JPS59202139A - 鋳鉄処理法 - Google Patents

鋳鉄処理法

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JPS59202139A
JPS59202139A JP7709883A JP7709883A JPS59202139A JP S59202139 A JPS59202139 A JP S59202139A JP 7709883 A JP7709883 A JP 7709883A JP 7709883 A JP7709883 A JP 7709883A JP S59202139 A JPS59202139 A JP S59202139A
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JP
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mold
casting
molten metal
cast iron
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JP7709883A
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JPS6157106B2 (ja
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Tadao Iwata
岩田 忠雄
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OSAKA TOKUSHU GOKIN KK
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OSAKA TOKUSHU GOKIN KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B22D1/007Treatment of the fused masses in the supply runners

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (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。

Description

【発明の詳細な説明】 ダクタイル鋳鉄の製造に於いて、極めて激しく反応し燃
焼し易いMgを合金化し、取鍋にて球状化処理してMg
の歩留りを高めたり、又密閉された高圧容器内でMgを
添加することによってMgの歩留りを高め節約するなど
の数多くの方法が知られており枚挙に暇がない程である
が、その内でも、最近、インモールド法と称する型内球
状化方法が種々研究されるようになってきた。
この型内球状化法は、特公昭46−16260  K示
されるように特別に設けた反応室と垢こしの機能を備え
た鋳造方案よりなっており(図1参照)、ここに粒粉状
に破砕した球状化剤を置くことにより、成分調整をされ
たダクタイル鋳鉄の冗漫を注入することによって型内で
球状化剤と接触せしめてダクタイル鋳物を製造する方法
が知られているが、この先行技術は、特公昭57−21
004  vcも示されるように比重の軽いMg合金の
溶湯流による流されの現象が起るために、反応室の体積
を充分大きく増るとか、発生する流された粒子や酸化物
の除去のための垢こし方法を充分に大きく増る必要があ
ったために鋳造方案歩留りが取鍋にてMg処理された溶
湯を注入してつくるダクタイル鋳物に比べ悪いという欠
点があった。
しかし、この型内で球状化処理をするという方法は、取
鍋でMg処理された溶湯を鋳込む方法に比べ数々の優れ
た特徴を持つ。それI−1、Mgが時間と共に消失する
という、所謂、フェデングー現象を全く考慮しなくても
よいという点であり、黒鉛粒数の多い炭化物のない鋳物
をつくり得るという点であり、高価なMg合金の歩留り
が高いという点であった。
しかし、この初めて開発された先行技術は、前述のよう
K Mg合金として8X以下程度の微粒子を用いるため
浮され、流でれ易いという欠点があり、更には、このよ
うに表面面積率の大きい微粒子を用いるために通常用い
られ石化砂型造型ラインと称される、水分を2〜6%含
有する砂型ラインでの使用に当っては微粒子状Mg合金
を設置してから注湯する迄の時間的な制約もあった。
例数なら、これらの砂型は繰返し用いられるためある程
度の熱を有しており造型された生砂型内d水蒸気があり
、あらかじめ挿入されている表面面積率の大きい活性な
Mg微粒子を酸化でせる恐れがあるために一昼夜も放置
するようなことは推奨されなかった。
即ち、微粒子状のMg合金を用いろことによる浮遊して
流されたものによって起因する10かみ欠陥や部分的V
CMgやStの偏析によって起る欠陥、粒子状のための
見掛は体積の増大による反応室の増大によるものと垢と
り機構の複雑化に伴う鋳造方案歩留りの減少、生砂型内
