JPH10317039A - 球状黒鉛鋳鉄の製造方法 - Google Patents

球状黒鉛鋳鉄の製造方法

Info

Publication number
JPH10317039A
JPH10317039A JP14728097A JP14728097A JPH10317039A JP H10317039 A JPH10317039 A JP H10317039A JP 14728097 A JP14728097 A JP 14728097A JP 14728097 A JP14728097 A JP 14728097A JP H10317039 A JPH10317039 A JP H10317039A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inoculant
cast iron
mold
spheroidal graphite
casting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14728097A
Other languages
English (en)
Inventor
Masabumi Kadokawa
正文 角川
Takashi Sukai
隆 須貝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Riken Corp filed Critical Riken Corp
Priority to JP14728097A priority Critical patent/JPH10317039A/ja
Publication of JPH10317039A publication Critical patent/JPH10317039A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 球状黒鉛鋳鉄が鋳型と接する表面部でパーラ
イト化して靭性が低下するので、従来フェライト化焼鈍
によりパーライトをフェライト化していたが、熱エネル
ギの消費が大きい。したがってフェライト化焼鈍を必要
としない方法を提供する。 【解決手段】 製品キャビティー部表面に黒鉛化促進剤
を含む接種剤と、接種剤よりも酸素との親和力が大きな
脱酸剤との粉末混合物を鋳型の製品キャビティー部に塗
布した鋳型に鋳鉄溶湯を注湯する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は球状黒鉛鋳鉄の製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋳鉄の製造に際して、鋳鉄溶湯に接種剤
を添加することは一般的に行われている。接種剤を添加
する目的は、鋳物のチル化防止、共晶セルの微細化、黒
鉛化の促進、黒鉛形状の改良、黒鉛の微細化、基地組織
の安定化、機械的性質の向上などさまざまであり、目的
に合わせた組成の接種剤が使用されている。代表的な接
種剤としては球状黒鉛鋳鉄にあってはFe−Si(フェ
ロシリコン)、Ca−Si(カルシウムシリコン)等で
ある。一方、鋳物は高温の溶湯を鋳型に注湯して製造す
るため、各種の接種を施しても出来上がった鋳物の鋳型
と接する部分に黒皮部が形成され、その部分には硬くて
伸びの小さいパーライト層が発生するため、靭性が低下
し、衝撃特性が要求される自動車等の足廻り鋳物におい
ては、パーライト層が起点となって破壊が進行し易くな
り、足廻り鋳物の強度が低下した。また、表面に硬化層
があるため、加工性も悪くなる。このような不都合を除
くために鋳物黒皮部に生成するパーライト層を消すこと
が要求されている。そのため、一般には熱処理すなわち
フェライト化焼鈍によって、鋳物黒皮部に生成するパー
ライト層のフェライト化を行っている。
【0003】このフェライト化焼鈍においては、鋳造後
の熱処理により700〜950℃のオーステナイト域の
温度まで加熱し、続いて炉冷あるいは空冷などの適当な
冷却速度を与えることによって、鋳物黒皮部に生成する
パーライトをフェライト化するので、多量のエネルギー
が必要になる。特に、フェライト化すべきは表層部のみ
であるにも拘ず、内部も加熱されるために消費される熱
エネルギーは厖大であり、製造費が高騰するだけでな
く、作業環境悪化の原因ともなっている。また、鋳物形
状や処理量によっては所定の冷却速度の確保が困難な場
合も多く、これが表層部のパーライト化などの鋳物品質
上のトラブルの原因となっていることも少なくない。
【0004】上述のとおり、表層部のみならず製品の内
部まで加熱されるために肉厚が薄い製品は、その自重に
よりへたりが起こることがある。これを直すにはプレス
による矯正が必要となり、余分な費用がかかるうえ、品
質的には必ずしも安定しないという問題があった。
【0005】このように欠点があるフェライト化焼鈍を
省略することを提案する特開平8−209217には、
主成分がSi及びNiである接種剤と主成分がSi及び
Feからなる接種剤を表面に塗布した鋳型に球状黒鉛鋳
鉄溶湯を注湯すると、黒鉛粒数を増し鋳物表面部がフェ
ライト化することを開示する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】特開平8−20921
7で開示された方法では、Niなどを含有する接種剤の
比重が大きいため、沈殿等により塗布作業が悪くなり、
