JPH0718368A - 優れた耐食性と耐摩耗性を有する鋳鉄及び該鋳鉄で形成されたシリンダライナ - Google Patents
優れた耐食性と耐摩耗性を有する鋳鉄及び該鋳鉄で形成されたシリンダライナInfo
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- JPH0718368A JPH0718368A JP16161393A JP16161393A JPH0718368A JP H0718368 A JPH0718368 A JP H0718368A JP 16161393 A JP16161393 A JP 16161393A JP 16161393 A JP16161393 A JP 16161393A JP H0718368 A JPH0718368 A JP H0718368A
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐食性と耐摩耗性に優れた鋳鉄及びこの鋳鉄
で鋳造したシリンダライナを提供することを目的とす
る。 【構成】 重量％で、Ｃ：２．５〜３．６，Ｓｉ：１．
４〜２．６，Ｍｎ：０．５〜１．０，Ｐ：０．１〜０．
４，Ｓ：０．１２以下、Ｃｒ：０．１〜０．４，Ｂ：
０．０３〜０．１２，Ｃｕ：０．２〜２．０，Ｃｏ：
１．０〜１０を含み、残部Ｆｅ及び不可避的不純物から
なる化学組成と、主としてパーライトからなるマトリッ
クス中に、ステダイト及びボロン化合物からなる硬質相
と片状黒鉛とが分散した組成からなる鋳鉄であり、この
鋳鉄により、特にＥＧＲ装置を備えたディーゼルエンジ
ンなどの内燃機関のシリンダライナを鋳造成形する。
で鋳造したシリンダライナを提供することを目的とす
る。 【構成】 重量％で、Ｃ：２．５〜３．６，Ｓｉ：１．
４〜２．６，Ｍｎ：０．５〜１．０，Ｐ：０．１〜０．
４，Ｓ：０．１２以下、Ｃｒ：０．１〜０．４，Ｂ：
０．０３〜０．１２，Ｃｕ：０．２〜２．０，Ｃｏ：
１．０〜１０を含み、残部Ｆｅ及び不可避的不純物から
なる化学組成と、主としてパーライトからなるマトリッ
クス中に、ステダイト及びボロン化合物からなる硬質相
と片状黒鉛とが分散した組成からなる鋳鉄であり、この
鋳鉄により、特にＥＧＲ装置を備えたディーゼルエンジ
ンなどの内燃機関のシリンダライナを鋳造成形する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐腐食性及び耐摩耗性に
優れた鋳鉄に関し、特にＥＧＲ装置を備えたディーゼル
エンジン等の内燃機関のシリンダライナ用に適した鋳鉄
及び、該鋳鉄で形成されたシリンダライナに関する。
優れた鋳鉄に関し、特にＥＧＲ装置を備えたディーゼル
エンジン等の内燃機関のシリンダライナ用に適した鋳鉄
及び、該鋳鉄で形成されたシリンダライナに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に内燃機関のシリンダライナには、
耐摩耗性の良好な鋳鉄、たとえばマトリックスが主とし
てパーライトからなり、かつこのマトリックス中にステ
ダイト及びボロン化合物とからなる硬質相と片状黒鉛と
が分散した組織を有する鋳鉄が使用されている。この鋳
鉄は、通常Ｔ．Ｃ．：２．９〜３．５％，Ｓｉ：１．８
〜２．６％，Ｍｎ：０．５〜１．０％，Ｐ：０．１〜
０．４％，Ｓ：０．１２％以下、Ｃｒ：０．１〜０．４
％，Ｂ：０．０３〜０．１２％，残部Ｆｅの化学組成を
有している。
耐摩耗性の良好な鋳鉄、たとえばマトリックスが主とし
てパーライトからなり、かつこのマトリックス中にステ
ダイト及びボロン化合物とからなる硬質相と片状黒鉛と
が分散した組織を有する鋳鉄が使用されている。この鋳
鉄は、通常Ｔ．Ｃ．：２．９〜３．５％，Ｓｉ：１．８
〜２．６％，Ｍｎ：０．５〜１．０％，Ｐ：０．１〜
０．４％，Ｓ：０．１２％以下、Ｃｒ：０．１〜０．４
％，Ｂ：０．０３〜０．１２％，残部Ｆｅの化学組成を
有している。
【０００３】この材料は耐摩耗性は良好であるが、耐腐
食摩耗性が十分でないので、ＥＧＲ装置を付加したディ
ーゼルエンジン用のシリンダライナなどに使用すると、
シリンダライナ内周面に著しい腐食摩耗が生じ、耐久性
が不足する。シリンダライナの耐腐食摩耗性を高める試
みとして、シリンダライナの内周面に窒化処理を施すこ
