JPS58119455A - 耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法 - Google Patents
耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法Info
- Publication number
- JPS58119455A JPS58119455A JP21386481A JP21386481A JPS58119455A JP S58119455 A JPS58119455 A JP S58119455A JP 21386481 A JP21386481 A JP 21386481A JP 21386481 A JP21386481 A JP 21386481A JP S58119455 A JPS58119455 A JP S58119455A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
- B22D13/02—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of elongated solid or hollow bodies, e.g. pipes, in moulds rotating around their longitudinal axis
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法、特に内壁面の耐
摩耗性にすぐれた中空円筒状鋳物の遠心力鋳造法に関す
る。
摩耗性にすぐれた中空円筒状鋳物の遠心力鋳造法に関す
る。
スラリー輸送管やドレツシャーパイプなどの管体は、管
内流送物によるはけしい摩耗に耐えるものでなければな
らない。かかる管材の耐摩耗性改善のための材質検討に
当っては、管の内外層全体を耐味耗材とする必要はな（
、内層のみ耐摩耗性を付与すれば十分である。管体の内
外層すべてを耐摩耗材とすることは経済性を損うばかり
か、他の機械的性質、例えば靭性などが犠牲にされるこ
とになり好ましくない。
内流送物によるはけしい摩耗に耐えるものでなければな
らない。かかる管材の耐摩耗性改善のための材質検討に
当っては、管の内外層全体を耐味耗材とする必要はな（
、内層のみ耐摩耗性を付与すれば十分である。管体の内
外層すべてを耐摩耗材とすることは経済性を損うばかり
か、他の機械的性質、例えば靭性などが犠牲にされるこ
とになり好ましくない。
本発明はそのような用途の管体として好適な中空円筒状
鋳物の遠心力鋳造法を提供する。
鋳物の遠心力鋳造法を提供する。
本発明の遠心力鋳造法は、基材金属としての鉄系金属溶
湯と、該基材金属溶湯より比重の小さい硬質粒子とを回
転モールド内に鋳込み、遠心力の作用下に、硬質粒子を
内側層領域に浮上集合させることにより、第１図に示す
ように、基材金属（Ｍ）と硬質粒子（Ｐ）の混在層、す
なわち、硬質粒子（Ｐ）の゛粒子間隙に基材金属ＣＭ）
が充填されてなる混在組織を有する内層（Ａ）と、基桐
金属からなる外層（Ｂ）の２層を有する中空円筒状鋳物
を製造するものである。こうして得られる中空円筒状鋳
物の内−（Ａ）と外層（Ｂ）とは、むろん冶金学的にも
完全に密着しており、かつ内層（Ａ）は硬質粒子の混在
によってずくれた而り摩耗性を有し、一方外層（Ｂ）は
基材金属である鉄系金属本来の材料特性を保有する。。
湯と、該基材金属溶湯より比重の小さい硬質粒子とを回
転モールド内に鋳込み、遠心力の作用下に、硬質粒子を
内側層領域に浮上集合させることにより、第１図に示す
ように、基材金属（Ｍ）と硬質粒子（Ｐ）の混在層、す
なわち、硬質粒子（Ｐ）の゛粒子間隙に基材金属ＣＭ）
が充填されてなる混在組織を有する内層（Ａ）と、基桐
金属からなる外層（Ｂ）の２層を有する中空円筒状鋳物
を製造するものである。こうして得られる中空円筒状鋳
物の内−（Ａ）と外層（Ｂ）とは、むろん冶金学的にも
完全に密着しており、かつ内層（Ａ）は硬質粒子の混在
によってずくれた而り摩耗性を有し、一方外層（Ｂ）は
基材金属である鉄系金属本来の材料特性を保有する。。
本発明に用いられる硬質粒子とは、基（オ金属との混在
組織を形成して耐摩耗性を付与する効果をモツ粒子テア
リ、例えばＴｉＣ１Ａ、ｅ２０３、ＴｉＮなどのごとき
炭化物、酸化物、窒化物、あるいは炭窒化物などの各種
化合物・複合化合物の粉末粒子が挙けられる。
組織を形成して耐摩耗性を付与する効果をモツ粒子テア
