JPS5857262B2

JPS5857262B2 - 球状黒鉛鋳鉄遠心力鋳造鋳物

Info

Publication number: JPS5857262B2
Application number: JP16714580A
Authority: JP
Inventors: 保橋爪; 義弘中川
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1980-11-26
Filing date: 1980-11-26
Publication date: 1983-12-19
Also published as: JPS5791859A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、遠心力鋳造により鋳造され、少なくともその
一部に球状黒鉛鋳鉄層を有する鋳物において、その球状
黒鉛鋳鉄層の肉厚の全てに亘って黒鉛の球状化を良好と
した鋳物の提供を可能としたものに関する。

球状黒鉛鋳鉄材かその全部又は一部を占める鋳物を遠心
力鋳造によって得る場合、特に厚肉物の遠心力鋳造や、
冷却速度の遅い鋳型内に鋳込まれた場合、Ｍｇ添加処理
によって黒鉛の球状化を行なったものにおいて、フェー
ディング現象によって、その肉厚の全て又は球状黒鉛鋳
鉄層の内面側の球状化が不良で、目的の鋳物が得られな
いことはよく知られたこの種鋳物における欠点の１つで
ある。

例えば球状黒鉛鋳鉄による円筒形状の鋳物を、遠心力鋳
造によって得る場合、その円筒の内向側において球状黒
鉛化の不良を生じたり、あるいは外殻層が球状黒鉛鋳鉄
層で芯材が軟質の球状黒鉛鋳鉄あるいは高級鋳鉄その他
の材質である複合ロール鋳物の鋳造に当り、その外殻層
を遠心力鋳造によって得る場合、その外殻層における芯
材側と一体に溶着される外殻層内面側において球状黒鉛
化の不良、外殻層と芯材の完全な一体化が得られない等
であり、その球状黒鉛鋳鉄層が肉厚の場合に特にフェー
ディング現象が顕著に発現する。

本発明は、このような球状黒鉛鋳鉄材による遠心力鋳造
鋳物における前記欠点を解消し、黒鉛球１ノ（化が層の
全体に亘って均等に良好化された組織内容を持つ鋳物を
、遠心力鋳造手段によって確実容易に得られるようにし
たものであり、その特徴とする処は、遠心力鋳造により
鋳造され、少なくともその一部に球状黒鉛鋳鉄層を有す
る鋳物において、前記球状黒鉛鋳鉄層が、該層の肉厚の
５０〜８０％の外層と残部内層とから構成され、前記外
層と内層との化学組成がＭｇを除き実質的に同−取分で
あり、かつ外層のＭｇ含有量が重量比で０．０３〜０．
０５％、内層のそれが０．０５〜０．１％である点にあ
る。

以下図示の実施例について本発明を詳述すると、第１図
、第２図に本発明による鋳物実施例の側断面図であり、
第３図は同実施例鋳物における球状黒鉛鋳鉄層の遠心力
鋳造手段１例の説明図を示しているが、第１図は本発明
による鋳物として、円筒状のかつその全体が球状黒鉛鋳
鉄材による鋳物１を示しており、第２図は同じく木兄ｔ
ｐ４による鋳物として、その外殻層２が遠心力鋳造によ
る球状黒鉛鋳鉄材から成るものであり、３は芯材であっ
て、これは軟質の球状黒鉛鋳鉄材あるいは高級鋳鉄、そ
の他の材質によって形成され、かつ遠心力鋳造による外
殻層２内に置き注ぎ鋳造手段等によって一体化された鋳
物１ａを示しており、何れも本発明による鋳物として、
第３図に示すような特徴を持つものである。

即ち第３図は前記第１図における円筒状の鋳物１、第２
図における複合ロール状の鋳物１ａにおける外殻層２の
断面図であるが、図示のようにその鋳物１又は外殻層２
における球状黒鉛鋳鉄層において、外層４は残留Ｍｇが
少なく、これに対し内層５は残留Ｍｇが外層４に比し多
くされた構造とされたものである。

