JPH0873979A - 耐食性に優れた球状黒鉛鋳鉄部材およびその製造方法 - Google Patents
耐食性に優れた球状黒鉛鋳鉄部材およびその製造方法Info
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- JPH0873979A JPH0873979A JP24202094A JP24202094A JPH0873979A JP H0873979 A JPH0873979 A JP H0873979A JP 24202094 A JP24202094 A JP 24202094A JP 24202094 A JP24202094 A JP 24202094A JP H0873979 A JPH0873979 A JP H0873979A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 母材表面の酸化を抑制して耐食性に優れた球
状黒鉛鋳鉄部材を得る。 【構成】 少なくともＳｉ：３．５〜４．８重量％を含
有し、鋳放しで９０重量％以上のフェライト地（母材
１）を有し、かつ、Ｆｅ3 Ｏ4 を含む上層を構成するＦ
ｅ系酸化物層２と下層を構成するＳｉＯ2 の酸化物層３
とからなる酸化皮膜層４を最表面に形成する。
状黒鉛鋳鉄部材を得る。 【構成】 少なくともＳｉ：３．５〜４．８重量％を含
有し、鋳放しで９０重量％以上のフェライト地（母材
１）を有し、かつ、Ｆｅ3 Ｏ4 を含む上層を構成するＦ
ｅ系酸化物層２と下層を構成するＳｉＯ2 の酸化物層３
とからなる酸化皮膜層４を最表面に形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐食性に優れた球状黒
鉛鋳鉄部材およびその製造方法に関する。
鉛鋳鉄部材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば、自動車の過給機のガ
スケーシングの素材としては、高Ｓｉ球状黒鉛鋳鉄部材
が用いられている。この球状黒鉛鋳鉄部材はＳｉを３．
５〜４．８重量％と従来の添加量よりも多く含有してい
るため、高温耐酸化性に優れているという利点を有す
る。
スケーシングの素材としては、高Ｓｉ球状黒鉛鋳鉄部材
が用いられている。この球状黒鉛鋳鉄部材はＳｉを３．
５〜４．８重量％と従来の添加量よりも多く含有してい
るため、高温耐酸化性に優れているという利点を有す
る。
【０００３】また、例えば、特公昭６０−１７８１９号
公報に開示されているように、上述の如きＳｉを多く含
有させるとともに、さらに、Ｃｅ等を添加することによ
り、耐熱疲労性をも向上させるようにした球状黒鉛鋳鉄
部材が開発されている。
公報に開示されているように、上述の如きＳｉを多く含
有させるとともに、さらに、Ｃｅ等を添加することによ
り、耐熱疲労性をも向上させるようにした球状黒鉛鋳鉄
部材が開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の如き
球状黒鉛鋳鉄部材で自動車の過給機のガスケーシングを
作った場合、運転時と停止時の内部温度差によってガス
ケーシングの内壁に凝縮水が付着し、赤サビが発生す
る。このように赤サビが発生すると、ケーシング内壁と
ロータとの間のクリアランス（通常、１００μｍ）がな
くなり、カーボンスラッジと相俟ってロータがケーシン
グ内壁を摺動し難くなったり、ケーシング内壁に固着し
て動かなくなるという不具合が発生する。
球状黒鉛鋳鉄部材で自動車の過給機のガスケーシングを
作った場合、運転時と停止時の内部温度差によってガス
ケーシングの内壁に凝縮水が付着し、赤サビが発生す
る。このように赤サビが発生すると、ケーシング内壁と
ロータとの間のクリアランス（通常、１００μｍ）がな
くなり、カーボンスラッジと相俟ってロータがケーシン
グ内壁を摺動し難くなったり、ケーシング内壁に固着し
て動かなくなるという不具合が発生する。
【０００５】したがって、上記のガスケーシング等に用
いられる球状黒鉛鋳鉄部材には、高温耐酸化性や耐熱疲
労性の向上に加えて耐食性の向上が要求される。
いられる球状黒鉛鋳鉄部材には、高温耐酸化性や耐熱疲
労性の向上に加えて耐食性の向上が要求される。
【０００６】このサビ対策として、従来より、シリコン
グリースをケーシング内壁に塗布したり、ケーシング内
壁をリン酸鉄処理する方法等があるが、いずれの表面処
理も耐熱性不足でサビ対策としては満足のいくものでは
なかった。
グリースをケーシング内壁に塗布したり、ケーシング内
