JP3466911B2 - 快削性低熱膨張鋳造合金およびその製造方法 - Google Patents
快削性低熱膨張鋳造合金およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、精密機械部品等の
用途に適した快削性低熱膨張鋳造合金およびその製造方
法に関する。本発明の快削性低熱膨張鋳造合金は、
（１）半導体関連機器、（２）計測機器、（３）工作機
械、（４）光学機器、（５）金型等に好適であり、
（１）としては、例えばポリッシングマシンやステッパ
ー等の定盤やアーム、スライシングマシンのロールフレ
ーム、ドライ真空ポンプのローター、実装装置の認識部
アーム、ボンディングマシンのラック、描画装置のブロ
ックやフレーム、シリコンウエハの研削盤のベースやコ
ラム、検査装置のトレイ、その他露光装置のベースやフ
レーム等が挙げられ、（２）としては、例えば直角度測
定機のゲージ、非接触板厚測定器のＣフレーム、薄膜厚
さ測定器のスピンドル、橋梁測定器の測定梁、超精密非
球面測定器のフレーム、光ジャイロのボビン、成分分析
装置のミラー台や光源台等が挙げられ、（３）として
は、例えば精密研削機のベース・コラム、センターレス
研磨機のスピンドルや検測機、切断機の刃物台、マシニ
ングセンターのスピンドルヘッド、円筒研削盤のマグネ
ットチャック、非球面加工機のテーブル、プリント基板
穴明け機のモーターケース、ワイヤー放電加工機の下ア
ーム、精密プレス機のコンロッド、ジグボーラーのコラ
ム等、（４）としては、例えば、測量望遠鏡の鏡筒、レ
ーザー発振機のベース、レーザー加工機のベースやフレ
ーム、天体望遠鏡のレンズ支持台、認識装置のハウジン
グ等が挙げられ、（５）としては、例えば、ＣＦＲＰ成
形型やＧＦＲＰ成形型の金型、プレス成形型の位置決め
治具、プラスチック射出成形型のホットランナー等が挙
げられる。
用途に適した快削性低熱膨張鋳造合金およびその製造方
法に関する。本発明の快削性低熱膨張鋳造合金は、
（１）半導体関連機器、（２）計測機器、（３）工作機
械、（４）光学機器、（５）金型等に好適であり、
（１）としては、例えばポリッシングマシンやステッパ
ー等の定盤やアーム、スライシングマシンのロールフレ
ーム、ドライ真空ポンプのローター、実装装置の認識部
アーム、ボンディングマシンのラック、描画装置のブロ
ックやフレーム、シリコンウエハの研削盤のベースやコ
ラム、検査装置のトレイ、その他露光装置のベースやフ
レーム等が挙げられ、（２）としては、例えば直角度測
定機のゲージ、非接触板厚測定器のＣフレーム、薄膜厚
さ測定器のスピンドル、橋梁測定器の測定梁、超精密非
球面測定器のフレーム、光ジャイロのボビン、成分分析
装置のミラー台や光源台等が挙げられ、（３）として
は、例えば精密研削機のベース・コラム、センターレス
研磨機のスピンドルや検測機、切断機の刃物台、マシニ
ングセンターのスピンドルヘッド、円筒研削盤のマグネ
ットチャック、非球面加工機のテーブル、プリント基板
穴明け機のモーターケース、ワイヤー放電加工機の下ア
ーム、精密プレス機のコンロッド、ジグボーラーのコラ
ム等、（４）としては、例えば、測量望遠鏡の鏡筒、レ
ーザー発振機のベース、レーザー加工機のベースやフレ
ーム、天体望遠鏡のレンズ支持台、認識装置のハウジン
グ等が挙げられ、（５）としては、例えば、ＣＦＲＰ成
形型やＧＦＲＰ成形型の金型、プレス成形型の位置決め
治具、プラスチック射出成形型のホットランナー等が挙
げられる。
【０００２】
【従来の技術】従来より、実用的な低熱膨張合金として
インバー（３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金）、スーパーインバー
