JPH0699777B2 - 低熱膨張鋳鉄の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はオーステナイト系の低熱膨張鋳鉄の製造方法に
係り、特に熱膨張率が低く、かつ鋳造性、被削性、振動
吸収能等の特性を同時に満足する低熱膨張鋳造の製造方
法に関する。

（従来の技術） 周知のように、鋳造は工業の基礎材料として広く使用さ
れている。その理由はこの材料の鋳造性が良く、多種多
様な複雑形状でも成形できること、切削加工が容易であ
ること、材料の加工や溶解に要する費用が比較的安価で
小規模な工場でも容易に製造できること等の長所を有し
ているためである。

ところで、最近では新素材を始めとして、金属以外の有
機、無機の様々な材料が開発され、それぞれの特性を活
かした機能材料が急速に普及しつつある。特にエレクト
ロニクス産業の発達に伴い、それに関連する工作機械や
精密測定機器、成形用金型、科学機器、その他の製造機
械類には、より高精度で機能が優れた材料が要求される
ようになった。

鋳鉄においても、上記要求に応えるための従来の材料や
特質に加えて、熱膨張係数の低減化、振動吸収能の増大
化、および耐熱性、耐食性を付加されたものが開発され
てきている。その代表的なものがインバー鋳鉄（36.5％
Ni−Fe合金）、またはその改良材のニレジストD5（ASTM
A439タイプＤ−５）鋳鉄である。これらの鋳鉄の代表例
の化学成分を下記の第１表に示す インバーは鉄中にニッケルを34〜37％（以下、成分組成
割合は全て重量％とする。）含有したものであり、常温
付近（０〜200℃）における熱膨張係数が1.5×10^-6／℃
程度と低い値を有する。このインバー合金の低膨張性の
機構は、一般に「インバー効果」と呼ばれる自発生体積
磁歪作用に基づくものである。

またスーパーインバーは鉄ニッケル基質中に４〜６％の
コバルトを合金化して調製されたものであり、常温付近
における熱膨張係数が0.5×10^-6／℃とインバーよりさ
らに低い優れた特性を有している。

しかしながら、上記のインバーおよびスーパーインバー
は、共に鋳造性、被削性や振動吸収能が低いため、かな
り狭い分野に限定して実用化されているに過ぎない。

また第１表の番号3,4,5欄に示すような鋳鉄系低膨張材
も開発実用化されている。例えばニレジストD5は汎用の
ダクタイル鋳鉄とほぼ同等の炭素、ケイ素、マンガンを
含有した鉄中に34〜36％のニッケルを合金化して形成さ
れ、黒鉛組織を有する鋳鉄にインバーと同量のニッケル
を合金化することによって、鋳鉄の長所である鋳造性、
被削性、防振性を保持しつつ、さらに耐熱耐食性を兼ね
備え、さらに「インバー効果」による低膨張性を付与し
たものである。

同様な材料として、ノビナイト鋳鉄が特公昭60−51547
号公報に開示されている。この合金鋳鉄は汎用のダクタ
イル鋳鉄中に、スーパーインバーと同量のニッケルおよ
びコバルトを合金化することにより、鋳造性、被削性と
低膨張性とを兼ね備えるように構成したものである。

しかしながら、上記ニレジストD5およびノビナイト鋳鉄
は、汎用のダクタイル鋳鉄と同程度の炭素、ケイ素、マ
ンガンを含有しているため、インバーやスーパーインバ
ーが有する低膨張性が損なわれている。すなわち、本願
発明者等の実測によると、それぞれの熱膨張係数は５×
10^-6／℃、４×10^-6／℃と大きな値となっている。

しかし、上記の鋳鉄合金では、近年の一層の熱膨張係数
の低減に対する要望には十分対応できず、最近の精密機
器や高精度、FRP用金型材等に対しては、さらに低い熱
膨張係数の材料が必要となっている。

本願発明者等は上記の要請に対応すべく、熱膨張係数が
従来の４×10^-6／℃を下廻り、かつ鋳造性、被削性、振
動吸収能を兼ね備えた材料を提供するために、各合金元
素の含有量と熱膨張係数、機械的性質との関係を、数多
くの実験および統計的分析法により明らかにし、新規な
低熱膨張鋳鉄を発見し、特願昭62−268249号として出願
した。

