JPH0313522A - 鋳鉄の熱処理方法 - Google Patents
鋳鉄の熱処理方法Info
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- JPH0313522A JPH0313522A JP14900289A JP14900289A JPH0313522A JP H0313522 A JPH0313522 A JP H0313522A JP 14900289 A JP14900289 A JP 14900289A JP 14900289 A JP14900289 A JP 14900289A JP H0313522 A JPH0313522 A JP H0313522A
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- Heat Treatment Of Articles (AREA)
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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、いわゆるオーステンパ・ダクタイル鋳鉄の熱
処理方法を改良して、熱処理時間の短縮化を図るととも
に残留オーステナイト組織量の低減を得る鋳鉄の熱処理
方法に関する。
処理方法を改良して、熱処理時間の短縮化を図るととも
に残留オーステナイト組織量の低減を得る鋳鉄の熱処理
方法に関する。
（従来の技術）
鋳鉄を組織の面から分類すると、白鋳鉄とねずみ鋳鉄に
大別される。上記白鋳鉄ではＣ（炭素）がＦｅ５Ｃ’（
セメンタイト）としての形で凝固時に晶出し、ねずみ鋳
鉄では黒鉛として晶出する。
大別される。上記白鋳鉄ではＣ（炭素）がＦｅ５Ｃ’（
セメンタイト）としての形で凝固時に晶出し、ねずみ鋳
鉄では黒鉛として晶出する。
このような黒鉛が晶出したねずみ鋳鉄は、強靭な鉄地と
もろい黒鉛が組み合わさって、多くの用途に適合する性
質を有する。特に、パーライト地のものは強゛さもあり
、機械部品として好適である。
もろい黒鉛が組み合わさって、多くの用途に適合する性
質を有する。特に、パーライト地のものは強゛さもあり
、機械部品として好適である。
近代になって、鋳鉄の溶湯に Ｍｇ、Ｃｅ。
Ｃａ等の金属を少量添加して黒鉛を球状化させてなる、
球状黒鉛鋳鉄が一般に用いられるようになとが解消され
、地のフェライト、パーライトあるいはフェライト＋パ
ーライト組織の性質がそのまま現われて、鋼と同じ強靭
さを得られる。この球状黒鉛鋳鉄はまた、ダクタイル鋳
鉄と呼ばれていることは、周知である。
球状黒鉛鋳鉄が一般に用いられるようになとが解消され
、地のフェライト、パーライトあるいはフェライト＋パ
ーライト組織の性質がそのまま現われて、鋼と同じ強靭
さを得られる。この球状黒鉛鋳鉄はまた、ダクタイル鋳
鉄と呼ばれていることは、周知である。
その反面、材料の低コストを維持したまま最近の部品軽
量化に適合させたり、鋼の代替用材料として適用できる
ような高強度、高強靭性を確保するには、従来の球状黒
鉛鋳鉄では不十分になってきている。さらにまた、この
球状黒鉛鋳鉄は凝固収縮が大きく、ピンホールが出やす
いなど、鋳造性にやや難点があって鋳造作業にかなりの
技術を要することも注意する必要がある。
量化に適合させたり、鋼の代替用材料として適用できる
ような高強度、高強靭性を確保するには、従来の球状黒
鉛鋳鉄では不十分になってきている。さらにまた、この
球状黒鉛鋳鉄は凝固収縮が大きく、ピンホールが出やす
いなど、鋳造性にやや難点があって鋳造作業にかなりの
技術を要することも注意する必要がある。
そこで近時、このような球状黒鉛鋳鉄の基地組織をベー
ナイト組織とオーステナイト組織としたオーステンパ・
ダクタイル鋳鉄が開発され、球状黒鉛鋳鉄にとって変わ
られつつある。化学組織自体は互いに差がないが、オー
ステンパ・ダクタイル鋳鉄のほうが、より高い強度と強
靭性を有することが各種の試験結果から明らかにされて
いる。
ナイト組織とオーステナイト組織としたオーステンパ・
ダクタイル鋳鉄が開発され、球状黒鉛鋳鉄にとって変わ
られつつある。化学組織自体は互いに差がないが、オー
ステンパ・ダクタイル鋳鉄のほうが、より高い強度と強
