JPS5911654B2 - 表面焼入用球状黒鉛鋳鉄 - Google Patents
表面焼入用球状黒鉛鋳鉄Info
- Publication number
- JPS5911654B2 JPS5911654B2 JP17294480A JP17294480A JPS5911654B2 JP S5911654 B2 JPS5911654 B2 JP S5911654B2 JP 17294480 A JP17294480 A JP 17294480A JP 17294480 A JP17294480 A JP 17294480A JP S5911654 B2 JPS5911654 B2 JP S5911654B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cast iron
- surface hardening
- spheroidal graphite
- graphite cast
- 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.)
- Expired
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は表面焼入用球状黒鉛鋳鉄に関するものである。
プレス成形用型においては、軟鋼板を型間で成形すると
きに生ずる、高面圧下での摺動にもとずく「かじり・焼
付」および「摩耗」が型損傷の主要な原因となっている
。
きに生ずる、高面圧下での摺動にもとずく「かじり・焼
付」および「摩耗」が型損傷の主要な原因となっている
。
これに対処するために、通常、型に表面焼入または硬質
クロムメッキ（Ｃｒメッキ）などの表面硬化処理が施さ
れている。
クロムメッキ（Ｃｒメッキ）などの表面硬化処理が施さ
れている。
従来、この目的で型を表面焼入処理する場合、型の素材
が球状黒鉛鋳鉄のときには、炎焼入、高周波焼入などの
表面焼入（急速加熱焼入）を実施するのに、予め焼なら
し処理を行ない、基地をパーライト組織化した後表面焼
入を行なっていた。
が球状黒鉛鋳鉄のときには、炎焼入、高周波焼入などの
表面焼入（急速加熱焼入）を実施するのに、予め焼なら
し処理を行ない、基地をパーライト組織化した後表面焼
入を行なっていた。
しかし、自動車部品の成形型や、大物部品等の大容量の
鋳鉄に対しては、焼ならしなどの熱処理により基地組織
を調整することは設備的な制約から実際には非常に困難
であった。
鋳鉄に対しては、焼ならしなどの熱処理により基地組織
を調整することは設備的な制約から実際には非常に困難
であった。
そのためプレス型などの大容量鋳物に表面硬化を施すに
は、フェライト比率の多い鋳物上への硬化肉盛溶接に頼
らねばならなかったが、この硬化肉盛溶接は多工数作業
であるため加工費が高価であり、しかも多大な加工時間
を要するという欠点がある。
は、フェライト比率の多い鋳物上への硬化肉盛溶接に頼
らねばならなかったが、この硬化肉盛溶接は多工数作業
であるため加工費が高価であり、しかも多大な加工時間
を要するという欠点がある。
これらの欠点を解決する一手段として、Ｃｒ −Ｍｏを
添加して炎焼入性を改善した片状黒鉛鋳鉄に炎焼入によ
る表面硬化を施すものがある。
添加して炎焼入性を改善した片状黒鉛鋳鉄に炎焼入によ
る表面硬化を施すものがある。
しかし、片状黒鉛鋳鉄は肉盛溶接性が悪く、このため表
面硬化は達成されても今度は設計変更時などの型の形状
変更が困難になるという新たな不都合を生じる。
面硬化は達成されても今度は設計変更時などの型の形状
変更が困難になるという新たな不都合を生じる。
すなわち、型の場合、一旦完成した後でも部品の設計変
更などに伴ない、その形状変更が避けられない事態がし
ばしば発生するが、このような場合は表面硬化のためで
はなく形状変更のための肉盛溶接を行なうのが一般的で
ある。
更などに伴ない、その形状変更が避けられない事態がし
ばしば発生するが、このような場合は表面硬化のためで
はなく形状変更のための肉盛溶接を行なうのが一般的で
ある。
しかし、片状黒鉛鋳鉄ではこの肉盛溶接性が著しく悪い