壁をリン酸鉄処理する方法等があるが、いずれの表面処
理も耐熱性不足でサビ対策としては満足のいくものでは
なかった。
【０００７】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、最表面にサビの発生を
抑制し得る皮膜を形成することにより、母材表面が酸化
しないようにして球状黒鉛鋳鉄部材の耐食性を高めんと
することにある。
あり、その目的とするところは、最表面にサビの発生を
抑制し得る皮膜を形成することにより、母材表面が酸化
しないようにして球状黒鉛鋳鉄部材の耐食性を高めんと
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の第１および第２の解決手段は、耐食性に優
れた球状黒鉛鋳鉄部材を対象とし、本発明の第１の解決
手段は、少なくともＳｉ：３．５〜４．８重量％を含有
し、鋳放しで９０重量％以上のフェライト地を有し、か
つ、Ｆｅ3 Ｏ4 を含む上層を構成するＦｅ系酸化物層と
下層を構成するＳｉＯ2 の酸化物層とからなる酸化皮膜
層を最表面に形成させたことを特徴とする。
め、本発明の第１および第２の解決手段は、耐食性に優
れた球状黒鉛鋳鉄部材を対象とし、本発明の第１の解決
手段は、少なくともＳｉ：３．５〜４．８重量％を含有
し、鋳放しで９０重量％以上のフェライト地を有し、か
つ、Ｆｅ3 Ｏ4 を含む上層を構成するＦｅ系酸化物層と
下層を構成するＳｉＯ2 の酸化物層とからなる酸化皮膜
層を最表面に形成させたことを特徴とする。
【０００９】本発明の第２の解決手段は、Ｃ：２．５〜
３．８重量％、Ｓｉ：３．５〜４．８重量％、Ｍｎ：≦
１．０重量％、Ｐ：≦０．１重量％、Ｓ：≦０．１重量
％、Ｍｏ：０．５〜２．０重量％、Ｍｇ：０．０３〜
０．１重量％、ＣｅおよびＬａの少なくとも１種：０．
０２〜０．５重量％、残りＦｅからなり、鋳放しで９０
重量％以上のフェライト地を有し、かつ、Ｆｅ3 Ｏ4 を
含む上層を構成するＦｅ系酸化物層と下層を構成するＳ
ｉＯ2 の酸化物層とからなる酸化皮膜層を最表面に形成
させたことを特徴とする。
３．８重量％、Ｓｉ：３．５〜４．８重量％、Ｍｎ：≦
１．０重量％、Ｐ：≦０．１重量％、Ｓ：≦０．１重量
％、Ｍｏ：０．５〜２．０重量％、Ｍｇ：０．０３〜
０．１重量％、ＣｅおよびＬａの少なくとも１種：０．
０２〜０．５重量％、残りＦｅからなり、鋳放しで９０
重量％以上のフェライト地を有し、かつ、Ｆｅ3 Ｏ4 を
含む上層を構成するＦｅ系酸化物層と下層を構成するＳ
ｉＯ2 の酸化物層とからなる酸化皮膜層を最表面に形成
させたことを特徴とする。
【００１０】本発明の第３〜６の解決手段は、耐食性に
優れた球状黒鉛鋳鉄部材の製造方法を対象とし、本発明
の第３の解決手段は、少なくともＳｉ：３．５〜４．８
重量％を含有し、鋳放しで９０重量％以上のフェライト
地を有する球状黒鉛鋳鉄部材を酸素雰囲気中で加熱し、
その加熱温度で所定時間保持することにより、Ｆｅ3Ｏ
4 を含む上層を構成するＦｅ系酸化物層と下層を構成す
るＳｉＯ2 の酸化物層とからなる酸化皮膜層を最表面に
形成することを特徴とする。
優れた球状黒鉛鋳鉄部材の製造方法を対象とし、本発明
の第３の解決手段は、少なくともＳｉ：３．５〜４．８
重量％を含有し、鋳放しで９０重量％以上のフェライト
地を有する球状黒鉛鋳鉄部材を酸素雰囲気中で加熱し、
その加熱温度で所定時間保持することにより、Ｆｅ3Ｏ
4 を含む上層を構成するＦｅ系酸化物層と下層を構成す
るＳｉＯ2 の酸化物層とからなる酸化皮膜層を最表面に
形成することを特徴とする。
【００１１】本発明の第４の解決手段は、第３の解決手
段において、酸素雰囲気中における加熱温度を７００〜
８００℃、その加熱温度での保持時間を２〜２０時間に
設定したことを特徴とする。
段において、酸素雰囲気中における加熱温度を７００〜
８００℃、その加熱温度での保持時間を２〜２０時間に
設定したことを特徴とする。
【００１２】本発明の第５の解決手段は、Ｃ：２．５〜
３．８重量％、Ｓｉ：３．５〜４．８重量％、Ｍｎ：≦
１．０重量％、Ｐ：≦０．１重量％、Ｓ：≦０．１重量
％、Ｍｏ：０．５〜２．０重量％、Ｍｇ：０．０３〜
０．１重量％、ＣｅおよびＬａの少なくとも１種：０．
０２〜０．５重量％、残りＦｅからなり、鋳放しで９０
重量％以上のフェライト地を有する球状黒鉛鋳鉄部材を
酸化雰囲気中で加熱し、その加熱温度で所定時間保持す
ることにより、Ｆｅ3 Ｏ4 を含む上層を構成するＦｅ系
酸化物層と下層を構成するＳｉＯ2 の酸化物層とからな