とが一般的に行われている。この場合表面の窒化層の耐
腐食摩耗性が改善されるだけであるから、窒化層が摩耗
した後の腐食摩耗を防止することができない。
食摩耗性が十分でないので、ＥＧＲ装置を付加したディ
ーゼルエンジン用のシリンダライナなどに使用すると、
シリンダライナ内周面に著しい腐食摩耗が生じ、耐久性
が不足する。シリンダライナの耐腐食摩耗性を高める試
みとして、シリンダライナの内周面に窒化処理を施すこ
とが一般的に行われている。この場合表面の窒化層の耐
腐食摩耗性が改善されるだけであるから、窒化層が摩耗
した後の腐食摩耗を防止することができない。
【０００４】また鋳鉄材自身の耐食性を改善すること
（たとえば特公平４−６８３７３号公報参照）も検討さ
れている。この公報によれば、ＣｕおよびＮｉを添加し
て、鋳鉄組織をオーステナイト化して硫酸腐食性の改善
を図っている。しかしこの鋳鉄は従来のパーライト組織
の鋳鉄に比べ、耐摩耗性が劣る欠点がある。
（たとえば特公平４−６８３７３号公報参照）も検討さ
れている。この公報によれば、ＣｕおよびＮｉを添加し
て、鋳鉄組織をオーステナイト化して硫酸腐食性の改善
を図っている。しかしこの鋳鉄は従来のパーライト組織
の鋳鉄に比べ、耐摩耗性が劣る欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＥＧＲ装置
を付加したディーゼルエンジンのシリンダライナでも好
適に使用できる耐摩耗性、耐腐食摩耗性に優れた鋳鉄を
提供することを課題とする。
を付加したディーゼルエンジンのシリンダライナでも好
適に使用できる耐摩耗性、耐腐食摩耗性に優れた鋳鉄を
提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は次の構成からなる鋳鉄を提供するもので
ある。すなわち、本発明は重量で、Ｃ：２．５〜３．６
％，Ｓｉ：１．４〜２．６％，Ｍｎ：０．５〜１．０
％，Ｐ：０．１〜０．４％，Ｓ：０．１２％以下、Ｃ
ｒ：０．１〜０．４％，Ｂ：０．０３〜０．１２％，Ｃ
ｕ：０．２〜２．０％，Ｃｏ：１．０〜１０％を含み、
残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる化学組成を有しか
つ、主としてパーライトからなるマトリックス中に、ス
テダイト及びボロン化合物からなる硬質相と片状黒鉛と
が分散した組織からなる鋳鉄を特徴とする。
めに、本発明は次の構成からなる鋳鉄を提供するもので
ある。すなわち、本発明は重量で、Ｃ：２．５〜３．６
％，Ｓｉ：１．４〜２．６％，Ｍｎ：０．５〜１．０
％，Ｐ：０．１〜０．４％，Ｓ：０．１２％以下、Ｃ
ｒ：０．１〜０．４％，Ｂ：０．０３〜０．１２％，Ｃ
ｕ：０．２〜２．０％，Ｃｏ：１．０〜１０％を含み、
残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる化学組成を有しか
つ、主としてパーライトからなるマトリックス中に、ス
テダイト及びボロン化合物からなる硬質相と片状黒鉛と
が分散した組織からなる鋳鉄を特徴とする。
【０００７】また、本発明はかゝる鋳鉄を素材として鋳
造したシリンダライナを提供するものであり、さらにま
た、該シリンダライナの表面に窒化処理を施して耐腐食
摩耗性を一層改善したシリンダライナを提供するもので
ある。本発明はＥＧＲ装置を付加したディーゼルエンジ
ン用またはさらに高負荷のディーゼルエンジン用のシリ
ンダライナを製造し、提供するものである。
造したシリンダライナを提供するものであり、さらにま
た、該シリンダライナの表面に窒化処理を施して耐腐食
摩耗性を一層改善したシリンダライナを提供するもので
ある。本発明はＥＧＲ装置を付加したディーゼルエンジ
ン用またはさらに高負荷のディーゼルエンジン用のシリ
ンダライナを製造し、提供するものである。
【０００８】
【作用】以下本発明の鋳鉄の各成分の作用と組成の限定
理由について述べる。本発明は上述した従来内燃機関の
シリンダライナ用に用いられている鋳鉄の化学成分を基
本成分とし、この成分にＣｕとＣｏを添加したものであ
る。Ｃｕは、マトリックスに固溶し、その耐食性を向上
させる作用がある。この作用を生じるには、Ｃｕの添加
量は、少なくとも０．２％以上添加する必要がある。他
方Ｃｕが２％を越えると、Ｃｕ中にＦｅが固溶したε相
