JPH02258951A - 高弾性率を有する耐摩耗性鋳鉄材 - Google Patents
高弾性率を有する耐摩耗性鋳鉄材Info
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- JPH02258951A JPH02258951A JP8055089A JP8055089A JPH02258951A JP H02258951 A JPH02258951 A JP H02258951A JP 8055089 A JP8055089 A JP 8055089A JP 8055089 A JP8055089 A JP 8055089A JP H02258951 A JPH02258951 A JP H02258951A
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- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
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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。
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）
本発明はシリンダーライナー等の耐摩耗性が要求される
薄肉鋳鉄製品の素材として好適な高弾性率と優れた耐摩
耗性とを兼備した鋳鉄材に関する。
薄肉鋳鉄製品の素材として好適な高弾性率と優れた耐摩
耗性とを兼備した鋳鉄材に関する。
（従来の技術）
エンジンの主要構成部品の一つであるシリンダーライナ
ーには、特に耐摩耗性、耐焼付性、強度が要求され、近
年、低Ｎｏ、対策や高出力化のために過酷な条件で使用
される傾向にある。このため、材質面では、一般にＣ：
３．３〜３．４ｗｔ％、Ｐ：０．２〜０．４ ｗｔ％
、Ｃｒ ： ０．２〜０．４ｗＬ％含有したＰ −Ｃｒ
系鋳鉄が主として使用され、材質特性の向上のためにＢ
が少量添加される。この鋳鉄材によると、耐焼付性に効
果のあるＡ形黒鉛を晶出させることができ、基地をパー
ライトとし、更にステダイトやセメンタイト、クロム炭
化物を基地中に析出させることができ、硬度をＨＲＢ
９５〜１００程度にすることができる。一方、シリンダ
ーライナーの鋳造は、従来、砂型鋳造が主流であったが
、近年、生産性に優れかつ良好な材質特性が容易に得ら
れる金型遠心力鋳造が普及しつつある。
ーには、特に耐摩耗性、耐焼付性、強度が要求され、近
年、低Ｎｏ、対策や高出力化のために過酷な条件で使用
される傾向にある。このため、材質面では、一般にＣ：
３．３〜３．４ｗｔ％、Ｐ：０．２〜０．４ ｗｔ％
、Ｃｒ ： ０．２〜０．４ｗＬ％含有したＰ −Ｃｒ
系鋳鉄が主として使用され、材質特性の向上のためにＢ
が少量添加される。この鋳鉄材によると、耐焼付性に効
果のあるＡ形黒鉛を晶出させることができ、基地をパー
ライトとし、更にステダイトやセメンタイト、クロム炭
化物を基地中に析出させることができ、硬度をＨＲＢ
９５〜１００程度にすることができる。一方、シリンダ
ーライナーの鋳造は、従来、砂型鋳造が主流であったが
、近年、生産性に優れかつ良好な材質特性が容易に得ら
れる金型遠心力鋳造が普及しつつある。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記鋳鉄材はヤング率が１ｏｏｏ。
ｋｇｆ／ｍｍ”程度以下と低く、またシリンダーライナ
ーは肉厚が数ｍｍ程度と薄いため、機械加工時に変形が
生じ易く、精度が出にくいという問題がある。
ーは肉厚が数ｍｍ程度と薄いため、機械加工時に変形が
生じ易く、精度が出にくいという問題がある。
また、耐摩耗性の向上ひいては耐久性の向上も要望され
ている。
ている。
本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、弾性率が
高く、かつ耐摩耗性に優れた鋳鉄材を提供することを目
的とする。
高く、かつ耐摩耗性に優れた鋳鉄材を提供することを目
的とする。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するためになされた本発明の鋳鉄材は、
化学組成が重量％で、 Ｃ：２．８〜３．２％、 Ｓｉ：１．８〜２．２％Ｍｎ
： ０．６〜０．９％、 Ｐ：０．７〜０．９％Ｃ
ｒ： ０．７〜１．０％、 Ｃｕ ： ０．２〜０
．５％Ｍｏ： ０．４〜０．６％、 Ｎｂ ： ０．
０５〜０．１％残部実質的にＦｅからなり、組織中にＡ
形黒鉛が晶出していることを発明の構成とするものであ
る。
化学組成が重量％で、 Ｃ：２．８〜３．２％、 Ｓｉ：１．８〜２．２％Ｍｎ
： ０．６〜０．９％、 Ｐ：０．７〜０．９％Ｃ
ｒ： ０．７〜１．０％、 Ｃｕ ： ０．２〜０
．５％Ｍｏ： ０．４〜０．６％、 Ｎｂ ： ０．
０５〜０．１％残部実質的にＦｅからなり、組織中にＡ
形黒鉛が晶出していることを発明の構成とするものであ
る。
（作 用）
本発明の鋳鉄材の化学組織（単位重量％）は下記の理由
により限定される。
により限定される。
Ｃ：２．８〜３．２％
Ｃは黒鉛晶出のため及び炭化物形成のために必要であり