（３２％Ｎｉ−５％Ｃｏ−Ｆｅ合金）等が知られてお
り、その中でもスーパーインバー合金は室温から１００
℃の間の熱膨張係数が０〜１×１０-6／℃と著しく低い
ため、精密機械部品等の寸法精度が要求される用途に適
用されている。また、より高温での使用を考慮した４２
％Ｎｉ−Ｆｅ合金やコバール（２９％Ｎｉ−１７Ｃｏ−
Ｆｅ合金）があり、例えばコバールでは室温から４５０
℃の間の熱膨張係数がインバーやスーパーインバーより
小さい特徴があり、高温での熱変形が小さいことを要求
される用途に適用されている。これら精密機械部品等に
は、製品形状に近い鋳型内で鋳造して形成される鋳造合
金が用いられ、鋳造合金によって製造された半製品を切
削加工して最終形状に仕上げている。
インバー（３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金）、スーパーインバー
（３２％Ｎｉ−５％Ｃｏ−Ｆｅ合金）等が知られてお
り、その中でもスーパーインバー合金は室温から１００
℃の間の熱膨張係数が０〜１×１０-6／℃と著しく低い
ため、精密機械部品等の寸法精度が要求される用途に適
用されている。また、より高温での使用を考慮した４２
％Ｎｉ−Ｆｅ合金やコバール（２９％Ｎｉ−１７Ｃｏ−
Ｆｅ合金）があり、例えばコバールでは室温から４５０
℃の間の熱膨張係数がインバーやスーパーインバーより
小さい特徴があり、高温での熱変形が小さいことを要求
される用途に適用されている。これら精密機械部品等に
は、製品形状に近い鋳型内で鋳造して形成される鋳造合
金が用いられ、鋳造合金によって製造された半製品を切
削加工して最終形状に仕上げている。
【０００３】しかしながら、これらの低熱膨張合金は、
被削性が低く、素材を所望の形状に仕上げるために通常
行われている切削加工に多大の費用を要するため、これ
らの利用範囲が制限されている。
被削性が低く、素材を所望の形状に仕上げるために通常
行われている切削加工に多大の費用を要するため、これ
らの利用範囲が制限されている。
【０００４】一方、特開平３−９０５４１号公報に見ら
れるように、組織中にグラファイトを分布させた材料
は、インバーやスーパーインバー等に匹敵する低熱膨張
性を有し、しかも被削性が大幅に改善されている。しか
しながら、最近、短納期、低コストを実現するため、な
お一層の被削性の改善が要望されている。
れるように、組織中にグラファイトを分布させた材料
は、インバーやスーパーインバー等に匹敵する低熱膨張
性を有し、しかも被削性が大幅に改善されている。しか
しながら、最近、短納期、低コストを実現するため、な
お一層の被削性の改善が要望されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、切削加工に多大の費用を
要することがない、快削性低熱膨張鋳造合金およびその
製造方法を提供することを目的とする。
鑑みてなされたものであって、切削加工に多大の費用を
要することがない、快削性低熱膨張鋳造合金およびその
製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意検討を重ねた結果、上記特開平３−９０
５４１号公報に開示された合金組成を基本として、Ｓお
よび／またはＳｅとＭｎ、Ｃａとを一定の範囲で添加す
ることにより、低熱膨張性を満足しつつ切削性が高い鋳
造合金が得られることを見出した。また、このような合
金を７００〜９００℃から水冷することにより熱膨張係
数がさらに低下することを見出した。
解決すべく鋭意検討を重ねた結果、上記特開平３−９０