靭性を有することが各種の試験結果から明らかにされて
いる。
第４図に、その熱処理方法の一例を示す。すなわち、通
常の球状黒鉛鋳鉄を、８００〜９５０℃で０．５〜２時
間加熱してオーステナイト化し、ついで２５０〜４００
℃で０．５〜２時間塩浴加熱へ急冷する恒温変態処理を
なす。これによって、ベーナイト組織に変わり、普通の
球状黒鉛鋳鉄の引張強さが７０〜８０ Ｋｇｆ／ｍＪで
あるのに対し、オーステンパ・ダクタイル鋳鉄では９０
〜１００Ｋｇ ｒ／−に向上する。なおこれらの処理条
件は、必要とする特性によって相違することは当然であ
る。
常の球状黒鉛鋳鉄を、８００〜９５０℃で０．５〜２時
間加熱してオーステナイト化し、ついで２５０〜４００
℃で０．５〜２時間塩浴加熱へ急冷する恒温変態処理を
なす。これによって、ベーナイト組織に変わり、普通の
球状黒鉛鋳鉄の引張強さが７０〜８０ Ｋｇｆ／ｍＪで
あるのに対し、オーステンパ・ダクタイル鋳鉄では９０
〜１００Ｋｇ ｒ／−に向上する。なおこれらの処理条
件は、必要とする特性によって相違することは当然であ
る。
この種のオーステンパ・ダクタイル鋳鉄の別の一例が、
特開昭６０−１８４６５９号公報に開示されている。こ
れは、オーステナイト化処理条件として温度がやや高い
８５０〜９５０℃であり、加熱時間もやや長い０．５〜
３時間とされ、かつ恒温変態処理条件として加熱温度が
２００〜５００℃であり、加熱時間は０．５〜１０時間
とかなり長い時間が設定されている。そしてこの場合に
は、残留オーステナイト組織量およびベーナイト組織量
を適当なバランス状態とするとともに、残留オーステナ
イト組織量を基地組織中に連鎖的に分布させることによ
って、引張強度を低下させることなく優れた疲労強度に
できるとある。
特開昭６０−１８４６５９号公報に開示されている。こ
れは、オーステナイト化処理条件として温度がやや高い
８５０〜９５０℃であり、加熱時間もやや長い０．５〜
３時間とされ、かつ恒温変態処理条件として加熱温度が
２００〜５００℃であり、加熱時間は０．５〜１０時間
とかなり長い時間が設定されている。そしてこの場合に
は、残留オーステナイト組織量およびベーナイト組織量
を適当なバランス状態とするとともに、残留オーステナ
イト組織量を基地組織中に連鎖的に分布させることによ
って、引張強度を低下させることなく優れた疲労強度に
できるとある。
（発明が解決しようとする課題）
しかるに、この種オーステンパφダクタイル鋳鉄のオー
ステンパ熱処理方法にも問題がある。
ステンパ熱処理方法にも問題がある。
特にオーステナイト化処理条件が改善されなければなら
ない。すなわち、恒温変態処理条件としての加熱温度の
設定は、通常の球状黒鉛鋳鉄のマルテンサイト変態開始
温度ＣＭ ３点）が２００℃程度であるところから最適
であり、また加熱保持時間は、合金無添加の球状黒鉛鋳
鉄の場合で０．５時間必要である。これよりも短時間で
は残留オーステナイト組織がマルテンサイト変態して多
層のマルテンサイト組織を形成し、強度１強靭性が低下
する。ただし、必要以上に長い時間が設定されている傾
向にある。それとともに上記オーステナイト化処理条件
における加熱時間が長く、熱処理を開始してから終了す
るまでの熱処理トータル時間が極端に長くて量産性に欠
ける。しかも、変態しないで残る残留オーステナイト組
ｉｌｌが１０〜２０％にも達し、そのため被削性が悪い
ものである。
ない。すなわち、恒温変態処理条件としての加熱温度の
設定は、通常の球状黒鉛鋳鉄のマルテンサイト変態開始
温度ＣＭ ３点）が２００℃程度であるところから最適
であり、また加熱保持時間は、合金無添加の球状黒鉛鋳
鉄の場合で０．５時間必要である。これよりも短時間で
は残留オーステナイト組織がマルテンサイト変態して多
層のマルテンサイト組織を形成し、強度１強靭性が低下
する。ただし、必要以上に長い時間が設定されている傾
向にある。それとともに上記オーステナイト化処理条件
における加熱時間が長く、熱処理を開始してから終了す
るまでの熱処理トータル時間が極端に長くて量産性に欠
ける。しかも、変態しないで残る残留オーステナイト組
ｉｌｌが１０〜２０％にも達し、そのため被削性が悪い
ものである。
これらの欠点が生じる理由としては、その鋳造品全体を
熱処理することによると思われる。すなわち、本当に強