が析出し強度低下を引き起こす。また耐食性の改善の効
果も飽和するので、Ｃｕの添加量の上限は２％とする。
理由について述べる。本発明は上述した従来内燃機関の
シリンダライナ用に用いられている鋳鉄の化学成分を基
本成分とし、この成分にＣｕとＣｏを添加したものであ
る。Ｃｕは、マトリックスに固溶し、その耐食性を向上
させる作用がある。この作用を生じるには、Ｃｕの添加
量は、少なくとも０．２％以上添加する必要がある。他
方Ｃｕが２％を越えると、Ｃｕ中にＦｅが固溶したε相
が析出し強度低下を引き起こす。また耐食性の改善の効
果も飽和するので、Ｃｕの添加量の上限は２％とする。
【０００９】ＣｏはＣｕと同様マトリックスに固溶し、
その耐食性を向上させるが、Ｃｕとの複合添加によって
耐食摩耗性がさらに向上する。この効果を発揮せしめる
ために、Ｃｏは１％以上必要である。しかし、Ｃｏが１
０％を越えると耐食性の改善効果が減少し費用の割に効
果がなくなるので上限を１０％とする。なお、本化学成
分中にＭｏ：０．２〜０．５％を添加すると、耐スカッ
フィング性、耐摩耗性及び強度が改善される。
その耐食性を向上させるが、Ｃｕとの複合添加によって
耐食摩耗性がさらに向上する。この効果を発揮せしめる
ために、Ｃｏは１％以上必要である。しかし、Ｃｏが１
０％を越えると耐食性の改善効果が減少し費用の割に効
果がなくなるので上限を１０％とする。なお、本化学成
分中にＭｏ：０．２〜０．５％を添加すると、耐スカッ
フィング性、耐摩耗性及び強度が改善される。
【００１０】上記成分からなる鋳鉄の溶湯を鋳型に注
ぎ、所望の形状、たとえば内燃機関のシリンダライナを
鋳造するが、このときの冷却速度を中位の冷却速度にし
て冷却してマトリックスを主としてパーライト組織に
し、かつ、このマトリックス中にステダイトとボロン化
合物からなる硬化相と片状黒鉛とを分散せしめる。上記
硬化相の量は３〜１４％の範囲に、また片状黒鉛の量は
８〜１８％の範囲にある。
ぎ、所望の形状、たとえば内燃機関のシリンダライナを
鋳造するが、このときの冷却速度を中位の冷却速度にし
て冷却してマトリックスを主としてパーライト組織に
し、かつ、このマトリックス中にステダイトとボロン化
合物からなる硬化相と片状黒鉛とを分散せしめる。上記
硬化相の量は３〜１４％の範囲に、また片状黒鉛の量は
８〜１８％の範囲にある。
【００１１】このようにして鋳造されたシリンダライナ
は優れた耐摩耗性と良好な耐蝕食性を有する。また、さ
らに耐摩耗性を向上する必要がある場合は、シリンダラ
イナの摺動面に窒化処理を施す。
は優れた耐摩耗性と良好な耐蝕食性を有する。また、さ
らに耐摩耗性を向上する必要がある場合は、シリンダラ
イナの摺動面に窒化処理を施す。
【００１２】
【実施例】銑鉄、鋼屑、ＣｕおよびＣｏを配合して、表
１に示す各組成の鋳鉄を高周波誘導炉で溶解した。この
溶湯をフェロシリコンで接種後砂型鋳造で径３０mmの丸
棒を作製した。実施例の鋳鉄の機械的性質は、以下の範
囲にあった。
１に示す各組成の鋳鉄を高周波誘導炉で溶解した。この
溶湯をフェロシリコンで接種後砂型鋳造で径３０mmの丸
棒を作製した。実施例の鋳鉄の機械的性質は、以下の範
囲にあった。
【００１３】引張り強さ：２８−３２kg／mm2 また、実施例の鋳鉄の金属組織は、一般的に遊離フェラ
イト１％以下で、パーライトマトリックス中にステダイ
ト、ボロン化合物を主体とする硬質相が６％、サイズ４
−６のＡ型黒鉛が９０％分散した組織であった。次に上
述の種々の組成を有する鋳鉄丸棒から往復動摩耗試験片
を作製した。この往復動摩耗試験片を更に窒化処理を行
ったものと無処理のものとの２種類を用意した。窒化処
理の条件は、 窒化方法 ガス窒化処理 温 度 ５９０℃ 時 間 ３０分 である。上記の窒化処理で摺動面に硬度ＨＶ８７０の化
合物層（厚さ７μｍ）窒素拡散層（厚さ１００μｍ）の
窒化層が形成された。
イト１％以下で、パーライトマトリックス中にステダイ
ト、ボロン化合物を主体とする硬質相が６％、サイズ４
−６のＡ型黒鉛が９０％分散した組織であった。次に上
述の種々の組成を有する鋳鉄丸棒から往復動摩耗試験片
を作製した。この往復動摩耗試験片を更に窒化処理を行
ったものと無処理のものとの２種類を用意した。窒化処
理の条件は、 窒化方法 ガス窒化処理 温 度 ５９０℃ 時 間 ３０分 である。上記の窒化処理で摺動面に硬度ＨＶ８７０の化
