JPH11286751A - Free cutting low thermal expansion cast alloy and its production - Google Patents

Free cutting low thermal expansion cast alloy and its production

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JPH11286751A
JPH11286751A JP10185498A JP10185498A JPH11286751A JP H11286751 A JPH11286751 A JP H11286751A JP 10185498 A JP10185498 A JP 10185498A JP 10185498 A JP10185498 A JP 10185498A JP H11286751 A JPH11286751 A JP H11286751A
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less
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low thermal
low
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a free cutting low thermal expansion cast alloy which does not require much cost for machining, and to provide a method for producing it. SOLUTION: The free cutting low thermal expansion cast alloy having a compsn. contg., by weight, 0.5 to 1.5% C, <=1% Si, 25 to 43.5% Ni and <=20% Co, furthermore contg. one or two kinds of S and Se in the range of 0.04%<=S+0.4Se<=0.12%, contg. Mn in the range of 1>=Mn>=2.3(S+0.4Se)+0.2, also satisfying 34.5%<=Ni+0.8Co<=43.5%, and the balance substantial Fe is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、精密機械部品等の
用途に適した快削性低熱膨張鋳造合金およびその製造方
法に関する。本発明の快削性低熱膨張鋳造合金は、
(1)半導体関連機器、(2)計測機器、(3)工作機
械、(4)光学機器、(5)金型等に好適であり、
(1)としては、例えばポリッシングマシンやステッパ
ー等の定盤やアーム、スライシングマシンのロールフレ
ーム、ドライ真空ポンプのローター、実装装置の認識部
アーム、ボンディングマシンのラック、描画装置のブロ
ックやフレーム、シリコンウエハの研削盤のベースやコ
ラム、検査装置のトレイ、その他露光装置のベースやフ
レーム等が挙げられ、(2)としては、例えば直角度測
定機のゲージ、非接触板厚測定器のCフレーム、薄膜厚
さ測定器のスピンドル、橋梁測定器の測定梁、超精密非
球面測定器のフレーム、光ジャイロのボビン、成分分析
装置のミラー台や光源台等が挙げられ、(3)として
は、例えば精密研削機のベース・コラム、センターレス
研磨機のスピンドルや検測機、切断機の刃物台、マシニ
ングセンターのスピンドルヘッド、円筒研削盤のマグネ
ットチャック、非球面加工機のテーブル、プリント基板
穴明け機のモーターケース、ワイヤー放電加工機の下ア
ーム、精密プレス機のコンロッド、ジグボーラーのコラ
ム等、(4)としては、例えば、測量望遠鏡の鏡筒、レ
ーザー発振機のベース、レーザー加工機のベースやフレ
ーム、天体望遠鏡のレンズ支持台、認識装置のハウジン
グ等が挙げられ、(5)としては、例えば、CFRP成
形型やGFRP成形型の金型、プレス成形型の位置決め
治具、プラスチック射出成形型のホットランナー等が挙
げられる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a free-cutting low-thermal-expansion cast alloy suitable for use in precision machine parts and the like, and a method for producing the same. The free-cutting low-thermal-expansion cast alloy of the present invention is:
Suitable for (1) semiconductor-related equipment, (2) measuring equipment, (3) machine tools, (4) optical equipment, (5) molds, etc.
As (1), for example, a platen or arm such as a polishing machine or a stepper, a roll frame of a slicing machine, a rotor of a dry vacuum pump, a recognition unit arm of a mounting device, a rack of a bonding machine, a block or frame of a drawing device, silicon Bases and columns of wafer grinders, trays of inspection devices, bases and frames of other exposure devices, and the like, and (2) include, for example, a gauge of a squareness measuring device, a C frame of a non-contact plate thickness measuring device, A spindle of a thin film thickness measuring device, a measuring beam of a bridge measuring device, a frame of an ultra-precision aspherical measuring device, a bobbin of an optical gyro, a mirror stand or a light source stand of a component analyzer, and the like are examples of (3). Precision grinding machine base / column, centerless grinding machine spindle and inspection machine, cutting machine turret, machining center spindle Dollar head, magnet chuck of cylindrical grinder, table of aspherical processing machine, motor case of printed circuit board drilling machine, lower arm of wire electric discharge machine, connecting rod of precision press machine, column of jig borer, etc. For example, there are a lens barrel of a surveying telescope, a base of a laser oscillator, a base or a frame of a laser processing machine, a lens support of an astronomical telescope, a housing of a recognition device, and the like. And a GFRP molding die, a press molding positioning jig, and a plastic injection molding hot runner.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、実用的な低熱膨張合金として
インバー(36%Ni−Fe合金)、スーパーインバー
(32%Ni−5%Co−Fe合金)等が知られてお
り、その中でもスーパーインバー合金は室温から100
℃の間の熱膨張係数が0〜1×10-6/℃と著しく低い
ため、精密機械部品等の寸法精度が要求される用途に適
用されている。また、より高温での使用を考慮した42
%Ni−Fe合金やコバール(29%Ni−17Co−
Fe合金)があり、例えばコバールでは室温から450
℃の間の熱膨張係数がインバーやスーパーインバーより
小さい特徴があり、高温での熱変形が小さいことを要求
される用途に適用されている。これら精密機械部品等に
は、製品形状に近い鋳型内で鋳造して形成される鋳造合
金が用いられ、鋳造合金によって製造された半製品を切
削加工して最終形状に仕上げている。
2. Description of the Related Art Invar (36% Ni-Fe alloy) and Super Invar (32% Ni-5% Co-Fe alloy) have been known as practical low thermal expansion alloys. Alloy from room temperature to 100
Since the coefficient of thermal expansion between ° C and 0 ° C to 1 × 10 −6 / ° C is extremely low, it is used for applications requiring dimensional accuracy such as precision machine parts. In addition, 42 in consideration of use at higher temperatures
% Ni-Fe alloy or Kovar (29% Ni-17Co-
Fe alloy), for example, in Kovar from room temperature to 450
It has a characteristic that the coefficient of thermal expansion between ° C and that of Invar and Super Invar is smaller than that of Invar and Super Invar, and is used for applications that require low thermal deformation at high temperatures. For these precision machine parts and the like, a casting alloy formed by casting in a mold close to the product shape is used, and a semi-finished product manufactured by the casting alloy is cut into a final shape.