、２．８％未満では黒鉛が晶出し難くなると共に炭化物
量も減少し、耐摩耗性が低下する。
、２．８％未満では黒鉛が晶出し難くなると共に炭化物
量も減少し、耐摩耗性が低下する。
一方、３．２％を越えると弾性率が向上し難くなる。
Ｓｉ：１．８〜２．２％
Ｓｉは黒鉛を晶出させるために必要で、１．８％未満で
は黒鉛の晶出が困難となる。一方、２．２％を越えると
弾性率が向上しにくくなる。
は黒鉛の晶出が困難となる。一方、２．２％を越えると
弾性率が向上しにくくなる。
Ｍｎ ： ０．６〜０．９％
Ｍｎは硬度向上のために添加され、０．６％未満ではそ
の効果が期待できず、一方０．９％を越えると偏析し易
くなり、又硬度が高くなり過ぎ、加工性が低下する。
の効果が期待できず、一方０．９％を越えると偏析し易
くなり、又硬度が高くなり過ぎ、加工性が低下する。
Ｐ：０．７〜０．９％
Ｐはリン共晶（ステダイト）を生成させるために必要で
あり、０．７％未満では共晶量が少なく、一方０．９％
を越えると共晶量が過多となって脆くなる。
あり、０．７％未満では共晶量が少なく、一方０．９％
を越えると共晶量が過多となって脆くなる。
Ｃｒ： ０．１〜１．０％
Ｃｒはクロムカーバイドを生成させ、硬度の向上、耐摩
耗性の向上のために添加され、０．７％未満ではその効
果が少なく、一方１．０％を越えるとカーバイド量が過
多となって加工性が低下する。
耗性の向上のために添加され、０．７％未満ではその効
果が少なく、一方１．０％を越えるとカーバイド量が過
多となって加工性が低下する。
Ｃｕ ： ０．２〜０．５％
Ｃｕはパーライトの緻密化による基地強度向上および耐
食性向上のために添加され、０．２％未満ではその効果
がほとんどなく、一方０．５％を越えると基地硬度が高
くなり過ぎる。
食性向上のために添加され、０．２％未満ではその効果
がほとんどなく、一方０．５％を越えると基地硬度が高
くなり過ぎる。
Ｍｏ ： ０．４〜０．６％
Ｍｏは基地を強化して弾性率を向上させるために添加さ
れ、０．４％未満では効果が不足し、一方０．６％を越
えると硬くなり過ぎる。
れ、０．４％未満では効果が不足し、一方０．６％を越
えると硬くなり過ぎる。
Ｎｂ ： ０．０５〜０．１％
Ｎｂは焼入性を抑制して組織が異常硬化するのを防止す
るために添加される。０．０５％未満では効果が不足し
、一方０．１％を越えると逆に硬くなる。
るために添加される。０．０５％未満では効果が不足し
、一方０．１％を越えると逆に硬くなる。
本発明の鋳鉄材は以上の成分のばか不可避的に混入した
不純物およびＦｅで形成される。尚、Ｓは材質を脆くす
るので少ない程望ましく、０．１％以下にとどめておく
のがよい。
不純物およびＦｅで形成される。尚、Ｓは材質を脆くす
るので少ない程望ましく、０．１％以下にとどめておく
のがよい。
本発明の耐摩耗性鋳鉄の晶出黒鉛の形態はＡ形の片状黒
鉛とされる。Ａ形黒鉛は、保油性や自己潤滑性を有する
のみならず、晶出黒鉛の回りの基地に欠は落ちが発生し
にくく、耐摩耗性が特に良好だからである。
鉛とされる。Ａ形黒鉛は、保油性や自己潤滑性を有する
のみならず、晶出黒鉛の回りの基地に欠は落ちが発生し
にくく、耐摩耗性が特に良好だからである。
本発明の耐摩耗性鋳鉄を金型により鋳造形成するには、
金型予熱温度を１５０〜２８０°Ｃとし、ケイソウ土系
塗型を０．８〜１．２圓程度金型に形成するのがよい。
金型予熱温度を１５０〜２８０°Ｃとし、ケイソウ土系
塗型を０．８〜１．２圓程度金型に形成するのがよい。
従来のものに比べてＣおよびＳｉ含有量が少なく、Ａ形
黒鉛が晶出しにくいからである。
黒鉛が晶出しにくいからである。
（実施例）
シリンダーライナーの製造実施例
（１）下記第１表の化学組成を有する鋳鉄材を溶製し、
１４００°Ｃの鋳込温度で金型遠心力鋳造し、外径１０
０ａａφ、肉厚８ｆｆｓ、長さ１８００ｍａｉの円筒状
素材を得た。鋳造条件は、金型回転数１８００ｒｐｍ、
金型予熱温度２００°Ｃとし、ウェットスプレーコーテ
ィングにより、金型内面に０．８ｍｍ厚の塗型（ケイソ
ウ土を主材とし、ベントナイト粘結材としたもの）を形
成した。
１４００°Ｃの鋳込温度で金型遠心力鋳造し、外径１０
０ａａφ、肉厚８ｆｆｓ、長さ１８００ｍａｉの円筒状
素材を得た。鋳造条件は、金型回転数１８００ｒｐｍ、
金型予熱温度２００°Ｃとし、ウェットスプレーコーテ
ィングにより、金型内面に０．８ｍｍ厚の塗型（ケイソ
ウ土を主材とし、ベントナイト粘結材としたもの）を形
成した。
（２） （］、）の素材より試料を採取し、機械的性
質を調べた結果を第２表に示す。
質を調べた結果を第２表に示す。
第２表
（３）第２表より、実施例の鋳鉄材は従来例のものより
、ヤング率が４０％以上向上していることが確認された
。また、硬度もＨ１？Ｂで３程度以上向上しており、更
に強度も７〜ｌ１ｋｇｆ／ａ＋”向上しており、耐摩耗
性の向上が認められる。
、ヤング率が４０％以上向上していることが確認された
。また、硬度もＨ１？Ｂで３程度以上向上しており、更
に強度も７〜ｌ１ｋｇｆ／ａ＋”向上しており、耐摩耗
性の向上が認められる。
（４） （１）の素材を長さ１３０ ｍｍに切断し、
外径９０１ｍ１１内径８６閣に機械加工してシリンダー
ライナーを得た。実施例では素材の剛性が高く、容易に
高精度の加工を行うことができたが、従来例では変形が