５４１号公報に開示された合金組成を基本として、Ｓお
よび／またはＳｅとＭｎ、Ｃａとを一定の範囲で添加す
ることにより、低熱膨張性を満足しつつ切削性が高い鋳
造合金が得られることを見出した。また、このような合
金を７００〜９００℃から水冷することにより熱膨張係
数がさらに低下することを見出した。
【０００７】本発明は、このような知見に基づいてなさ
れたものであり、質量％にて、Ｃ：０．５〜１．５％、
Ｓｉ：１％以下、Ｎｉ：２５〜４３．５％、Ｃｏ：２０
％以下の範囲で含有する低熱膨張鋳造合金において、さ
らに、ＳおよびＳｅのうち１種または２種を０．０４％
≦Ｓ＋０．４Ｓｅ≦０．１２％の範囲で含有し、Ｍｎを
１≧Ｍｎ≧２．３（Ｓ＋０．４Ｓｅ）＋０．２の範囲で
含有し、かつ、３４．５％≦Ｎｉ＋０．８Ｃｏ≦４３．
５％を満たし、残部実質的にＦｅからなることを特徴と
する、快削性低熱膨張鋳造合金を提供するものである。
れたものであり、質量％にて、Ｃ：０．５〜１．５％、
Ｓｉ：１％以下、Ｎｉ：２５〜４３．５％、Ｃｏ：２０
％以下の範囲で含有する低熱膨張鋳造合金において、さ
らに、ＳおよびＳｅのうち１種または２種を０．０４％
≦Ｓ＋０．４Ｓｅ≦０．１２％の範囲で含有し、Ｍｎを
１≧Ｍｎ≧２．３（Ｓ＋０．４Ｓｅ）＋０．２の範囲で
含有し、かつ、３４．５％≦Ｎｉ＋０．８Ｃｏ≦４３．
５％を満たし、残部実質的にＦｅからなることを特徴と
する、快削性低熱膨張鋳造合金を提供するものである。
【０００８】また、本発明は、質量％にて、Ｃ：０．５
〜１．５％、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：１％以下、Ｎｉ：
２５〜４３．５％、Ｃｏ：２０％以下の範囲で含有し、
さらに、ＳおよびＳｅのうち１種または２種を０．０４
％≦Ｓ＋０．４Ｓｅ≦０．１２％の範囲で含有し、Ｃａ
をＣａ≧３．８（Ｓ＋０．４Ｓｅ）の範囲で添加し、か
つ、３４．５％≦Ｎｉ＋０．８Ｃｏ≦４３．５％を満た
し、残部実質的にＦｅからなることを特徴とする、快削
性低熱膨張鋳造合金を提供するものである。
〜１．５％、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：１％以下、Ｎｉ：
２５〜４３．５％、Ｃｏ：２０％以下の範囲で含有し、
さらに、ＳおよびＳｅのうち１種または２種を０．０４
％≦Ｓ＋０．４Ｓｅ≦０．１２％の範囲で含有し、Ｃａ
をＣａ≧３．８（Ｓ＋０．４Ｓｅ）の範囲で添加し、か
つ、３４．５％≦Ｎｉ＋０．８Ｃｏ≦４３．５％を満た
し、残部実質的にＦｅからなることを特徴とする、快削
性低熱膨張鋳造合金を提供するものである。
【０００９】さらにまた、本発明は、上記いずれかの組
成を有する素材を、７００℃以上９００℃以下の温度か
ら水冷することを特徴とする、快削性低熱膨張鋳造合金
の製造方法を提供するものである。
成を有する素材を、７００℃以上９００℃以下の温度か
ら水冷することを特徴とする、快削性低熱膨張鋳造合金
の製造方法を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明の合金の基本組成は、質量％にて、Ｃ：
０．５〜１．５％、Ｓｉ：１％以下、Ｎｉ：２５〜４
３．５％、Ｃｏ：２０％以下、３４．５％≦Ｎｉ＋０．
８Ｃｏ≦４３．５％であり、かつＳおよびＳｅのうち１
種または２種を０．０４％≦Ｓ＋０．４Ｓｅ≦０．１２
％、Ｍｎを１≧Ｍｎ≧２．３（Ｓ＋０．４Ｓｅ）＋０．
２であるか、またはＣ：０．５〜１．５％、Ｓｉ：１％
以下、Ｍｎ：１％以下、Ｎｉ：２５〜４３．５％、Ｃ
ｏ：２０％以下、３４．５％≦Ｎｉ＋０．８Ｃｏ≦４
３．５％であり、かつＳおよびＳｅのうち１種または２