度が必要であるのは、その鋳造品表面の極く一部である
が、全体的な強度を向上させるべく島全体を熱処理する
ために、加熱時間を長時間確保しなければならない。
熱処理することによると思われる。すなわち、本当に強
度が必要であるのは、その鋳造品表面の極く一部である
が、全体的な強度を向上させるべく島全体を熱処理する
ために、加熱時間を長時間確保しなければならない。
通常の焼入れ処理は、鋼製品をオーステナイト領域から
急冷してマルテンサイト組織を得て硬化する手段であり
、表面硬さを増大させることを目的として行われる。ま
た、これとは別に、部分的な硬度を得る焼入れ手段の一
つとして、高周波焼入れが一般的に行われている。これ
は、鋼製品の表面を高周波電流によって極く短時間だけ
誘導加熱し、ただちに焼入れして表面層のみを焼入れ硬
化させる手段である。このような高周波焼入れをなすと
、耐摩耗性の向上と疲れ強さおよび引張強さの増大に有
効であることはよく知られるところである。したがって
、極く短時間ですむ高周波焼入れ処理と上記オーステナ
イト化の一部を効率よく組合わせて、熱処理時間の短縮
化による量産性の向上を図り、併せて残留オーステナイ
ト組織量の減少による被削性の向上を図ることは、非常
に有利である。
急冷してマルテンサイト組織を得て硬化する手段であり
、表面硬さを増大させることを目的として行われる。ま
た、これとは別に、部分的な硬度を得る焼入れ手段の一
つとして、高周波焼入れが一般的に行われている。これ
は、鋼製品の表面を高周波電流によって極く短時間だけ
誘導加熱し、ただちに焼入れして表面層のみを焼入れ硬
化させる手段である。このような高周波焼入れをなすと
、耐摩耗性の向上と疲れ強さおよび引張強さの増大に有
効であることはよく知られるところである。したがって
、極く短時間ですむ高周波焼入れ処理と上記オーステナ
イト化の一部を効率よく組合わせて、熱処理時間の短縮
化による量産性の向上を図り、併せて残留オーステナイ
ト組織量の減少による被削性の向上を図ることは、非常
に有利である。
本発明は上記課題に着目してなされたものであり、オー
ステナイト化処理に代って高周波焼き入れを強度の必要
な部位のみになすことにより、熱処理時間の短縮化を得
るとともに量産性の向上を図り、併せて残留オーステナ
イト組織量の減少による被削性をよくすることが可能な
鋳鉄の熱処理方法を提供することを目的とする。
ステナイト化処理に代って高周波焼き入れを強度の必要
な部位のみになすことにより、熱処理時間の短縮化を得
るとともに量産性の向上を図り、併せて残留オーステナ
イト組織量の減少による被削性をよくすることが可能な
鋳鉄の熱処理方法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）
本発明は、球状黒鉛鋳鉄からなる鋳鉄品の必要部分の表
面を極く短時間だけ誘導加熱し、ついでその鋳鉄品を恒
温変態条件＝２５０〜４００℃×０．５〜２時間とする
オーステンパ処理をなすことを特徴とする鋳鉄の熱処理
方法である。
面を極く短時間だけ誘導加熱し、ついでその鋳鉄品を恒
温変態条件＝２５０〜４００℃×０．５〜２時間とする
オーステンパ処理をなすことを特徴とする鋳鉄の熱処理
方法である。
（作 用）
鋳鉄品の強度が必要な部位のみ高周波焼入れによる誘導
加熱をなし、ついで恒温変態条件にあった塩浴加熱へ急
冷することにより、必要な最表面のみベーナイト変態さ
せ、強靭性を付加する。
加熱をなし、ついで恒温変態条件にあった塩浴加熱へ急
冷することにより、必要な最表面のみベーナイト変態さ
せ、強靭性を付加する。
（実施例）
以下、本発明における一実施例を図面を参照して説明す
る。第１図に示すのは、鋳鉄品であるクランクシャフト
であり、この材質はたとえばＦＣＤ７０である球状黒鉛
鋳鉄からなる。このようなりランクシャフトの表面熱処
理をなすには、強度の必要な部位、すなわちジャーナル
部１とピン部２とが接し応力が集中する２部３・・・の
みに、誘導加熱処理である高周波焼入れをなす。このよ
うな焼入れは数秒から数分の間行えばよく、終了後はク
ランクシャフトを塩浴加熱へ急冷する。恒温変態条件と
して、加熱温度は２５０〜４００℃（この場合には約３
００℃程度が最適である）、加熱時間は０．５〜２時間