均一な組成の塗型層が得られにくい。さらに、鋳型内面
に接する溶湯は急冷凝固されるために、黒鉛の球状化を
阻害する酸素を溶解したまま凝固が進行するために球状
化が必ずしも十分でないことや、溶湯の温度低下のため
に接種剤の溶解が十分でないという問題がある。
【0007】従って、本発明は上述の従来技術における
問題に鑑みてなされたものであって、塗型剤を鋳型に塗
布するだけで、熱処理を施さずに、鋳物黒皮部に生成す
るパーライト層の発生を薄肉及び肉厚鋳物についても防
止することができる球状黒鉛鋳鉄の製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る球状黒鉛鋳
鉄の製造方法は、製品キャビティー部表面に接種剤を塗
布した鋳型に鋳鉄溶湯を注湯する方法において、前記接
種剤よりも酸素との親和力が大きな脱酸剤と該接種剤と
の粉末混合物を鋳型の製品キャビティー部に塗布するこ
とを特徴とするものである。
【0009】本発明の球状黒鉛鋳鉄の製造方法によれ
ば、鋳型の製品キャビティー部に形成された塗型層の脱
酸剤が、鋳型内壁近傍において溶湯の酸化、特に溶湯中
のSiの酸化を抑制すると同時に、発熱反応によって接
種剤の溶解を促進する。本発明においては接種剤は、黒
鉛化促進を主目的とし、その他は必要により上記の各種
目的に合わせて選択されるのであるが、脱酸剤はこの特
定の接種剤よりも酸素との親和力が高いことが必須であ
り、脱酸剤自体は接種作用をもつことは必須ではない。
したがって脱酸剤には接種作用が顕著でないAlや、顕
著な接種作用があるCa−Si、Ca−Al−Siなど
を使用することができる。また接種剤にはSi−C,C
などを使用することができる。好ましい組み合わせはC
a−SiとSi−Cである。また、本発明において脱酸
剤及び接種剤を塗布することとしたのは、施工が容易で
あり、金型の場合は鋳型の再使用が可能であり、かつ溶
湯との反応が起こり易いからである。本発明を実施する
際の溶解炉は高周波誘導炉、キュポラ+低周波誘導炉な
どであり、鋳型は砂型、金型、セラミック鋳型などの通
常のものである。
【0010】さらに、Ca−Siが、Ca:30〜40
重量%,C:0〜1重量%、残部Siからなり、又前記
Si−CがC:30〜35重量%、残部Siからなる場
合に脱酸と接種の効果が良好にバランスする。なお接種
剤は全量を上記の塗布接種剤から供給してもよく、ある
いは鋳型壁近傍を除く溶湯用接種剤は別途鋳型内に添加
してもよい。前者の場合は鋳鉄全体のSi,C量が所望
の量となるように塗型剤の量を調整する。後者の場合は
溶湯に直接添加した接種剤自体が、例えばCa−Siの
Ca,Siのように脱酸に関与すると、塗布脱酸剤の効
果が弱まるので、添加量を制限する必要がある。Ca−
Si:Si−C:炭素(C)の重量比が50〜90:5
0以下(ゼロを含まず):50以下(ゼロを含まず)と
することが好ましい。脱酸剤及び接種剤が平均粒径が
0.1mm以下の粉状であると、安定して溶湯に溶け込
み脱酸及び接種効果が発揮される。
【0011】
【作用】本発明によると、鋳型に塗布した接種剤の黒鉛
化促進作用及びフェライト化促進作用により、厚肉鋳物
でも熱処理を施さずに球状黒鉛鋳鉄鋳物の黒皮部に生成
するパーライト層の発生を防止することができる。すな
わち、溶湯温度が低くなる鋳型表面部分においても接種
剤の溶解が促進されるため、溶け残り不良がなく、接種
効果の発現を早くかつ十分なものとすることができる。
以下、実施例により本発明を詳しく説明する。
【0012】
【実施例】
実施例1 Ca−Si合金による鋳型壁面脱酸及び炭素(C)の黒
鉛促進化による鋳型接種を行い、本発明の球状黒鉛鋳鉄
の製造方法を実施した。まず、図1に示す肉厚が3mm
−5mm−10mm−20mm−40mmの階段状試験
片を用い、表1に示す組成のCa−Si合金及びC粉体
をそれぞれ0.1mm以下の粒度に調整し、Ca−Si
合金粉体とC粉体の割合を1:1に混合した接種剤を階
段状試験片鋳型に塗布した。次に、供試材を50kg高
周波誘導炉で溶解し、表2に示す組成になるように球状
化処理財及び接種剤の添加量を調節した。球状化処理は
サンドイッチ法で行い、1799〜1790Kで出湯
し、1690K〜1680Kで階段状試験片に注湯し
た。なお、表1の組成(Ca−Si)は共晶組成に近い
ため融点が980℃と低く、先の溶湯温度でも十分溶融
することができる。そして、階段状試験片の3mm−5
mm−10mm−20mm−40mmの各肉厚における
鋳肌付近の金属組織を調査した。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】比較例1 実施例1において塗布した塗型剤を使用しない鋳型に実
施例1と同様に注湯を行なった。実施例1及び比較例1
における階段状試験片における組織観察結果を図3に示
すが、Ca−SiびC粉体を混合して塗布した実施例1
においては、製品の肉厚が変化し、鋳物の凝固速度が変
わった場合においても鋳物の黒皮部に生成するパーライ
ト層の発生は防止され、しかも塗型剤の溶け残りは認め
られなかった。
【0016】実施例2 表1に示す接種剤を実際の自動車用足廻り鋳物(単重6
kg)の鋳型に塗布し、本発明の球状黒鉛鋳鉄の製造方
法を実施した。鋳造条件は実施例1と同様であり、実体