上記低熱膨張鋳鉄は第１表の最下欄に示す組成を有す
る。すなわちオーステナイト基地鉄を有する鋳鉄におい
て、成分組成として炭素1.0％以上3.5％以下、ケイ素1.
5％以下、ニッケル32％以上39.5％以下、コバルト1.0％
以上４％未満を含み上記ニッケルとコバルトとの合計含
有量を41％以下にした鋳鉄を用いることにより、 （１）熱膨張係数が２×10^-6／℃程度と低く、 （２）優れた鋳造性、被削性、振動吸収能および機械的
強度を備えた低熱膨張材料を提供できることを初めて見
い出した。

すなわち本願発明者等は、種々実験を繰り返した結果、
炭素１〜3.5％、ニッケル32〜39.5％を含んだ鋳鉄にコ
バルトを１〜４％添加すると共に、ケイ素添加量を1.5
％以下、好ましくは１％以下に低く設定したときに熱膨
張係数が非常に小さく、しかも鋳造性、加工性も良好な
鋳鉄が得られることを発見した。

この低膨張鋳鉄の開発により、より高精度の加工品を提
供することが可能となった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、機器の大型化、高精度化がさらに進展し
従来の低熱膨張鋳鉄でも充分対応できない事態も発生し
つつある。例えば、近年の衛生放送等の通信技術の発展
に伴い、その送受信設備に使用するパラボラアンテナ等
は非常に大型化し低熱膨張性はもとより、その加工精
度、即ち、鋳造性、被削性、振動吸収能および機械的強
度などに極めて高いものが要求されている。例えば、ア
ンテナ反射体としては、高い剛性と耐食性とを有するカ
ーボン繊維強化プラスチック（CFRP）が一般に採用され
ている。ところが、このCFRPの熱膨張係数は約1.5×10
^-6／℃と極めて小さいため、成形後においても製品の高
い寸法精度を確保するためには、成形用金型を同程度の
熱膨張係数を有する材料で構成する必要がある。したが
って熱膨張係数が従来のものより、さらに小さく、少な
くとも1.5×10^-6／℃以下であり、かつ機械的特性も優
れた材料が必須となっている。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであ
り、特にCFRP成形用金型材料として更に一層優れた鋳造
性、被削性および振動吸収能を保有し、かつ熱膨張係数
が使用温度０〜200℃の範囲において４×10^-6／℃以
下、好ましくは３×10^-6／℃以下であり、特にCFRP成形
金型用材料としては熱膨張係数が1.5×10^-6／℃以下と
なる特性を同時に満足する低熱膨張鋳鉄の製造方法を提
供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段と作用） 本発明は以上の観点から鋳造性、被削性を改善するため
に鋳造仮定において黒鉛が合金組織内に晶出できる最小
限の成分条件を数多くの実験分析を経て見い出し、同時
に低熱膨張性を得るための最適成分条件を発見すること
により、上記目的を達成するものである。

すなわち、本発明に係る低熱膨張鋳鉄の製造方法は、オ
ーステナイト基地鉄中に黒鉛組織を有し、重量％で表示
した成分組成としてケイ素1.0％未満、ニッケル29％以
上34％以下、コバルト４％以上８％以下、残部鉄から成
る鋳鉄の製造方法において、前記鋳鉄中の炭素に対する
他の構成元素の影響を考慮し、固溶炭素含有量が0.09％
以上0.43％未満の範囲になるよう添加炭素の量を定めて
添加することにより、０〜200℃の温度範囲における熱
膨張係数が４×10^-6／℃以下となることを特徴とする。