種を０．０４％≦Ｓ＋０．４Ｓｅ≦０．１２％、Ｃａ≧
３．８（Ｓ＋０．４Ｓｅ）であり、残部実質的にＦｅで
ある。
明する。本発明の合金の基本組成は、質量％にて、Ｃ：
０．５〜１．５％、Ｓｉ：１％以下、Ｎｉ：２５〜４
３．５％、Ｃｏ：２０％以下、３４．５％≦Ｎｉ＋０．
８Ｃｏ≦４３．５％であり、かつＳおよびＳｅのうち１
種または２種を０．０４％≦Ｓ＋０．４Ｓｅ≦０．１２
％、Ｍｎを１≧Ｍｎ≧２．３（Ｓ＋０．４Ｓｅ）＋０．
２であるか、またはＣ：０．５〜１．５％、Ｓｉ：１％
以下、Ｍｎ：１％以下、Ｎｉ：２５〜４３．５％、Ｃ
ｏ：２０％以下、３４．５％≦Ｎｉ＋０．８Ｃｏ≦４
３．５％であり、かつＳおよびＳｅのうち１種または２
種を０．０４％≦Ｓ＋０．４Ｓｅ≦０．１２％、Ｃａ≧
３．８（Ｓ＋０．４Ｓｅ）であり、残部実質的にＦｅで
ある。
【００１１】Ｃ：０．５〜１．５％
Ｃはオーステナイト基地中に固溶すると熱膨張係数の著
しい増大を招くが、黒鉛として析出させることにより、
黒鉛を含まない鋳鋼に比べて切削性、鋳造性を改善する
ことができる。しかし、Ｃ量が０．５％未満では黒鉛量
が少なく、切削性の改善効果が見られず、また溶解温度
の上昇により鋳造性が低下する。一方、１．５％を超え
ると所望の低熱膨張性が得られなくなる。したがって、
Ｃ含有量を０．５〜１．５％の範囲とする。
しい増大を招くが、黒鉛として析出させることにより、
黒鉛を含まない鋳鋼に比べて切削性、鋳造性を改善する
ことができる。しかし、Ｃ量が０．５％未満では黒鉛量
が少なく、切削性の改善効果が見られず、また溶解温度
の上昇により鋳造性が低下する。一方、１．５％を超え
ると所望の低熱膨張性が得られなくなる。したがって、
Ｃ含有量を０．５〜１．５％の範囲とする。
【００１２】Ｓｉ：１％以下
Ｓｉは脱酸剤として添加される元素であるが、１％を超
えると熱膨張係数の増加の影響が大きい。したがって、
Ｓｉ量を１％以下とする。ただし、鋳造性を良好にする
観点からは、０．５％以上含有していることが好まし
い。
えると熱膨張係数の増加の影響が大きい。したがって、
Ｓｉ量を１％以下とする。ただし、鋳造性を良好にする
観点からは、０．５％以上含有していることが好まし
い。
【００１３】Ｍｎ：１％以下
脱酸のためおよびＳを固定して加工性を向上させるため
に有効な元素であるが、１％を超えると熱膨張係数が増
大する。したがって、Ｍｎ量を１％以下とする。
に有効な元素であるが、１％を超えると熱膨張係数が増
大する。したがって、Ｍｎ量を１％以下とする。
【００１４】Ｎｉ：２５〜４３．５％
Ｎｉは、以下のＣｏとともに熱膨張の低下に必要な元素
である。Ｎｉ量が２５％未満ではＣｏ量を調節しても所
望の低熱膨張性が得られず、４３．５％を超える場合に
も低熱膨張性が得られないので、Ｎｉ量を２５〜４３．
５％の範囲とする。
である。Ｎｉ量が２５％未満ではＣｏ量を調節しても所
望の低熱膨張性が得られず、４３．５％を超える場合に
も低熱膨張性が得られないので、Ｎｉ量を２５〜４３．
５％の範囲とする。
【００１５】Ｃｏ：２０％以下
Ｃｏは、上述のＮｉとの組合せにより熱膨張係数の低下
を実現するために添加する元素であるが、２０％超では
熱膨張係数が高くなるため、２０％以下とする。
を実現するために添加する元素であるが、２０％超では
熱膨張係数が高くなるため、２０％以下とする。
【００１６】
３４．５％≦Ｎｉ＋０．８Ｃｏ≦４３．５％
Ｎｉ＋０．８ＣｏはＮｉ当量であり、ＮｉおよびＣｏが
上記範囲を満足しても、Ｎｉ当量が３４．５％未満およ
び４３．５％超の場合には低い熱膨張係数が得られな
い。したがって、Ｎｉ当量を３４．５〜４３．５％の範
囲とする。