リ、例えばＴｉＣ１Ａ、ｅ２０３、ＴｉＮなどのごとき
炭化物、酸化物、窒化物、あるいは炭窒化物などの各種
化合物・複合化合物の粉末粒子が挙けられる。
基材金属である鉄系金属としては、例えば普通鋳鉄、各
種合金鋳鉄・鋳鋼など、目的とする中空円筒状鋳物の用
途に応じた種々の金属が適宜用いられる。むろん、ここ
にいう金属とは合金を含む意味である。
種合金鋳鉄・鋳鋼など、目的とする中空円筒状鋳物の用
途に応じた種々の金属が適宜用いられる。むろん、ここ
にいう金属とは合金を含む意味である。
本発明方法によれば、まず遠心鋳造用モールド内に、鉄
系金属溶湯より比重の小さい硬質粒子を投与し、該モー
ルドの回転により、第２図〔■〕に示すように、モール
ド（１）の内周面の全畏全周にわたり均一に分布する硬
質粒子層（Ｐ′）を形成し、しかるのちモールド内に鉄
系金属溶湯を鋳込む。鋳込まれた金属溶？Ｍ（Ｍ）は、
遠心力の作用により、同図１〔■〕に示すように、粒子
層（Ｉ’）をおおう溶湯層（Δｌ）を形成し、回転軸心
（Ｃ）から遠ざかるように粒子層（Ｐ）の粒子間隙に浸
透していく。それと同時に、硬質粒子は溶湯との比重差
により浮上し、内側領域へ集中する。こうして、モール
ド内で、金属溶湯（Ｍ）と硬質粒子（Ｐ）の混在する内
層と実質的に金属溶湯のみからなる外層とが形成された
状態でモールドの回転を続行し、そのまま凝固を完了さ
せれば、前記第１菌に示されるような中空円筒状鋳物を
得ることができる。
系金属溶湯より比重の小さい硬質粒子を投与し、該モー
ルドの回転により、第２図〔■〕に示すように、モール
ド（１）の内周面の全畏全周にわたり均一に分布する硬
質粒子層（Ｐ′）を形成し、しかるのちモールド内に鉄
系金属溶湯を鋳込む。鋳込まれた金属溶？Ｍ（Ｍ）は、
遠心力の作用により、同図１〔■〕に示すように、粒子
層（Ｉ’）をおおう溶湯層（Δｌ）を形成し、回転軸心
（Ｃ）から遠ざかるように粒子層（Ｐ）の粒子間隙に浸
透していく。それと同時に、硬質粒子は溶湯との比重差
により浮上し、内側領域へ集中する。こうして、モール
ド内で、金属溶湯（Ｍ）と硬質粒子（Ｐ）の混在する内
層と実質的に金属溶湯のみからなる外層とが形成された
状態でモールドの回転を続行し、そのまま凝固を完了さ
せれば、前記第１菌に示されるような中空円筒状鋳物を
得ることができる。
」−記鋳造番こおいて、モールド内への硬質粒子の投与
は、モールドの回転中に行なってもよく、また回転開始
前に行なってもよい。投与された硬質粒子は、モールド
の回転とともに遠心力の作用により提手方向および周方
向に分散し、均一な分布状態が得られる。
は、モールドの回転中に行なってもよく、また回転開始
前に行なってもよい。投与された硬質粒子は、モールド
の回転とともに遠心力の作用により提手方向および周方
向に分散し、均一な分布状態が得られる。
モールド内への硬質粒子の投与と溶湯の鋳込みの順序は
逆にすることも可能ではあるが、上記のように粒子の投
与を先に行い、粒子層の上に溶湯を鋳込むのが好ましい
。もし、溶湯を先に鋳込み、その後、溶湯の上面から硬
質粒子を投与すると、溶湯の酸化防止、保温等を目的と
して投与されるフラックスと硬質粒子とが混り合い、硬
質粒子の溶湯への移行が妨けられ、あるいはスラグの混
入などのトラブルを招く。これに対し、硬質粒子を先に
投与しておけば、第３図に示すように、硬質粒子（Ｐ）
はモールド（１）の底面（内周面）から浮上し、フラッ
クス（Ｆ）と交叉することはないから、上記トラブルを
生ずるおそれは全くない。
逆にすることも可能ではあるが、上記のように粒子の投
与を先に行い、粒子層の上に溶湯を鋳込むのが好ましい
。もし、溶湯を先に鋳込み、その後、溶湯の上面から硬
質粒子を投与すると、溶湯の酸化防止、保温等を目的と
して投与されるフラックスと硬質粒子とが混り合い、硬
質粒子の溶湯への移行が妨けられ、あるいはスラグの混
入などのトラブルを招く。これに対し、硬質粒子を先に
投与しておけば、第３図に示すように、硬質粒子（Ｐ）
はモールド（１）の底面（内周面）から浮上し、フラッ
クス（Ｆ）と交叉することはないから、上記トラブルを
生ずるおそれは全くない。
溶湯は鋳込まれたのち、硬質粒子が内層領域に十分浮上
集合するまで凝固してはならないが、硬質粒子層（Ｐ′
）と接触し、粒子間に浸透する過程で降温・粘稠化する
と、粒子の浮上分離が妨げられ、外層領域にも残留する
ことになり、促全な２層構造が得られないばかりか、高
価な硬質粒子の無駄になる。これを防くには、硬質粒子
を予め適当な温度、例えば４００〜６００°Ｃに加熱し