合物層（厚さ７μｍ）窒素拡散層（厚さ１００μｍ）の
窒化層が形成された。
【００１４】これらの往復動摩耗試験片の摺動相手材と
して、硬質Ｃｒめっきを施した鋼材を使用した。
して、硬質Ｃｒめっきを施した鋼材を使用した。
【００１５】
【表１】
【００１６】上述の摺動対により、表２に示す腐食環境
下で往復動摩耗試験を行い、鋳鉄材の腐食摩耗特性を評
価した。往復動摩耗試験機の試験片及び相手材の配置と
構造を模式的に図１に示す。図中１は摩耗試験片（鋳
鉄）で矢印の方向へ往復動する。２は相手材でその接触
端をＲ１８の球状に形成し、Ｃｒめっき３を施した。４
は潤滑油を供給するパイプ、５は希硫酸を供給するパイ
プである。
下で往復動摩耗試験を行い、鋳鉄材の腐食摩耗特性を評
価した。往復動摩耗試験機の試験片及び相手材の配置と
構造を模式的に図１に示す。図中１は摩耗試験片（鋳
鉄）で矢印の方向へ往復動する。２は相手材でその接触
端をＲ１８の球状に形成し、Ｃｒめっき３を施した。４
は潤滑油を供給するパイプ、５は希硫酸を供給するパイ
プである。
【００１７】Ｃｒめっきの摩耗量は、形状測定器を用い
て摩耗量を測定した。また摩耗試験片の摩耗量は、同様
に形状測定器で摩耗段差により測定した。
て摩耗量を測定した。また摩耗試験片の摩耗量は、同様
に形状測定器で摩耗段差により測定した。
【００１８】
【表２】
【００１９】腐食環境下での往復動摩耗試験結果を、表
１に一括して示す。これによれば、実施例の鋳鉄材の摩
耗量は、比較例の摩耗量に比べきわめて少なく同時に相
手材の摩耗も少なかった。さらに実施例の鋳鉄材で窒化
処理したものは、摩耗量がさらに少なく相手材の摩耗も
少ないことが示されている。本発明の耐腐食摩耗性鋳鉄
は、砂型鋳造、金型遠心鋳造等何れの鋳造方法によって
製造可能である。
１に一括して示す。これによれば、実施例の鋳鉄材の摩
耗量は、比較例の摩耗量に比べきわめて少なく同時に相
手材の摩耗も少なかった。さらに実施例の鋳鉄材で窒化
処理したものは、摩耗量がさらに少なく相手材の摩耗も
少ないことが示されている。本発明の耐腐食摩耗性鋳鉄
は、砂型鋳造、金型遠心鋳造等何れの鋳造方法によって
製造可能である。
【００２０】
【発明の効果】本発明の鋳鉄材料は、優れた耐腐食摩耗
性を有しているのでＥＧＲ装置を付加したディーゼルエ
ンジン用のシリンダライナとして好適に使用できる。
性を有しているのでＥＧＲ装置を付加したディーゼルエ
ンジン用のシリンダライナとして好適に使用できる。
【図１】腐食摩耗試験装置の模式図である。
１…摩耗試験片 ２…相手材 ３…Ｃｒメッキ層 ４…潤滑油供給パイプ ５…希硫酸供給パイプ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｊ 10/04
Claims (3)
- 【請求項１】 重量で、Ｃ：２．５〜３．６％，Ｓｉ：
１．４〜２．６％，Ｍｎ：０．５〜１．０％，Ｐ：０．
１〜０．４％，Ｓ：０．１２％以下、Ｃｒ：０．１〜
０．４％，Ｂ：０．０３〜０．１２％，Ｃｕ：０．２〜
２．０％，Ｃｏ：１．０〜１０％を含み、残部Ｆｅ及び
不可避的不純物からなる化学組成を有し、かつ主として
パーライトからなるマトリックス中に、ステダイト及び
ボロン化合物からなる硬質相と片状黒鉛とが分散した組
織からなることを特徴とする優れた耐食性及び耐摩耗性
を有する鋳鉄。 - 【請求項２】 請求項１で記載された鋳鉄によって形成
されたことを特徴とする優れた耐食性及び耐摩耗性を有
するシリンダライナ。 - 【請求項３】 表面に窒化層を有する請求項２記載のシ
リンダライナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16161393A JP3297150B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 優れた耐食性と耐摩耗性を有する鋳鉄及び該鋳鉄で形成されたシリンダライナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16161393A JP3297150B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 優れた耐食性と耐摩耗性を有する鋳鉄及び該鋳鉄で形成されたシリンダライナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0718368A true JPH0718368A (ja) | 1995-01-20 |