とする。なお上記塩浴加熱処理は、各種の塩類を電気や
ガスで加熱させ、その溶湯塩中で被加熱物を加熱する手
段であり、加熱による酸化および脱炭を防止するために
一般的に行なわれている。塩の種類によっても得られる
効果がある程度具なるが、普通、ＫＮＯ，とＮａ Ｎｏ
、からなるソルト槽が用いられる。
る。第１図に示すのは、鋳鉄品であるクランクシャフト
であり、この材質はたとえばＦＣＤ７０である球状黒鉛
鋳鉄からなる。このようなりランクシャフトの表面熱処
理をなすには、強度の必要な部位、すなわちジャーナル
部１とピン部２とが接し応力が集中する２部３・・・の
みに、誘導加熱処理である高周波焼入れをなす。このよ
うな焼入れは数秒から数分の間行えばよく、終了後はク
ランクシャフトを塩浴加熱へ急冷する。恒温変態条件と
して、加熱温度は２５０〜４００℃（この場合には約３
００℃程度が最適である）、加熱時間は０．５〜２時間
とする。なお上記塩浴加熱処理は、各種の塩類を電気や
ガスで加熱させ、その溶湯塩中で被加熱物を加熱する手
段であり、加熱による酸化および脱炭を防止するために
一般的に行なわれている。塩の種類によっても得られる
効果がある程度具なるが、普通、ＫＮＯ，とＮａ Ｎｏ
、からなるソルト槽が用いられる。
このようにして、クランクシャフトの必要な２部３・・
・のみ高周波焼入れしてから、シャフト全体を塩浴加熱
へ急冷することにより、各Ｒ部３・・・においては必要
な最表面（１〜５ ａｍ程度の深さ）のみベーナイト変
態する。得られたベーナイト組織部分は、これまでのオ
ーステンパ・ダクタイル鋳鉄よりも引張強度がさらに向
上し、かつ強靭性および疲労強度が増大する。また、こ
の２部３・・・を除（大部分は、通常のパーライト、フ
ェ°ライトもしくはパーライト＋フェライト組織を有し
、残留オーステナイト組織量が減少して被削性がよくな
る。特に高周波焼入れ処理による表面加熱時間が数秒か
ら数分ですみ、全体的な熱処理時間が大幅短縮化して、
量産品に有利となる。
・のみ高周波焼入れしてから、シャフト全体を塩浴加熱
へ急冷することにより、各Ｒ部３・・・においては必要
な最表面（１〜５ ａｍ程度の深さ）のみベーナイト変
態する。得られたベーナイト組織部分は、これまでのオ
ーステンパ・ダクタイル鋳鉄よりも引張強度がさらに向
上し、かつ強靭性および疲労強度が増大する。また、こ
の２部３・・・を除（大部分は、通常のパーライト、フ
ェ°ライトもしくはパーライト＋フェライト組織を有し
、残留オーステナイト組織量が減少して被削性がよくな
る。特に高周波焼入れ処理による表面加熱時間が数秒か
ら数分ですみ、全体的な熱処理時間が大幅短縮化して、
量産品に有利となる。
第２図は、シャフト４に一体に設けられるカム５０周面
５ａに対して上記処理をなした場合である。すなわち、
シャフト４およびカム５は一体のＦＣＤ７０からなり、
特に耐摩耗性および転勤疲労強度が必要なカム５の周面
５ａを高周波焼入れしてから、最適な恒温変態条件の塩
浴加熱へ急冷する。その結果、カム５の周面５ａのみベ
ーナイト組織化し、Ｘ他の部位は通常のパーライト。
５ａに対して上記処理をなした場合である。すなわち、
シャフト４およびカム５は一体のＦＣＤ７０からなり、
特に耐摩耗性および転勤疲労強度が必要なカム５の周面
５ａを高周波焼入れしてから、最適な恒温変態条件の塩
浴加熱へ急冷する。その結果、カム５の周面５ａのみベ
ーナイト組織化し、Ｘ他の部位は通常のパーライト。
フェライトもしくはパーライト＋フェライト組織となる
。得られる効果は、上述したクランクシャフトと全く同
一である。
。得られる効果は、上述したクランクシャフトと全く同
一である。
第３図は、ＦＣＤ７０からなるギヤ６に対して上記処理
をなした場合である。特に疲労強度および転勤疲労強度
が必要なギヤ６の歯面６ａを高周波焼入れしてから、最
適な恒温変態条件の塩浴加熱へ急冷する。その結果、ギ
ヤ６の歯面６ａのみベーナイト組織化し、Ｘ他の１部位
は通常のパーライト、フェライトもしくはパーライト＋
フェライト組織となる。得られる効果は、上述したクラ
ンクシャフトと全く同一である。
をなした場合である。特に疲労強度および転勤疲労強度
が必要なギヤ６の歯面６ａを高周波焼入れしてから、最
適な恒温変態条件の塩浴加熱へ急冷する。その結果、ギ
ヤ６の歯面６ａのみベーナイト組織化し、Ｘ他の１部位