なお好ましくは上記成分組成に加えてマンガンを1.0％
以下、好ましくは0.5％以下、マグネシウムを0.1％以下
を含有させた低熱膨張鋳鉄の製造方法である。

上記成分組成範囲は発明者等による各種の実験および分
析によって初めて得られた下記の結果に基づいて設定さ
れたものである。

まず第１の結果として、熱膨張係数と各元素の含有量と
の関係を求め、下記（１），（２）式の関係を得た。

熱膨張係数（×10^-6／℃） ＝14.905＋0.1［固溶Ｃ量］（％） ＋1.49×［Si量］（％） −0.32×［Ni量］（％） −0.70×［Co量］（％） ＋1.35×［Mn量］（％） ・・・（１） 熱膨張係数（×10^-6／℃） ＝−2.14＋1.75［固溶Ｃ量］（％） ＋2.11×［Si量］（％） ＋0.14×［Ni量］（％） ＋0.28×［Co量］（％） ＋0.25×［Mn量］（％） ・・・（２） ところで、Fe−Ni系合金の熱膨張係数とNi量との関係は
第１図に示すように、Ni含有量が約36％付近で熱膨張係
数が極小となる。したがって（１）式はNi含有量が熱膨
張係数の極小点より低い領域での各合金元素の熱膨張係
数に対する分析の結果として得られた関係式である。

一方、（２）式はNi含有量が極小点より高い領域での各
合金元素の熱膨張係数に対する分析により得た関係式で
ある。

上記（１）式および（２）式中の各係数を比較すると、
Si量（％）の係数が最も大きい。つまり、ケイ素含有量
が正の相関を持って熱膨張特性に最も大きな影響を及ぼ
すことがわかる。

したがって、ケイ素量を極力低減することによって、よ
り低い熱膨張係数が得られることが理解できる。

またFe−Ni合金における炭素含有量が熱膨張係数に与え
る影響については、従来含有炭素全体量が大きく影響す
ると考えられていた。しかしながら、本発明者等の実験
により、影響を与えるのは含有炭素量全体ではなく、固
溶している炭素量のみであるという事実が発見された。

そして、上記ケイ素量および固溶炭素量を所定範囲に低
減化することにより熱膨張特性をより改善できることを
初めて見い出した。

次に、第２の結果として、NiとCoとの合計含有量を変化
させた場合における温度と熱膨張係数との関係は第２図
に示すように、各Ni＋Co量の割合に応じて熱膨張係数の
温度依存性が急に立ち上がる屈曲点Ｂが現われ、その屈
曲点Ｂに対応する温度（以下屈曲点温度という。）が高
温側に変化するという事実である。

すなわち第２図から明らかなように、Ni＋Co量が増加す
ると屈曲点温度が高温側へ移行し、その結果、常温から
200℃までの実用温度範囲において熱膨張係数が高くな
る。逆に、屈曲点温度が325℃以下、好ましくは200〜25
0℃になるように成分組成を設定すると、実用温度範囲
（０〜200℃）において、低い熱膨張係数を得ることが
できる。

本発明者等は、この屈曲点温度と各元素量との関係を実
験で求め、下記（３）式を得た。

屈曲点温度（℃） ＝22.5×［Ni（％）＋Co（％）］ −22×Mn（％）−600.3 ・・（３） （３）式からMnを添加することにより屈曲点温度をより
低温度領域に移行させることが可能であるという知見が
得られた。

次に第３の結果として固溶炭素量および炭化物量を低減
することによって、鋳造性、切削加工性が改善され、さ
らに振動吸収能を大きくすることが可能となることが判
明した。

すなわち、固溶炭素以外の炭素は黒鉛あるいは炭化物と
して存在する。そのうち、黒鉛晶出量が大である程、鋳
造時の収縮巣が少なく、切削加工性、つまり被削性を良
好とし、また振動吸収能が大となる。一方、炭化物が析
出した場合は、逆にミクロ巣発生の要因となり、被削性
も悪くなる。したがって、可及的に固溶Ｃ量と炭化物の
析出量を低くし、黒鉛晶出量を高くすることが重要とな
る。