第１図及び第２図に示した鋳物１鋳物２は、従来より遠
心力鋳造手段を用いて得られる球状黒鉛鋳鉄材による鋳
物として公知の形態であるが、従来手段によるものでは
、その鋳物１又は鋳物１ａにおける外殻層２において、
Ｍｇ添加処理によって黒鉛の球状化を行なったものでは
、倒れもフェーディング現象によって、その肉厚の全て
又は内層側における球状化の不良が生じ易いのであり、
目的とする健全な球状黒鉛鋳鉄鋳物が得られないのであ
る。

これに対し本発明鋳物によれば、第３図示のような球状
黒鉛鋳鉄層構造を持つことによって、フェーディング現
象による黒鉛球状化の低下を有効に防止し、その層の肉
厚全域に亘って、球状化の良好な状態の鋳物が得られる
のであり、以下これについて説示する。

第３図示のような構造を得るに当り、本発明では鋳物１
又は鋳物１ａにおける外殻層２を得るに当り、その外層
４内層５の遠心力鋳造によって２段鋳込みにより得るの
であるが、外層４を鋳造するに当っては、その黒鉛の球
状化のために、Ｍｇ添加処理を行なうに際し、その残留
Ｍｇ量を通常の量即ち０．０３％〜０．０５％とした調
整溶湯を使用し、この溶湯を鋳込んで外層４を鋳造し、
次いで前記調製溶湯の残りに、取鍋又は鋳込み時にその
残留Ｍｇ量が０．０５％〜０．１％になるようにＭｇを
添加した溶湯を引続き鋳込んで内層５の鋳造と内外両層
４゜５の一体溶着を行なうようにするのであり、こうし
て内外層４，５の一体化された鋳物１又は外殻Ｉ響２を
得るのである。

このさい外層４として最初に鋳込む調整溶湯量は最終肉
厚の５０〜８０％とし、これに対し内層５として鋳込む
両調整溶湯量は５０〜２０％程度が適当である。

その理由は、外層４が最終肉厚の８０％を越えると、そ
の厚みが相当大きくなるため、その内層側近傍でフェー
ディング現象の発現する可能性が生じ、一方５０％未満
では、前記の場合とは逆に内層５の内面近傍でフェーデ
ィング現象の発現する可能性が高まるためである。

前述のように残留Ｍｇ量を設定したのは以下のノ理由
に基づくものである。

即ち調整溶湯（外層４用の第１次溶湯）におけるＭｇ残
留量が０．０３％以下では、黒鉛球状化が不充分であり
、又これを０．０５％以上とすることは効果に比し不経
済であるからで、又両調整溶湯（内層５用の第２次溶湯
）ｉの残留Ｍｇ量が、０．０５％以下では内面が凝固
するまでにフェーディング現象により減少し、黒鉛球状
化が不充分となるからであり、又これを０．１％以上と
することは、ドロス等の欠陥が発生し、効果に比し不経
済となるからである。

第４図に例示したのは、第２図に示した外殻層２と芯材
３による複合ロール形態に鋳物１ａにおける外殻層２形
式のための鋳造具体例の１つを示しているが、図におい
て、６は回転金型であり、４個の回転ロールγ上に可回
動に支持され、金型１６の開口両端にはロールネック部
形成用の砂型部８．９が付加されている。

このような遠心力鋳造装置を用い、先づ外殻層２におけ
る外層４を形成するためにその残留Ｍｇ量が、０．０３
〜０．０５％となるようにＭｇ添加処理された処の、例
えば高合金ＳＧ鋳鉄溶湯を取鍋１３から樋１２を通じて
金型６内に鋳込み外層４に当る第１層１０を遠心力鋳造
し、次いで残りの溶湯に対し、図例では樋１２の途中に
設げられた添加口１４から、その残留Ｍｇ量が０．０５
〜０．１％となるように、例えばＦｅ −Ｓｌ−Ｍｇ合
金を添加し、これを金型６内に鋳込み、遠心力鋳造によ
って内層５に当る第２層１１を形威し、両層１０．１１
による外殻層２が得られるのである。

