JPH0768602B2

JPH0768602B2 - 黒鉛快削鋳鋼

Info

Publication number: JPH0768602B2
Application number: JP62011885A
Authority: JP
Inventors: 智紀羽生田; 貞行中村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-01-21
Filing date: 1987-01-21
Publication date: 1995-07-26
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: JPS63179049A

Description

【発明の詳細な説明】

発明の目的

【産業上の利用分野】

本発明は黒鉛快削鋳鋼、とくに鋳造ままで被削性と機械
的性質にすぐれ、品質の安定した黒鉛快削鋳鋼に関す
る。

【従来の技術】

塑性加工や切削加工を容易にするために、鋳鋼の内部に
球状黒鉛を析出させることが行なわれている。黒鉛を析
出させるには、黒鉛鋼では黒鉛化熱処理を施せばよい
が、鋳鋼において熱処理により黒鉛を析出させようとす
ると、熱処理に長時間を要する上に、析出した黒鉛が粗
大で形状が球状にならないため、目的を達成することが
困難である。鋳鋼に対しては、溶製時にMg,Caなどを接
種すると、鋳造ままで球状黒鉛を鋳物中に生成させるこ
とができるが、球状黒鉛の分布が均一でなく、しかも析
出した黒鉛粒径が大きいため、被削性などの製品特性は
満足できるものとはいえない。この改善策として、発明者らは、溶製時にREMの接種を
行なうと効果的であることを見出して、すでに提案した
（特願昭61−248284）。これによって、鋳造ままで微細
な球状黒鉛が鋳物中に均一に分布した、被削性と機械的
性質のすぐれた鋳鋼を得ることができる。ところが、この黒鉛快削鋳鋼の製品を数多く製造してき
た過程で、しばしば製品ごとに、あるいは製品の部位ご
とに、特性がばらつくことが経験された。大量の製品を機械加工によって製作しようとするとき、
被加工材料に対しては、高い品質もさることながら、品
質が安定していることがより強く要望される。

【発明が解決しようとする問題点】

本発明の目的は、こうした要望にこたえて、さきに発明
者らが提案した黒鉛快削鋳鋼のすぐれた特性をそこなう
ことなく、製品ごとに、または製品の部位ごとに特性が
バラつくことのない、品質の一定した黒鉛快削鋳鋼を提
供することにある。発明の構成

【問題点を解決するための手段】

上記の目的を達成する本発明の黒鉛快削鋳鋼は、基本的
組成としては、C:0.45〜2.0％、Si:1.0〜3.2％およびRE
M:0.01〜1.0％に加えてAlおよび（または）Ti:0.005％
以上0.015％未満を含有し、残部Feおよび不純物からな
り、鋳造ままで被削性にすぐれた黒鉛快削鋳鋼である。本発明の黒鉛快削鋳鋼は、上記の基本的組成に加えて、
さらに、Ni:1.5％以下、Cu:1.5％以下、Ca:0.4％以下お
よびMg:0.4％以下から選んだ１種または２種以上を含有
してもよい。本発明において「REM」とは、原子番号57のLaから71のL
uまでの希土類元素を意味する。

【作用】

本発明の黒鉛快削鋳鋼の合金成分のはたらきと、組成範
囲の限定理由を以下に説明する。 C:0.45％〜2.0％黒鉛生成に不可欠な元素であり、下限値0.45％に足らな
い含有量では球状黒鉛の析出量が少なく、黒鉛による被
削性向上効果が小さい。上限値2.0％を超えると、網目
状黒鉛が析出して機械的性質が低下してしまう。 Si:1.0〜3.2％ Siは黒鉛の析出を促進する。1.0％未満ではこの効果が
小さく、黒鉛析出量が少ない。一方、3.2％を超えると
鋳鋼の硬度が増大し、延性が著しく低下する。 REM:0.01〜1.0％ REMは黒鉛の析出を促す。この効果は0.01％程度の低い
含有量から認められ、0.1〜1.0％の範囲で十分に高ま
る。1.0％を超えると鋳物のヒケが大きく、割れの生じ
るおそれがある。 Alおよび（または）Ti:0.005％以上0.015％未満 REMの接種効果がときにバラつく原因を追求したとこ
ろ、その揮発性が高く、歩留りが変化するためであると
判明した。同じヒートから多数の鋳造品をつくる場合、
鋳込みの進行につれてREMの含有量が次第に低下するこ
とは避け難い。また、鋳造品の肉厚が異なると、鋳造品
の部位ごとに冷却速度が異なり、この影響を受けて偏析
が生じる。REMの添加に先立ってAlおよび（または）Ti
を添加することにより、REM量が変化しても諸特性のバ
ラつきの小さい鋳鋼品が得られるというのが、発明者ら
の得た知見であり、とくに、低いREM量においてもその
接種効果を十分に確保できることが、Al,Tiの添加がも
たらすメリットである。このような安定化効果は、0.00
5％またはそれ以上の添加で得られ、含有量の増大に伴
って高まるが、一方でそれにつれて鋳造状態での黒鉛の
析出が減少し、かつ非球状黒鉛の割合が多くなって鋳鋼
の機械的性質を損うに至るから、0.015％までに止める
べきである。 Ni,Cu:1.5％以下これらの元素は析出する黒鉛を微細化する効果がある
が、その効果は1.5％で飽和する。 Ca,Mg:0.4％以下これらの元素はREMの黒鉛析出促進作用を助けるととも
に、上述したNi,Cuと同様の黒鉛微細化効果を有する。
上限値の0.4％は、それ以上添加しても効果が飽和して
微細化が進まなくなる限界である。不純物についていえば、黒鉛の析出を阻害する元素とし
ては、Mn,P,S,Cr,Mo,W,V,Nb等がある。これらは、それ
ぞれ、Mn:0.3％以下、P:0.015％以下、S:0.010％以下、
Cr:0.10％以下、Mo:0.01％以下、W:0.01％以下、V:0.01
％以下、Nb:0.01％以下に規制することが好ましい。