る酸化皮膜層を最表面に形成することを特徴とする。
３．８重量％、Ｓｉ：３．５〜４．８重量％、Ｍｎ：≦
１．０重量％、Ｐ：≦０．１重量％、Ｓ：≦０．１重量
％、Ｍｏ：０．５〜２．０重量％、Ｍｇ：０．０３〜
０．１重量％、ＣｅおよびＬａの少なくとも１種：０．
０２〜０．５重量％、残りＦｅからなり、鋳放しで９０
重量％以上のフェライト地を有する球状黒鉛鋳鉄部材を
酸化雰囲気中で加熱し、その加熱温度で所定時間保持す
ることにより、Ｆｅ3 Ｏ4 を含む上層を構成するＦｅ系
酸化物層と下層を構成するＳｉＯ2 の酸化物層とからな
る酸化皮膜層を最表面に形成することを特徴とする。
【００１３】本発明の第６の解決手段は、第５の解決手
段において、酸素雰囲気中における加熱温度を７００〜
８００℃、その加熱温度での保持時間を２〜２０時間に
設定したことを特徴とする。
段において、酸素雰囲気中における加熱温度を７００〜
８００℃、その加熱温度での保持時間を２〜２０時間に
設定したことを特徴とする。
【００１４】
【作用】上記の構成により、本発明の第１，第３および
第４の解決手段では、含有量の多いＳｉにより、高温耐
酸化性が得られる。また、最表面に形成されたＦｅ3 Ｏ
4 を含むＦｅ系酸化物層とＳｉＯ2 の酸化物層は、共に
化学的に安定であり、この安定層である酸化皮膜層によ
って母材が覆われて外部に露出せず、酸化が防止されて
耐食性が高まる。
第４の解決手段では、含有量の多いＳｉにより、高温耐
酸化性が得られる。また、最表面に形成されたＦｅ3 Ｏ
4 を含むＦｅ系酸化物層とＳｉＯ2 の酸化物層は、共に
化学的に安定であり、この安定層である酸化皮膜層によ
って母材が覆われて外部に露出せず、酸化が防止されて
耐食性が高まる。
【００１５】本発明の第２，第５および第６の解決手段
では、Ｓｉの含有量が多いことに加え、さらに添加され
たＭｏと、ＣｅおよびＬａの少なくとも１種とにより、
耐熱疲労性をも優れたものとなる。また、第１，第３お
よび第４の解決手段と同様に、共に化学的に安定なＦｅ
3 Ｏ4 を含むＦｅ系酸化物層とＳｉＯ2 の酸化物層とか
らなる酸化皮膜層で母材の表面を覆い、酸化が防止され
て耐食性が高まる。
では、Ｓｉの含有量が多いことに加え、さらに添加され
たＭｏと、ＣｅおよびＬａの少なくとも１種とにより、
耐熱疲労性をも優れたものとなる。また、第１，第３お
よび第４の解決手段と同様に、共に化学的に安定なＦｅ
3 Ｏ4 を含むＦｅ系酸化物層とＳｉＯ2 の酸化物層とか
らなる酸化皮膜層で母材の表面を覆い、酸化が防止され
て耐食性が高まる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例に係る耐食性に優れた
球状黒鉛鋳鉄部材およびその製造方法について説明す
る。
球状黒鉛鋳鉄部材およびその製造方法について説明す
る。
【００１７】本発明の球状黒鉛鋳鉄部材は、Ｃ：２．５
〜３．８重量％、Ｓｉ：３．５〜４．８重量％、Ｍｎ：
≦１．０重量％、Ｐ：≦０．１重量％、Ｓ：≦０．１重
量％、Ｍｏ：０．５〜２．０重量％、Ｍｇ：０．０３〜
０．１重量％、ＣｅおよびＬａの少なくとも１種：０．
０２〜０．５重量％、残りＦｅからなり、鋳放しで９０
重量％以上のフェライト地を有している。さらに、本発
明の特徴として、図１の金属組織の模式図および図２の
Ｘ線解析による金属組織の写真に示すように、このフェ
ライト地つまり母材１の最表面には、Ｆｅ3 Ｏ4 を含む
上層を構成するＦｅ系酸化物層２と下層を構成するＳｉ
Ｏ2 の酸化物層３とからなる酸化皮膜層４が形成されて
いる。
〜３．８重量％、Ｓｉ：３．５〜４．８重量％、Ｍｎ：
≦１．０重量％、Ｐ：≦０．１重量％、Ｓ：≦０．１重
量％、Ｍｏ：０．５〜２．０重量％、Ｍｇ：０．０３〜
０．１重量％、ＣｅおよびＬａの少なくとも１種：０．
０２〜０．５重量％、残りＦｅからなり、鋳放しで９０
重量％以上のフェライト地を有している。さらに、本発
明の特徴として、図１の金属組織の模式図および図２の
Ｘ線解析による金属組織の写真に示すように、このフェ
ライト地つまり母材１の最表面には、Ｆｅ3 Ｏ4 を含む
上層を構成するＦｅ系酸化物層２と下層を構成するＳｉ
Ｏ2 の酸化物層３とからなる酸化皮膜層４が形成されて
いる。
【００１８】本発明において、Ｃを２．５〜３．８重量
％に限定した理由は、Ｃの含有量が２．５重量％未満に
なると、Ｓｉとの飽和度の関係で溶湯の流動性が阻害さ
れ、また引ヶ巣が発生する一方、Ｃの含有量が３．８重
量％を超えると、やはりＳｉとの関係でドロス状欠陥が
発生し、強度が低下するからである。