ので、型などの大容量鋳物の設計を変更する上で非常に
問題があった。
ので、型などの大容量鋳物の設計を変更する上で非常に
問題があった。
また、球状黒鉛鋳鉄型材に表面硬化を施す別の手段とし
て硬質Ｃｒメッキ処理を実施する方法があるが、この場
合は面圧の高い型では硬質Ｃｒメッキ下地のかたさが不
足するため硬質Ｃｒメッキの剥離が生ずる不具合があっ
た。
て硬質Ｃｒメッキ処理を実施する方法があるが、この場
合は面圧の高い型では硬質Ｃｒメッキ下地のかたさが不
足するため硬質Ｃｒメッキの剥離が生ずる不具合があっ
た。
そこでこの硬質Ｃｒメッキの剥離を防止するために、予
め硬質Ｃｒメッキの下地に硬化肉盛溶接を行なって下地
かたさの上昇を実施する方法もあるが、このような肉盛
は多工数作業であるため、型加工費が高くなり、型加工
時間も長いという欠点があった。
め硬質Ｃｒメッキの下地に硬化肉盛溶接を行なって下地
かたさの上昇を実施する方法もあるが、このような肉盛
は多工数作業であるため、型加工費が高くなり、型加工
時間も長いという欠点があった。
これらの欠点を解消するものとして、特開昭５５−１６
４０５５号公報には、球状黒鉛鋳鉄に対して合金成分と
して、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｍｏを適宜添力目することに
より、鋳放し状態で表面焼入（炎焼入、高周波焼入）性
に優れ、かつ設計変更など形状変更に伴う補修肉盛時の
肉盛溶接性に優れた鋳鉄材料についての記載がある。
４０５５号公報には、球状黒鉛鋳鉄に対して合金成分と
して、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｍｏを適宜添力目することに
より、鋳放し状態で表面焼入（炎焼入、高周波焼入）性
に優れ、かつ設計変更など形状変更に伴う補修肉盛時の
肉盛溶接性に優れた鋳鉄材料についての記載がある。
しかしながら、上記鋳鉄材料を用いて型材、大物部品等
大質量の鋳物を製造した場合、鋳物の部位により硬さ、
組織（パーライト面積率）が変動しく質量効果）、最重
要特性である表面焼入性にバラツキが生じるという不都
合があり、表向焼入性の良好な鋳鉄材料として完全に満
足し得るものではなかった。
大質量の鋳物を製造した場合、鋳物の部位により硬さ、
組織（パーライト面積率）が変動しく質量効果）、最重
要特性である表面焼入性にバラツキが生じるという不都
合があり、表向焼入性の良好な鋳鉄材料として完全に満
足し得るものではなかった。
本発明は、耐摩耗、耐かじり性およびＣｒメッキの耐剥
離性を確保するための表面焼入（炎焼入又は高周波焼入
）による下地表面硬化性に優れ、かつ肉盛溶接性に優れ
るとともに、これと同時に質量効果を軽減し、鋳物の大
きさく重量）、部位の影響が少なく安定して表面焼入で
きる鋳鉄を提供することを目的とするものである。
離性を確保するための表面焼入（炎焼入又は高周波焼入
）による下地表面硬化性に優れ、かつ肉盛溶接性に優れ
るとともに、これと同時に質量効果を軽減し、鋳物の大
きさく重量）、部位の影響が少なく安定して表面焼入で
きる鋳鉄を提供することを目的とするものである。
即ち、本発明の表面焼入性に優れかつ質量効果の少ない
球状黒鉛鋳鉄は、重量比でＣｕ３．Ｏ〜４．５％、 Ｓ
ｉ１．５〜３．０％、 Ｍｎ １．０〜１．５％、Ｍｇ
Ｏ，０２〜０．０ ｓ％、残部Ｆｅからなる球状黒鉛
鋳鉄の基本組成に、ＣｕＯ，３〜０．８％又はＳｎおよ
び／又はＳｂ０．０３〜０．０８係と、さらに所望によ
りＭｏ ０．１〜０．４％とを添加してなるものである
。
球状黒鉛鋳鉄は、重量比でＣｕ３．Ｏ〜４．５％、 Ｓ
ｉ１．５〜３．０％、 Ｍｎ １．０〜１．５％、Ｍｇ
Ｏ，０２〜０．０ ｓ％、残部Ｆｅからなる球状黒鉛
鋳鉄の基本組成に、ＣｕＯ，３〜０．８％又はＳｎおよ
び／又はＳｂ０．０３〜０．０８係と、さらに所望によ
りＭｏ ０．１〜０．４％とを添加してなるものである
。
次に、本発明球状黒鉛鋳鉄について、更に詳しく説明す
る（％は重量係を表わす。
る（％は重量係を表わす。
）。本発明鋳鉄の各構成元素の作用および効果は下記の
通りである。
通りである。