の表面酸化の可能性及び合金破砕及び貯蔵時の取扱いの
問題等があった。又更に、特公昭46−16260に示
されているようK Mg合金からなる球状化剤を粉砕し
てから固め、又は押出し圧縮した成型物として一体化し
て用いる、とも記されているが極めて活性なMg合金を
粉末状にしたる後、樹脂、水ガラス、でん粉による糊、
有機バインダー、無機バインダーによ8− るものなどのあらゆる方法で固めても発明者らの研究に
よると、表面酸化のため全く溶けず、これはある不活性
ガスの雰囲気中で粉砕をしても、固める過程で表面酸化
してしまい実用性は全くない。
なお、ワックスと称される鑞で固めたものは見た目Kf
l溶けるが、所謂、バラケルという現象であり表面より
徐々に溶けるという現象ではない。
このため球状化Mg合金を粉末にしたるのち、何等かの
方法で固めて用いる方法は一切実用化されていない。
か\る粒子状Mg合金を用いる型内ダクタイル鋳鉄の製
造方法の欠点を修正したものとして、特公昭57−21
004に示される一体化改質剤■を使用する球状化処理
が出されているが(図2参照)これとても次の様な完全
でない点を有していた。
処理されるべき溶湯が接触する凹部に嵌め込まれた鋳造
された球状化剤の上部は鋳型において冷硬化されている
ために薄いながらも酸化皮膜を有していることは避けら
れない点であり、このことは金型、黒鉛型、水冷銅金型
その他あらゆる鋳型4− にて鋳造してもその表面は必ず酸化皮膜を有しているこ
とは、Fe−8tやFe−8t−Ca 、 Fe−8i
−MgFe−8i−などの鋳造に於いては周知のことで
あった。
又、この凹部に嵌合して置かれる鋳造されて冷硬化され
た球状化剤の表面を処理されるべき溶湯が流れることに
よって含有されているMgと溶湯が反応することによっ
て型内で球状化黒鉛鋳鉄を得ようとするものであったが
表面酸化皮膜のために一瞬反応が遅れることが判明して
いる。又更に鋳造され、冷硬化された該球状化ブロック
は注入された溶湯によって予熱され本格的な反応を開始
する迄にある程度の時間的な余裕が必要なことも判明し
ている。
以−ヒの2点け、この型内球状化方法を実施するのに際
して決定的な欠陥要因となっていた。
即ち、最近の自動注湯ラインや取鍋注湯に於いても能率
向上のため、その注湯時間は従来13〜20秒程度のも
のが4〜10秒程度へと短縮されてきている。このこと
は注入された溶湯の最初に通過した溶湯はMgとの反応
が充分に行われないことを意味し、このために型内に於
いて黒鉛が疎化式れた所や、充分に球化てれない所など
が生じるために信頼性に欠け、1枠毎の検査を必要とし
たため、我国に於いては実用化されていない。
本発明はこの注入されたごく初期の溶湯に対しても完全
に均−VCMg反応が保証できるようなシステムを提供
するものである。
本発明に従ってその詳細を記すると(図8参照)砂型内
湯口直下凹部■に嵌合され設置され鋳造されつくられた
黒鉛球状化Mg合金ブロック■の上部は平滑なる鋳造面
ではなく、必ず凹凸のある常温破断面■となした鋳造ブ
ロックを設置することからなっており、更に、該鋳造ブ
ロック■の内部■のMg 11度を外周部より意識的に
高くして反応性を高める工夫をしたものであ7Soこの
内部へのMgの偏析は急K Mg濃度が高くなるのでは
なく、徐々に外周部より高くなるようにしてつくられる
このようにしなければならない理由は、次の通りである
Mg濃度を中芯部に於いて高くしたのは、通常型内で用
いられる黒鉛球状化用Mg合金は、6チMg程度が好適
とをれる。しかし、前述のような理由で6%であり、且
、表面が冷硬なる型に面して表面酸化層のあるブロック
では瞬間的に流れる初期溶湯を球状化さすには反応性が
低すぎるのである。
発明者らの研究によれば、Mgd Sチ以上が、初期溶
湯については必要である。
しかし、鋳造ブロックの全体のMg濃度を8%以上とし
たのでけ該型内に於いての反応が初期溶湯が通過してか
ら本格的な反応が始まった場合、強すぎることVCすり
反応蒸気の型外への吹き出しや型内での沸騰などが起り
よくないので意識的に中心部KMgを高く偏在せしめ全
体としてfl、Mgを高くしなくても初期溶湯のMg反
応に光分の保証を与えるというのでこの点が、特公昭5
7−21004に示される均質なMgの偏析のない溶湯
接触面が冷硬化された一体改質剤を用いる方法とは根本
的に技術的思想が異なるのである。
更に、本発明の場合は常温に於いて必ず溶湯との接触面
を破砕して全く酸化皮膜のない面■を露出させることと
破砕による凹凸面■を出すことによっても初期反応への
即応性と反応面積の増大を計っているのである。
本発明に用いるMgを中心部に偏析させたこれらのMg
合金ブロックは、鋳型を高周波熱源で加熱しつ\鋳込む
とか、鋳型外周を充分に予熱せしめた鋳型を用いること
によって容易に手に入れることができる。このように、 ■ Mgの中心濃度を高める。
■ 溶湯接触面を常温破断面とする。
〇 溶湯接触面に凹凸をつけ反応面積の増大を計る。
