JPH05106019A - 耐酸化性可鍛鋳鉄鋳物の製造方法 - Google Patents
耐酸化性可鍛鋳鉄鋳物の製造方法Info
- Publication number
- JPH05106019A JPH05106019A JP33386091A JP33386091A JPH05106019A JP H05106019 A JPH05106019 A JP H05106019A JP 33386091 A JP33386091 A JP 33386091A JP 33386091 A JP33386091 A JP 33386091A JP H05106019 A JPH05106019 A JP H05106019A
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- Japan
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- oxidation
- casting
- malleable iron
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 機械および構造物の部品に用いられる、多様
な形状をした可鍛鋳鉄鋳物に大気雰囲気中での高温度域
で使用できる耐酸化性を付与する。 【構成】 可鍛鋳鉄用として、鋳造した白銑鋳物を脱炭
焼鈍を行い、その表層脱炭部にアルミニウムを含浸させ
る。
な形状をした可鍛鋳鉄鋳物に大気雰囲気中での高温度域
で使用できる耐酸化性を付与する。 【構成】 可鍛鋳鉄用として、鋳造した白銑鋳物を脱炭
焼鈍を行い、その表層脱炭部にアルミニウムを含浸させ
る。
Description
【発明の産業上の利用分野】 本発明は高温の大気中雰
囲気で使用される可鍛鋳鉄鋳物の製造方法に関する。
囲気で使用される可鍛鋳鉄鋳物の製造方法に関する。
【従来技術】 可鍛鋳鉄鋳物の多くは機械および構造物
に用いられる多様な形状の部品として用いられている。
しかし、可鍛鋳鉄の高温大気中での酸化は普通鋼と同程
度で、７００℃以上の温度になると、酸化量が急激に増
加する。このための大気中雰囲気で用いられる機械もし
くは、構造物に用いられる多様な形状の部品は、高価な
ニッケル，クロム等の合金元素を配合して鋳造した耐酸
化性鋳物を用いるか、耐酸化性合金を機械切削、溶接、
鍛造等の加工または耐酸化性合金を素材とした粉末治金
の手法でもって、製造した部品が用いられている。しか
し、これらの製造方法は材料費の増加、成形加工の困難
性などの問題がある。アルミニウム等のメッキもしくは
溶射で耐酸化性を向上する事も可能である。しかし、こ
れらの方法は、母材に異層がコーテイングされているの
で、熱膨張率の相違もしくは溶融などにより、約７００
℃以上の温度になると、メッキ層もしくは溶射層が剥
離、溶落することがある。高アルミニウム鋳鉄は鋳造性
が悪く、健全な鋳物を製造することが困難であるが、ア
ルミニウムを５〜７％含有の場合は２０％クロム鋳鉄
に、アルミニウムを１０％以上含有の場合は３０％クロ
ム鋳鉄に匹敵する耐酸化性を示す。（例えば、鋳物便覧
丸善 昭和４８年改訂３版 Ｐ１００２）
に用いられる多様な形状の部品として用いられている。
しかし、可鍛鋳鉄の高温大気中での酸化は普通鋼と同程
度で、７００℃以上の温度になると、酸化量が急激に増
加する。このための大気中雰囲気で用いられる機械もし
くは、構造物に用いられる多様な形状の部品は、高価な
ニッケル，クロム等の合金元素を配合して鋳造した耐酸
化性鋳物を用いるか、耐酸化性合金を機械切削、溶接、
鍛造等の加工または耐酸化性合金を素材とした粉末治金
の手法でもって、製造した部品が用いられている。しか
し、これらの製造方法は材料費の増加、成形加工の困難
性などの問題がある。アルミニウム等のメッキもしくは