た状態でモールド内に投与し分布させるのが好ましい。
集合するまで凝固してはならないが、硬質粒子層（Ｐ′
）と接触し、粒子間に浸透する過程で降温・粘稠化する
と、粒子の浮上分離が妨げられ、外層領域にも残留する
ことになり、促全な２層構造が得られないばかりか、高
価な硬質粒子の無駄になる。これを防くには、硬質粒子
を予め適当な温度、例えば４００〜６００°Ｃに加熱し
た状態でモールド内に投与し分布させるのが好ましい。
また、硬質粒子の間隙に充分基材金属が充填された混在
組織を得るには、硬質粒子の金属溶湯に対する濡れ性の
良いことが必要である。この濡れ性が悪いと、粒子間隙
への溶湯侵入が不十分となり、粒子同士が凝集し、所要
の耐摩耗性が得られないばかりか、部分的に脆弱な個所
が生ずる。この対策としては、硬質粒子に、鉄系金属溶
湯に対する濡れ性の良い金属または合金、例えばＣｕ系
、Ｎｉ系などのめっきを施して用いるのが好ましい。
組織を得るには、硬質粒子の金属溶湯に対する濡れ性の
良いことが必要である。この濡れ性が悪いと、粒子間隙
への溶湯侵入が不十分となり、粒子同士が凝集し、所要
の耐摩耗性が得られないばかりか、部分的に脆弱な個所
が生ずる。この対策としては、硬質粒子に、鉄系金属溶
湯に対する濡れ性の良い金属または合金、例えばＣｕ系
、Ｎｉ系などのめっきを施して用いるのが好ましい。
更に、硬質粒子が、溶湯の鋳造時、あるいは予備加熱処
理の際に酸化するおそれのある場合にも、酸化防止策と
して粒子表面に上記のごときめつきを施しておくのが好
ましい。
理の際に酸化するおそれのある場合にも、酸化防止策と
して粒子表面に上記のごときめつきを施しておくのが好
ましい。
なお、本発明方法により形成される内層（Ａ）における
硬質粒子の割合（充填率）は、所望の材料特性に１．チ
じて適宜調節すればよいが、例えば約５０〜８０ＬｙＯ
（容積率）とすることができる。
硬質粒子の割合（充填率）は、所望の材料特性に１．チ
じて適宜調節すればよいが、例えば約５０〜８０ＬｙＯ
（容積率）とすることができる。
次に本発明の実施・例について説明する。
実施例１
第２図に示すごとき横型遠心鋳造用モールド（モールド
内％ ： １５０ ｍｍφ、長さ： ３００ｍｍ）内に
、層厚が３ｍｍになる量のＴｉＣ粒子を投与したのち、
回転を開始し、モールド（１）の内周面での遠心力が６
５Ｇとなる回転速度に上昇させ、ＴｉＣ粒子を全長全周
にわたり均一に分布させた。しかるのち、ホッパー（２
）から端板（３）の孔を通して基材金属としてステンレ
ス鋳鋼（Ｃ０，１２％、Ｓｉ１．４％、Ｍｎ １．８
ｄｌｏ、 Ｎ ｉ ９．２ ％、Ｃｒ１Ｂ、６％）７
２Ｋｇを鋳込み、凝固完了までモールドを回転させて中
空円筒状鋳物を得た。
内％ ： １５０ ｍｍφ、長さ： ３００ｍｍ）内に
、層厚が３ｍｍになる量のＴｉＣ粒子を投与したのち、
回転を開始し、モールド（１）の内周面での遠心力が６
５Ｇとなる回転速度に上昇させ、ＴｉＣ粒子を全長全周
にわたり均一に分布させた。しかるのち、ホッパー（２
）から端板（３）の孔を通して基材金属としてステンレ
ス鋳鋼（Ｃ０，１２％、Ｓｉ１．４％、Ｍｎ １．８
ｄｌｏ、 Ｎ ｉ ９．２ ％、Ｃｒ１Ｂ、６％）７
２Ｋｇを鋳込み、凝固完了までモールドを回転させて中
空円筒状鋳物を得た。
なお、ＴｉＣ粒子はＮｉ無電解めっきを施したもので、
予め５００°Ｃに加熱してモールド内に投与した。粒径
は１５０〜２５０μｍである。また、溶湯の鋳造温度は
１６５０°Ｃである。
予め５００°Ｃに加熱してモールド内に投与した。粒径
は１５０〜２５０μｍである。また、溶湯の鋳造温度は
１６５０°Ｃである。
得られた中空円筒状鋳物は、ＴｉＣ粒子の間隙に充分ス
テンレス鋳鋼が充填された混在組織をもつ内層と、実質
的にステンレス鋳鋼組織の外層とからなり、該混在層の
層厚は全周全長にわたり３±０．２ ｍｍと均一で、Ｔ
ｉＣ粒子の凝集は全くなく、混在層におけるＴｉＣ粒子
の充填率は６５％であ５実施例２ 第２図に示すごとき横型遠心鋳造用モールド（モールド
内径：２００ｍｍφ、長さ： ２５０ｍｍ）を回転させ
ながら、これに層厚が５ｍｍとなる量のＡｊ？２０ａ粒
子を投与し、モールド内周面での遠心力が５０Ｇとなる
回転を与えて粒子層厚を均一にしたのち、普通鋳鉄（Ｃ
３，４％、Ｓｉ １゜４％、Ｍｎ０．５％）溶湯８２
Ｉ９を鋳込み、モールドの回転を続行し凝固を完了させ
た。
テンレス鋳鋼が充填された混在組織をもつ内層と、実質
的にステンレス鋳鋼組織の外層とからなり、該混在層の