％に限定した理由は、Ｃの含有量が２．５重量％未満に
なると、Ｓｉとの飽和度の関係で溶湯の流動性が阻害さ
れ、また引ヶ巣が発生する一方、Ｃの含有量が３．８重
量％を超えると、やはりＳｉとの関係でドロス状欠陥が
発生し、強度が低下するからである。
【００１９】Ｓｉを３．５〜４．８重量％に限定した理
由は、Ｓｉの含有量が３．５重量％未満になると、必要
とする高温耐酸化性が得られず、またＣとの飽和度の関
係で引ヶ巣等の鋳造欠陥が発生する一方、Ｓｉの含有量
が４．８重量％を超えると、ザク巣等の鋳造欠陥が発生
すると同時に、熱疲労性が悪化し、この熱疲労性を回復
させるためには、多量のＭｏが必要となるからである。
由は、Ｓｉの含有量が３．５重量％未満になると、必要
とする高温耐酸化性が得られず、またＣとの飽和度の関
係で引ヶ巣等の鋳造欠陥が発生する一方、Ｓｉの含有量
が４．８重量％を超えると、ザク巣等の鋳造欠陥が発生
すると同時に、熱疲労性が悪化し、この熱疲労性を回復
させるためには、多量のＭｏが必要となるからである。
【００２０】Ｍｎを１．０重量％以下に限定した理由
は、Ｍｎは耐酸化性阻害元素であるが、溶解原材料から
必然的に混入するもので、１．０重量％以下が操業性可
能な範囲であるからである。
は、Ｍｎは耐酸化性阻害元素であるが、溶解原材料から
必然的に混入するもので、１．０重量％以下が操業性可
能な範囲であるからである。
【００２１】Ｐを０．１重量％以下に限定した理由は、
Ｐは溶解原材料から必然的に混入するもので、０．１０
重量％以下が操業上可能な範囲であるからである。
Ｐは溶解原材料から必然的に混入するもので、０．１０
重量％以下が操業上可能な範囲であるからである。
【００２２】Ｓを０．１重量％以下に限定した理由は次
の如くである。すなわち、Ｓは黒鉛の球状化を阻害する
元素であるため、脱硫をＭｇ処理にて行うが、他方、多
量のＭｇ添加は介在物の発生原因となって、２次的な害
を及ぼす。したがって、Ｍｇによる脱硫と、Ｍｇによる
２次的害とを考慮して、Ｓを０．１重量％以下に設定す
れば製品として許容できるからである。
の如くである。すなわち、Ｓは黒鉛の球状化を阻害する
元素であるため、脱硫をＭｇ処理にて行うが、他方、多
量のＭｇ添加は介在物の発生原因となって、２次的な害
を及ぼす。したがって、Ｍｇによる脱硫と、Ｍｇによる
２次的害とを考慮して、Ｓを０．１重量％以下に設定す
れば製品として許容できるからである。
【００２３】Ｍｏを０．５〜２．０重量％に限定した理
由は、Ｍｏの含有量が０．５重量％未満になると、Ｓｉ
による熱疲労特性の低下を回復できなくなる一方、Ｍｏ
の含有量が２．０重量％を超えると、熱重量に対する効
果が飽和してコストアップとなるからである。
由は、Ｍｏの含有量が０．５重量％未満になると、Ｓｉ
による熱疲労特性の低下を回復できなくなる一方、Ｍｏ
の含有量が２．０重量％を超えると、熱重量に対する効
果が飽和してコストアップとなるからである。
【００２４】Ｍｇを０．０３〜０．１重量％に限定した
理由は、Ｍｇの含有量が０．０３重量％未満になると、
十分な球状化が得られなくなる一方、Ｍｇの含有量が
０．１重量％を超えると、Ｍｇ系酸化物、硫化物が溶湯
中に多量に含有され、ドロス状欠陥が招来されるからで
ある。
理由は、Ｍｇの含有量が０．０３重量％未満になると、
十分な球状化が得られなくなる一方、Ｍｇの含有量が
０．１重量％を超えると、Ｍｇ系酸化物、硫化物が溶湯
中に多量に含有され、ドロス状欠陥が招来されるからで
ある。
【００２５】ＣｅおよびＬａの少なくとも一種を０．０
２〜０．５重量％に限定した理由は、これらの含有量が
０．０２重量％以下にすると、Ｓｉの外方向拡散を誘発
するため、酸化被覆を十分に形成することができず、ま
た酸化被覆の十分な密着性を得ることができず、さらに
はＭｏの耐酸化性阻害性質を中和する効果を十分に発揮
できなくなる一方、これらの含有量が０．５重量％を超
えると、低融点化合物を形成し、使用中クラックを発生
するからである。
２〜０．５重量％に限定した理由は、これらの含有量が
０．０２重量％以下にすると、Ｓｉの外方向拡散を誘発
するため、酸化被覆を十分に形成することができず、ま
た酸化被覆の十分な密着性を得ることができず、さらに
はＭｏの耐酸化性阻害性質を中和する効果を十分に発揮
できなくなる一方、これらの含有量が０．５重量％を超
えると、低融点化合物を形成し、使用中クラックを発生
するからである。
【００２６】また、母材１の表面に形成された酸化皮膜
層４のうち最表面側に位置するＦｅ系酸化物層２は、Ｆ
