JP7278316B2 - 片状黒鉛鋳鉄製品及びその製造方法 - Google Patents
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Description
CE=C+1/3×Si
で計算するとき、下記の不等式、
2.7≦C≦3.5、
1.2≦Si≦1.7、及び
CE≦-0.33×Si+4.36
を満たす。
CE=C+1/3×Si
で計算するとき、前記炉内における溶湯が、下記の不等式、
2.7≦C≦3.5、
1.2≦Si≦1.7、及び
CE≦-0.33×Si+4.36
を満たす。
本実施形態に係る鋳造方法(換言すれば片状黒鉛鋳鉄製品の製造方法)は、鋳鉄の組成及び接種剤の組成を除いて、種々の態様とされてよく、また、概略、公知の鋳造方法及び/又は一般的な鋳造方法と同様とされて構わない。以下に、鋳造方法の一例の概要について説明する。
鋳物部7(換言すれば鋳物)の大きさ及び形状は、特に限定されない。ただし、本実施形態に係る鋳鉄は、その組成(後述)によって引け性が改善されることから、例えば、引け巣が生じやすい厚肉部を有する鋳物に対して特に有用性が高い。また、例えば、組成に基づく引け性の改善によって、冷し金の個数及び/又は体積を低減できるから、大型の鋳物に対して特に有用性が高く、また、冷し金の配置の設定が困難な複雑な形状の鋳物に対しても有用性が高い。
冷し金が配置される場合、その配置位置は適宜に設定されてよい。例えば、冷し金は、鋳物のうち引け巣が相対的に生じやすい局部に当接するものであってもよいし、鋳物に対して全体的に当接するものであってもよい。図2の例では、冷し金5Aは、鋳物の板状部(板対応部7a参照)の表裏のうちリブ(リブ対応部7b参照)とは反対側の面の略全面に当接する。また、冷し金5Bは、鋳物の板状部とリブとが成す角部(すなわち局部)に当接する。
以下、本実施形態に係る片状黒鉛鋳鉄の組成等について説明する。なお、以下の説明では、鋳鉄の成分の質量%(wt%)を元素記号で示すことがある。例えば、炭素の質量%をCで表し、ケイ素の質量%をSiで表すことがある。
CE=C+1/3×Si (1)
2.7≦C≦3.5
1.2≦Si≦1.7
CE≦-0.33×Si+4.36 (2)
0.90≦Mn≦1.00
0.02≦Sn≦0.05
既述のように、本実施形態では、取鍋で接種を行う一次接種が行われてよい。接種方法は、種々の態様とされてよい。例えば、接種は、溶湯が注がれる前の取鍋の底に接種剤を配置しておくものであってもよいし、取鍋内の溶湯にその表面から接種剤を添加するものであってもよいし、取鍋内の溶湯又は取鍋内に注がれる溶湯に接種剤が配置されたワイヤーを接触させるものであってもよい。
既述のように、本実施形態では、注湯以後に接種を行う二次接種が行われてよい。この接種方法は、種々の物とされてよい。例えば、接種は、鋳型に注がれている溶湯に接種剤を添加するものであってもよいし、鋳型に注がれている溶湯に接種剤が配置されたワイヤーを触れさせるものであってもよいし、溶湯が注がれる前の湯溜まり又は鋳型内に接種剤を配置しておくものであってもよい。接種剤の材料及び添加量も任意であり、これらについては、上記の一次接種の説明が援用されてよい。
上述の組成を有する片状黒鉛鋳鉄を実際に作製し、その機械的性質(TS及びHB)を調べた。その結果を以下に示す。
CE≧-0.33×Si+3.83
CE≧-0.33×Si+4.15、又は
CE≧-0.33×Si+4.27
なお、前者の不等式は、No.13の他、No.8、No.10~No.12及びNo.15において満たされる。後者の不等式は、No.15の他、No.8及びNo.10~No.12において満たされる。
実施形態に係る片状黒鉛鋳鉄製品を実際に作製して引け性を評価した。具体的には、以下のとおりである。
下記の不等式、
2.7≦C≦3.5、
1.2≦Si≦1.7、及び
CE≦-0.33×Si+4.36
を満たす。
実施形態に係る上記製造方法では、鋳型内で鋳鉄を冷却するときの温度勾配及び冷却速度をそれぞれG(℃/cm)及びR(℃/min)で表したとき、鋳型内の鋳鉄に、新山パラメータG/R 1/2 ((℃×min) 1/2 /cm)が0.4以下となる期間を有する部分が生じてよい。
