JPH0724916B2 - 機械部品用鋳型 - Google Patents

機械部品用鋳型

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JPH0724916B2
JPH0724916B2 JP60123818A JP12381885A JPH0724916B2 JP H0724916 B2 JPH0724916 B2 JP H0724916B2 JP 60123818 A JP60123818 A JP 60123818A JP 12381885 A JP12381885 A JP 12381885A JP H0724916 B2 JPH0724916 B2 JP H0724916B2
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iron structure
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正敏 川口
宣夫 田島
節美 畑中
宏 吉永
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Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、耐摩耗性、減衰能、被削性等を要求される第
1構成部と、該第1構成部に一体に連設され、高強度を
要求される第2構成部とよりなる鋳物製機械部品を鋳造
するのに用いられる鋳型に関する。
(2) 従来の技術 前記鋳物製機械部品として、例えば車両用デイスクブレ
ーキに用いられるブレーキデイスク、特に摩擦パッドと
の摺動部と、車輪に固着されるハブ部とを一体に鋳造し
たものを挙げることができる。この場合摺動部には耐摩
耗性、減衰能、被削性等が要求され、またハブ部には高
強度が要求される。
(3) 発明が解決しようとする問題点 このような機械的特性を要求されるブレーキデイスク
を、例えば片状黒鉛鋳鉄より構成すると、摺動部におい
ては前記要求特性を満たすことができるものの、片状黒
鉛鋳鉄の低強度に起因してハブ部においては前記要求特
性を満たすことができない。一方、ブレーキデイスク
を、例えば球状黒鉛鋳鉄より構成すると、前記と逆にハ
ブ部においては前記要求特性を満たすことができるもの
の、摺動部においては前記要求特性を満たすことができ
ないという問題がある。
本発明は、上記のような相反する二つの要求特性を有す
る二つの構成部分を有する鋳物製機械部品を容易且つ確
実に得ることのできる、構造の簡単な機械部品用鋳型を
提供することを目的としている。
B.発明の構成 (1) 問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、耐摩耗性、減衰
能、被削性等を要求される第1構成部と、その第1構成
部に一体に連設され、高強度を要求される第2構成部と
よりなり、前記第1構成部の表皮部および内部が片状黒
鉛鋳鉄組織に形成され、また前記第2構成部の表皮部お
よび内部が球状黒鉛鋳鉄組織に形成されてなる鋳物製機
械部品を、片状黒鉛鋳鉄組織に調整された溶湯を用いて
鋳造する鋳型であって、前記第1構成部を成形するため
の第1キャビテイと、前記第2構成部を成形するため
の、前記第1キャビティに連続した第2キャビテイと、
共通の湯口から分岐して延びる、互いに独立した第1及
び第2湯道とを有し、前記第1湯道は前記第1キャビテ
ィに、また前記第2湯道は前記第2キャビティにそれぞ
れ連通し、更に前記第2湯道の途中には、該第2湯道を
流れる前記溶湯に黒鉛球状化処理を施す反応室が設けら
れたことを特徴とする。
(2) 作用 片状黒鉛鋳鉄組織に調整された溶湯を鋳型の共通の湯口
に注ぐと、その溶湯は、第1及び第2湯道に分流する。
即ち、その溶湯の一部は第1湯道を流れて片状黒鉛鋳鉄
組織のまま第1キャビティ内に流入し凝固後は片状黒鉛
鋳鉄組織よりなる第1構成部となり、またその残余の溶
湯は第2湯道を流れて、その途中の反応室で片状黒鉛鋳
鉄組織が球状黒鉛鋳鉄組織に変えられてから第2キャビ
ティ内に流入し、凝固後は球状黒鉛鋳鉄組織よりなる第
2構成部となる。
特に共通の湯口に注がれた溶湯が、第1湯道と、それか
ら独立した、反応室付きの第2湯道とに分流させて第1
及び第2キャビティに別々に流入する関係で、片状黒鉛
鋳鉄組織の溶湯と球状黒鉛鋳鉄組織の溶湯とが途中で混
じり合うのを回避しながら、その両溶湯の、対応するキ