ｅ3 Ｏ4 とＦｅＯとの明灰色（又は暗灰色）の混合層で
あり、その下の酸化物層３はＯ2 との親和力が強いＳｉ
Ｏ2 の単一層である。このＦｅ系酸化物層２および酸化
物層３は共に化学的に安定であり、特にＦｅ系酸化物層
２は摺動特性に優れている。また、このＦｅ3 Ｏ4 とＦ
ｅＯとからなるＦｅ系酸化物層２は、ＳｉＯ2 の酸化物
層３よりも軟らかく初期なじみが良いという特性を有す
る。一方、ＳｉＯ2 の酸化物層３は母材１との密着性が
良く、硬度も非常に高い。しかも、このＳｉＯ2 の酸化
物層３はクラックが発生し難く、たとえクラックが発生
してもＳｉには修復作用がある。さらに、ＳｉＯ2 の酸
化物層３は、高温でのＦｅの拡散を防止するため、耐酸
化性（耐食性）が良くなるという特性を有する。
層４のうち最表面側に位置するＦｅ系酸化物層２は、Ｆ
ｅ3 Ｏ4 とＦｅＯとの明灰色（又は暗灰色）の混合層で
あり、その下の酸化物層３はＯ2 との親和力が強いＳｉ
Ｏ2 の単一層である。このＦｅ系酸化物層２および酸化
物層３は共に化学的に安定であり、特にＦｅ系酸化物層
２は摺動特性に優れている。また、このＦｅ3 Ｏ4 とＦ
ｅＯとからなるＦｅ系酸化物層２は、ＳｉＯ2 の酸化物
層３よりも軟らかく初期なじみが良いという特性を有す
る。一方、ＳｉＯ2 の酸化物層３は母材１との密着性が
良く、硬度も非常に高い。しかも、このＳｉＯ2 の酸化
物層３はクラックが発生し難く、たとえクラックが発生
してもＳｉには修復作用がある。さらに、ＳｉＯ2 の酸
化物層３は、高温でのＦｅの拡散を防止するため、耐酸
化性（耐食性）が良くなるという特性を有する。
【００２７】次に、上述の如き酸化皮膜層４を有する球
状黒鉛鋳鉄部材の製造方法を説明する。
状黒鉛鋳鉄部材の製造方法を説明する。
【００２８】まず、上記した金属組成からなる金属素材
を周知の方法により焼鈍し、鋳放しで９０重量％以上の
フェライト地を有する球状黒鉛鋳鉄部材を作る。
を周知の方法により焼鈍し、鋳放しで９０重量％以上の
フェライト地を有する球状黒鉛鋳鉄部材を作る。
【００２９】次いで、この球状黒鉛鋳鉄部材を所定の形
状に機械加工した後、酸素雰囲気中で７００〜８００℃
で加熱し、その加熱温度で２〜２０時間保持することに
より、Ｆｅ3 Ｏ4 とＦｅＯとが混在した上層を構成する
Ｆｅ系酸化物層２と下層を構成するＳｉＯ2 の酸化物層
３とからなる酸化皮膜層４を最表面に形成する。この酸
化条件は、加熱温度と保持時間とを変えて実験した結果
より得たものである。その結果を表１に示す。実験結果
の判定方法は、酸化処理後の球状黒鉛鋳鉄部材表面の着
色状態を観察して行った。表１中、□で囲む範囲におい
て、Ｆｅ3 Ｏ4とＦｅＯとが混在したＦｅ系酸化物層２
とＳｉＯ2 の酸化物層３とからなる酸化皮膜層４が良好
に形成されたものとみなした。
状に機械加工した後、酸素雰囲気中で７００〜８００℃
で加熱し、その加熱温度で２〜２０時間保持することに
より、Ｆｅ3 Ｏ4 とＦｅＯとが混在した上層を構成する
Ｆｅ系酸化物層２と下層を構成するＳｉＯ2 の酸化物層
３とからなる酸化皮膜層４を最表面に形成する。この酸
化条件は、加熱温度と保持時間とを変えて実験した結果
より得たものである。その結果を表１に示す。実験結果
の判定方法は、酸化処理後の球状黒鉛鋳鉄部材表面の着
色状態を観察して行った。表１中、□で囲む範囲におい
て、Ｆｅ3 Ｏ4とＦｅＯとが混在したＦｅ系酸化物層２
とＳｉＯ2 の酸化物層３とからなる酸化皮膜層４が良好
に形成されたものとみなした。
【００３０】次に、上述の如くしてＦｅ3 Ｏ4 とＦｅＯ
とが混在したＦｅ系酸化物層２とＳｉＯ2 の酸化物層３
とからなる酸化皮膜層４を有する球状黒鉛鋳鉄部材を自
動車の過給機のガスケーシングに適用した本発明の酸化
処理品を、他の方法による処理品および未処理品と共に
同一条件（アイドル運転３分後、停止冷却を３回繰り返
し、１０日間放置後の初期起動トルクを測定）で実験し
て得た結果を図３に示す。
とが混在したＦｅ系酸化物層２とＳｉＯ2 の酸化物層３
とからなる酸化皮膜層４を有する球状黒鉛鋳鉄部材を自
動車の過給機のガスケーシングに適用した本発明の酸化
処理品を、他の方法による処理品および未処理品と共に
同一条件（アイドル運転３分後、停止冷却を３回繰り返
し、１０日間放置後の初期起動トルクを測定）で実験し
て得た結果を図３に示す。
【００３１】図３のデータから明らかなように、本発明
の酸化処理品では、初期起動トルクが０．７８Ｎｍと実
験例の中で最も低かったが、未処理品は初期起動トルク
が２０Ｎｍと最も高く、これに次いでシリコングリース