での落下衝撃試験をおこなった。すなわち図3に示した
形状の鋳物にある高さから150kgの錘(W)を落下
させて、鋳物が破壊するまでの変形量及び衝撃エネルギ
ーについて、塗布しない従来品との比較を行なった。図
4に本発明品及び従来品のおのおのの鋳物における破断
部位の鋳肌付近の金属組織を示す。図5に従来品と本発
明品の実体での落下衝撃試験において、鋳物が破壊する
までの変形量及び衝撃エネルギーの比較を行った結果を
示す。
【0017】本発明品は3000Jを越えても破壊せず
3500Jを越えてようやく破壊するのに対し、従来品
は3000Jを越えたところで破壊することがわかる。
一方、変形量については、本発明品は従来品に比べ5m
m以上も大きくなっている。これは、本発明によって得
られた鋳物では、表層部の組織が図5に示したようにフ
ェライト化しており靭性が高いのに対し、従来方法で得
られた鋳物の表層部にはパーライト層が発生しているこ
とが起因し、このパーライト層がクラック発生の起点と
なるため、変形量及び衝撃エネルギーのいずれにおいて
も低い結果を示したものと考えられる。
【0018】
【発明の効果】本発明に係る球状黒鉛鋳鉄の製造方法に
よれば、以上に説明したように、比較的安価で塗型の作
業性に優れた脱酸剤及び接種剤を鋳型の製品キャビテイ
ー部塗布するだけの簡単な方法によって、熱処理を施さ
ずに、厚肉及び薄肉の鋳物黒皮部に生成するパーライト
層の発生を防止でき、強度、靭性及び加工性も向上する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 階段状試験品の平面図、側面図及び正面図
(図中の数字はmm)である。
【図2】 図1の試験片を用いて鋳造した実施例1(右
側)及び比較例1(左側)の顕微鏡組織(黒皮部)写真
を示す図である。
【図3】 自動車足廻り部品の平面図及び正面図であ
る。
【図4】 自動車足廻り部品の金属組織を実施例と比較
例について示す写真である。
【図5】 自動車足廻り部品の金属組織を実施例と比較
例について示す写真である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年7月18日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】
【作用】本発明によると、鋳型に塗布した接種剤の黒鉛
化促進作用及びフェライト化促進作用により、肉鋳物
でも熱処理を施さずに球場黒鉛鋳鉄鋳物の黒皮部に生成
するパーライト層の発生を防止することができる。すな
わち、溶湯温度が低くなる鋳型表面部分においても接種
剤の溶解が促進されるため、溶け残り不良がなく、接種
効果の発現を早くかつ十分なものとすることができる。
以下、実施例により本発明を詳しく説明する。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 製品キャビティー部表面に黒鉛化促進剤
    を含む接種剤を塗布した鋳型に鋳鉄溶湯を注湯する球状
    黒鉛鋳鉄の製造方法において、前記接種剤よりも酸素と
    の親和力が大きな脱酸剤と該接種剤との粉末混合物を鋳
    型の製品キャビティー部に塗布することを特徴とする球
    状黒鉛鋳鉄の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記脱酸剤がCa−Siであり、また前
    記接種剤がSi−C及び炭素(C)である請求項1記載
    の球状黒鉛鋳鉄の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記Ca−Siが、Ca:30〜40重
    量%,C:0〜1重量%、残部Siからなり、又前記S
    i−CがC:30〜35重量%、残部Siからなる請求
    項2記載の球状黒鉛鋳鉄の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記Ca−Si:前記Si−C:前記炭
    素(C)の重量比が50〜90:50以下(ゼロを含ま
    ず):50以下(ゼロを含まず)である請求項2又は3
    記載の球状黒鉛鋳鉄の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記脱酸剤、前記Si−C,及び前記炭
    素(C)が平均粒径が0.1mm以下の粉末である請求
    項1から4までの何れか1項記載の球状黒鉛鋳鉄の製造
    方法。
JP14728097A 1997-05-21 1997-05-21 球状黒鉛鋳鉄の製造方法 Pending JPH10317039A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14728097A JPH10317039A (ja) 1997-05-21 1997-05-21 球状黒鉛鋳鉄の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14728097A JPH10317039A (ja) 1997-05-21 1997-05-21 球状黒鉛鋳鉄の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10317039A true JPH10317039A (ja) 1998-12-02