生じ易く、加工が困難であった。
外径９０１ｍ１１内径８６閣に機械加工してシリンダー
ライナーを得た。実施例では素材の剛性が高く、容易に
高精度の加工を行うことができたが、従来例では変形が
生じ易く、加工が困難であった。
（発明の効果）
以上説明した通り、本発明の耐摩耗性鋳鉄材はＣ含有量
が２．８〜３．２％と低く、所定量のＣｕ、 Ｍ。
が２．８〜３．２％と低く、所定量のＣｕ、 Ｍ。
等を含有しているため、従来のＰ −Ｃｒ系耐摩耗性鋳
鉄に比べて弾性率が４０％程度向上し、加工精度の向上
を図ることができ、また耐摩耗性や強度の向上も図るこ
とができる。
鉄に比べて弾性率が４０％程度向上し、加工精度の向上
を図ることができ、また耐摩耗性や強度の向上も図るこ
とができる。
Claims (1)
- （１）化学組成が重量％で、 Ｃ：２．８〜３．２％、Ｓｉ：１．８〜２．２％Ｍｎ：
０．６〜０．９％、Ｐ：０．７〜０．９％Ｃｒ：０．７
〜１．０％、Ｃｕ：０．２〜０．５％Ｍｏ：０．４〜０
．６％、Ｎｂ：０．０５〜０．１％残部実質的にＦｅか
らなり、組織中にＡ形黒鉛が晶出していることを特徴と
する高弾性率を有する耐摩耗性鋳鉄材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8055089A JPH02258951A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 高弾性率を有する耐摩耗性鋳鉄材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8055089A JPH02258951A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 高弾性率を有する耐摩耗性鋳鉄材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02258951A true JPH02258951A (ja) | 1990-10-19 |
Family
ID=13721455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8055089A Pending JPH02258951A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 高弾性率を有する耐摩耗性鋳鉄材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02258951A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008105987A1 (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-04 | Caterpillar Inc. | High strength gray cast iron containing niobium |
| JP2008303434A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Jfe Steel Kk | 耐摩耗性に優れた高強度球状黒鉛鋳鉄品 |
| JP2012052200A (ja) * | 2010-09-02 | 2012-03-15 | Jfe Steel Corp | 耐摩耗性に優れた球状黒鉛鋳鉄品 |
| CN104526274A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-04-22 | 芜湖福司精密模具有限公司 | 一种打夯机底座的制造方法 |
-
1989
- 1989-03-30 JP JP8055089A patent/JPH02258951A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008105987A1 (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-04 | Caterpillar Inc. | High strength gray cast iron containing niobium |
| US8333923B2 (en) | 2007-02-28 | 2012-12-18 | Caterpillar Inc. | High strength gray cast iron |
| JP2008303434A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Jfe Steel Kk | 耐摩耗性に優れた高強度球状黒鉛鋳鉄品 |
| JP2012052200A (ja) * | 2010-09-02 | 2012-03-15 | Jfe Steel Corp | 耐摩耗性に優れた球状黒鉛鋳鉄品 |
| CN104526274A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-04-22 | 芜湖福司精密模具有限公司 | 一种打夯机底座的制造方法 |
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