基本組成は先ず球状黒鉛鋳鉄とすることによって、鋳鉄
としては高い強度・靭性と優れた肉盛性をもたらしてい
る。
としては高い強度・靭性と優れた肉盛性をもたらしてい
る。
Ｓｉは黒鉛の安定化・鋳造性の改善に有効であるが、多
いとフェライト化を促進し、基地パーライト面積率を低
下させ、また質量効果を助長するため１．５〜３．０％
とした。
いとフェライト化を促進し、基地パーライト面積率を低
下させ、また質量効果を助長するため１．５〜３．０％
とした。
Ｍｎは基地パーライト面積率を増加させ、かつ質量効果
軽減のために特に有効であるが、多すきると、共晶炭化
物（ｉｎ ｔｅｒｃｅｌｌｕｌａｒ ｃａｒｂｉｄｅ
）を形成し切削性を悪化するので１．０〜１．５％とし
た。
軽減のために特に有効であるが、多すきると、共晶炭化
物（ｉｎ ｔｅｒｃｅｌｌｕｌａｒ ｃａｒｂｉｄｅ
）を形成し切削性を悪化するので１．０〜１．５％とし
た。
Ｃｕは基地パーライト面積率を増加させるとともに質量
効果を軽減するために有効であるが、多すぎると基地硬
さを上昇させ切削性を悪化するので０．３〜０．８係が
望ましい。
効果を軽減するために有効であるが、多すぎると基地硬
さを上昇させ切削性を悪化するので０．３〜０．８係が
望ましい。
８口およびｓｂはともに同様の効果をもち、基地のパー
ライト面積率を増加させ、かつ質量効果を軽減するため
に有効であるが、多すぎると、基地硬さを上昇させ切削
性を悪化させるとともにこれら元素は鋳鉄内共品セル境
界に偏析し、材質を脆化しやすいため０．０３〜０．０
８％とした。
ライト面積率を増加させ、かつ質量効果を軽減するため
に有効であるが、多すぎると、基地硬さを上昇させ切削
性を悪化させるとともにこれら元素は鋳鉄内共品セル境
界に偏析し、材質を脆化しやすいため０．０３〜０．０
８％とした。
なおＣｕとＳｎ 、Ｓｂはそのパーライト面積率増加効
果、ならびに質量効果軽減効果においてはゾ類似であり
、かつ、Ｓｎ、Ｓｂの改善効果はＣｕのそれの約１０倍
であることから、添加量相互の関係は、好ましくはＣｕ
／１０＋Ｓｎ＋５ｂ＝０．０３〜０．０８％とするのが
よい。
果、ならびに質量効果軽減効果においてはゾ類似であり
、かつ、Ｓｎ、Ｓｂの改善効果はＣｕのそれの約１０倍
であることから、添加量相互の関係は、好ましくはＣｕ
／１０＋Ｓｎ＋５ｂ＝０．０３〜０．０８％とするのが
よい。
Ｍｏは多いと、鋳鉄の基地フェライトを安定化し、パー
ライト面積率を低下し、表面焼入に際しソフトスポット
（焼入未硬化部）を生じやすく、また基地の硬さを上昇
し切削性を悪化するのであまり望ましくはないが表面焼
入硬化時に深い硬化深さが必要な場合には基地材質の焼
入性を改善するものとして有効であり、必要に応じて０
．１〜０．４係添加するとよい。
ライト面積率を低下し、表面焼入に際しソフトスポット
（焼入未硬化部）を生じやすく、また基地の硬さを上昇
し切削性を悪化するのであまり望ましくはないが表面焼
入硬化時に深い硬化深さが必要な場合には基地材質の焼
入性を改善するものとして有効であり、必要に応じて０
．１〜０．４係添加するとよい。
次に、本発明組成の球状黒鉛鋳鉄と比較例として従来用
いられている球状黒鉛鋳鉄についてその特性を比較する
。
いられている球状黒鉛鋳鉄についてその特性を比較する
。
第１表は、各種鋳鉄材の組成を示す。
表中、Ａ。Ｂは従来プレス型用に用いられていた球状黒
鉛鋳鉄材、Ｇ、Ｈ，Ｉ 、Ｊ 、には本発明範囲の鋳鉄
材、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆは特開昭５５−１６４０５５号公報
に記載された鋳鉄材（試溶材）である。
鉛鋳鉄材、Ｇ、Ｈ，Ｉ 、Ｊ 、には本発明範囲の鋳鉄
材、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆは特開昭５５−１６４０５５号公報
に記載された鋳鉄材（試溶材）である。
第２表は、上記各種鋳鉄材Ａ−Ｋを用いてそれぞれ所定
の重量の鋳物を鋳造し、得られる鋳物の各部位における
硬さ、パーライト面積率及び炎焼入後の硬さを測定した
結果を示す。