塗布品が１４．７Ｎｍ、リン酸鉄処理品が８Ｎｍと高か
った。
の酸化処理品では、初期起動トルクが０．７８Ｎｍと実
験例の中で最も低かったが、未処理品は初期起動トルク
が２０Ｎｍと最も高く、これに次いでシリコングリース
塗布品が１４．７Ｎｍ、リン酸鉄処理品が８Ｎｍと高か
った。
【００３２】このことは、本発明の酸化処理品では、他
のものと同様にケーシング内壁に運転時と停止時の内部
温度差によって凝縮水が付着しているが、この凝縮水は
酸化皮膜層４によって遮られて母材１に達せず、つま
り、母材１を構成するＦｅが露出せず、赤サビの発生原
因であるＦｅの酸化物（Ｆｅ2 Ｏ3 ）が生成しないから
である。したがって、ロータの摺動が円滑に行われ、初
期起動トルクが低かったものである。なお、本発明の酸
化処理品では、上記実験終了後、さらに１カ月放置して
もサビは発生しなかった。
のものと同様にケーシング内壁に運転時と停止時の内部
温度差によって凝縮水が付着しているが、この凝縮水は
酸化皮膜層４によって遮られて母材１に達せず、つま
り、母材１を構成するＦｅが露出せず、赤サビの発生原
因であるＦｅの酸化物（Ｆｅ2 Ｏ3 ）が生成しないから
である。したがって、ロータの摺動が円滑に行われ、初
期起動トルクが低かったものである。なお、本発明の酸
化処理品では、上記実験終了後、さらに１カ月放置して
もサビは発生しなかった。
【００３３】一方、未処理品は、母材１を構成するＦｅ
が露出し、凝縮水と接触することによってＦｅ2 Ｏ3 が
生成し、ケーシング内壁がサビついてロータの摺動抵抗
が高く、初期起動トルクが高くなったものである。
が露出し、凝縮水と接触することによってＦｅ2 Ｏ3 が
生成し、ケーシング内壁がサビついてロータの摺動抵抗
が高く、初期起動トルクが高くなったものである。
【００３４】また、シリコングリース塗布品では、シリ
コングリースをケーシング内壁にローラで塗布している
ため、暴露試験では効果を発揮するものの、ｍａｘ．８
５０℃で燃焼ガスに晒されると、シリコングリースは耐
熱性が約２００℃であることから焼滅してしまい、防錆
効果がなくなってしまい、初期起動トルクが未処理品に
次いで高かったものである。
コングリースをケーシング内壁にローラで塗布している
ため、暴露試験では効果を発揮するものの、ｍａｘ．８
５０℃で燃焼ガスに晒されると、シリコングリースは耐
熱性が約２００℃であることから焼滅してしまい、防錆
効果がなくなってしまい、初期起動トルクが未処理品に
次いで高かったものである。
【００３５】リン酸鉄処理品では、塗装等の下地処理で
ケーシング内壁の表面はポーラスである。耐熱性は３０
０℃とシリコングリースよりも多少高くなるものの、ｍ
ａｘ．８５０℃で燃焼ガスに晒されると、リン酸鉄は焼
滅して防錆効果がなくなってしまい、初期起動トルクが
高かった。
ケーシング内壁の表面はポーラスである。耐熱性は３０
０℃とシリコングリースよりも多少高くなるものの、ｍ
ａｘ．８５０℃で燃焼ガスに晒されると、リン酸鉄は焼
滅して防錆効果がなくなってしまい、初期起動トルクが
高かった。
【００３６】なお、上記のシリコングリース塗布および
リン酸鉄処理は、母材そのものにおいて運転時の熱によ
り酸化皮膜ＳｉＯ2 が加速生成されるまでの，いわゆる
つなぎ処理であり、条件によってはＳｉＯ2 生成前に上
記シリコングリース塗布およびリン酸鉄処理の効果がな
くなることがあった。
リン酸鉄処理は、母材そのものにおいて運転時の熱によ
り酸化皮膜ＳｉＯ2 が加速生成されるまでの，いわゆる
つなぎ処理であり、条件によってはＳｉＯ2 生成前に上
記シリコングリース塗布およびリン酸鉄処理の効果がな
くなることがあった。
【００３７】このように、本実施例では、Ｆｅ3 Ｏ4 と
ＦｅＯとが混在したＦｅ系酸化物層２とＳｉＯ2 の酸化
物層３とからなる酸化皮膜層４で母材１表面を覆ってい
ることから、母材１を構成するＦｅが酸素と接触するこ
とによる酸化を防止でき、優れた耐食性を得ることがで
きる。また、母材１中のＳｉの含有量のが多いことか
ら、その特性によって高温耐酸化性を得ることができ
る。さらに、Ｓｉの含有量が多いことに加え、Ｍｏと、
ＣｅおよびＬａの少なくとも１種とを添加していること
から、優れた耐熱疲労性をも得ることができる。
ＦｅＯとが混在したＦｅ系酸化物層２とＳｉＯ2 の酸化
物層３とからなる酸化皮膜層４で母材１表面を覆ってい
ることから、母材１を構成するＦｅが酸素と接触するこ
とによる酸化を防止でき、優れた耐食性を得ることがで
