JPS61119351A - 微細球状黒鉛を有する鋳鉄材料の製造方法 - Google Patents
微細球状黒鉛を有する鋳鉄材料の製造方法Info
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- JPS61119351A JPS61119351A JP23895484A JP23895484A JPS61119351A JP S61119351 A JPS61119351 A JP S61119351A JP 23895484 A JP23895484 A JP 23895484A JP 23895484 A JP23895484 A JP 23895484A JP S61119351 A JPS61119351 A JP S61119351A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
- B22D1/007—Treatment of the fused masses in the supply runners
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は疲労強度、引張り強度などの機械的諸性質を向
上ブせた微細球状黒鉛を有する鋳鉄材料の製造方法に関
するものである。
上ブせた微細球状黒鉛を有する鋳鉄材料の製造方法に関
するものである。
（従来の技術）
球状黒鉛鋳鉄は引張りチ】でや伸びなどの機械的１８′
質が優れ鋼に近い性質を持っているため、各抑機械部品
や構造材として広く〔史用でれている。
質が優れ鋼に近い性質を持っているため、各抑機械部品
や構造材として広く〔史用でれている。
しかして、現在の球状黒鉛鋳鉄材料は、主に冷却速度の
小てい砂型鋳造で製造されている。
小てい砂型鋳造で製造されている。
又、一部で行われている金型鋳造も型温を高温例えば３
００ｃ以上で使用するために冷却速度は小てい。このた
め、上記従来法によって球状黒鉛鋳鉄材料を製造する場
合は黒鉛粒径は一般に２０μｍ〜１００μｍ程度で粗大
化しやすく不揃いとなりやすい。各黒鉛粒子の間隔も又
犬きくな黒鉛粒径と密接な関係があり、従来の方法で製
造した場合にはパーライト地の球状黒鉛鋳鉄の場合でも
疲労強度は３０ ｈ／ｗ”程度であり、コンロッドなど
の重要保安部品などへの速用はなされていないのが現況
である。
００ｃ以上で使用するために冷却速度は小てい。このた
め、上記従来法によって球状黒鉛鋳鉄材料を製造する場
合は黒鉛粒径は一般に２０μｍ〜１００μｍ程度で粗大
化しやすく不揃いとなりやすい。各黒鉛粒子の間隔も又
犬きくな黒鉛粒径と密接な関係があり、従来の方法で製
造した場合にはパーライト地の球状黒鉛鋳鉄の場合でも
疲労強度は３０ ｈ／ｗ”程度であり、コンロッドなど
の重要保安部品などへの速用はなされていないのが現況
である。
このため、現在鋳鉄の特徴である切削性を落とざず疲労
強度等の機械性質が向上した新しい鋳鉄材料が求められ
ている。
強度等の機械性質が向上した新しい鋳鉄材料が求められ
ている。
本発明は上記従来技術における問題点を解決するだめの
ものであり、その目的とするところは強度等の機械的性
質が向上し且つ切削性等の加工性も優れ製造コストの点
でも従来より有利な鋳鉄材料の製造方法を提供すること
にある。
ものであり、その目的とするところは強度等の機械的性
質が向上し且つ切削性等の加工性も優れ製造コストの点
でも従来より有利な鋳鉄材料の製造方法を提供すること
にある。
（問題、先を解決するだめの手段）
すなわち本発明の微細球状黒鉛を有する鋳鉄材料の製造
方法は、球状黒鉛鋳鉄の溶湯に鋳込傘直前に重量比でＡ
ｌ及びＢ＆を各々１％以上含むＦｅ−Ｓｉ 接種剤を
所定量加えた後金型に注入し、型温を概略５０℃以下に
保って冷却固化させて鋳造品中の球状黒鉛の平均粒径を