上記範囲を満足しても、Ｎｉ当量が３４．５％未満およ
び４３．５％超の場合には低い熱膨張係数が得られな
い。したがって、Ｎｉ当量を３４．５〜４３．５％の範
囲とする。
【００１７】なお、これらＮｉ、Ｃｏ、Ｎｉ当量は、低
熱膨張が要求される温度範囲に応じて好ましい範囲が異
なる。すなわち、２０〜１５０℃の範囲での熱膨張係数
を４×１０-6／℃以下とするためには、Ｎｉ：２７〜３
７．５％、Ｃｏ：１１％以下、Ｎｉ当量：３４．５〜３
７．５％が好ましい。また、２０〜３００℃の範囲での
熱膨張係数を６×１０-6／℃以下とするためには、Ｎ
ｉ：２６〜４０．５％、Ｃｏ：１７％以下、Ｎｉ当量：
３７．５〜４０．５％が好ましい。さらに、２０〜４５
０℃の範囲での熱膨張係数を８×１０-6／℃以下とする
ためには、Ｎｉ：２５〜４３．５％、Ｃｏ：２０％以
下、Ｎｉ当量：４０．５〜４３．５％が好ましい。
熱膨張が要求される温度範囲に応じて好ましい範囲が異
なる。すなわち、２０〜１５０℃の範囲での熱膨張係数
を４×１０-6／℃以下とするためには、Ｎｉ：２７〜３
７．５％、Ｃｏ：１１％以下、Ｎｉ当量：３４．５〜３
７．５％が好ましい。また、２０〜３００℃の範囲での
熱膨張係数を６×１０-6／℃以下とするためには、Ｎ
ｉ：２６〜４０．５％、Ｃｏ：１７％以下、Ｎｉ当量：
３７．５〜４０．５％が好ましい。さらに、２０〜４５
０℃の範囲での熱膨張係数を８×１０-6／℃以下とする
ためには、Ｎｉ：２５〜４３．５％、Ｃｏ：２０％以
下、Ｎｉ当量：４０．５〜４３．５％が好ましい。
【００１８】本発明では、以上に加えて、さらにＳおよ
びＳｅのうち１種または２種を０．０４％≦Ｓ＋０．４
Ｓｅ≦０．１２％の範囲で含有し、Ｍｎを１≧Ｍｎ≧
２．３（Ｓ＋０．４Ｓｅ）＋０．２の範囲で含有する
か、または、ＳおよびＳｅのうち１種または２種を０．
０４％≦Ｓ＋０．４Ｓｅ≦０．１２％の範囲で含有し、
かつＣａをＣａ≧３．８（Ｓ＋０．４Ｓｅ）の範囲で添
加する。
びＳｅのうち１種または２種を０．０４％≦Ｓ＋０．４
Ｓｅ≦０．１２％の範囲で含有し、Ｍｎを１≧Ｍｎ≧
２．３（Ｓ＋０．４Ｓｅ）＋０．２の範囲で含有する
か、または、ＳおよびＳｅのうち１種または２種を０．
０４％≦Ｓ＋０．４Ｓｅ≦０．１２％の範囲で含有し、
かつＣａをＣａ≧３．８（Ｓ＋０．４Ｓｅ）の範囲で添
加する。
【００１９】ＳおよびＳｅは、サルファイドおよびセレ
ナイドを形成し、切削抵抗を減少させ、かつ工具寿命を
延長させて被削性の向上に寄与する元素であり、上記黒
鉛成分との相乗効果により極めて良好な被削性をえるも
のである。Ｓ＋０．４Ｓｅの値が０．０４％よりも少な
ければ被削性向上効果が得られず、また０．１２％を超
えると後述のＭｎまたはＣａの併用によっても延性が回
復しない。したがって、Ｓ＋０．４Ｓｅの値を０．０４
〜０．１２％の範囲とする。
ナイドを形成し、切削抵抗を減少させ、かつ工具寿命を
延長させて被削性の向上に寄与する元素であり、上記黒
鉛成分との相乗効果により極めて良好な被削性をえるも
のである。Ｓ＋０．４Ｓｅの値が０．０４％よりも少な
ければ被削性向上効果が得られず、また０．１２％を超
えると後述のＭｎまたはＣａの併用によっても延性が回
復しない。したがって、Ｓ＋０．４Ｓｅの値を０．０４
〜０．１２％の範囲とする。
【００２０】ＭｎまたはＣａは、ＳおよびＳｅと結びつ
いてサルファイドおよびセレナイドの形態を改善し、延
性の低下を抑える作用があり、被削性向上に必要なＳお
よびＳｅを含有させることができる。その効果を発揮す
るためには、Ｓ＋０．４Ｓｅとの関係で規定する必要が
あり、Ｍｎは２．３（Ｓ＋０．４Ｓｅ）＋０．２以上、