きる。また、母材１中のＳｉの含有量のが多いことか
ら、その特性によって高温耐酸化性を得ることができ
る。さらに、Ｓｉの含有量が多いことに加え、Ｍｏと、
ＣｅおよびＬａの少なくとも１種とを添加していること
から、優れた耐熱疲労性をも得ることができる。
【００３８】なお、上記実施例では、Ｓｉ以外にＭｏ
と、ＣｅおよびＬａの少なくとも１種を添加して耐熱疲
労性をも優れたものとしたが、対象物によっては、Ｃｅ
等を添加しないで、Ｓｉの含有量を多くしただけの球状
黒鉛鋳鉄部材にも適用できるものであり、この場合に
も、高Ｓｉによる高温耐酸化性と、酸化皮膜層４による
耐食性とを得ることができるものである。
と、ＣｅおよびＬａの少なくとも１種を添加して耐熱疲
労性をも優れたものとしたが、対象物によっては、Ｃｅ
等を添加しないで、Ｓｉの含有量を多くしただけの球状
黒鉛鋳鉄部材にも適用できるものであり、この場合に
も、高Ｓｉによる高温耐酸化性と、酸化皮膜層４による
耐食性とを得ることができるものである。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１，３およ
び４に係る本発明によれば、母材の金属組成であるＳｉ
の含有量を３．５〜４．８重量％にしたので、その特性
によって優れた高温耐酸化性を得ることができる。ま
た、母材の表面にＦｅ3 Ｏ4 を含むＦｅ系酸化物層とＳ
ｉＯ2 の酸化物層とからなる化学的に安定な酸化皮膜層
を形成したのでは、母材を構成するＦｅの空気との接触
による酸化を防止して優れた耐食性を得ることができ
る。
び４に係る本発明によれば、母材の金属組成であるＳｉ
の含有量を３．５〜４．８重量％にしたので、その特性
によって優れた高温耐酸化性を得ることができる。ま
た、母材の表面にＦｅ3 Ｏ4 を含むＦｅ系酸化物層とＳ
ｉＯ2 の酸化物層とからなる化学的に安定な酸化皮膜層
を形成したのでは、母材を構成するＦｅの空気との接触
による酸化を防止して優れた耐食性を得ることができ
る。
【００４０】請求項２，５および６に係る本発明によれ
ば、母材の金属組成として含有量の多いＳｉ以外に、Ｍ
ｏと、ＣｅおよびＬａの少なくとも１種を添加したの
で、上述の如き高温耐酸化性および耐食性に加えて優れ
た耐熱疲労性をも得ることができる。
ば、母材の金属組成として含有量の多いＳｉ以外に、Ｍ
ｏと、ＣｅおよびＬａの少なくとも１種を添加したの
で、上述の如き高温耐酸化性および耐食性に加えて優れ
た耐熱疲労性をも得ることができる。
【図１】球状黒鉛鋳鉄部材の表面部分の金属組織を模式
的に示す断面図である。
的に示す断面図である。
【図２】球状黒鉛鋳鉄部材の表面部分の金属組織をＸ線
解析によって１０００倍に拡大して示す写真である。
解析によって１０００倍に拡大して示す写真である。
【図３】球状黒鉛鋳鉄部材を自動車の過給機のガスケー
シングに適用した場合において初期起動トルクをもって
耐食性を評価した耐食性試験結果のグラフである。
シングに適用した場合において初期起動トルクをもって
耐食性を評価した耐食性試験結果のグラフである。
１ フェライト地（母材） ２ Ｆｅ3 Ｏ4 を含むＦｅ系酸化物層 ３ ＳｉＯ2 の酸化物層 ４ 酸化皮膜層
【表１】
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくともＳｉ：３．５〜４．８重量％
を含有し、鋳放しで９０重量％以上のフェライト地を有
し、かつ、Ｆｅ3 Ｏ4 を含む上層を構成するＦｅ系酸化
物層と下層を構成するＳｉＯ2 の酸化物層とからなる酸
化皮膜層が最表面に形成されていることを特徴とする耐
食性に優れた球状黒鉛鋳鉄部材。 - 【請求項２】 Ｃ：２．５〜３．８重量％、Ｓｉ：３．
５〜４．８重量％、Ｍｎ：≦１．０重量％、Ｐ：≦０．
１重量％、Ｓ：≦０．１重量％、Ｍｏ：０．５〜２．０
重量％、Ｍｇ：０．０３〜０．１重量％、ＣｅおよびＬ
ａの少なくとも１種：０．０２〜０．５重量％、残りＦ
ｅからなり、鋳放しで９０重量％以上のフェライト地を
有し、かつ、Ｆｅ3 Ｏ4 を含む上層を構成するＦｅ系酸
化物層と下層を構成するＳｉＯ2 の酸化物層とからなる
酸化皮膜層が最表面に形成されていることを特徴とする
耐食性に優れた球状黒鉛鋳鉄部材。 - 【請求項３】 少なくともＳｉ：３．５〜４．８重量％
を含有し、鋳放しで９０重量％以上のフェライト地を有
する球状黒鉛鋳鉄部材を酸素雰囲気中で加熱し、その加
熱温度で所定時間保持することにより、Ｆｅ3 Ｏ4 を含
む上層を構成するＦｅ系酸化物層と下層を構成するＳｉ
Ｏ2 の酸化物層とからなる酸化皮膜層を最表面に形成す