溶射で耐酸化性を向上する事も可能である。しかし、こ
れらの方法は、母材に異層がコーテイングされているの
で、熱膨張率の相違もしくは溶融などにより、約７００
℃以上の温度になると、メッキ層もしくは溶射層が剥
離、溶落することがある。高アルミニウム鋳鉄は鋳造性
が悪く、健全な鋳物を製造することが困難であるが、ア
ルミニウムを５〜７％含有の場合は２０％クロム鋳鉄
に、アルミニウムを１０％以上含有の場合は３０％クロ
ム鋳鉄に匹敵する耐酸化性を示す。（例えば、鋳物便覧
丸善 昭和４８年改訂３版 Ｐ１００２）
【発明が解決しようとする課題】 本発明は高温大気中
で使用することができる耐酸化性をもつ、多様な形状の
耐酸化性可鍛鋳鉄鋳物の製造を目的としている。
で使用することができる耐酸化性をもつ、多様な形状の
耐酸化性可鍛鋳鉄鋳物の製造を目的としている。
【課題を解決するための手段】 可鍛鋳鉄鋳物用に鋳造
された白銑鋳物を脱炭焼鈍により、靭性を高めるととも
に、表層部の炭素濃度を０．２％Ｃ前後まで脱炭する。
（例えば、鋳物便覧 改訂４版 丸善 平成２年 Ｐ６
４８）。この熱処理により、表層部に低炭素層をもつ可
鍛鋳鉄鋳物はその表層部にアルミニウム粉末法、もしく
はアルミニウム合金粉末法等により、アルミニウムを含
浸することが可能である。これらの技術を組み合わせる
ことにより、表層部に高温での耐酸化性に必要とされる
アルミニウムを含浸した、多様な形状の可鍛鋳鉄鋳物が
製造できる。この際のアルミニウムの含浸は、より優れ
た耐酸化性を得るために表面部分が鉄におけるアルミニ
ウム飽和度の約３０％まで行う。
された白銑鋳物を脱炭焼鈍により、靭性を高めるととも
に、表層部の炭素濃度を０．２％Ｃ前後まで脱炭する。
（例えば、鋳物便覧 改訂４版 丸善 平成２年 Ｐ６
４８）。この熱処理により、表層部に低炭素層をもつ可
鍛鋳鉄鋳物はその表層部にアルミニウム粉末法、もしく
はアルミニウム合金粉末法等により、アルミニウムを含
浸することが可能である。これらの技術を組み合わせる
ことにより、表層部に高温での耐酸化性に必要とされる
アルミニウムを含浸した、多様な形状の可鍛鋳鉄鋳物が
製造できる。この際のアルミニウムの含浸は、より優れ
た耐酸化性を得るために表面部分が鉄におけるアルミニ
ウム飽和度の約３０％まで行う。
【作用】 本発明による表層部にアルミニウムを含浸さ
せた可鍛鋳鉄鋳物は高温大気中雰囲気で表層部のアルミ
ニウムが表面側より遂次酸化されＡｌ２０３となり、緻
密な層を形成し、この層より内部への酸素の浸入、拡散
が妨げられる。即ち、可鍛鋳鉄鋳物の表層部にアルミニ
ウム含浸層を生成することにより、耐酸化性可鍛鋳鉄鋳
物を製造することができる。
せた可鍛鋳鉄鋳物は高温大気中雰囲気で表層部のアルミ
ニウムが表面側より遂次酸化されＡｌ２０３となり、緻
密な層を形成し、この層より内部への酸素の浸入、拡散
が妨げられる。即ち、可鍛鋳鉄鋳物の表層部にアルミニ
ウム含浸層を生成することにより、耐酸化性可鍛鋳鉄鋳
物を製造することができる。
【実施例】 高温酸化テストに用いた試験片は次の通り
に製作した。キューポラ炉で可鍛鋳鉄の素材溶鉄を溶製
し、砂型鋳造で、下記の各白銑試験片形状の素材を製作
した。この素材の化学成分はＣ ３．２０％， Ｓｉ
０．７０％， Ｍｎ ０．４１％，Ｐ ０．１２％，Ｓ
０．１５％であった。この各白銑試験片素材を鉄製ポ
ット内の砂鉄に埋め込み、鉄蓋で密閉し、１０５０℃で
７８時間保持し、表層部の炭素含有量を０．２０％前後
に脱炭した靱性をもつ可鍛鋳鉄へと変態させた。脱炭焼
鈍を行った各可鍛鋳鉄試験片をアルミニウム含浸処理用
ケース内のアルミニウム含浸剤に埋め込み、密閉し、還
元雰囲気で１０００℃、１０時間保持し、表層部にアル
ミニウムの含浸を行った。ここで使用したアルミニウム
含浸剤はＡｌ−Ｆｅ合金（５０：５０）の粉末に塩化ア