Family

ID=15426646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14728097A Pending JPH10317039A (ja) 1997-05-21 1997-05-21 球状黒鉛鋳鉄の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10317039A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006045620A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Muroran Institute Of Technology 球状黒鉛鋳鉄の製造方法
US11396041B2 (en) 2018-12-27 2022-07-26 Hyundai Motor Company Method for manufacturing cast iron casting with fining graphite and suspension part

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006045620A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Muroran Institute Of Technology 球状黒鉛鋳鉄の製造方法
JP4726448B2 (ja) * 2004-08-05 2011-07-20 国立大学法人室蘭工業大学 球状黒鉛鋳鉄の製造方法
US11396041B2 (en) 2018-12-27 2022-07-26 Hyundai Motor Company Method for manufacturing cast iron casting with fining graphite and suspension part
US11845125B2 (en) 2018-12-27 2023-12-19 Hyundai Motor Company Method for manufacturing cast iron casting with fining graphite and suspension part

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11466349B2 (en) Spheroidal graphite cast iron
CN104060157A (zh) 一种过共晶高铬白口铸铁及其制备方法
WO2012079415A1 (zh) 一种铁路机车车轴用钢及其制造方法
US4971623A (en) Process for making as-cast ferritic spheroidal graphitic ductile iron
CN114717467A (zh) 一种过共晶高铬铸铁材料、制备方法及其应用
JPH10237528A (ja) 球状黒鉛鋳鉄用球状化処理剤及び球状化処理方法
US2867555A (en) Nodular cast iron and process of manufacture thereof
US2855336A (en) Nodular iron process of manufacture
US2978320A (en) Method for producing a high strength ferrous metal
CN110512140A (zh) 一种工程机械轮体用钢及其制备方法
JPH10317039A (ja) 球状黒鉛鋳鉄の製造方法
JP3597211B2 (ja) 高温強度に優れた球状黒鉛鋳鉄
Lia et al. Effect of Sb–Ba–Ce–Si–Fe Post Inoculants on Microstructural and Mechanical Properties of As‐Cast Pearlitic Ductile Iron
JP2007138241A (ja) プレス金型用鋳鉄およびプレス金型用鋳鉄製造方法
JP2001003134A (ja) 亜共晶球状黒鉛鋳鉄
JP2002275574A (ja) 高強度高靱性球状黒鉛鋳鉄
JPH10317093A (ja) 高剛性球状黒鉛鋳鉄及びその製造方法
CN104651721B (zh) 斗齿用合金钢及斗齿的制备方法
JP2002275575A (ja) 高強度球状黒鉛鋳鉄及びその製造方法
JP3648158B2 (ja) 球状黒鉛鋳鉄
JPH03130344A (ja) 球状黒鉛鋳鉄及びその製造方法
WO2007014516A1 (fr) Acier modifié et procédé pour le fabriquer
JP2000256722A (ja) 球状黒鉛鋳鉄用接種剤及びその製造方法
JPH10324947A (ja) 黒鉛均一分散用鋼材
SU1705395A1 (ru) Чугун