Ｃａは３．８（Ｓ＋０．４Ｓｅ）以上であることが必要
である。
いてサルファイドおよびセレナイドの形態を改善し、延
性の低下を抑える作用があり、被削性向上に必要なＳお
よびＳｅを含有させることができる。その効果を発揮す
るためには、Ｓ＋０．４Ｓｅとの関係で規定する必要が
あり、Ｍｎは２．３（Ｓ＋０．４Ｓｅ）＋０．２以上、
Ｃａは３．８（Ｓ＋０．４Ｓｅ）以上であることが必要
である。
【００２１】本発明の合金は、鋳型に鋳込んで製造する
鋳造合金を対象とするが、その製造条件に関しては、特
に限定されるものではない。
鋳造合金を対象とするが、その製造条件に関しては、特
に限定されるものではない。
【００２２】ただし、本発明においては、所定の形状に
製造した素材を、７００〜９００℃の範囲の温度から急
冷することが好ましい。これにより、ＮｉやＣｏのミク
ロ偏析が緩和され、熱膨張係数を一層低下させることが
できる。なお、急冷の方法は水冷が好ましいが、空冷ま
たは油冷であってもよい。
製造した素材を、７００〜９００℃の範囲の温度から急
冷することが好ましい。これにより、ＮｉやＣｏのミク
ロ偏析が緩和され、熱膨張係数を一層低下させることが
できる。なお、急冷の方法は水冷が好ましいが、空冷ま
たは油冷であってもよい。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。高
周波誘導溶解炉により、表１、表２に示す化学組成の合
金を溶解、鋳造し、φ３５ｍｍ×Ｌ２２０ｍｍの丸棒、
およびφ１００ｍｍ×Ｌ４００ｍｍの丸棒を得た。な
お、表１中、Ｎｏ．１〜２８は本発明材で、Ｎｏ．１〜
９が低温用、Ｎｏ．１０〜１８が中温用、Ｎｏ．１９〜
２８が高温用である。また、表２中、Ｎｏ．２９〜３５
は低温用合金の比較材、Ｎｏ．３８〜４４は中温用合金
の比較材、Ｎｏ．４７〜５３は高温用合金の比較材、Ｎ
ｏ．５６〜５９はＮｉ、Ｃｏ、Ｎｉ当量のいずれかが外
れる比較材である。さらに表２のＮｏ．３６，３７は低
温用合金の従来材、Ｎｏ．４５，４６は中温用合金の従
来材、Ｎｏ．５４，５５は高温用合金の従来材である。
周波誘導溶解炉により、表１、表２に示す化学組成の合
金を溶解、鋳造し、φ３５ｍｍ×Ｌ２２０ｍｍの丸棒、
およびφ１００ｍｍ×Ｌ４００ｍｍの丸棒を得た。な
お、表１中、Ｎｏ．１〜２８は本発明材で、Ｎｏ．１〜
９が低温用、Ｎｏ．１０〜１８が中温用、Ｎｏ．１９〜
２８が高温用である。また、表２中、Ｎｏ．２９〜３５
は低温用合金の比較材、Ｎｏ．３８〜４４は中温用合金
の比較材、Ｎｏ．４７〜５３は高温用合金の比較材、Ｎ
ｏ．５６〜５９はＮｉ、Ｃｏ、Ｎｉ当量のいずれかが外
れる比較材である。さらに表２のＮｏ．３６，３７は低
温用合金の従来材、Ｎｏ．４５，４６は中温用合金の従
来材、Ｎｏ．５４，５５は高温用合金の従来材である。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】上記φ３５ｍｍ×Ｌ２２０ｍｍの丸棒を用
いて熱膨張係数を測定した。熱膨張係数は、低温用合金
では２０〜１５０℃、中温用合金では２０〜３００℃、
高温用合金では２０〜４５０℃の範囲で測定した。ま
た、φ１００ｍｍ×Ｌ４００ｍｍを用いて被削性を評価
した。被削性は、低温用ではＮｏ．３６、中温用ではＮ
ｏ．４５、高温用ではＮｏ．５４の工具寿命をそれぞれ
１とした工具寿命比と、切削抵抗とで評価した。これら
の結果を表３、表４に示す。なお、これら被削性の試験
は、切削工具として超硬工具用い、切削速度を１００ｍ
／分、切り込み２．０ｍｍ、送り０．２ｍｍ／ｒｅｖ．
の条件で旋盤加工により行った。
いて熱膨張係数を測定した。熱膨張係数は、低温用合金