の重量の鋳物を鋳造し、得られる鋳物の各部位における
硬さ、パーライト面積率及び炎焼入後の硬さを測定した
結果を示す。
また、図は従来材（Ａ、Ｂ）、試溶材（Ｃ，Ｄ。
Ｅ、Ｆ）、本発明材（Ｇ、Ｈ，Ｉ 、Ｊ 、にで製造し
た鋳物における鋳物周辺部及び鋳物中央部の基地パーラ
イト面積率と鋳物の重量との関係を示すグラフである。
た鋳物における鋳物周辺部及び鋳物中央部の基地パーラ
イト面積率と鋳物の重量との関係を示すグラフである。
鋳鉄の質量効果は、直接的には鋳造時の冷却速度に起因
するものであり、従って鋳造方案・鋳物形状・肉厚等の
影響もあるため厳密には鋳物重量のみから判断するのは
適切でないが、本図の場合類似方案・形状・肉厚である
ことから質量効果をはゾ鋳物重量との関係でみることが
できる。
するものであり、従って鋳造方案・鋳物形状・肉厚等の
影響もあるため厳密には鋳物重量のみから判断するのは
適切でないが、本図の場合類似方案・形状・肉厚である
ことから質量効果をはゾ鋳物重量との関係でみることが
できる。
なお、図中破線は従来材の、一点鎖線は試溶材の、実線
は本発明材の鋳物におけるパーライト面積率変化を示す
。
は本発明材の鋳物におけるパーライト面積率変化を示す
。
また、図中Ａ−にはそれぞれ第１表及び第２表に示す材
種の記号に相当する。
種の記号に相当する。
上記各人及び図から明らかなように、従来材はこの程度
の範囲では鋳造重量・鋳物の部位（周辺部・中央部）に
関係なくパーライト面積率が低く表面焼入に際して全面
均一に高硬度を確保することはできない。
の範囲では鋳造重量・鋳物の部位（周辺部・中央部）に
関係なくパーライト面積率が低く表面焼入に際して全面
均一に高硬度を確保することはできない。
一方、試溶材で鋳造された約３０００ｋｇまでの鋳物（
Ｃ，Ｄ、Ｅ）は、鋳物中央部と周辺部における変動が硬
さでＨＢ ２０以内、パーライト面積率で２５％以内に
入っており、しかもパーライト面積率はいずれの部位も
７０±１５％の範囲内であり、表面焼入（炎焼入）によ
ってＨＲＣ４０以上の高硬度を確保できるが、それ以上
の重量の大物鋳物（Ｆ）の場合は、鋳物中央部と周辺部
での硬さ変動ならびに基地パーライト面積率の変動が犬
きく、シかも鋳物中央部においては基地パーライト面積
率が著しく低く、その結果として、表面焼入（炎焼入）
後の硬さも周辺部では十分高い値（ＨＲ，Ｃ５５以上）
が確保できるものの、中央部では高硬度を確保すること
が困難となる。
Ｃ，Ｄ、Ｅ）は、鋳物中央部と周辺部における変動が硬
さでＨＢ ２０以内、パーライト面積率で２５％以内に
入っており、しかもパーライト面積率はいずれの部位も
７０±１５％の範囲内であり、表面焼入（炎焼入）によ
ってＨＲＣ４０以上の高硬度を確保できるが、それ以上
の重量の大物鋳物（Ｆ）の場合は、鋳物中央部と周辺部
での硬さ変動ならびに基地パーライト面積率の変動が犬
きく、シかも鋳物中央部においては基地パーライト面積
率が著しく低く、その結果として、表面焼入（炎焼入）
後の硬さも周辺部では十分高い値（ＨＲ，Ｃ５５以上）
が確保できるものの、中央部では高硬度を確保すること
が困難となる。
それに対して本発明材による鋳物（Ｇ、Ｈ，Ｉ。
Ｊ、Ｋ）は、鋳物重量が６６０ｋｇの比較的軽量のもの
から、約６ ｔｏｎの大物に至るまで、鋳物周辺部と中
央部での硬さ変動（ＨＢ１５以下）及びパーライト面積
率変動（２０係以内）が少なく表面焼入（炎焼入）後も
安定した高硬度が確保できる。
から、約６ ｔｏｎの大物に至るまで、鋳物周辺部と中
央部での硬さ変動（ＨＢ１５以下）及びパーライト面積
率変動（２０係以内）が少なく表面焼入（炎焼入）後も
安定した高硬度が確保できる。
以上の記載から明らかなように、本発明球状黒鉛鋳鉄は
、鋳物重量が大きくても質量効果が少なく、鋳放しの状
態で表面焼入を実施した場合に均一でしかも硬度の高い
表面硬化層が得られる。
、鋳物重量が大きくても質量効果が少なく、鋳放しの状
態で表面焼入を実施した場合に均一でしかも硬度の高い
表面硬化層が得られる。
従って、焼ならし処理が不要になるのでそのための設備
を省略することができる。
を省略することができる。
さらに、本発明球状黒鉛鋳鉄は、硬化肉盛溶接をする必