ャビティへの各流入時期を極力合致させることができる
ため、第1構成部における片状黒鉛鋳鉄組織の純度と、
第2構成部における球状黒鉛鋳鉄組織の純度がそれぞれ
高く、しかも鋳造欠陥の少ない高品質の機械部品が安定
よく得られる。
(3) 実施例 第1図は鋳鉄製機械部品としての、車両用デイスクブレ
ーキのブレーキデイスク1を示し、そのブレーキデイス
ク1は摩擦パッドとの環状摺動部1aを第1構成部とし、
またその摺動部1aに一体に連設され、車輪のハブ部に固
着されるカップ状のハブ部1bを第2構成部として構成さ
れる。
摺動部1aは、その表皮部および内部を第2図の顕微鏡写
真(100倍)に示すように片状黒鉛鋳鉄組織に形成され
るので、優れた耐摩耗性、減衰能、被削性等を有し、ま
たハブ部1bは、その表皮部および内部を第3図の顕微鏡
写真(100倍)に示すように球状黒鉛鋳鉄組織に形成さ
れるので高強度である。摺動部1aに対するハブ部1bの連
設部cでは、第4図の顕微鏡写真(100倍)に示すよう
に球状黒鉛鋳鉄組織と片状黒鉛鋳鉄組織とが接触し、両
組織は完全に融着している。
摺動部1aの片状黒鉛鋳鉄およびハブ部1bの球状黒鉛鋳鉄
の基本化学成分は表Iの通りである。単位の%は重量%
である(以下同じ)。
表Iから明らかなように、摺動部1aのSi含有量は1.7〜
2.5%に設定されているので、摺動部1aの基地組織はパ
ーライトより構成され、高硬度である。摺動部1aおよび
ハブ部1bの基地組織の調整に当たっては、前記基本化学
成分に0.3〜1.0%のCu、0.3〜1.0%のCr、0.2〜1.0%の
Ni、0.01〜0.04%のSn等が単独または混合添加される。
第5〜第7図は、片状黒鉛鋳鉄組織に調整された溶湯よ
り前記ブレーキデイスク1を鋳造するために用いられる
鋳型としての砂型2を示し、その砂型2は上型3とそれ
に対向する下型4とよりなる。上型3は1個の湯口5を
備え、また上型3と下型4の合せ面に摺動部1aを成形す
る第1キャビテイC1と、そのキャビテイC1に連通し、ハ
ブ部1bを成形する第2キャビテイC2が形成される。さら
に両型3,4の合せ面に湯口5と第1キャビテイC1間を堰
6を介して連通する第1湯道71が形成され、さらにまた
両型3,4の合せ面および上型3内に湯口5と第2キャビ
ティC2間を一対の堰8を介して連通する一連の第2湯道
72が形成される。
第2湯道72の中間部に反応室9が設けられ、その反応室
9は片状黒鉛鋳鉄組織に調整された溶湯の通過を許容
し、その溶湯に黒鉛球状化処理を施すものである。反応
室9に充填される黒鉛球状化合金Aは46%Si、6%Mgお
よび残部が微量不純物を含むFeよりなり、その合金量は
溶解炉から出銑された溶湯に対するMg含有量が0.04%相
当となるように調節される。図中、10は中子である。
鋳造作業に当たっては、先ず、溶解炉よりC3.47%、Si
2.1%、Mn0.56%、P0.02%、Cu0.6%、S0.042%の化学
成分を有する片状黒鉛鋳鉄組織に調整された溶湯を出銑
し、その溶湯に0.15%のフエロシリコン(Fe−Si)を接
種する。
前記溶湯を、その温度が1430℃にて湯口5に導入し、そ
の溶湯を第1,第2湯道71,72および堰6,8を通じて第1,第
2キャビティC1,C2に注入する。
第1キャビティC1には前記溶湯がそのまま注入されるの
で、片状黒鉛鋳鉄組織の摺動部1aが成形される。この場
合第1キャビティC1に対する湯量は堰6の断面積により
規制される。
第2湯道72の中間部には反応室9が設けられているの
で、その反応室9を通過する際、片状黒鉛鋳鉄組織の溶
湯は前記合金Aにより黒鉛球状化処理を施されて球状黒
鉛鋳鉄組織に変えられ、その後第2キャビテイC2に注入
され、これにより球状黒鉛鋳鉄組織のハブ部1bが成形さ
れる。この場合第2キャビティC2に対する湯量は両堰8
の断面積の和により規制される。
前記鋳造作業において、片状黒鉛鋳鉄組織の溶湯と球状
黒鉛鋳鉄組織の溶湯は完全に独立した第1,第2湯道71,7
2を流れて第1,第2キャビテイC1,C2に別々に注入される
ので、両溶湯が混じり合うことがなく、したがって摺動
部1aおよびハブ部1bの両組織が純粋である。
鋳造後型ばらしを行うことにより第1図の構成を有する
ブレーキデイスク1が得られ、その化学成分は表IIの通
りである。
C.発明の効果 以上のように本発明によれば、片状黒鉛鋳鉄組織に調整
された溶湯を鋳型の共通の湯口に注げば、その溶湯の一
部は第1湯道を流れて片状黒鉛鋳鉄組織のまま第1キャ