等のことにより注入速度の極めて速い高速短時間鋳込み
の場合の型内球化の方法に於いても初期溶湯のMg反応
の確実なる保証の故に従来のように初期溶湯のMg含有
の不確実性のために、初期溶湯をオーバーフローさせて
無駄にする、所謂、はかせ湯や型内還流させる等の鋳造
方案歩留りの悪化につながるようなことをする必要がな
くなった、等の鋳造方案歩留りの向上の他に、先行鋳込
部位や鋳込み最終部位などの球状化程度のバラツキのな
い鋳物の製造を確実に提供するものである。なお、末法
は、地組にてRE処理やMg処理された不完全なる球状
化処理溶湯を完全に球状化処理をするためにも用いるこ
ともできるなど、工業的応用範囲は極めて広い方法であ
る。
次に実施例を示す。
実施例 図4に示すような砂型で反応室の大きさ、巾、46mm
長さ、46m深さ、I n 30 mm 、2と3 f
l 20 %の反応室■をつくり、これに300Kg高
周波炉で溶製LりC0a7 % 、 Si、2.4%+
 Mn、 (18% 、 P、α085%。
S、0015 % 、  からなるダクタイル冗漫をそ
れぞれ次のような方法で型内球状化処理してそれぞれの
製品部の異物噛み込み状況と球状化状況を調査した。な
お、砂型内の鋳込みダクタイル冗漫の容量は15 Kg
となっている。
1、  Mg15%、Ca、(18%、 RE、15 
% 、 Si、46 %からなるMg合金の2X以下粉
末を08%120fを反応室に入れ、これに前述の溶湯
15Kq&4秒?鋳込んだ。
2、  Mg、 67%、 Ca、08 % 、 RE
、t4%、 Si、45 %からなるMg合金を、巾4
5 cm X 45 cm 、高さ17■の上下面急冷
硬金型にて鋳造したものをセットして前述の溶湯15K
tを同じく4秒で鋳込んだ。
3、急冷して分析すれば、Mg、 65%、 Ca、α
7チ。
RE、 L4チ、Si、46チからなるMg合金を、巾
45 cm X 45 cm 、高さ、17簡の黒鉛鋳
型に鋳込むに際して該黒鉛鋳型の外側に巻いた高周波加
熱装置で加熱しながら凝固させ、中芯部の成分がMg。
&9 % 、 Ca、α9 % 、 RE、L4%、 
Si、45 %  、外周部の成分がMg、 l1lL
6%、 Ca、06 % 、 RE、 1.4%、 S
t。
46%からなる凝固後上部を常温破断してつくったブロ
ックをセットして前述の溶湯15Kfを同じく4秒で鋳
込んだ。
結果は、図4に示す煮1〜Allまでの部位を顕微鈍ニ
て球状化率と未溶解物及び酸化物の捲き込み状況を調査
した表1のとおりであった。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、先行技術にて用いる生砂型内に於
ける型内黒鉛球状化処理Mg合金の設置状況を表わす湯
口系の縦断面図。 第3図は、本発明にて用いる生砂型内に於ける型内黒鉛
球状化処理Mg合金の設置状況を表わす湯口系の縦断面
図。 第4図は、本発明方法と比較のため、第1図。 第2図に示される先行技術と同じ湯口系にて試験をした
生砂型装置の中心断面立面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ダクタイル鋳鉄の製造時の型内黒鉛球状化処理を行う工
    程に使用する固型黒鉛球状化剤に於いて、■ 砂型内に
    置かれる溶湯と接触する鋳造固型黒鉛球状化剤の上部面
    の表面を鋳造面とせず、鋳造後の常温破断面となすこと
    。 ■ 砂型内に置かれる溶湯と接触する鋳造固型黒鉛球状
    化剤の上部面の表面を深い凹凸面となすこと。 ■ 砂型内に置かれる溶湯と接触する鋳造固型黒鉛球状
    化剤のMg濃度を外周部を低く、中芯部のMg濃度が高
    いように偏析させること。 以上の■〜■のようにして鋳造されてつくった常温破断
    面露出で反応面に深い凹凸のある中芯部にMgを高く偏
    析せしめた固型黒鉛球状化剤を砂型同所定位置に置き、
    成分調整でれたダクタイル元湯を注入して型内にてダク
    タイル鋳鉄をつくる方法。
JP7709883A 1983-04-30 1983-04-30 鋳鉄処理法 Granted JPS59202139A (ja)

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JPS6157106B2 JPS6157106B2 (ja) 1986-12-05

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0591549U (ja) * 1991-04-26 1993-12-14 昌一 柴田 水気取り器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0591549U (ja) * 1991-04-26 1993-12-14 昌一 柴田 水気取り器

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