ンモニウムを１〜５％添加したものである。この処理で
表層部に生成するアルミニウム含浸層のアルミニウム含
有量は表面部分で約３０％で、内部へは一次元的に減少
しながら、約０．６〜１ｍｍの深さまで達していた。以
上の工程で製作した各耐酸化性可鍛鋳鉄試験片の高温酸
化テストの結果は次の通りです。本発明に基づいて製作
した耐酸化性可鍛鋳鉄鋳物のＪＩＳ４号引張試験片を電
気抵抗式加熱炉内で、大気雰囲気中１０１０℃で５時間
３０分保持し、炉外に取り出し、放冷した。この高温酸
化テストの結果は次の通りである。 試験片形状：ＪＩＳ４号引張試験片 試験片の重量変化：酸化テスト前 ２７７ｇ 酸化テスト後 ２７７ｇ 重量変化 ０．５ｇ以下（０．１ｇ／ｈ以下） 本発明に基づいて製作した耐酸化性可鍛鋳鉄鋳物のＪＩ
Ｓ４号引張試験片を電気抵抗式加熱炉内で、大気雰囲気
中９００℃で３０分保持し、炉外に取り出して、２０分
間衝風冷却し、１００℃以下にする。この高温加熱処理
を２５回繰り返した。この繰り返し高温酸化テストの結
果は次の通りである。 試験片の形状：ＪＩＳ４号引張試験片 試験片の重量変化：酸化テスト前 ２７６ｇ 酸化テスト後 ２７６ｇ 重量変化 ０．５ｇ以下（０．１ｇ／ｈ以下） 実用テストとして、固体浸炭用ポットの蓋として本発明
による耐酸化性可鍛鋳鉄鋳物を使用し、釣針の固体浸炭
処理を行った。この蓋の使用条件はオイルバーナー式加
熱炉の燃焼ガス雰囲気中で、９８０℃で１時間保持し、
その後、炉外に取り出して、ポットとともに蓋も水中に
投入して、急冷を行うのである。この浸炭用ポットの蓋
は上記の使用条件で１００回繰り返し使用した。本発明
による耐酸化性可鍛鋳鉄鋳物のポットの蓋の使用結果は
次の通りである。 使用前の形状寸法：直径１４５ｍｍ，厚み５．８ｍｍの
円板状，ただし、ポットの上縁に接する部分、即ち、円
板の外縁側の片面の幅１０ｍｍの部分は厚みが６．１ｍ
ｍになっている オイルバーナー式加熱炉内の燃焼ガス中での使用条件：
ポット内に木炭を主体とする固体浸炭剤と被浸炭材の軟
鋼製釣針を９８０℃で１時間保持してから、炉外に取り
出しポットごと水中に投入して急冷。 使用前重量 ７８０ｇ １００回使用後の重量 ６２０ｇ 重量変化 −１６０ｇ 酸化面としての炉外雰囲気側、即ち、蓋の片面と側面に
おける重量減少率： ８．３ｍｇ／ｃｍ２／ｈ
に製作した。キューポラ炉で可鍛鋳鉄の素材溶鉄を溶製
し、砂型鋳造で、下記の各白銑試験片形状の素材を製作
した。この素材の化学成分はＣ ３．２０％， Ｓｉ
０．７０％， Ｍｎ ０．４１％，Ｐ ０．１２％，Ｓ
０．１５％であった。この各白銑試験片素材を鉄製ポ
ット内の砂鉄に埋め込み、鉄蓋で密閉し、１０５０℃で
７８時間保持し、表層部の炭素含有量を０．２０％前後
に脱炭した靱性をもつ可鍛鋳鉄へと変態させた。脱炭焼
鈍を行った各可鍛鋳鉄試験片をアルミニウム含浸処理用
ケース内のアルミニウム含浸剤に埋め込み、密閉し、還
元雰囲気で１０００℃、１０時間保持し、表層部にアル
ミニウムの含浸を行った。ここで使用したアルミニウム
含浸剤はＡｌ−Ｆｅ合金（５０：５０）の粉末に塩化ア
ンモニウムを１〜５％添加したものである。この処理で
表層部に生成するアルミニウム含浸層のアルミニウム含
有量は表面部分で約３０％で、内部へは一次元的に減少
しながら、約０．６〜１ｍｍの深さまで達していた。以
上の工程で製作した各耐酸化性可鍛鋳鉄試験片の高温酸
化テストの結果は次の通りです。本発明に基づいて製作
した耐酸化性可鍛鋳鉄鋳物のＪＩＳ４号引張試験片を電
気抵抗式加熱炉内で、大気雰囲気中１０１０℃で５時間
３０分保持し、炉外に取り出し、放冷した。この高温酸
化テストの結果は次の通りである。 試験片形状：ＪＩＳ４号引張試験片 試験片の重量変化：酸化テスト前 ２７７ｇ 酸化テスト後 ２７７ｇ 重量変化 ０．５ｇ以下（０．１ｇ／ｈ以下） 本発明に基づいて製作した耐酸化性可鍛鋳鉄鋳物のＪＩ