| JP3297150B2 JP3297150B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=15738500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16161393A Expired - Fee Related JP3297150B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 優れた耐食性と耐摩耗性を有する鋳鉄及び該鋳鉄で形成されたシリンダライナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3297150B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040037718A (ko) * | 2002-10-30 | 2004-05-07 | 현대자동차주식회사 | 자동차의 실린더 라이너용 소재 조성물과 이를 이용한실린더 라이너 제조방법 |
| JP2008050651A (ja) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Ihi Corp | 耐焼付き性鋳鉄 |
| US7686895B2 (en) * | 2007-01-31 | 2010-03-30 | Caterpillar Inc. | Method of improving mechanical properties of gray iron |
| EP2392812A1 (de) * | 2010-06-01 | 2011-12-07 | Wärtsilä Schweiz AG | Verschleissarme Hubkolbenbrennkraftmaschine |
| JP2012188719A (ja) * | 2011-03-14 | 2012-10-04 | Hino Motors Ltd | 鋳鉄及び該鋳鉄により製造されたシリンダライナ |
| JP2012188720A (ja) * | 2011-03-14 | 2012-10-04 | Hino Motors Ltd | 鋳鉄及び該鋳鉄により製造されたシリンダライナ |
| KR101365833B1 (ko) * | 2011-11-03 | 2014-02-21 | 현대중공업 주식회사 | 씨지아이 주철 및 이를 이용한 실린더 라이너 |
| JP2014062318A (ja) * | 2012-08-30 | 2014-04-10 | Nippon Piston Ring Co Ltd | シリンダライナ |
| CN107639223A (zh) * | 2017-07-25 | 2018-01-30 | 中原内配集团安徽有限责任公司 | 一种铸铁缸套的制备工艺 |
| JP2018527469A (ja) * | 2016-03-09 | 2018-09-20 | サムヨン マシーナリー カンパニー リミテッド | 耐摩耗性が向上した合金鋳鉄、およびこれを含むピストンリング |
| CN111519088A (zh) * | 2019-02-01 | 2020-08-11 | 帝伯爱尔株式会社 | 铸铁件、含有铸铁件的复合部件以及铸铁件的制造方法 |
| CN113462954A (zh) * | 2021-06-12 | 2021-10-01 | 山东华盛农业药械有限责任公司 | 一种汽油机耐磨气缸套的材料配方 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP16161393A patent/JP3297150B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3297150B2 (ja) | 2002-07-02 |
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