JPH02149639A - 鋳造品の局部軟化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は金型等を用いて鋳造した鋳造品の一部を鋳造後
に焼鈍して軟化せしめる方法に関する。

（従来の技術） 金型を用いて鋳鉄部材を鋳造する方法として特開昭６３
−１７４７７５号が知られている。

この方法はカムシャフト等の鋳物を鋳造するにあたり、
金型のキャビティ内に溶湯を充填した後、溶湯の表層を
急冷して殻状の凝固層とし、この時点で離型するように
したものである。このようにすることで、金型に変形や
摩耗を生じることなく、表層が高硬度のチル組織となっ
たカムシャフトが得られる。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように金型を用いてカムシャフト等を鋳造すれ
ば、砂型を用いた場合に比べ、効率良く且つコスト的に
も有利に鋳物が得られる。

しかしながら金型を使用する場合には、砂型に冷し金を
セットする場合と異なり、鋳物の表層全体がチル化し、
鋳造後にセンター穴やスプライン溝を加工すべき部分の
硬度が硬くなり過ぎ、刃具の寿命等の点で不利が生じる
。

そこで第５図に示すように一旦Ｓｉ造した鋳物の一部を
高周波等を利用して再加熱し、次いで一定時間高温状態
で保持した後に放冷することで当該一部を焼鈍軟化する
方法が考えられるが、この方法のように一定速度でチル
組織となっている鋳物を加熱すると以下の問題がある。

即ち、チル組織は軸と直角方向に指向している為、軸方
向引張応力に弱く、高周波等を利用して比較的速く加熱
してゆくと、高周波加熱では、表層側の温度が高くなる
傾向にあるので表層と内部とで温度差が生じて熱応力が
発生し、この熱応力及び前記チル組織に起因して内部よ
りクラックが入る。一方、加熱速度を遅くすれば上記の
不利は生じないが、熱伝導により軟化させたくない部分
まで再加熱して焼鈍することとなる。

更に、溶湯中にＮｉ、Ｃｒ或いはＭ。を添加しているよ
うな場合には、放冷の際に空気焼入れされてしまい、加
工容易な硬度まで軟化せしめることができない。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決すべく本発明は、鋳造後に鋳造品の一部
を加熱昇温する工程の前半部の昇温速度を遅くし、後半
部の昇温速度を速くし、更にＮｉ。

Ｃ１及びＭｏを溶湯中に添加した場合には昇温工程に続
く保持工程も２段階で行うようにした。

（作用） 昇温工程の前半部の昇温速度を遅くすることでクランク
の発生が防止でき、後半部の昇温速度を速くすることで
不必要な部分まで熱が伝わることを抑制できる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図は本発明方法に係る局部軟化方法を実施する前の
カムシャフトの断面図、第２図は局部軟化方法を実施し
た後のカムシャフトの断面図であり、カムシャフト１は
複数のカム部２・・・を対をなすように軸方向に離間し
て一体的に形成し、これら対をなすカム２．２の間及び
カムシャフト１両端にジャーナル部３を設けている。

また、カムシャフト１は［表］に示す ＪＩＳＦＣ２０〜ＦＣ３０相当の鋳鉄成分からなる。

［表］ そして上記の成分からなる溶湯を金型に注入してカムシ
ャフト１を鋳造する。ここで鋳造に用いる金型は例えば
０．８〜４．０ｗｔ％のＣｒを含有するＣｕ−Ｃ，合金
から構成される熱伝導率の高いものとし、好ましくはカ
ムシャフト１の表面部を急冷するための冷却路を内部に
形成したものとする。

而して斯る構造の金型のキャビティ内に溶湯を注入する
ことで、表層部１ａがＨＲＣ４０〜５０（特にカム部は
ＨＲＣ４５以上）のチル組織となり、芯部１ｂがＨＲＣ
４０以下の組織となる。

以上のカムシャフト１の一部、例えば両端のジャーナル
部３を軟化せしめるには、高周波加熱部材４によって行
う。この加熱部材４による加熱方法は第３図に示すよう
に、昇温工程、保持工程及び放冷工程を連続的に実施す
る。

特に昇温工程については前半の第１昇温工程と後半の第
２工程に分け、第１昇温工程にあっては昇温速度を１５
〜ｂ ｂ ジャーナル部を３００〜４５０℃まで加熱し、第２昇温
工程にありては昇温速度を４６℃／ｓｅｃ以上と速くし
且つ第２昇温工程によってジャーナル部を１０５０〜１
１００℃まで加熱する。このように第１昇温工程の昇温
速度を遅くすることでジャーナル部３の内部と表層との
温度差を小さくでき、クラックを防止でき、また第２昇
温工程の昇温速度を速くすることでジャーナル部以外の
部分への伝熱を抑制できる。

