JPH0313938B2

JPH0313938B2 -

Info

Publication number: JPH0313938B2
Application number: JP29588785A
Authority: JP
Inventors: Susumu Togawa; Mutsuo Uchida
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1985-12-24
Filing date: 1985-12-24
Publication date: 1991-02-25
Also published as: JPS62148067A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ダクタイル鋳鉄管を遠心力鋳造によ
る製造する方法に係り、特に長尺管であつても組
織むらが生じず、管全体に亘つて基地をベイナイ
ト組織にすることができる高強度ダクタイル鋳鉄
管の製造方法に関する。

（従来の技術）ダクタイル鋳鉄管の高強度化は各方面より要望
されており、その方法として、オーステンパー処
理がある。これは、オーステナイト化温度（850
〜950℃）から塩浴炉などを用いて300〜450℃に
急冷し、浴内でその温度に一定保持して、強靭な
ベイナイト組織を得る方法である。また、他の方
法として、Ni、Cr、Mo等の合金元素を含有せし
めて、鋳放しでベイナイト組織を得る方法もあ
る。

しかしながら、オーステンパー処理による方法
では、大物の鋳造管を熱処理するには難しく、し
かも長時間浴内に一定保持するので不経済であ
り、オーステンパー処理炉を用いるということ自
体が省エネルギーの見地からは好ましくない。一
方、合金元素を添加する方法においては、合金元
素に対する費用が大きいため経済性に劣り、また
急冷しないために材質的にも劣る面があつた。

（発明が解決しようとする問題点）そこで、本発明者は、ダクタイル鋳鉄溶湯を遠
心力鋳造した後、管内面がオーステナイト域の温
度になつたときに、熱水を管内に供給してパーラ
イトの生成を回避して300〜450℃まで急冷し、そ
の後空冷してベイナイト生成域を徐冷することに
よつてベイナイト基地組織を有する高強度ダクタ
イル鋳鉄管の製造方法を提案した。

しかしながら、４ｍ以上の長尺管を遠心力鋳造
する場合では、通常、溶湯は注湯樋によつて注湯
されるので、鋳込開始点と鋳込終了点でかなりの
時間差が生じ、急冷直前の管にはかなりの温度差
が生じている。また、遠心力鋳造用金型の内面に
塗布された塗型のコーテイング厚さのむらも管軸
方向での温度差が生じる一因となつている。これ
らの温度むらがあると、管軸方向に亘つて基地組
織を一様なベイナイト組織に急冷することが難し
い。即ち、温度むらによつて冷却速度に部分的な
遅速が生じ、また熱水供給後の到達温度も変化す
るからである。例えば、950℃を越えた部分は所
量の熱水によつても管温が下がりきらずパーライ
トが析出することになる。かかる鋳造管は、強度
上にむらが生じており、製品品質上大きな問題と
なる。

本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、
長尺管の遠心力鋳造に際しても、管全長に亘り組
織むらのない、高品質の高強度ダクタイル鋳鉄管
を得ることができる製造方法を提供することを目
的とするものである。

（問題点を解決するための手段）叙上の目的を達成するために構じられた本発明
の特徴とするところは、化学組成が重量％でＣ：3.3〜3.6％、Si：1.8〜2.4％ Mn：0.2〜0.5％、Ｐ：0.07％以下Ｓ：0.012％以下、Mg：0.03〜0.06％ Mo：0.1〜0.25％残部実質的にFeからなるダクタイル鋳鉄溶湯
を遠心力鋳造し、得られた鋳鉄管の温度がオース
テナイト域であるとき、回転している鋳鉄管の内
面に管軸方向に亘つて熱水を供給して300〜450℃
に急冷した後空冷する点にある。

（実施例）次に、本発明の製造方法について詳述する。

第１図は、本発明を実施するためのダクタイル
鋳鉄管の遠心力鋳造装置を示す。１は遠心力鋳造
用金型であり、挿口部形成端に湯止め用バンド３
が装着され、前記金型１の内面に鋳鉄管２が鋳造
されている。４は、鋳鉄管２を鋳造するために使
用される注湯樋であり、ダクタイル鋳鉄溶湯は該
樋４の軸方向の移動によつて、金型１の軸方向内
面に沿つて注湯される。５は、注湯樋に付設され
た冷却管であつて、鋳鉄管２の内部でその全長に
亘つて配設されている。冷却管５には、管軸方向
に亘つて管内面に指向したノズル孔が多数開設さ
れており、このノズル孔より熱水を管内面全長に
亘りほぼ均等に噴射供給する。

本発明に使用されるダクタイル鋳鉄溶湯は、重
量％で下記組成のものが適用される。

Ｃ：3.3〜3.6％、Si：1.8〜2.4％ Mn：0.2〜0.5％、Ｐ：0.07％以下Ｓ：0.012％以下、Mg：0.03〜0.06％ Mo：0.1〜0.25％残部実質的にFe 上記組成において、Mo以外の成分について
は、通常のダクタイル鋳鉄溶湯組成と比べて別段
の特色がないので、限定理由は記載省略する。
Moの限定理由は下記の通りである。

Moは、CCT図においてパーライト生成域を長
時間側へずらせる作用をなし、部分的な冷却速度
のむらがあつても、冷却速度の遅い部分にパーラ
イトが生成するのを回避させる。0.1％未満では
パーライト生成域の長時間側への移行が不足し冷
却速度むらを十分カバーできず、冷却速度の遅い
部分ではパーライトが析出する可能性がある。一
方、0.25％を越えて含有させても、効果が飽和
し、経済的でない。