は通常のパーライト、フェライトもしくはパーライト＋
フェライト組織となる。得られる効果は、上述したクラ
ンクシャフトと全く同一である。
この他、熱処理すべき鋳鉄品は多岐に及ぶ。
いずれにしても、強度が必要な部位のみ誘導加熱し、し
かるのち所定の恒温変態条件にもとずいて加熱処理する
ことは、全く変りがない。
かるのち所定の恒温変態条件にもとずいて加熱処理する
ことは、全く変りがない。
以上説明したように本発明によれば、必要な部位のみベ
ーナイト変態させ引張強度および強靭性の増大化を得る
とともに、残留オーステナイト組織量の減少化を図って
被削性の向上化を得る。特に表面加熱に必要な時間が極
く短くてすみ、全体的な熱処理時間が大幅短縮化して、
量産性に優れコストの低減に寄与する鋳鉄の熱処理方法
を提供できる。
ーナイト変態させ引張強度および強靭性の増大化を得る
とともに、残留オーステナイト組織量の減少化を図って
被削性の向上化を得る。特に表面加熱に必要な時間が極
く短くてすみ、全体的な熱処理時間が大幅短縮化して、
量産性に優れコストの低減に寄与する鋳鉄の熱処理方法
を提供できる。
第１図ないし第３図は本発明の一実施例における鋳鉄の
熱処理方法を説明し、第１図はクランクシャフトの一部
側面図、第２図はカムの斜視図、第３図はギヤの一部斜
視図、第４図は本発明の従来例を示しオーステンパ・ダ
クタイル鋳鉄の熱処理説明図である。 ３・・・（クランクシャフトの）Ｒ部、５ ａ・・・（
カムの）周面、６ａ・・・（ギヤの）歯面。
熱処理方法を説明し、第１図はクランクシャフトの一部
側面図、第２図はカムの斜視図、第３図はギヤの一部斜
視図、第４図は本発明の従来例を示しオーステンパ・ダ
クタイル鋳鉄の熱処理説明図である。 ３・・・（クランクシャフトの）Ｒ部、５ ａ・・・（
カムの）周面、６ａ・・・（ギヤの）歯面。
Claims (1)
- 球状黒鉛鋳鉄からなる鋳鉄品の必要部分の表面を極く短
時間だけ誘導加熱し、ついでその鋳鉄品を恒温変態条件
：２５０〜４００℃×０．５〜２時間とするオーステン
パ処理をなすことを特徴とする鋳鉄の熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14900289A JPH0313522A (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 鋳鉄の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14900289A JPH0313522A (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 鋳鉄の熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0313522A true JPH0313522A (ja) | 1991-01-22 |
Family
ID=15465515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14900289A Pending JPH0313522A (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 鋳鉄の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0313522A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8372222B2 (en) * | 2008-10-03 | 2013-02-12 | Ajax Tocco Magnethermic Corporation | Method of producing locally austempered ductile iron |
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1989
- 1989-06-12 JP JP14900289A patent/JPH0313522A/ja active Pending
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