JP5698852B2 - 鋳鉄およびブレーキ部品 - Google Patents
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Description
Cは基地組織に黒鉛を析出させるために必要な元素である。黒鉛は熱の良導体で鋳鉄の熱伝導率を高め、吸収した熱エネルギーを速やかに放出する作用を奏する。Cの含有量が3.0%未満では、現行材同等の熱伝導率である44W/m/Kを得ることが困難となる。一方、Cの含有量が4.8%を超えると、鋳鉄の融点が高くなり過ぎて溶解が困難になるとともに、強度低下が著しくなる。よって、Cの含有量は3.0〜4.8%とする。
Siは鋳鉄の比熱を高める元素である。Siの含有量が3.5%未満では、本発明が目標とする比熱である600J/kg/Kを得ることが困難となる。一方、Siの含有量が5%を超えると、溶湯の粘度が高くなり鋳造が困難になる。よって、Siの含有量は3.5〜5.0%とする。
Mnは原料のスクラップから混入し基地組織を強化する効果がある。Mnの含有量が0.5%未満ではそのような効果が乏しくなる。一方、Mnの含有量が2%を超えると、基地組織のチル化が顕著となり、被削性を低下させる。よって、Mnの含有量は0.5〜2.0%とする。
Pは溶湯の流動性を向上させるが鋳鉄を脆化させるため、不可避不純物としてのPの含有量は0.2%以下とすることが望ましい。
本発明では比熱を高めるためにSiの添加が必須であるが、Siはフェライト化を促進する作用を有する。フェライト分率が大きくなると強度低下や耐摩耗性の低下をもたらす。そこで、本発明においては、Cuを必須の合金成分としている。Cuは基地組織のパーライト化を促進して強度を向上させるとともに、黒鉛を扁平化して熱伝導率を高める。Cuの含有量が0.3%未満ではそのような効果が乏しくなる。一方、Cuの含有量が1.5%を超えると、基地組織のパーライトが緻密になり被削性を低下させる。よって、Cuの含有量は0.3〜1.5%とする。より望ましくは、0.5〜1.5%とする。
Sの含有量が0.25%を超えると、MnSの生成量が過多となって白銑化傾向が増大し、被削性が低下する。よって、不可避不純物としてのSの含有量は0.25%以下とすることが望ましい。
Niは黒鉛化を促進する元素でチル化を抑制して切削性を良好にする。また基地組織の強度を向上する作用を有する。ただし、Niは非常に高価であるため多量に添加することはできない。効果とコストの両立のために0%を超え1.2%以下含有することが望ましい。
Crは炭化物を安定にし、組織を緻密にして強度を向上する元素であり含有することが望ましい。一方、Crはフェライトには固溶し難く炭化物を形成するため比熱向上への寄与は小さい。よって、Crの含有量は0%を超え1.5%以下であることが望ましい。
Moは炭化物を安定にし、組織を緻密にして強度を向上する元素であり、そのような効果を得るためにMoを含有することが望ましい。一方、Moはフェライトには固溶し難く炭化物を形成するため比熱向上への寄与は小さい。よって、Moの含有量は0%を超え1.0%以下であることが望ましい。
Vは炭化物を安定にし、組織を緻密にして強度を向上する元素であり、そのような効果を得るためにVを含有することが望ましい。一方、Vはフェライトには固溶し難く炭化物を形成するため比熱向上への寄与は小さい。よって、Vの含有量は0%を超え0.35%以下であることが望ましい。
Snは炭化物を安定にし、組織を緻密にして強度を向上する元素であり、そのような効果を得るためにSnを含有してもよい。一方、Snを0.2%を超えて添加すると靱性を低下させてヒートクラックに対するタフネスを低下させる。よって、前述した効果を得る目的で添加する場合のSnの含有量は0%を超え0.2%以下であることが望ましい。
Claims (5)
- 質量%で、C:3.0〜4.8%、Si:3.5〜5.0%、Mn:0.5〜2.0%、Cu:0.3〜1.5%、残部:Feおよび不可避不純物からなることを特徴とする鋳鉄。
- 200℃における比熱が600J/kg/K以上であることを特徴とする請求項1に記載の鋳鉄。
- 200℃における熱伝導率が44W/m/K以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の鋳鉄。
- 基地組織におけるパーライトの面積率が90%以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の鋳鉄。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の鋳鉄から製造されたブレーキ部品。
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