要がないので工程が簡略化し、また形状変更時に行う補
修用肉盛溶接においてもその肉盛溶接性に優れる等、種
々の利点を有するものである。
要がないので工程が簡略化し、また形状変更時に行う補
修用肉盛溶接においてもその肉盛溶接性に優れる等、種
々の利点を有するものである。
図は、各鋳鉄材を用いて鋳造された鋳物における鋳物周
辺部及び鋳物中央部の基地パーライト面積率と鋳物重量
との関係を示すグラフである。
辺部及び鋳物中央部の基地パーライト面積率と鋳物重量
との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- １ 重量比で、Ｃ３，０〜４．５％、Ｓｉ１．５〜３．
０係、Ｍｎ １．０〜１．５％、Ｍｇ ０．０２〜０．
０８％、残部Ｆｅよりなる基本組成に、ＣｕＯ，３〜０
．８％、又はＳｎ及び／又はＳｂＯ，０３〜０．０８％
を添加してなることを特徴とする表面焼入用球状黒鉛鋳
鉄。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17294480A JPS5911654B2 (ja) | 1980-12-08 | 1980-12-08 | 表面焼入用球状黒鉛鋳鉄 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17294480A JPS5911654B2 (ja) | 1980-12-08 | 1980-12-08 | 表面焼入用球状黒鉛鋳鉄 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5798652A JPS5798652A (en) | 1982-06-18 |
| JPS5911654B2 true JPS5911654B2 (ja) | 1984-03-16 |
Family
ID=15951239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17294480A Expired JPS5911654B2 (ja) | 1980-12-08 | 1980-12-08 | 表面焼入用球状黒鉛鋳鉄 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5911654B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107130093A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-09-05 | 中国科学院金属研究所 | 一种高强蠕墨铸铁板材的制备方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103388112B (zh) * | 2013-08-02 | 2015-09-02 | 山东润源实业有限公司 | 球墨铸铁曲轴的组份及其生产方法 |
| CN109609835B (zh) * | 2019-01-14 | 2021-04-30 | 苏州勤美达精密机械有限公司 | 一种高强韧耐磨球墨铸铁及其制备工艺和应用 |
-
1980
- 1980-12-08 JP JP17294480A patent/JPS5911654B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107130093A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-09-05 | 中国科学院金属研究所 | 一种高强蠕墨铸铁板材的制备方法 |
| CN107130093B (zh) * | 2017-04-28 | 2019-04-30 | 中国科学院金属研究所 | 一种高强蠕墨铸铁板材的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5798652A (en) | 1982-06-18 |
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