ることを特徴とする耐食性に優れた球状黒鉛鋳鉄部材の
製造方法。 - 【請求項４】 酸素雰囲気中における加熱温度が７００
〜８００℃、その加熱温度での保持時間が２〜２０時間
に設定されていることを特徴とする請求項３記載の耐食
性に優れた球状黒鉛鋳鉄部材の製造方法。 - 【請求項５】 Ｃ：２．５〜３．８重量％、Ｓｉ：３．
５〜４．８重量％、Ｍｎ：≦１．０重量％、Ｐ：≦０．
１重量％、Ｓ：≦０．１重量％、Ｍｏ：０．５〜２．０
重量％、Ｍｇ：０．０３〜０．１重量％、ＣｅおよびＬ
ａの少なくとも１種：０．０２〜０．５重量％、残りＦ
ｅからなり、鋳放しで９０重量％以上のフェライト地を
有する球状黒鉛鋳鉄部材を酸素雰囲気中で加熱し、その
加熱温度で所定時間保持することにより、Ｆｅ3 Ｏ4 を
含む上層を構成するＦｅ系酸化物層と下層を構成するＳ
ｉＯ2 の酸化物層とからなる酸化皮膜層を最表面に形成
することを特徴とする耐食性に優れた球状黒鉛鋳鉄部材
の製造方法。 - 【請求項６】 酸素雰囲気中における加熱温度が７００
〜８００℃、その加熱温度での保持時間が２〜２０時間
に設定されていることを特徴とする請求項５記載の耐食
性に優れた球状黒鉛鋳鉄部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24202094A JPH0873979A (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 耐食性に優れた球状黒鉛鋳鉄部材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24202094A JPH0873979A (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 耐食性に優れた球状黒鉛鋳鉄部材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0873979A true JPH0873979A (ja) | 1996-03-19 |
Family
ID=17083080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24202094A Withdrawn JPH0873979A (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 耐食性に優れた球状黒鉛鋳鉄部材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0873979A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103276283A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-04 | 刘美福 | 一种输送矿物的防腐耐磨管道 |
| CN110453142A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-11-15 | 马鞍山市三川机械制造有限公司 | 一种汽车模具用合金铸铁性能改善的方法 |
| CN112267059A (zh) * | 2020-10-17 | 2021-01-26 | 安徽军明机械制造有限公司 | 一种增强球墨铸铁力学性能的处理工艺 |
-
1994
- 1994-09-08 JP JP24202094A patent/JPH0873979A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103276283A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-04 | 刘美福 | 一种输送矿物的防腐耐磨管道 |
| CN110453142A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-11-15 | 马鞍山市三川机械制造有限公司 | 一种汽车模具用合金铸铁性能改善的方法 |
| CN112267059A (zh) * | 2020-10-17 | 2021-01-26 | 安徽军明机械制造有限公司 | 一种增强球墨铸铁力学性能的处理工艺 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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