【0003】しかしながら、これらの低熱膨張合金は、
被削性が低く、素材を所望の形状に仕上げるために通常
行われている切削加工に多大の費用を要するため、これ
らの利用範囲が制限されている。
However, these low thermal expansion alloys
Since the machinability is low and the cutting work usually performed to finish the material into a desired shape requires a great deal of cost, the range of use thereof is limited.

【0004】一方、特開平3−90541号公報に見ら
れるように、組織中にグラファイトを分布させた材料
は、インバーやスーパーインバー等に匹敵する低熱膨張
性を有し、しかも被削性が大幅に改善されている。しか
しながら、最近、短納期、低コストを実現するため、な
お一層の被削性の改善が要望されている。
On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-90541, a material in which graphite is distributed in the structure has a low thermal expansion property comparable to that of Invar or Super Invar and has a large machinability. Has been improved. However, recently, further improvement in machinability has been demanded in order to realize short delivery time and low cost.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、切削加工に多大の費用を
要することがない、快削性低熱膨張鋳造合金およびその
製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a free-cutting, low-thermal-expansion cast alloy which does not require a large cost for cutting and a method for producing the same. The purpose is to:

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意検討を重ねた結果、上記特開平3−90
541号公報に開示された合金組成を基本として、Sお
よび/またはSeとMn、Caとを一定の範囲で添加す
ることにより、低熱膨張性を満足しつつ切削性が高い鋳
造合金が得られることを見出した。また、このような合
金を700〜900℃から水冷することにより熱膨張係
数がさらに低下することを見出した。
The inventor of the present invention has conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, has found that the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open Publication No.
Based on the alloy composition disclosed in Japanese Patent No. 541, by adding S and / or Se, Mn, and Ca in a certain range, it is possible to obtain a cast alloy having high machinability while satisfying low thermal expansion properties. Was found. Further, it has been found that the thermal expansion coefficient is further reduced by water cooling such an alloy from 700 to 900 ° C.