前記溶湯を高速回転下の遠心力鋳造用金型１の
内面に、注湯樋４を移動させながら鋳鉄管２を遠
心力鋳造する。その後、鋳鉄管２が凝固して赤熱
状態のとき、すなわち管内面の温度がオーステナ
イト域（通常、850〜950℃）にあるとき、前記冷
却管５より熱水を管内面全長に亘りほぼ均等に供
給する。熱水は容易に気化消失するように95℃以
上の温度のものを用いる。かかる熱水を用いる
と、気化熱を管から効率よく奪うので、冷却速度
を大きくすることができる。また、鋳鉄管２の大
きさおよび注水時の管温から、所定の温度まで冷
却するのに必要な熱水の量が容易に算出でき、所
定の温度で熱水を消失させ、爾後空冷に容易に移
行させることができる。

熱水によつて300〜450℃に急冷された鋳鉄管２
は、熱水の気化消失によつて自動的に空冷段階に
入る。300〜450℃まで急冷するのは、CCT図に
おけるパーライト生成域を通過させないためであ
る。前記、Moの添加によつて、パーライト生成
域が長時間側に移行させたが、300〜450℃までは
可及的に急冷し、冷却速度の遅い部分がパーライ
ト生成域を通過しないようにする。300〜450℃ま
で急冷するのは、300℃未満ではマルテンサイト
が生じる可能性があり、一方、450℃を越えると
パーライトが生成する可能性があるからである。

空冷段階においては、鋳鉄管２は回転下でも回
転停止状態でもよい。遠心力鋳造用金型１内での
空冷によつて、鋳鉄管２はベイナイト生成域をゆ
つくり通過することができ、オーステナイトを可
及的にベイナイト変態させることができる。

基地がベイナイト組織からなる高強度ダクタイ
ル管は、高圧力管やゴミ輸送管、鉱石輸送管、ド
レツジヤーパイプ等の耐摩耗管として使用され
る。

次に具体的な実施例を掲げて説明する。

内径500×6000（mm）管厚10mmの高強度ダク
タイル鋳鉄管の製造実施例 (1) 下記組成（重量％）のダクタイル鋳鉄溶湯を
第１図のように注湯樋によつて遠心力鋳造用金
型に注湯した。金型の回転数は鋳込開始時Ｇ
No.40とし鋳込終了後はＧNo.60に上げた。尚、
金型には遊離セメンタイトの発生を防止するよ
うに、1.0mm厚の塗型をウエツトスプレーコー
テイングした。

Ｃ：3.4％ Mg：0.03％ Si：2.2％ Mo：0.20％ Mn：0.4％残部実質的にFe Ｐ：0.05％Ｓ：0.01％ (2) 注湯後、挿口側の管内温度を赤外線放射温度
計で測定し、950℃になつた時点で97℃の熱水
を管内面全長に亘りシヤワー状にして供給し
た。このとき、鋳鉄管の他端（受側直管部）の
温度は910℃であつた。

冷却管は、50A鋼管を用い、この管軸方向に
37.5mmピツチでオリフイス径φ1.4mmの直進型ス
プレーチツプを一列に160箇取り付けものであ
り、該冷却管は注湯樋に並設されて管内全長に
亘り挿入された。

熱水の総水量は100であり、気化消失した
とき管温は400℃であつた。また、吐出量は管
全長に亘り2.8〜3.5／秒とした。

(3) 400℃に熱水によつて急冷した後、金型内で
鋳鉄管を空冷して、製品のダクタイル鋳鉄管を
得た。

この鋳鉄管の挿口側、受側直管部、中間部で
試料を採取し、その組織を顕微鏡観察したが、
各々パーライトの析出は認められなかつた。

（発明の効果）以上説明した通り、本発明のダクタイル鋳鉄管
の製造方法は、Moの特定量を含有したダクタイ
ル鋳鉄溶湯を用いるので、パーライト生成域を
CCT図で長時間側に移行させることができ、鋳
鉄管の冷却速度にむらがある長尺管の場合でも、
急冷時に冷却速度の遅い部分がパーライト生成域
を通過することがなく組織むらが生じない。ま
た、熱水によつて鋳鉄管をオーステナイト温度か
ら冷却するので、管から気化熱を効率よく奪うこ
とができるために冷却速度を大きくすることがで
き、パーライトの生成を可及的に回避することが
できる。また、300〜450℃に急冷した後空冷する
ので、鋳鉄管にパーライトやマルテンサイトを生
成させることなく、基地を強靭なベイナイト組織
にすることができる。

このように、本発明は、オーステンパー処理や
高合金ダクタイル鋳鉄溶湯を用いることなく、ま
た管の長さの如何に拘らず、基地組織がベイナイ
トからなる高強度ダクタイル鋳鉄管を容易に得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法を実施するための遠
心力鋳造装置の概略を示す部分断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】１化学組成が重量％でＣ：3.3〜3.6％、Si：1.8〜2.4％ Mn：0.2〜0.5％、Ｐ：0.07％以下Ｓ：0.012％以下、Mg：0.03〜0.06％ Mo：0.1〜0.25％残部実質的にFeからなるダクタイル鋳鉄溶湯
を遠心力鋳造し、得られた鋳鉄管の温度がオース
テナイト域であるとき、回転している鋳鉄管の内
面に管軸方向に亘つて熱水を供給して300〜450℃
に急冷した後空冷することを特徴とする高強度ダ
クタイル鋳鉄管の製造方法。