【実施例】

表に示す組成の鋳鋼を50Kgの誘導炉で溶製し、直径35m
m、長さ80mmの丸棒に鋳造して、熱処理を施さずに切削
試験および引張試験に供するとともに、顕微鏡観察し
た。REMとしては、ミッシュメタルを使用した。No.1〜N
o.8は本発明の鋳鋼であり、No.9〜No.13は本発明者らが
先に提案した鋳鋼であり、No.14は標準にえらんだ従来
材である。切削試験は、上記の形状の丸棒を長さ50mmに切断し、工
具としてハイスドリル（SKH51）を使用して行なった。
各供試材の工具寿命と切削速度との関係を求め、No.14
の供試材の工具寿命1000mmにおける切削速度を基準とし
て、それに対する各供試材の工具寿命1000mmにおける切
削速度の比を切削能率とした。その結果を、黒鉛密度および黒鉛平均粒径とともに表に
示す。本発明に従ったNo.1〜No.5と、比較例であるNo.9
〜No.13とを比較すると、比較例では、REM量の変化に伴
い、切削能率、黒鉛密度、および黒鉛平均粒径も変化
し、とくにREM量が少なくなると変化が顕著になるのに
対し、本発明の実施例では、REM量が変化しても、切削
能率、黒鉛密度、黒鉛平均粒径とも、ほとんど変化しな
い。従って、溶製時に接種したREMが多少揮発し、鋳込
みごとにREM量が異なっても、製品の特性はほとんど一
定であることが期待でき、諸特性のバラつきの小さい鋳
鋼品をつくることができる。 No.6の供試材は、No.3の供試材に対してNiを添加したも
のであり、Niの作用により黒鉛が微細化され、黒鉛密度
がいっそう高まっている。黒鉛を微細化する作用は、Ni
に代えて、またはこれとともに、Cu,Ca、またはMgを加
えても得られることが、No.7およびNo.8のデータから明
らかである。発明の効果本発明の黒鉛快削鋳鋼は、ＣおよびSiを所定の範囲で含
有する鋳鋼にREMを適量接種して鋳物中に微細な球状黒
鉛を多数析出させてなる、鋳造までで被削性および機械
的性質が改善された、先に提案した黒鉛快削鋳鋼に対し
て、Alおよび（または）Tiを特定量添加することによ
り、品質を安定させることに成功したものである。上記の効果は、所望により、Ni,Cu,Ca,Mgを特定量添加
することにより、いっそう高くなる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】C:0.45〜2.0％、Si:1.0〜3.2％およびREM:
0.01〜1.0％に加えてAlおよび（または）Ti:0.005％以
上0.015％未満を含有し、残部Feおよび不純物からな
る、鋳造ままで被削性にすぐれた黒鉛快削鋳鋼。
【請求項２】C:0.45〜2.0％、Si:1.0〜3.2％およびREM:
0.01〜1.0％に加えて、Alおよび（または）Ti:0.005％
以上0.015％未満を含有し、さらにNi:1.5％以上、Cu:1.
5％以下、Ca:0.4％以下およびMg:0.4％以下から選んだ
１種または２種以上を含有し、残部Feおよび不純物から
なる、鋳造ままで被削性にすぐれた黒鉛快削鋼。