さらに第４の結果として固溶炭素量と機械的強度との関
係式が下記（４）〜（７）式の通りに得られた。

引張強さ（kgf/mm²） ＝19.6＋93［固溶Ｃ量］（％） ・・（４） 耐力（kgf/mm²） ＝4.8＋135.5［固溶Ｃ量］（％） ・・・（５） ヤング率（kgf/mm²） ＝6982.5＋19750［固溶Ｃ量］（％） ・・・（６） 硬さ（HB） ＝128.6＋133［固溶Ｃ量］（％） ・・（７） 前記（１），（２）式より熱膨張係数を低下させるため
には固溶Ｃ量を低減することが望ましいが、上記（４）
〜（７）式から明らかなように機械的強度を向上させる
ためには、固溶Ｃ量をある程度増加させることが必要で
あるしたがって、低熱膨張特性と良好な機械的特性とを
同時に満足させるための最適な組成範囲が決定される。

最後に第５の結果として固溶炭素量と含有炭素全量との
関係は、従来は正の相関をもって増減することが考えら
れていたが、本発明者らの実験結果によれば第３図に示
すように、固溶炭素量は全炭素量が増加するに伴って低
下することが初めて確認されている。

これは、全Ｃ量が高いと凝固初期に晶出する黒鉛量が増
し、その近辺の固溶Ｃが安定な黒鉛になるサイトを提供
する役目を果たすため、凝固終了時の固溶Ｃ量が低減
し、同時に炭化物となるＣが少なくなるものと考えられ
る。この第３図における固溶Ｃ量と全Ｃ量との関係式を
（８）式に示す。

［固溶Ｃ量］（％） ＝0.65−0.20［全Ｃ量］（％） ・・・（８） この（８）式の関係を（１）〜（７）式に代入すること
によって全炭素量（全Ｃ量）と各特性値との関係式が導
出される。

以上の実験結果から得た知見に基づいて本願発明に係る
低熱膨張鋳鉄の成分組成を決定した。

次に各元素の含有量の範囲およびその限定理由につい
て、より詳細に説明する。

まず炭素含有量は１〜3.5重量％、好ましくは1.2〜３重
量％、さらに好ましくは2.2〜2.3重量％に設定される。
鋳鉄中の炭素は黒鉛として晶出した炭素と、鉄中に固溶
した炭素とに分かれる。本発明の目的である鋳造性、被
削性、低熱膨張性を高めるためには、可及的に黒鉛晶出
量を大きくして固溶炭素量を小さくすることが要点とな
る。

鋳鉄中の全炭素量と固溶炭素量との関係は、第３図およ
び（８）式で明らかであり、全炭素量を高める方が本発
明の目的に沿っている。

しかしながら、固溶炭素量と黒鉛晶出量は、鋳鉄材の機
械的性質に大きな影響を及ぼす。すなわち、ヤング率と
全炭素量との関係は（６）式に（８）式を代入して下記
（９）式として得られる。

ヤング率（kgf/mm²） ＝19820−3950［全炭素量］（％） ・・・（９） すなわち全炭素量を高めるとヤング率が低下することが
わかる。

ところで、本発明の製造方法により得られた低熱膨張鋳
鉄の適用対象製品としてはCFRP用金型などであるが、こ
のような構造材として使用する場合には、ヤング率は最
低9000kgf/mm²定礎の値が必要とされる。

したがって（９）式から必要とされる全炭素量は2.8％
以下となる。またアルミニウム合金程度のヤング率でも
使用可能な構造部材への適用を考慮すると、全炭素量は
3.5％まで上限値として拡大することができる。

さらに後述する各実施例の結果からも明らかなように全
炭素量を1.2〜2.8％の範囲に設定したときに、特に引張
り強度などの機械的性質を損なうことなく、低い熱膨張
係数および優れた鋳造性、被削性および振動吸収能を同
時に満足する低熱膨張鋳鉄が得られる。このときの全炭
素量の範囲に対応する固溶炭素量を第３図に示す関係式
のグラフから求めると、0.09％以上0.43％未満の範囲と
なり、固溶炭素量の範囲を0.09％以上0.43％未満の範囲
に設定することが本発明に係る鋳鉄の低熱膨張性、鋳造
性、被削性および振動吸収能等の要求特性を同時に満足
させる上で極めて重要である。