層厚は全周全長にわたり３±０．２ ｍｍと均一で、Ｔ
ｉＣ粒子の凝集は全くなく、混在層におけるＴｉＣ粒子
の充填率は６５％であ５実施例２ 第２図に示すごとき横型遠心鋳造用モールド（モールド
内径：２００ｍｍφ、長さ： ２５０ｍｍ）を回転させ
ながら、これに層厚が５ｍｍとなる量のＡｊ？２０ａ粒
子を投与し、モールド内周面での遠心力が５０Ｇとなる
回転を与えて粒子層厚を均一にしたのち、普通鋳鉄（Ｃ
３，４％、Ｓｉ １゜４％、Ｍｎ０．５％）溶湯８２
Ｉ９を鋳込み、モールドの回転を続行し凝固を完了させ
た。
なお、Ａｊ？２０３粒子はＮｉ無電解めっきを施したも
ので、７００°Ｃに予熱してモールド内に投与した。粒
径は４４〜７５μｍである。また、溶湯の鋳造温度は１
４５０°Ｃである。
ので、７００°Ｃに予熱してモールド内に投与した。粒
径は４４〜７５μｍである。また、溶湯の鋳造温度は１
４５０°Ｃである。
得られた中空円筒状鋳物は、ＡＪ２０ａ粒子間に普通鋳
鉄が充填された混在組織の内層と実質的に普通鋳鉄組織
を有する外層からなり、粒子の凝集は皆無で、混在層は
全周全長にわたり５±０．４ｍｍと均一な層厚を呈し、
そのＡＪ２０３粒子の充填率は７０％である。
鉄が充填された混在組織の内層と実質的に普通鋳鉄組織
を有する外層からなり、粒子の凝集は皆無で、混在層は
全周全長にわたり５±０．４ｍｍと均一な層厚を呈し、
そのＡＪ２０３粒子の充填率は７０％である。
以上のように、本発明によれば、硬質粒子の混在により
内壁面の耐摩耗性にすぐれた中空円筒状鋳物を容易に製
造することができる。特に本発明では、予めモールド内
に硬質粒子を均一に分布させたのち溶湯の鋳造を行うの
で、長尺円筒鋳物であっても、全長全周にわたる均一な
所望層厚の耐摩耗層（混在層）の形成が容易であり、ま
た硬質粒子の投与によってフラックスが巻込まれたりす
ることもなく健全な鋳物を得ることができる。
内壁面の耐摩耗性にすぐれた中空円筒状鋳物を容易に製
造することができる。特に本発明では、予めモールド内
に硬質粒子を均一に分布させたのち溶湯の鋳造を行うの
で、長尺円筒鋳物であっても、全長全周にわたる均一な
所望層厚の耐摩耗層（混在層）の形成が容易であり、ま
た硬質粒子の投与によってフラックスが巻込まれたりす
ることもなく健全な鋳物を得ることができる。
また、硬質粒子は耐摩耗性の必要な内層領域にのみ混在
するから、高価な粒子の無駄がなく経済的であるばかり
でなく、内層を囲繞する外層によって基材金属本来の材
料特性も複合的に保有する。
するから、高価な粒子の無駄がなく経済的であるばかり
でなく、内層を囲繞する外層によって基材金属本来の材
料特性も複合的に保有する。
第１図は本発明法により得られる中空円筒状鋳物の断面
組織を模式的に示す断面説明図、第２図〔ＩＤおよび［
ｍＩＤ は本発明法による鋳造要領を例示する断面説明
図、第３図は本発明法による鋳造時の硬質粒子浮上状況
説明図である。 Ａ：内層、Ｂ：外層、Ｍ：基材金属、Ｐ：硬質粒子、１
：遠心鋳造用モールド、２：ホッパー、３：端板。 代理人 弁理士 宮崎新八部
組織を模式的に示す断面説明図、第２図〔ＩＤおよび［
ｍＩＤ は本発明法による鋳造要領を例示する断面説明
図、第３図は本発明法による鋳造時の硬質粒子浮上状況
説明図である。 Ａ：内層、Ｂ：外層、Ｍ：基材金属、Ｐ：硬質粒子、１
：遠心鋳造用モールド、２：ホッパー、３：端板。 代理人 弁理士 宮崎新八部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）中空円筒状鋳物の鋳造において、遠心力鋳造用回
転モールドの内周面に、鉄系金属溶湯より比重の小さい
硬質粒子を均一に分布させたのち、鉄系金属溶湯を鋳込
み、遠心力の作用下に、該硬質粒子を浮上させることに
より、鉄系金属溶湯と硬質粒子の混在する内層と、該内
層を囲繞し、実質的に鉄系金属溶湯からなる外層を形成
せしめて凝固させることを特徴とする耐摩耗鋳物の遠心
力鋳造法。 （２）硬質粒子を予め加熱してモールド内に投与するこ
とを特徴とする上記第（１）項に記載の耐摩耗鋳物の遠
心力鋳造法。 （：３）硬質粒子か炭化物粒子、酸化物、または窒化物
であることを特徴とする上記第（１）項または第（２）
項に記載の耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法。 （４）硬質終予がその表面に金属めっきが施こされたも
のであることを特徴とする上記第（１）項ないしは第（