では２０〜１５０℃、中温用合金では２０〜３００℃、
高温用合金では２０〜４５０℃の範囲で測定した。ま
た、φ１００ｍｍ×Ｌ４００ｍｍを用いて被削性を評価
した。被削性は、低温用ではＮｏ．３６、中温用ではＮ
ｏ．４５、高温用ではＮｏ．５４の工具寿命をそれぞれ
１とした工具寿命比と、切削抵抗とで評価した。これら
の結果を表３、表４に示す。なお、これら被削性の試験
は、切削工具として超硬工具用い、切削速度を１００ｍ
／分、切り込み２．０ｍｍ、送り０．２ｍｍ／ｒｅｖ．
の条件で旋盤加工により行った。
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】表３に示すように、本発明例では所望の低
熱膨張性を維持しつつ、従来材よりも良好な切削性が得
られることが確認された。
熱膨張性を維持しつつ、従来材よりも良好な切削性が得
られることが確認された。
【００３０】これに対して、表４に示すように、Ｎｉ、
Ｃｏ量またはＮｉ当量が本発明の範囲から外れる比較例
のＮｏ．５６〜５９は、いずれの温度でも熱膨張係数が
大きく低熱膨張材としては不適当であった。また、Ｃ量
が少ないＮｏ．２９，３８，４７は被削性が悪かった。
Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ量が多いＮｏ．３０〜３２，３９〜４
１，４８〜５０は熱膨張係数が大きい値を示した。さら
に、Ｓ＋０．４Ｓｅが少ないＮｏ．３３，４２，５１
は、被削性が悪く、Ｓ＋０．４Ｓｅが多かったり、Ｓ＋
０．４Ｓｅに対してＭｎが少ないＮｏ．３４，３５，４
３，４４，５２，５３は伸びが低かった。
Ｃｏ量またはＮｉ当量が本発明の範囲から外れる比較例
のＮｏ．５６〜５９は、いずれの温度でも熱膨張係数が
大きく低熱膨張材としては不適当であった。また、Ｃ量
が少ないＮｏ．２９，３８，４７は被削性が悪かった。
Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ量が多いＮｏ．３０〜３２，３９〜４
１，４８〜５０は熱膨張係数が大きい値を示した。さら
に、Ｓ＋０．４Ｓｅが少ないＮｏ．３３，４２，５１
は、被削性が悪く、Ｓ＋０．４Ｓｅが多かったり、Ｓ＋
０．４Ｓｅに対してＭｎが少ないＮｏ．３４，３５，４
３，４４，５２，５３は伸びが低かった。
【００３１】次に、上記Ｎｏ．１，２，１０，１１，１
９，２０の組成のφ３５ｍｍ×Ｌ２２０ｍｍ丸棒サンプ
ルを用いて、鋳造まま、および８５０℃から水冷した状
態の熱膨張係数を測定した。低温用のＮｏ．１，２は２
０〜１５０℃、中温用のＮｏ．１０，１１は２０〜３０
０℃、高温用のＮｏ．１９，２０は２０〜４５０℃で測
定した。その結果を表５に示す。
９，２０の組成のφ３５ｍｍ×Ｌ２２０ｍｍ丸棒サンプ
ルを用いて、鋳造まま、および８５０℃から水冷した状
態の熱膨張係数を測定した。低温用のＮｏ．１，２は２
０〜１５０℃、中温用のＮｏ．１０，１１は２０〜３０
０℃、高温用のＮｏ．１９，２０は２０〜４５０℃で測
定した。その結果を表５に示す。
【００３２】
【表５】
【００３３】表５に示すように、水冷することにより、
鋳造ままよりも熱膨張係数がさらに低下することが確認
された。
鋳造ままよりも熱膨張係数がさらに低下することが確認
された。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
快削性を有する低熱膨張鋳造合金を得ることができる。
したがって、切削加工に多大の費用を要することがな
い。
快削性を有する低熱膨張鋳造合金を得ることができる。
したがって、切削加工に多大の費用を要することがな
い。
Claims (3)