また熱膨張係数と各合金元素との関係を（１）式と
（８）式から下記（10）式のように導出することができ
る。

熱膨張係数（×10^-6／℃） ＝14.97−0.02×［全Ｃ量］（％） ＋1.49×［Si量］（％） −0.32×［Ni量］（％） −0.70×［Co量］（％） ＋1.35×［Mn量］（％）・・・（10） （10）式から明らかなように全炭素量が大きいほど熱膨
張係数が低い材料が得られるため、全炭素量は可及的に
高い値に設定することが望ましい。しかしながら、第３
図に示す結果から明らかなように全炭素量が3.5％を超
えると、固溶炭素が減少し、機械的強度が低下するとと
もに鋳造性が低下する。

一方、全炭素量の下限値について、黒鉛晶出性や熱膨張
係数との関係から決定される。すなわち健全な黒鉛組成
が得られる全炭素量の下限は約１％である。１％未満で
あると凝固時における黒鉛核の生成が不十分となり、炭
化物を形成し、被削性を大きく損うこととなる。

そのため全炭素量は１％以上、3.5％以下、好ましくは
2.0％以上、3.0％以下に設定される。また固溶炭素量は
0.09％以上、0.43％未満に設定される。

次にケイ素含有量は1.0％未満に設定される。（10）式
に示す関係式において、ケイ素量の係数が最も大きく、
ケイ素量が熱膨張係数に及ぼす影響が大きい。したがっ
てケイ素量が低いほど、低い熱膨張係数が得られる。

ケイ素は黒鉛晶出促進のために必要な元素であるが、一
般鋳鉄とは異なり本発明に係る低熱膨張鋳鉄には、黒鉛
化促進元素であるニッケルが30％程度含有されているた
め接種効果を発現する最少量、例えば0.3％以上添加さ
れていればよいことが判明した。また接種剤として黒鉛
粒子を使用すれば、ケイ素量は極微量であっても十分な
黒鉛組成が得られることが確認された。しかし通常の鋳
造現場においては鉄−ケイ素合金が接種剤として使用さ
れており、この場合の添加量は最大0.5％で十分であ
る。

次にマンガンの含有量は1.0％以下に設定される。マン
ガンを添加することにより第２図に示す屈曲点Ｂが低温
側に移行し、常温から200℃までの実用温度領域におけ
る熱膨張係数を低下させる効果がある。しかしケイ素と
同様に含有量が１％を超えると熱膨張係数を逆に増大さ
せる。

そのため添加量は1.0％以下、好ましくは0.5％以下に設
定される。

次にNi含有量は29〜34％に設定される。Ni含有量は29％
未満または34％を超えるといずれも熱膨張係数が増大す
ることになるため、上記範囲に設定される。

またCo含有量は４〜８％の範囲に設定される。Co含有量
が４％未満であると熱膨張係数が高くなる一方、８％を
超えると第２図に示す屈曲点が高温側に移行することに
なり、常温から200℃までの実用温度領域における熱膨
張係数を増大させることになる。

ここでNi含有量およびCo含有量の適正範囲は、前記炭
素、ケイ素、マンガンの含有量によって影響を受ける。
熱膨張係数を極小とするNi含有量は、実験の結果、下記
（11）式によって与えられる。

極小点のNi含有量（％） ＝35−0.29×［Co量］（％） −6.0［0.65−0.2全Ｃ量］（％） ＋0.57［Mn量］（％） ＋0.45［Si量］（％）・・・・（11） ここで前述の理由により、全炭素量を1.5％、ケイ素量
を０％、マンガン量を０％とすると、極小点のNi含有量
（％）は下記（12）式で与えられる。

極小点のNi含有量（％） ＝33−0.29×［Co量］（％） ・・・（12） 一方、NiとCoとの合計含有量は、第２図に示す熱膨張係
数曲線における屈曲点Ｂに対応する温度（屈曲点温度
θ）と、その熱膨張係数値とに影響を及ぼす。屈曲点温
度θ以下の範囲では、熱膨張係数の温度変化は小さい一
方、屈曲点温度θを超える範囲では大きく上昇してしま
う。