【0007】本発明は、このような知見に基づいてなさ
れたものであり、重量%にて、C:0.5〜1.5%、
Si:1%以下、Ni:25〜43.5%、Co:20
%以下の範囲で含有し、さらに、SおよびSeのうち1
種または2種を0.04%≦S+0.4Se≦0.12
%の範囲で含有し、Mnを1≧Mn≧2.3(S+0.
4Se)+0.2の範囲で含有し、かつ、34.5%≦
Ni+0.8Co≦43.5%を満たし、残部実質的に
Feからなることを特徴とする、快削性低熱膨張鋳造合
金を提供するものである。
[0007] The present invention has been made based on such findings, and in terms of% by weight, C: 0.5 to 1.5%;
Si: 1% or less, Ni: 25 to 43.5%, Co: 20
% Of S and Se.
0.04% ≦ S + 0.4Se ≦ 0.12
%, And Mn is 1 ≧ Mn ≧ 2.3 (S + 0.
4Se) +0.2 and 34.5% ≦
An object of the present invention is to provide a free-cutting, low-thermal-expansion casting alloy that satisfies Ni + 0.8Co ≦ 43.5% and is substantially composed of Fe.

【0008】また、本発明は、重量%にて、C:0.5
〜1.5%、Si:1%以下、Mn:1%以下、Ni:
25〜43.5%、Co:20%以下の範囲で含有し、
さらに、SおよびSeのうち1種または2種を0.04
%≦S+0.4Se≦0.12%の範囲で含有し、Ca
をCa≧3.8(S+0.4Se)の範囲で添加し、か
つ、34.5%≦Ni+0.8Co≦43.5%を満た
し、残部実質的にFeからなることを特徴とする、快削
性低熱膨張鋳造合金を提供するものである。
[0008] The present invention also relates to a C: 0.5% by weight.
1.5%, Si: 1% or less, Mn: 1% or less, Ni:
25 to 43.5%, Co: contained in a range of 20% or less,
Further, one or two of S and Se are set to 0.04
% ≦ S + 0.4Se ≦ 0.12%
Is added within the range of Ca ≧ 3.8 (S + 0.4Se) and satisfies 34.5% ≦ Ni + 0.8Co ≦ 43.5%, with the balance substantially consisting of Fe. The present invention provides a castable low thermal expansion alloy.

【0009】さらにまた、本発明は、上記いずれかの組
成を有する素材を、700℃以上900℃以下の温度か
ら急冷することを特徴とする、快削性低熱膨張鋳造合金
の製造方法を提供するものである。
Further, the present invention provides a method for producing a free-cutting, low-thermal-expansion cast alloy, characterized by rapidly cooling a material having any one of the above-mentioned compositions from a temperature of 700 ° C. to 900 ° C. Things.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明の合金の基本組成は、重量%にて、C:
0.2%以下、Si:1%以下、Ni:25〜43.5
%、Co:20%以下、34.5%≦Ni+0.8Co
≦43.5%であり、かつSおよびSeのうち1種また
は2種を0.04%≦S+0.4Se≦0.12%、M
nを1≧Mn≧2.3(S+0.4Se)+0.2であ
るか、またはC:0.2%以下、Si:1%以下、M
n:1%以下、Ni:25〜43.5%、Co:20%
以下、34.5%≦Ni+0.8Co≦43.5%であ
り、かつSおよびSeのうち1種または2種を0.04
%≦S+0.4Se≦0.12%、Ca≧3.8(S+
0.4Se)であり、残部実質的にFeである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described specifically. The basic composition of the alloy according to the invention is, in% by weight, C:
0.2% or less, Si: 1% or less, Ni: 25 to 43.5
%, Co: 20% or less, 34.5% ≦ Ni + 0.8Co
≦ 43.5%, and one or two of S and Se are 0.04% ≦ S + 0.4Se ≦ 0.12%, M
n is 1 ≧ Mn ≧ 2.3 (S + 0.4Se) +0.2, or C: 0.2% or less, Si: 1% or less, M
n: 1% or less, Ni: 25 to 43.5%, Co: 20%
Hereinafter, 34.5% ≦ Ni + 0.8Co ≦ 43.5%, and one or two of S and Se are 0.04
% ≦ S + 0.4Se ≦ 0.12%, Ca ≧ 3.8 (S +
0.4Se), and the balance is substantially Fe.

