に、酸素−アセチレン火炎により加
熱し、所定の加熱温度に到達後、自然冷却して加熱面の
硬さを測定した。表2は加熱温度と加熱面の硬さを示す
ものである。
0°Cのもので、自然冷却したサンプルの加熱表面の断
面金属顕微鏡組織である。900°Cに加熱後、自然冷
却することにより基地は針状のマルテンサイト組織に変
態しており、焼き入れが十分行われており、表2から明
らかなように十分な焼き入れ硬さが得られている。
3.52重量%、Siを2.87重量%、Mnを2.8
2重量%、Tiを0.21重量%となるように原材料を
配合して、溶解し、黒鉛球状化処理後に鋳造した鋳鉄材
を、焼鈍したのち、焼き入れ試験用サンプルに加工し
た。図3(a)はこの鋳鉄材の金属顕微鏡組織である。
基地はフェライトとパーライトの混在組織であり、黒鉛
球状化阻害元素であるTiを含有するため、黒鉛は擬球
状黒鉛である。この状態での硬さは、HRB95.6で
あり、切削による加工性は良好であった。次に、酸素−
アセチレン火炎により加熱し、所定の加熱温度に到達
後、自然冷却して加熱面の硬さを測定した。表3は加熱
温度と加熱面の硬さを示すものである。
0°Cのもので、自然冷却したサンプルの加熱表面の断
面金属顕微鏡組織である。900°Cに加熱後、自然冷
却することにより基地は針状のマルテンサイト組織に変
態しており、焼き入れが十分行われており、表3から明
らかなように十分な焼き入れ硬さが得られている。
3.42重量%、Siを2.87重量%、Mnを2.5
8重量%、Tiを0.16重量%、Niを0.28重量
%、Moを0.25重量%となるように原材料を配合し
て、溶解し、鋳造した鋳鉄材を、焼鈍したのち、焼き入
れ試験用サンプルに加工した。図4(a)はこの鋳鉄材
の金属顕微鏡組織である。基地はフェライトとパーライ
トの混在組織であり、黒鉛は微細共晶状黒鉛である。こ
の状態での硬さは、HRB94.0であり、切削による
加工性は良好であった。次に、酸素−アセチレン火炎に
より加熱し、900°Cに到達後、自然冷却して加熱面
の硬さを測定した。その結果、HRC53.1の硬さを
得た。図4(b)は、このサンプルの加熱表面の断面金
属顕微鏡組織である。900°Cに加熱後、自然冷却す
ることにより、基地は針状のマルテンサイト組織に変態
しており、焼き入れが十分行われており、十分な焼き入
れ硬さが得られている。
焼き入れ状態を示す図であり、同図において、1は焼き
入れ試験用サンプルで直径35mm、長さ40mmの円
柱であり、その下端面から上端面近くに達する小孔を穿
設してあり、2は酸素−アセチレントーチ、3は火炎、
4は温度測定用の熱電対である。
を必要とせず、酸素−アセチレンフレームやプロパンバ
ーナ等のフレームにより、加熱後自然冷却あるいは風冷
するだけで必要な部分を簡単且つ安価に焼き入れできる
良硬化性合金鋳鉄材を提供できる効果を奏する。
例)の焼き入れ前の金属組織を示す顕微鏡組織写真、
(b)は同実施例1の焼き入れ後の金属組織を示す顕微
鏡組織写真である。
例)の焼き入れ前の金属組織を示す顕微鏡組織写真、
(b)は同実施例2の焼き入れ後の金属組織を示す顕微
鏡組織写真である。
組織を示す顕微鏡組織写真、(b)は同実施例3の焼き
入れ後の金属組織を示す顕微鏡組織写真である。
例)の焼き入れ前の金属組織を示す顕微鏡組織写真、
(b)は同実施例4の焼き入れ後の金属組織を示す顕微
鏡組織写真である。
式図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 Cを3.0〜4.0重量%、Siを2.
5〜3.5重量%、Mnを2.0〜4.0重量%、Ti
を0.15〜0.25重量%含み、残部がFe及び不可
避的不純物からなる共晶状黒鉛鋳鉄であることを特徴と
する良硬化性合金鋳鉄材。 - 【請求項2】 Cを3.0〜4.0重量%、Siを2.
5〜3.5重量%、Mnを2.0〜4.0重量%、Ti
を0.15〜0.25重量%含み、残部がFe及び不可
避的不純物からなる擬球状黒鉛鋳鉄であることを特徴と
する良硬化性合金鋳鉄材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8113176A JP3046543B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 良硬化性合金鋳鉄材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8113176A JP3046543B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 良硬化性合金鋳鉄材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09279290A JPH09279290A (ja) | 1997-10-28 |
JP3046543B2 true JP3046543B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=14605489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8113176A Expired - Fee Related JP3046543B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 良硬化性合金鋳鉄材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3046543B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107779738A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-03-09 | 德清雄峰铸造有限公司 | 球墨铸铁 |
-
1996
- 1996-04-09 JP JP8113176A patent/JP3046543B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH09279290A (ja) | 1997-10-28 |
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