Ｓ４号引張試験片を電気抵抗式加熱炉内で、大気雰囲気
中９００℃で３０分保持し、炉外に取り出して、２０分
間衝風冷却し、１００℃以下にする。この高温加熱処理
を２５回繰り返した。この繰り返し高温酸化テストの結
果は次の通りである。 試験片の形状：ＪＩＳ４号引張試験片 試験片の重量変化：酸化テスト前 ２７６ｇ 酸化テスト後 ２７６ｇ 重量変化 ０．５ｇ以下（０．１ｇ／ｈ以下） 実用テストとして、固体浸炭用ポットの蓋として本発明
による耐酸化性可鍛鋳鉄鋳物を使用し、釣針の固体浸炭
処理を行った。この蓋の使用条件はオイルバーナー式加
熱炉の燃焼ガス雰囲気中で、９８０℃で１時間保持し、
その後、炉外に取り出して、ポットとともに蓋も水中に
投入して、急冷を行うのである。この浸炭用ポットの蓋
は上記の使用条件で１００回繰り返し使用した。本発明
による耐酸化性可鍛鋳鉄鋳物のポットの蓋の使用結果は
次の通りである。 使用前の形状寸法：直径１４５ｍｍ，厚み５．８ｍｍの
円板状，ただし、ポットの上縁に接する部分、即ち、円
板の外縁側の片面の幅１０ｍｍの部分は厚みが６．１ｍ
ｍになっている オイルバーナー式加熱炉内の燃焼ガス中での使用条件：
ポット内に木炭を主体とする固体浸炭剤と被浸炭材の軟
鋼製釣針を９８０℃で１時間保持してから、炉外に取り
出しポットごと水中に投入して急冷。 使用前重量 ７８０ｇ １００回使用後の重量 ６２０ｇ 重量変化 −１６０ｇ 酸化面としての炉外雰囲気側、即ち、蓋の片面と側面に
おける重量減少率： ８．３ｍｇ／ｃｍ２／ｈ
【発明の効果】 本発明により、鋳造性の優れた可鍛鋳
鉄の鋳物に高温大気雰囲気においての耐酸化性が付与出
来るため、可鍛鋳鉄鋳物が高温大気中雰囲気での使用が
可能になる。
鉄の鋳物に高温大気雰囲気においての耐酸化性が付与出
来るため、可鍛鋳鉄鋳物が高温大気中雰囲気での使用が
可能になる。
Claims (1)
- 【請求項１】 表層部にアルミニウムを含浸させた可
鍛鋳鉄鋳物の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33386091A JPH05106019A (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | 耐酸化性可鍛鋳鉄鋳物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33386091A JPH05106019A (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | 耐酸化性可鍛鋳鉄鋳物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05106019A true JPH05106019A (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=18270758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33386091A Pending JPH05106019A (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | 耐酸化性可鍛鋳鉄鋳物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05106019A (ja) |
-
1991
- 1991-10-16 JP JP33386091A patent/JPH05106019A/ja active Pending
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