【0011】C:0.5〜1.5% Cはオーステナイト基地中に固溶すると熱膨張係数の著
しい増大を招くが、黒鉛として析出させることにより、
黒鉛を含まない鋳鋼に比べて切削性、鋳造性を改善する
ことができる。しかし、C量が0.5%未満では黒鉛量
が少なく、切削性の改善効果が見られず、また溶解温度
の上昇により鋳造性が低下する。一方、1.5%を超え
ると所望の低熱膨張性が得られなくなる。したがって、
C含有量を0.5〜1.5%の範囲とする。
C: 0.5-1.5% When C forms a solid solution in an austenite matrix, it causes a remarkable increase in the coefficient of thermal expansion.
Machinability and castability can be improved as compared with cast steel containing no graphite. However, when the amount of C is less than 0.5%, the amount of graphite is small, and the effect of improving the machinability is not seen, and the castability decreases due to an increase in the melting temperature. On the other hand, if it exceeds 1.5%, the desired low thermal expansion property cannot be obtained. Therefore,
The C content is in the range of 0.5 to 1.5%.

【0012】Si:1%以下 Siは脱酸剤として添加される元素であるが、1%を超
えると熱膨張係数の増加の影響が大きい。したがって、
Si量を1%以下とする。ただし、鋳造性を良好にする
観点からは、0.5%以上含有していることが好まし
い。
Si: 1% or less Si is an element added as a deoxidizing agent, but if it exceeds 1%, the effect of an increase in the coefficient of thermal expansion is large. Therefore,
The amount of Si is set to 1% or less. However, from the viewpoint of improving castability, the content is preferably 0.5% or more.

【0013】Mn:1%以下 脱酸のためおよびSを固定して加工性を向上させるため
に有効な元素であるが、1%を超えると熱膨張係数が増
大する。したがって、Mn量を1%以下とする。
Mn: 1% or less Mn is an element effective for deoxidation and for fixing S to improve workability. However, if it exceeds 1%, the coefficient of thermal expansion increases. Therefore, the Mn content is set to 1% or less.

【0014】Ni:25〜43.5% Niは、以下のCoとともに熱膨張の低下に必要な元素
である。Ni量が25%未満ではCo量を調節しても所
望の低熱膨張性が得られず、43.5%を超える場合に
も低熱膨張性が得られないので、Ni量を25〜43.
5%の範囲とする。
Ni: 25 to 43.5% Ni is an element necessary for reducing thermal expansion together with the following Co. If the amount of Ni is less than 25%, the desired low thermal expansion property cannot be obtained even if the amount of Co is adjusted, and if it exceeds 43.5%, the low thermal expansion property cannot be obtained.
The range is 5%.

【0015】Co:20%以下 Coは、上述のNiとの組合せにより熱膨張係数の低下
を実現するために添加する元素であるが、20%超では
熱膨張係数が高くなるため、20%以下とする。
Co: 20% or less Co is an element added for realizing a decrease in the coefficient of thermal expansion in combination with the above-mentioned Ni, but if it exceeds 20%, the coefficient of thermal expansion becomes high. And

【0016】 34.5%≦Ni+0.8Co≦43.5% Ni+0.8CoはNi当量であり、NiおよびCoが
上記範囲を満足しても、Ni当量が34.5%未満およ
び43.5%超の場合には低い熱膨張係数が得られな
い。したがって、Ni当量を34.5〜43.5%の範
囲とする。
34.5% ≦ Ni + 0.8Co ≦ 43.5% Ni + 0.8Co is Ni equivalent, and even if Ni and Co satisfy the above range, Ni equivalent is less than 34.5% and 43.5%. If it is higher, a low coefficient of thermal expansion cannot be obtained. Therefore, the Ni equivalent is in the range of 34.5 to 43.5%.

【0017】なお、これらNi、Co、Ni当量は、低
熱膨張が要求される温度範囲に応じて好ましい範囲が異
なる。すなわち、20〜150℃の範囲での熱膨張係数
を4×10-6/℃以下とするためには、Ni:27〜3
7.5%、Co:11%以下、Ni当量:34.5〜3
7.5%が好ましい。また、20〜300℃の範囲での
熱膨張係数を6×10-6/℃以下とするためには、N
i:26〜40.5%、Co:17%以下、Ni当量:
37.5〜40.5%が好ましい。さらに、20〜45
0℃の範囲での熱膨張係数を8×10-6/℃以下とする
ためには、Ni:25〜43.5%、Co:20%以
下、Ni当量:40.5〜43.5%が好ましい。
The preferred ranges of Ni, Co and Ni equivalent vary depending on the temperature range in which low thermal expansion is required. That is, in order to set the coefficient of thermal expansion in the range of 20 to 150 ° C. to 4 × 10 −6 / ° C. or less, Ni: 27 to 3
7.5%, Co: 11% or less, Ni equivalent: 34.5-3
7.5% is preferred. Further, in order to set the coefficient of thermal expansion in the range of 20 to 300 ° C. to 6 × 10 −6 / ° C. or less, N
i: 26 to 40.5%, Co: 17% or less, Ni equivalent:
37.5-40.5% is preferred. Furthermore, 20 to 45
In order to make the thermal expansion coefficient in the range of 0 ° C. 8 × 10 −6 / ° C. or less, Ni: 25 to 43.5%, Co: 20% or less, Ni equivalent: 40.5 to 43.5% Is preferred.

