JPH02258952A

JPH02258952A - 高弾性率を有する耐摩耗性鋳鉄材

Info

Publication number: JPH02258952A
Application number: JP8055189A
Authority: JP
Inventors: Yoshimichi Ogino; 荻野　義道
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1989-03-30
Publication date: 1990-10-19

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。

（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：０．２〜０．４ｗｔ％、
Ｃｒ　：　０．２〜０．４ｗｔ％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）ＩＲＢ　
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／ｍｍｚ程度以下と低く、またシリンダーライナ
ーは肉厚が数胴程度と薄いため、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。

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。

（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：１．９〜２．８％Ｍｎ
　：　　０．５〜０．８％、　Ｐ：０．２〜０．８％Ｃ
ｒ　：　　０．２〜０．５％、　Ｃｕ　：　０．２〜０
．５％Ｂ　：　　０．０２〜０．０７％、残部実質的にＦｅからなり、組織中に人形黒鉛が晶出し
ていることを発明の構成とするものである。

この際、上記鋳鉄のＦｅの一部に代えて、Ｍｏ、　Ｎｂ
。

■の内の一種又は二種以上を合計で０．０５〜０．４％
添加することができる。

（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。

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
、２６８％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：１．９〜２．８％Ｓｔは黒鉛を晶出させるために必要で、１．９％未満で
は黒鉛の晶出が困難となる。一方、２．８％を越えると
弾性率が向上しに（くなる。

Ｍｎ　：　　０．５〜０．８％Ｍｎは硬度向上のために添加され、０．５％未満ではそ
の効果が期待できず、一方０．８％を越えると硬度が高
くなり過ぎ、加工性が低下する。

Ｐ：０．２〜０．８％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、０．２％未満では共晶量が過少で硬度向上効果が
ほとんどなく、一方０．８％を越えると共晶量が過多と
なって脆くなる。

Ｃｒ　：　　０．２〜０．５％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、０．２％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。

Ｂ　：　　０．０２〜０．０７％Ｂはカーバイドの析出を促進する作用をなし、０．０２
％未満ではその効果が期待できず、一方０．０７％を越
えるとカーバイドの析出が過多となり、硬度が高くなり
過ぎる。

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。

また、Ｆｅの一部に代えてＭｏ、　Ｎｂ、　　Ｖの内一
種又は二種以上を合計で０．０５〜０．４％含有させる
ことができる。これらの元素は基地の強化（パーライト
の緻密化）および耐熱性の向上に効果があり、０．０５
％未満ではその効果がほとんどなく、一方０．４％を越
えても効果の向上は望めずコスト的に不利になるだけで
ある。尚、多い目に添加する場合は、各元素を０．１５
％以下として複合添加した方がよい。

本発明の耐摩耗性鋳鉄の晶出黒鉛の形態は人形の片状黒
鉛とされる。人形黒鉛は、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０．８〜１．２ｆｆｉＩ１１程度金型に形成する
のがよい。従来のものに比べてＣ含有量が３．２％以下
と少なく、Ａ形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
０ＩｎＩＩｌφ、肉厚８　ｍｍ、長さ１８００ｍｍの円
筒状素材を得た。鋳造条件は、金型回転数１８００ｒｐ
ｍ、金型予熱温度２００°Ｃとし、ウェントスプレーコ
ーティングにより、金型内面に０．８燗厚の塗型（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。

以下成葉（２）　　（１）の素材より試料を採取し、組織観察お
よび機械的性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２０％以上向上していることが確認された
。また、硬度もＨＲＢで２程度以上向上しており、更に
強度も２〜６　ｋｇｆ／ｍｍ”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１３０ｍｍに切断し、外
径９０ｍｍ内径８６ｍｍ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２０％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。

更に、Ｍｏ、　Ｎｂ、　　Ｖの内一種又は二種以上を含
有させることにより、基地の強化、耐熱性の向上を図る
ことができ、耐久性の向上に資する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）化学組成が重量％で、Ｃ：２．８〜３．２％、Ｓｉ：１．９〜２．８％Ｍｎ：
０．５〜０．８％、Ｐ：０．２〜０．８％Ｃｒ：０．２
〜０．５％、Ｃｕ：０．２〜０．５％Ｂ：０．０２〜０
．０７％、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。
（２）請求項（１）の成分のほか、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖの内一種又は二種以上の合計：０．０５
〜０．４％を含有し、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。