ビティ内に流入し凝固後は片状黒鉛鋳鉄組織よりなる第
1構成部となり、またその残余の溶湯は第2湯道を流れ
て、その途中の反応室で片状黒鉛鋳鉄組織が球状黒鉛鋳
鉄組織に変えられてから第2キャビティ内に流入し凝固
後は球状黒鉛鋳鉄組織よりなる第2構成部となるので、
耐摩耗性、減衰能、被削性等の要求を満たす第1構成部
と、高強度の要求を満たす第2構成部とを両方とも備え
た有用な機械部品を得ることができる。
特に共通の湯口に注がれた溶湯を、第1湯道と、それか
ら独立した、反応室付きの第2湯道とに分流させて第1
及び第2キャビティに別々に流入させることができるか
ら、片状黒鉛鋳鉄組織の溶湯と球状黒鉛鋳鉄組織の溶湯
とが途中で混じり合うのを回避しながら、その両溶湯
の、対応するキャビティへの各流入時期を極力合致させ
ることができ、従って第1構成部における片状黒鉛鋳鉄
組織の純度と、第2構成部における球状黒鉛鋳鉄組織の
純度がそれぞれ高く、しかも鋳造欠陥の少ない高品質の
機械部品を安定よく鋳造することができる。また鋳型へ
は共通の湯口から、片状黒鉛鋳鉄組織に調整された単一
種類の溶湯を単に注ぐだけで足りるから、工程自体は頗
る単純で作業能率が高く、その上、異なる鋳鉄組織の溶
湯を別々にキャビティに導入するにも抱わらず湯口自体
は共通化できるために、鋳型構造の簡素化、延いてはコ
ストダウンに寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はブレーキデイスクの縦断正面図、第2、第3,第
4図はブレーキデイスクの摺動部、ハブ部および摺動部
に対するハブ部の連設部における金属組織を示す顕微鏡
写真図、第5図は金型の平面図、第6図は第5図VI−VI
線断面図、第7図は第5図VII−VII線拡大断面図であ
る。 A……黒鉛球状化合金、C1,C2……第1,第2キャビテ
イ、 1……機械部品としてのブレーキデイスク、1a……第1
構成部としての摺動部、1b……第2構成部としてのハブ
部、2……鋳型としての砂型、5……湯口、71,72……
第1,第2湯道、9……反応室
───────────────────────────────────────────────────── 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 F16D 65/12 M (56)参考文献 特開 昭57−25276(JP,A) 特開 昭49−49830(JP,A) 特開 昭57−209767(JP,A) 特開 昭60−96359(JP,A) 特公 昭51−7132(JP,B2) 特公 昭56−39979(JP,B2) 実公 昭45−20730(JP,Y1)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】耐摩耗性、減衰能、被削性等を要求される
    第1構成部(1a)と、その第1構成部(1a)に一体に連
    設され、高強度を要求される第2構成部(1b)とよりな
    り、前記第1構成部(1a)の表皮部および内部が片状黒
    鉛鋳鉄組織に形成され、また前記第2構成部(1b)の表
    皮部および内部が球状黒鉛鋳鉄組織に形成されてなる鋳
    物製機械部品(1)を、片状黒鉛鋳鉄組織に調整された
    溶湯を用いて鋳造する鋳型であって、前記第1構成部
    (1a)を成形するための第1キャビテイ(C1)と、前記
    第2構成部(1b)を成形するための、前記第1キャビテ
    ィ(C1)に連続した第2キャビテイ(C2)と、共通の湯
    口(5)から分岐して延びる、互いに独立した第1及び
    第2湯道(71,72)とを有し、前記第1湯道(71)は前
    記第1キャビティ(C1)に、また前記第2湯道(72)は
    前記第2キャビティ(C2)にそれぞれ連通し、更に前記
    第2湯道(73)の途中には、該第2湯道(72)を流れる
    前記溶湯に黒鉛球状化処理を施す反応室(9)が設けら
    れたことを特徴とする、機械部品用鋳型。
  2. 【請求項2】前記鋳物製機械部品は車両用デイスクブレ
    ーキのブレーキデイスク(1)であり、前記第1構成部
    が摩擦パッドとの摺動部(1a)に、前記第2構成部が車
    輪に固着されるハブ部(1b)にそれぞれ該当する、特許
    請求の範囲第項記載の機械部品用鋳型。
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