前記両層１０．１１が完全に凝固した後、回転金型６を
静止直立させて、金型６の上部から芯材３となる別の溶
湯を鋳込み、芯材３と外殻層２の一体化された複合ロー
ル形態の鋳物１ａ、即ち複合ＳＧ鋳鉄ロールを得ること
になる。

このさい金型６内に鋳込まれる外殻層２における内外両
層１ｏ、ｉｉにおける各溶湯のＭｇ以外の成分は全て同
一とされる。

又第２層１１のための溶湯に対するＭｇ添加手段として
は、第４図示のように同一取鍋１３から鋳込み途中の樋
１２において添加する他に、取鍋１３の第１層１０用の
溶湯を所定量鋳込んだ後、この取鍋１３に直接Ｍｇ合金
を添加しても同効であり、あるいは同−成分の溶湯を２
個の取鍋に取り、一方における残留Ｍｇ量を少なくして
これを第１層用溶湯として用い、他方における残留Ｍｇ
量を多くしてこれを第２層用溶湯として用いることも可
能であり、これら手段は目的とする球状黒鉛鋳鉄層の肉
厚に応じて適宜選択する。

例えば厚肉物でその第１層の厚さが１００〜１５０＋＋
ｍ程度で、かつ全体の肉厚が１５０〜２００ｍｍのもの
である時は、第２層１１のための溶湯を鋳込むまでには
時間的余裕があるので、同一取鍋における調整手段や２
個の取鍋を用いる調整手段を用いる等である。

但し全体の肉厚が１００〜１５０ｍｍ程度のものでは、
第４図示のように途中添加手段により、第１，２層溶湯
の注湯間隔を短かくすることが必要である。

又その第１層１０用の１次鋳込みと第２層１１用の２次
鋳込みの間隔であるが、１次鋳込み溶湯の肉厚の７０〜
９５％程度が凝固した時が、２次鋳込み溶湯の鋳込みに
適切なタイミングである。

余り早すぎると第１次鋳込み溶湯と混合してしまい、２
次鋳込み溶湯のＭｇが薄まり、又２次鋳込み溶湯が完全
に凝固するまでに時間が長く掛り、フェーディング現象
を生じて球状化不良を起生ずることがある。