- 【請求項１】 質量％にて、 Ｃ：０．５〜１．５％、 Ｓｉ：１％以下、 Ｎｉ：２５〜４３．５％、 Ｃｏ：２０％以下の範囲で含有する低熱膨張鋳造合金に
おいて、 さらに、ＳおよびＳｅのうち１種または２種を０．０４
％≦Ｓ＋０．４Ｓｅ≦０．１２％の範囲で含有し、 Ｍｎを１≧Ｍｎ≧２．３（Ｓ＋０．４Ｓｅ）＋０．２の
範囲で含有し、 かつ、３４．５％≦Ｎｉ＋０．８Ｃｏ≦４３．５％を満
たし、 残部実質的にＦｅからなることを特徴とする、快削性低
熱膨張鋳造合金。 - 【請求項２】 質量％にて、 Ｃ：０．５〜１．５％、 Ｓｉ：１％以下、 Ｍｎ：１％以下、 Ｎｉ：２５〜４３．５％、 Ｃｏ：２０％以下の範囲で含有し、 さらに、ＳおよびＳｅのうち１種または２種を０．０４
％≦Ｓ＋０．４Ｓｅ≦０．１２％の範囲で含有し、 ＣａをＣａ≧３．８（Ｓ＋０．４Ｓｅ）の範囲で添加
し、 かつ、３４．５％≦Ｎｉ＋０．８Ｃｏ≦４３．５％を満
たし、 残部実質的にＦｅからなることを特徴とする、快削性低
熱膨張鋳造合金。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の組成を
有する素材を、７００℃以上９００℃以下の温度から水
冷することを特徴とする、快削性低熱膨張鋳造合金の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10185498A JP3466911B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 快削性低熱膨張鋳造合金およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10185498A JP3466911B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 快削性低熱膨張鋳造合金およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11286751A JPH11286751A (ja) | 1999-10-19 |
| JP3466911B2 true JP3466911B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=14311629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10185498A Expired - Fee Related JP3466911B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 快削性低熱膨張鋳造合金およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3466911B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030118468A1 (en) * | 2001-07-26 | 2003-06-26 | Lin Li | Free-machining Fe-Ni-Co alloy |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP10185498A patent/JP3466911B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11286751A (ja) | 1999-10-19 |
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