【0018】本発明では、以上に加えて、さらにSおよ
びSeのうち1種または2種を0.04%≦S+0.4
Se≦0.12%の範囲で含有し、Mnを1≧Mn≧
2.3(S+0.4Se)+0.2の範囲で含有する
か、または、SおよびSeのうち1種または2種を0.
04%≦S+0.4Se≦0.12%の範囲で含有し、
かつCaをCa≧3.8(S+0.4Se)の範囲で添
加する。
In the present invention, in addition to the above, one or two of S and Se are further added in an amount of 0.04% ≦ S + 0.4.
Se ≦ 0.12%, Mn is 1 ≧ Mn ≧
2.3 (S + 0.4Se) +0.2, or one or two of S and Se in a range of 0.2.
Contained in the range of 04% ≦ S + 0.4Se ≦ 0.12%,
And Ca is added in a range of Ca ≧ 3.8 (S + 0.4Se).

【0019】SおよびSeは、サルファイドおよびセレ
ナイドを形成し、切削抵抗を減少させ、かつ工具寿命を
延長させて被削性の向上に寄与する元素であり、上記黒
鉛成分との相乗効果により極めて良好な被削性をえるも
のである。S+0.4Seの値が0.04%よりも少な
ければ被削性向上効果が得られず、また0.12%を超
えると後述のMnまたはCaの併用によっても延性が回
復しない。したがって、S+0.4Seの値を0.04
〜0.12%の範囲とする。
S and Se are elements that form sulfide and selenide, reduce cutting resistance, extend tool life and contribute to improvement in machinability. With high machinability. If the value of S + 0.4Se is less than 0.04%, the effect of improving machinability is not obtained, and if it exceeds 0.12%, the ductility is not recovered even by using Mn or Ca described later. Therefore, the value of S + 0.4Se is set to 0.04
0.10.12%.

【0020】MnまたはCaは、SおよびSeと結びつ
いてサルファイドおよびセレナイドの形態を改善し、延
性の低下を抑える作用があり、被削性向上に必要なSお
よびSeを含有させることができる。その効果を発揮す
るためには、S+0.4Seとの関係で規定する必要が
あり、Mnは2.3(S+0.4Se)+0.2以上、
Caは3.8(S+0.4Se)以上であることが必要
である。
Mn or Ca has an effect of improving the form of sulfide and selenide by binding to S and Se, suppressing the decrease in ductility, and can contain S and Se necessary for improving machinability. In order to exhibit the effect, it is necessary to define the relationship with S + 0.4Se, and Mn is 2.3 (S + 0.4Se) +0.2 or more.
Ca needs to be 3.8 (S + 0.4Se) or more.

【0021】本発明の合金は、鋳型に鋳込んで製造する
鋳造合金を対象とするが、その製造条件に関しては、特
に限定されるものではない。
The alloy of the present invention is intended for a cast alloy produced by casting in a mold, but the production conditions are not particularly limited.