また、第２昇温工程に引き続いで行う保持工程にあって
は、ジャーナル部３の温度を１０５０〜１１００℃に６
０〜７０秒維持し、更に保持工程に弓き続いで行う放冷
は自然放冷とする。このようにすることで第２図に示す
ように、両端ジャーナル部３の表層チル組織が分解して
ＨＲＣ４０以下の組織となる。

方、チル組織の形成及びマトリックスの強化を目的とし
て前記した［表］の成分に対しＮ、を０．４〜０．６ｗ
ｔ％、Ｃｒを０．５〜１．Ｏｗｔ％、Ｍｏを０．５〜１
．０ｗｔ％添加してもよい。しかしながらこの場合には
第３図に示すような放冷工程とすると空気焼入れが生じ
、所望の硬度までジャーナル部を軟化させることができ
ない。そこで、この場合には第４図に示す工程による。

即ち、二段階で昇温せしめた後に１０５０〜１１００℃
で６０〜７０秒保持するまでは前記工程と同様であるが
、これに引き続いで常温まで放冷せず所定温度例えば６
００℃程度までカムシャフトのジャーナル部が冷却した
ならば１、この温度で３０分〜２時間維持する。このよ
うに１０５０〜１１００℃で６０〜７０秒維持する第１
の保持工程の次にこれよりも低い温度で維持する第２の
保持工程を設けることで、空気焼入れを防止できる。即
ち第１保持工程により一旦、チル組織を分解し第２保持
工程により硬度低下を図る。この結果ＨＲＣ３５以下の
低硬度組織が得られこれについてはＦＣ２０〜３０の様
な鋳鉄チル部材も同様である。

尚、第４図の想像線で示すように第１の保持工程と第２
の保持工程を連続せず、−旦常温付近まで冷却せしめた
後、再び６００℃程度まで加熱してもよい。

（発明の効果） 以上に説明したように本発明によれば、金型鋳造により
表層がチル組織となフた鋳物の一部を焼鈍によって軟化
せしめるにあたり、昇温工程を２段階とすることで、ク
ラックの発生を防止でき、また所望の部分のみ軟化せし
めることができる。

更にＮ１等を添加した鋳物であっても、保持工程を２段
階とすることで、空気焼入れを防止でき、加工容易な硬
度まで軟化し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に係る局部軟化方法を実施する前の
カムシャフトの断面図、第２図は局部軟化方法を実施し
た後のカムシャフトの断面図、第３図及び第４図は本発
明方法の加熱パターンを示すグラフ、第５図は従来方法
を示すグラフである。 尚、図面中１はカムシャフト、１ａは表層部、１ｂは芯
部、２はカム部、３はジャーナル部、４は加熱部材であ
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面を高硬度チル組織とした鋳造品の一部を焼鈍
   軟化せしめる方法において、この方法は鋳造品の一部を
   加熱昇温せしめる昇温工程と、この昇温工程に引き続い
   で加熱した部分を所定温度に維持する保持工程と、この
   保持工程に引き続いで加熱した部分を徐冷する放冷工程
   とからなり、前記昇温工程の前半部を昇温速度を遅くし
   た第１昇温工程とし、昇温工程の後半部を昇温速度を速
   くした第２昇温工程としたことを特徴とする鋳造品の局
   部軟化方法。
2. （２）前記鋳造品は鋳鉄チル部材又はＮ＿ｉを０．４〜
   ０．６ｗｔ％、Ｃｒを０．５〜１．０ｗｔ％、Ｍｏを０
   ．５〜１．０ｗｔ％を含む合金鋳鉄チル部材であって、
   また前記保持工程は金型鋳造品を高温に維持する第１保
   持工程と、この第１保持工程よりも低温に維持する第２
   保持工程からなることを特徴とする請求項１に記載の鋳
   造品の局部軟化方法。
3. （３）前記第１昇温工程は金型鋳造品の一部を３００〜
   ４５０℃まで昇温せしめ、第２昇温工程は当該一部を１
   ０５０〜１１００℃まで昇温せしめることを特徴とする
   請求項１に記載の鋳造品の局部軟化方法。
4. （４）前記第１保持工程は金型鋳造品の一部を１０５０
   〜１１００℃に維持し、第２保持工程は当該一部を約６
   ００℃に維持することを特徴とする請求項２に記載の鋳
   造品の局部軟化方法。