この場合において、鋳型に冷し金が設けられていなくてよい。
あるいは、鋳型に冷し金が設けられており、鋳型内の鋳鉄は、G/R 1/2 が1.0以下となる期間を有する第1部位を有し、鋳型の内面のうち第1部位から最短距離に位置する部分に冷し金が設けられていない、とされてもよい。
上記の冷し金が設けられる場合において、第1部位は、G/R 1/2 が0.4以下となる期間を有してもよい。
上記の冷し金が設けられる場合において、鋳型内の鋳鉄が第2部位を有し、鋳型の内面のうち第2部位から最短距離に位置する部分に冷し金が設けられており、かつ第2部位は、冷し金が設けられていないと仮定した場合にG/R 1/2 が0.01以下となる期間を有する、とされてもよい。
Claims (7)
- 含有する炭素、ケイ素、マンガン及びスズの質量%をそれぞれC、Si、Mn及びSnで表し、
炭素当量(質量%)を次式
CE=C+1/3×Si
で計算するとき、
下記の不等式、
2.7≦C≦3.5、
1.2≦Si≦1.7、
-0.33×Si+4.15≦CE≦-0.33×Si+4.36、
0.90≦Mn≦1.00、及び
0.02≦Sn≦0.05
を満たし、
鉄、炭素、ケイ素、マンガン及びスズ以外の成分の合計が1質量%以下であり、
引張強さが300MPaよりも大きく、
ブリネル硬さが262HBよりも小さい、
片状黒鉛鋳鉄製品。 - 含有する炭素、ケイ素、マンガン及びスズの質量%をそれぞれC、Si、Mn及びSnで表し、
炭素当量(質量%)を次式
CE=C+1/3×Si
で計算するとき、
下記の不等式、
3.1≦C≦3.5、
1.2≦Si≦1.7、
CE≦-0.33×Si+4.36、
0.90≦Mn≦1.00、及び
0.02≦Sn≦0.05
を満たし、
鉄、炭素、ケイ素、マンガン及びスズ以外の成分の合計が1質量%以下であり、
引張強さが300MPaよりも大きく、
ブリネル硬さが262HBよりも小さい、
片状黒鉛鋳鉄製品。 - 下記の不等式、
CE≧-0.33×Si+4.27
を満たす、
請求項1又は2に記載の片状黒鉛鋳鉄製品。 - 炉内で溶解されていた鋳鉄の溶湯を鋳型内で冷却して凝固させ、片状黒鉛鋳鉄製品を製造する方法であって、
前記鋳鉄が含有する炭素、ケイ素、マンガン及びスズの質量%をそれぞれC、Si、Mn及びSnで表し、
炭素当量を次式
CE=C+1/3×Si
で計算するとき、
前記炉内における溶湯が、下記の不等式、
2.7≦C≦3.5、
1.2≦Si≦1.7、
-0.33×Si+4.15≦CE≦-0.33×Si+4.36、
0.90≦Mn≦1.00、及び
0.02≦Sn≦0.05
を満たし、
凝固後の前記鋳鉄における、鉄、炭素、ケイ素、マンガン及びスズ以外の成分の合計が1質量%以下であり、
凝固後の前記鋳鉄の引張強さが300MPaよりも大きく、
凝固後の前記鋳鉄のブリネル硬さが262HBよりも小さい、
片状黒鉛鋳鉄製品の製造方法。 - 炉内で溶解されていた鋳鉄の溶湯を鋳型内で冷却して凝固させ、片状黒鉛鋳鉄製品を製造する方法であって、
前記鋳鉄が含有する炭素、ケイ素、マンガン及びスズの質量%をそれぞれC、Si、Mn及びSnで表し、
炭素当量を次式
CE=C+1/3×Si
で計算するとき、
前記炉内における溶湯が、下記の不等式、
3.1≦C≦3.5、
1.2≦Si≦1.7、
CE≦-0.33×Si+4.36、
0.90≦Mn≦1.00、及び
0.02≦Sn≦0.05
を満たし、
凝固後の前記鋳鉄における、鉄、炭素、ケイ素、マンガン及びスズ以外の成分の合計が1質量%以下であり、
凝固後の前記鋳鉄の引張強さが300MPaよりも大きく、
凝固後の前記鋳鉄のブリネル硬さが262HBよりも小さい、
片状黒鉛鋳鉄製品の製造方法。 - 取鍋でFe-Si系接種剤を前記溶湯に添加する
請求項4又は5に記載の片状黒鉛鋳鉄製品の製造方法。 - 前記鋳型へ前記溶湯を注ぐ時期以後にFe-Si系接種剤を前記溶湯に添加する
請求項4~6のいずれか1項に記載の片状黒鉛鋳鉄製品の製造方法。
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