【0022】ただし、本発明においては、所定の形状に
製造した素材を、700〜900℃の範囲の温度から急
冷することが好ましい。これにより、NiやCoのミク
ロ偏析が緩和され、熱膨張係数を一層低下させることが
できる。なお、急冷の方法は水冷が好ましいが、空冷ま
たは油冷であってもよい。
However, in the present invention, it is preferable to rapidly cool a raw material manufactured in a predetermined shape from a temperature in the range of 700 to 900 ° C. Thereby, micro segregation of Ni or Co is alleviated, and the thermal expansion coefficient can be further reduced. The rapid cooling method is preferably water cooling, but may be air cooling or oil cooling.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。高
周波誘導溶解炉により、表1、表2に示す化学組成の合
金を溶解、鋳造し、φ35mm×L220mmの丸棒、
およびφ100mm×L400mmの丸棒を得た。な
お、表1中、No.1〜28は本発明材で、No.1〜
9が低温用、No.10〜18が中温用、No.19〜
28が高温用である。また、表2中、No.29〜35
は低温用合金の比較材、No.38〜44は中温用合金
の比較材、No.47〜53は高温用合金の比較材、N
o.56〜59はNi、Co、Ni当量のいずれかが外
れる比較材である。さらに表2のNo.36,37は低
温用合金の従来材、No.45,46は中温用合金の従
来材、No.54,55は高温用合金の従来材である。
Embodiments of the present invention will be described below. With a high frequency induction melting furnace, alloys having the chemical compositions shown in Tables 1 and 2 were melted and cast, and a φ35 mm × L220 mm round bar,
And a round bar of φ100 mm × L400 mm was obtained. In Table 1, No. Nos. 1 to 28 are materials of the present invention. 1 to
No. 9 for low temperature, No. 9 Nos. 10 to 18 are for medium temperature. 19 ~
28 is for high temperature. Also, in Table 2, 29-35
No. is a comparative material for low temperature alloys. Nos. 38 to 44 are comparative materials for middle temperature alloys. 47-53 are comparative materials for high temperature alloys, N
o. Reference numerals 56 to 59 are comparative materials in which any of Ni, Co, and Ni equivalent is deviated. Further, in Table 2, No. Nos. 36 and 37 are conventional materials for low temperature alloys. Nos. 45 and 46 are conventional materials of middle temperature alloys. Reference numerals 54 and 55 are conventional materials of a high temperature alloy.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】[0025]

【表2】 [Table 2]

【0026】上記φ35mm×L220mmの丸棒を用
いて熱膨張係数を測定した。熱膨張係数は、低温用合金
では20〜150℃、中温用合金では20〜300℃、
高温用合金では20〜450℃の範囲で測定した。ま
た、φ100mm×L400mmを用いて被削性を評価
した。被削性は、低温用ではNo.36、中温用ではN
o.45、高温用ではNo.54の工具寿命をそれぞれ
1とした工具寿命比と、切削抵抗とで評価した。これら
の結果を表3、表4に示す。なお、これら被削性の試験
は、切削工具として超硬工具用い、切削速度を100m
/分、切り込み2.0mm、送り0.2mm/rev.
の条件で旋盤加工により行った。
The thermal expansion coefficient was measured using the above-mentioned round bar of φ35 mm × L220 mm. The coefficient of thermal expansion is 20 to 150 ° C for low temperature alloys, 20 to 300 ° C for medium temperature alloys,
For high temperature alloys, measurements were made in the range of 20-450 ° C. The machinability was evaluated using φ100 mm × L400 mm. The machinability is no. 36, N for medium temperature
o. No. 45 for high temperature use. The tool life ratio of each of the sample Nos. 54 was evaluated as 1 and the cutting force was evaluated. Tables 3 and 4 show these results. In addition, in these machinability tests, a carbide tool was used as a cutting tool, and the cutting speed was 100 m.
/ Min, cut 2.0 mm, feed 0.2 mm / rev.
Under the conditions described above.

【0027】[0027]

【表3】 [Table 3]

【0028】[0028]

【表4】 [Table 4]

【0029】表3に示すように、本発明例では所望の低
熱膨張性を維持しつつ、従来材よりも良好な切削性が得
られることが確認された。
As shown in Table 3, it was confirmed that in the examples of the present invention, it was possible to maintain the desired low thermal expansion property and obtain better machinability than the conventional material.

【0030】これに対して、表4に示すように、Ni、
Co量またはNi当量が本発明の範囲から外れる比較例
のNo.56〜59は、いずれの温度でも熱膨張係数が
大きく低熱膨張材としては不適当であった。また、C量
が少ないNo.29,38,47は被削性が悪かった。
C、Si、Mn量が多いNo.30〜32,39〜4
1,48〜50は熱膨張係数が大きい値を示した。さら
に、S+0.4Seが少ないNo.33,42,51
は、被削性が悪く、S+0.4Seが多かったり、S+
0.4Seに対してMnが少ないNo.34,35,4
3,44,52,53は伸びが低かった。
On the other hand, as shown in Table 4, Ni,
No. of the comparative example in which the Co amount or the Ni equivalent is out of the range of the present invention. Nos. 56 to 59 had a large thermal expansion coefficient at any temperature and were unsuitable as a low thermal expansion material. In addition, in the case of No. Nos. 29, 38 and 47 had poor machinability.
No. 3 having a large amount of C, Si and Mn. 30-32, 39-4
1,48 to 50 showed large values of the coefficient of thermal expansion. In addition, S.sub. 33, 42, 51
Is poor in machinability, and there are many S + 0.4Se,
No. 4 containing less Mn than 0.4Se. 34, 35, 4
3,44,52,53 had low elongation.