ここで屈曲点温度θと、NiおよびCoの合計含有量との関
係を実験により明らかにした結果、下記（13）式を得
た。

屈曲点温度θ（℃） ＝22.5×［Ni量（％）＋Co量（％）］ −600.7・・・・・（13） ここで常温から約200℃までの実用温度領域において使
用するCFRP用金型を適用対象にすると仮定し、屈曲点温
度θを200〜250℃に設定すると、NiとCoとの合計含有量
の適正範囲は下記（14）式によって与えられる。

Ni量（％）＋Co量（％） ＝36〜38（％）・・・・・（14） そして上記（14）式および（12）式との関係から、最適
Ni量は29〜33％、最適Co量は４〜７％と算出され、この
範囲に成分組成が設定される。

またマグネシウムは、黒鉛を球状化して晶出させるため
に必要な元素であり、その含有量は0.1重量％以下に設
定される。含有量は0.1％をこえると、炭化物を形成す
るため好ましくない。したがってマグネシウム含有量は
0.04〜0.1％の範囲が好ましい。

（実施例） 次に本発明の実施例について図表を参照して説明する。

〈実施例１〉 第４図（ａ），（ｂ）に示すようなCFRP用成型用金型を
鋳造した。

この金型は縦70cm、横65cm、厚さ6cm、重量130kgであ
る。溶解は300kg容量の高周波電気炉を用い、下記の第
２表に示す材料を溶解した。

成分組成は下記の第３表に示すように、炭素2.0％、ケ
イ素0.15％、マンガン0.03％、ニッケル30％、コバルト
６％、マグネシウム0.05％、残部が不純物を含むオース
テナイト系鋳鉄である。

また、１インチのキールブロック用砂鋳型にて試験片を
採取し、各特性値を測定した結果を第４表に示す。第４
表において熱膨張係数は1.5×10^-6／℃、引張強さ40kgf
/mm²、伸び22％、ヤング率12000kgf/mm²が得られた。

この得られた金型はCFRPの予備成形体を200℃で加熱し
ながらプレス成形する工程に使用される。CFRPの熱膨張
係数は1.0〜1.5×10^-6／℃であるため、この係数値に近
い本実施例の金型を使用することによりCFRP製品の寸法
精度を大幅に向上することができた。

以上のように、固溶炭素含有量が0.09％以上0.43％未満
の範囲になるよう添加炭素の量を定めて添加した、本実
施例の成分組成による鋳鉄の製造方法によれば、ほぼ一
般鋳鉄と同程度の鋳造性、被削性、機械的性質を同時に
満足し、かつインバー合金に近い低膨張係数を得ること
ができる。

なお、第３図に示される全炭素量の範囲に対応する固溶
炭素量の関係式のグラフは、Si量が0.15％の本実施例か
ら導き出されたものである。

〈実施例２〉 第３表に示すように、全Ｃ量を2.8％、Si量を0.4％とし
た。この組成の鋳鉄は振動吸収能を追求した場合のもの
である。すなわち全Ｃ量を2.8％と高めることにより減
衰能（Specific Damping Capacity）は17％が得られ、
一般鋳鉄の４〜５倍の振動吸収能を示す。また、堅さが
HB125〜135程度となり、アルミニウム合金と同程度の軟
かさを示す。これは、黒鉛による潤滑効果と併せて、相
手材を傷付けることなく接合や捕捉する治具部材として
有用であり、超高精度を要求される半導体、電子製造装
置材料として使用できる。