逆に２次鋳込み溶湯の鋳込み時間が遅すぎると、１次鋳
込み溶湯と２次鋳込み溶湯との間で溶着不良又は凝固組
織に不連続部分が生じるおそれがある。

目的鋳物か圧延用の複合ロールである場合には、片肉使
用層部は１次鋳込み溶湯の凝固前である方が望ましい等
の点が判明した。

次に具体的実施例として従来法と本発明によるものを示
す。

実施例５８０φＸ１５００６、その外殻層２の厚さ、５５間の
ＳＧ鋳鉄複合ロールの製造従来法による外殻層鋳込み厚さく重量）１５５ｍｍ（２５００ｋｇ）・・・・・・・・・１段鋳
込み本発明による外殻層鋳込み厚さく重量）第１１蕾１０５°″（１９２０ｋｇ）、・・・・・・
２段鋳込み第２層５０ｍｙｎ（６３０ｋｇ）従来法外殻層成分（重量％）Ｃ：３．２１、Ｓｉ：１．４５、Ｍｎ：０．５８、
Ｐ：０．０４５、Ｓ：０．００８、Ｎｉ：２．１４、Ｃ
ｒ：０．６８、Ｍｏ：０．２５、Ｍｇ：０．０４５
本発明による外殻層成分（重量％）第１層（外層）Ｃ：３．２７、Ｓｉ：１．５６、Ｍｎ：０．５１、
Ｐ：０．０５４、Ｓ：０．００９、Ｎｉ：２．２０
、Ｃｒ：０．７１．Ｍｏ：０．２４、Ｍｇ：０．
０４１第２層（内層）Ｃ：３．２７、Ｓｌ二１．５６、Ｍｎ：
０．５１．Ｐ：０．０５４、Ｓ：０．０
０９、ＮＨ：２．２０．Ｃｒ：０．７１．Ｍｏ
：０．２４、Ｍｇ：０．０７６従来法ではその残留Ｍ
ｇ：０．０４５％の外殻層溶湯を２５５０ｋｇ全量を１
回で鋳込み、これに対し本発明では第１層用の１次溶湯
として残留Ｍｇ：０．０４１％の溶湯を１９２０ｋｇ鋳
込み、５分後、残量６３０ｋｇの溶湯に対し、第４図示
手段でＦｅＳ１−Ｍｇ合金を添加し、その残留Ｍｇ：０
．０７６％になるように調整し、第２層用の２次溶湯と
して鋳込み、第１、第２層による外殻層を形成した。

従来法、本発明共、夫々の外殻層鋳造後、金型直立、上
注ぎ鋳造手段で芯材溶場を鋳込んで、ＳＧ鋳鉄複合ロー
ルを製造した。

第５図に示したものは実施例による従来法と本発明によ
る各複合ロールの表面から１．３０ｍｍ内部の組織を示
す顕微鏡写真（Ｘ５０）による比較であり、同図■は
本発明におけるもの、同図■は従来法におけるものを示
し、従来法ではその黒鉛球状化が不充分であるに対し、
本発明ではその黒鉛球状化はきわめて良好で従来法に比
し格段に優れたものであることが確ａ忍されたのである
。

本発明は以上の通りで、本発明による鋳物は、遠心力鋳
造により鋳造され、少なくともその一部に球状黒鉛鋳鉄
層を有する鋳物であって、＾イＪ記球状黒鉛鋳鉄層が、
該層の肉厚の５０〜８０％の外層と残部内層とから構成
され、前記外層と内層との化学組成がＭｇを除き実質的
に同−成分であり、かつ外層のＭｇ含有量が重量比で０
．０３〜０．０５％、内層のそれが０，０５〜０．１％
であるので、球状黒鉛鋳鉄層の肉厚が厚い場合、その内
向近傍に特に発現しやすいフェーディング現象による球
状黒鉛化の不良を解消でき、完全な黒鉛球状化が均等に
組織全域に生成したちのを確実に得られるのであり、目
的の健全な球状黒鉛鋳鉄鋳物を容易に提供できるものと
して優れ、その製造乃至形成に当っても、目的層の内外
分割鋳造と残留Ｍｇ量の相違した溶湯使用によって容易
に目的を遠戚できる点で優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明鋳物実施例の各側断面図、第３
図は同要部構造の側断面図、第４図は同鋳物の遠心力鋳
造装置実施例の縦断側面図、第５図は本発明と従来法鋳
物における組織要部の構造内容を示す写真による比較図
である。１．１ａ・・・・・・鋳物、２・・・・・・外殻層、３
・・・・・・芯材、４・・・・・・外層、５・・・・・
・内層、６・・・・・・金型、１２・・・・・・樋、１
３・・・・・・取鍋、１４・・・・・・Ｍｇ添加口。

Claims

【特許請求の範囲】

１遠心力鋳造により鋳造され、少なくともその一部に
球状黒鉛鋳鉄層を有する鋳物において、前記球状黒鉛鋳
鉄層か、該層の肉厚の５０〜８０％の外層と残部内層と
から構成され、前記外層と内層との化学組成がＭｇを除
き実質的に同−取分であり、かつ外層のＭｇ含有量か重
量比で０．０３〜０．０５％、内層のそれが０．０５〜
０．１％であることを特徴とする球状黒鉛鋳鉄遠心力鋳
造鋳物。