【0031】次に、上記No.1,2,10,11,1
9,20の組成のφ35mm×L220mm丸棒サンプ
ルを用いて、鋳造まま、および850℃から水冷した状
態の熱膨張係数を測定した。低温用のNo.1,2は2
0〜150℃、中温用のNo.10,11は20〜30
0℃、高温用のNo.19,20は20〜450℃で測
定した。その結果を表5に示す。
Next, the above No. 1,2,10,11,1
The thermal expansion coefficients of as-cast and water-cooled from 850 ° C. were measured using φ35 mm × L220 mm round bar samples having compositions of 9, 20. No. for low temperature 1, 2 is 2
No. 0 to 150 ° C., medium temperature 10 and 11 are 20 to 30
No. 0 ° C and high temperature 19 and 20 were measured at 20 to 450 ° C. Table 5 shows the results.

【0032】[0032]

【表5】 [Table 5]

【0033】表5に示すように、水冷することにより、
鋳造ままよりも熱膨張係数がさらに低下することが確認
された。
As shown in Table 5, by water cooling,
It was confirmed that the coefficient of thermal expansion was further reduced as compared to as-cast.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
快削性を有する低熱膨張鋳造合金を得ることができる。
したがって、切削加工に多大の費用を要することがな
い。
As described above, according to the present invention,
A low thermal expansion cast alloy having free-cutting properties can be obtained.
Therefore, a great deal of cost is not required for cutting.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重量%にて、 C:0.5〜1.5%、 Si:1%以下、 Ni:25〜43.5%、 Co:20%以下の範囲で含有し、 さらに、SおよびSeのうち1種または2種を0.04
%≦S+0.4Se≦0.12%の範囲で含有し、Mn
を1≧Mn≧2.3(S+0.4Se)+0.2の範囲
で含有し、かつ、34.5%≦Ni+0.8Co≦4
3.5%を満たし、残部実質的にFeからなることを特
徴とする、快削性低熱膨張鋳造合金。
C. 0.5 to 1.5% of Si, 1% or less of Si, 25 to 43.5% of Ni, 20% or less of Co, and One or two of Se and 0.04
% ≦ S + 0.4Se ≦ 0.12%
In the range of 1 ≧ Mn ≧ 2.3 (S + 0.4Se) +0.2, and 34.5% ≦ Ni + 0.8Co ≦ 4
A free-cutting, low-thermal-expansion cast alloy that satisfies 3.5% and the balance substantially consists of Fe.
【請求項2】 重量%にて、 C:0.5〜1.5%、 Si:1%以下、 Mn:1%以下、 Ni:25〜43.5%、 Co:20%以下の範囲で含有し、 さらに、SおよびSeのうち1種または2種を0.04
%≦S+0.4Se≦0.12%の範囲で含有し、Ca
をCa≧3.8(S+0.4Se)の範囲で添加し、か
つ、34.5%≦Ni+0.8Co≦43.5%を満た
し、残部実質的にFeからなることを特徴とする、快削
性低熱膨張鋳造合金。
2. In% by weight, C: 0.5 to 1.5%, Si: 1% or less, Mn: 1% or less, Ni: 25 to 43.5%, Co: 20% or less. And one or two of S and Se at 0.04
% ≦ S + 0.4Se ≦ 0.12%
Is added within the range of Ca ≧ 3.8 (S + 0.4Se) and satisfies 34.5% ≦ Ni + 0.8Co ≦ 43.5%, with the balance substantially consisting of Fe. Low thermal expansion cast alloy.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の組成を
有する素材を、700℃以上900℃以下の温度から急
冷することを特徴とする、快削性低熱膨張鋳造合金の製
造方法。
3. A method for producing a free-cutting, low-thermal-expansion casting alloy, comprising rapidly cooling a material having the composition according to claim 1 from a temperature of 700 ° C. or more and 900 ° C. or less.
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