以上のように、一般鋳鉄（FC30材）の４〜５倍の振動吸
収能が得られ、かつアルミニウム合金並の軟かさを得る
ことができる。

〈実施例３〉 第３表に示すように、炭素含有量を1.20％と低く設定し
た。他の成分は上記実施例と近似させた。

この場合には微小ながら黒鉛晶出がみられ、第４表に示
すように、加工性は許容できる範囲であった。

〈実施例４〉 第３表に示すように、シリコン含有量を0.9％と高く設
定した。他の成分は上記実施例と近似させた。

この場合は第４表に示すように、熱膨張係数がやや高く
なるが許容範囲内であった。

〈実施例５〉 第３表に示すように、マンガン含有量を高めに0.9％に
設定した。他の成分は上記実施例と近似させた。

この場合は表４第４表に示すように、熱膨張係数がやや
高くなるが許容範囲内であった。

〈実施例６〉 第３表に示すように、マンガン含有量を0.7％に設定し
た。他の成分は上記実施例と近似させた。

この場合にも、熱膨張係数が許容範囲内となった。

なお、上記各実施例以外にも、本発明の範囲内で種々実
施したところ、上記同様に良好な特性が認められた。す
なわち、このような特性が得られる上記各実施例におい
ては、固溶炭素含有量が0.09％以上0.43％未満の範囲に
なるよう添加炭素量を定めており、この固溶炭素含有量
の制御により、低熱膨張性、機械的性質、鋳造性、被削
性、振動吸収能等の全ての特性を同時に兼ね備えること
が確認できた。

〈比較例１〉 第３表に示すように、炭素含有量を0.71％と極めて低く
設定した。他の成分は上記実施例と近似させた。

この場合には、第４表に示すように、加工性、鋳造性お
よび振動吸収能が悪い。

〈比較例２〉 第３表に示すように、炭素含有量を3.6％と高く設定し
た。他の成分は上記実施例と近似させた。

この場合には第４表に示すように、伸び、強度が低下
し、また鋳造欠陥が多い。

〈比較例３〉 第３表に示すように、シリコン含有量を1.2％と高く設
定した。他の成分は上記実施例と近似させた。

この場合には第４表に示すように、熱膨張係数が高過ぎ
る。

〈比較例４〉 第３表に示すように、ニッケル含有量を28.0％と低く設
定した。他の成分は上記実施例と近似させた。

この場合には第４表に示すように、熱膨張係数が高くな
る。

〈比較例５〉 第３表に示すように、ニッケルの含有量を37.0％と高く
した。他の成分は上記実施例と近似させた。

この場合には第４表に示すように、熱膨張係数が高くな
る。

〈比較例６〉 第３表に示すように、コバルトの含有量を3.5％と低く
した。他の含有量は上記実施例と近似させた。

この場合は第４表に示すように、熱膨張係数が高くな
る。

〈比較例７〉 第３表に示すように、コバルトの含有量を8.2％と高く
した。他の成分は上記実施例と近似させた。

この場合は第４表に示すように、熱膨張係数が高くな
る。

〈比較例８〉 第３表に示すように、ニッケルとコバルトとの合計含有
量を42.5％と高くした。他の成分は上記実施例と近似さ
せた。

この場合は第４表に示すように、熱膨張係数が高くな
る。

〔発明の効果〕 以上のように、本発明に係る組成成分の鋳鉄の製造方法
によれば、機械的強度を損なうことなく熱膨張係数−が
1.5〜3.0×10^-6／℃の低熱膨張特性を得ることができ、
かつ一般鋳鉄と同程度の鋳造性、被削性を同時に満足す
ることができる。また、必要に応じて振動吸収能を一般
鋳鉄の４〜５倍にまで高めることができ、アルミニウム
合金なみの軟かさを得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はNi含有量と熱膨張係数との関係を示すグラフ、
第２図はNi鋳鉄におけるNiとCoとの合計量をパラメータ
とし、温度と熱膨張係数との関係を示すグラフ、第３図
は全炭素量と固溶炭素量との関係を示すグラフ、第４図
（ａ）は実施例で鋳造したCFRP成形用金型の形状を示す
平面図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）におけるIVb−IVb
矢視断面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オーステナイト基地鉄中に黒鉛組織を有
   し、重量％で表示した成分組成としてケイ素1.0％未
   満、ニッケル29％以上34％以下、コバルト４％以上８％
   以下残部鉄から成る鋳鉄の製造方法において、前記鋳鉄
   中の炭素に対する他の構成元素の影響を考慮し、固溶炭
   素含有量が0.09％以上0.43％未満の範囲になるよう添加
   炭素の量を定めて添加することにより、０〜200℃の温
   度範囲における熱膨張係数が４×10^-6／℃以下となる低
   熱膨張鋳鉄の製造方法。
2. 【請求項２】成分組成としてマンガン1.0％以下、マグ
   ネシウム0.1％以下を含む請求項１記載の低熱膨張鋳鉄
   の製造方法。