３）項のいずれか１つに記載の耐摩耗鋳物の遠心力鋳造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21386481A JPS603901B2 (ja) | 1981-12-30 | 1981-12-30 | 耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21386481A JPS603901B2 (ja) | 1981-12-30 | 1981-12-30 | 耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58119455A true JPS58119455A (ja) | 1983-07-15 |
| JPS603901B2 JPS603901B2 (ja) | 1985-01-31 |
Family
ID=16646277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21386481A Expired JPS603901B2 (ja) | 1981-12-30 | 1981-12-30 | 耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603901B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012048919A1 (de) * | 2010-10-13 | 2012-04-19 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Verfahren zur herstellung eines kolbenrings mit eingelagerten partikeln |
| WO2015103670A1 (en) * | 2014-01-09 | 2015-07-16 | Bradken Uk Limited | Wear member incorporating wear resistant particles and method of making same |
-
1981
- 1981-12-30 JP JP21386481A patent/JPS603901B2/ja not_active Expired
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012048919A1 (de) * | 2010-10-13 | 2012-04-19 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Verfahren zur herstellung eines kolbenrings mit eingelagerten partikeln |
| CN103153500A (zh) * | 2010-10-13 | 2013-06-12 | 联邦摩高布尔沙伊德公司 | 生产带有嵌入颗粒的活塞环的方法 |
| JP2013540969A (ja) * | 2010-10-13 | 2013-11-07 | フェデラル−モーグル ブルシェイド ゲーエムベーハー | 粒子埋め込み型ピストンリングの製造方法 |
| US9174276B2 (en) | 2010-10-13 | 2015-11-03 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Method of producing a piston ring having embedded particles |
| CN103153500B (zh) * | 2010-10-13 | 2015-11-25 | 联邦摩高布尔沙伊德公司 | 生产带有嵌入颗粒的活塞环的方法 |
| WO2015103670A1 (en) * | 2014-01-09 | 2015-07-16 | Bradken Uk Limited | Wear member incorporating wear resistant particles and method of making same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS603901B2 (ja) | 1985-01-31 |
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