１０μｍ以下とすることを特徴とする。
方法は、球状黒鉛鋳鉄の溶湯に鋳込傘直前に重量比でＡ
ｌ及びＢ＆を各々１％以上含むＦｅ−Ｓｉ 接種剤を
所定量加えた後金型に注入し、型温を概略５０℃以下に
保って冷却固化させて鋳造品中の球状黒鉛の平均粒径を
１０μｍ以下とすることを特徴とする。
鋳鉄溶湯にマグネクラム合金例えばＦｅ −８１−Ｍｇ
合金等を微量添加して黒鉛を球状化処理した後更に重量
比でＡｌ及び１３ａを各々１％以上好ましくは１〜４チ
含むＦｅ−８ｉ接秤剤を鋳込ネ重責に対して０．５〜１
％加えて均一に溶解する。次いでとの溶湯を所定の金型
内に注入する。
合金等を微量添加して黒鉛を球状化処理した後更に重量
比でＡｌ及び１３ａを各々１％以上好ましくは１〜４チ
含むＦｅ−８ｉ接秤剤を鋳込ネ重責に対して０．５〜１
％加えて均一に溶解する。次いでとの溶湯を所定の金型
内に注入する。
金型は熱伝導性のよい銅系合金の金型を使用すると溶湯
を急冷することができて都合がよい。
を急冷することができて都合がよい。
又、金型内には冷却剤を流す孔を適当数設けると更によ
い。冷却剤としては水、油等の通常使用されるものを用
いることができる金型の材質、形状、構造等を最適に選
択することにより鋳造時の型温は概略５０℃以下好まし
くは２０〜５０℃に保って鋳造品を冷却固化させる。
い。冷却剤としては水、油等の通常使用されるものを用
いることができる金型の材質、形状、構造等を最適に選
択することにより鋳造時の型温は概略５０℃以下好まし
くは２０〜５０℃に保って鋳造品を冷却固化させる。
又、この際金型には熱伝導性の低下を防ぐために塗型を
行わない。更に溶湯が金型で急冷式れることによって引
き起こされる湯回り不良を解消するために減圧鋳造とす
るとよい。
行わない。更に溶湯が金型で急冷式れることによって引
き起こされる湯回り不良を解消するために減圧鋳造とす
るとよい。
上記方法によって製造でれた鋳造品中の球状黒鉛の平均
粒径を肉厚１０■に対し１０μｍ以下好ましくは５〜１
０μｍとする。ｐ鉛粒径が小ざくなるに従って鋳造品の
機械的性質や疲れ強さが増大するため本発明の方法によ
って物性の優れた鋳鉄材料が得られる。。
粒径を肉厚１０■に対し１０μｍ以下好ましくは５〜１
０μｍとする。ｐ鉛粒径が小ざくなるに従って鋳造品の
機械的性質や疲れ強さが増大するため本発明の方法によ
って物性の優れた鋳鉄材料が得られる。。
（実施例）
以下の実施例に訃いて本発明を更に詳細に説明する。な
お、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
お、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
Ｐａｒ定量のＦｅ −Ｓｔ−Ｍｇ合金を添加して球状化
処理を施した球状黒鉛鋳鉄の溶湯に、鋳込直前に重量比
でＡｌ及びＢａを各々１チ以上含むＦｅ−８ｉ接種剤を
鋳込重量の０．５〜１チ加えた後第１図に示す銅合金で
製作された金型１に注入した。湯口より注入てれた溶湯
は乱流状態で湯道２を通過する。次いで浴湯は細ズ切っ
た堰３を通過することにより静流となって製品キャビテ
ィー４内に入り、そこに充填孕れる。金型１は製品キャ
ビティー４の近傍に複数の水冷穴５を有し、この穴に通
水することにより冷却でれている。溶湯は金型１内で急
冷され、この際型温は５０℃以下に保たれる。又、型内
には冷却効果を上げるために塗型剤を塗布しない。更に
これにより引き起こぢれる浴湯の湯回り不良は減圧鋳造
とすることにより解決できる。すなわち、製品キャビテ
ィー４の上部には押湯６を付け、そのまわりに減圧スリ
ット７を切ってあ秒、更（減圧スリット７は減圧穴８に
通じている。減圧穴より真空ポンプをひくことによりキ
ャビティ内全体を減圧状態とした後溶湯を注入する。
処理を施した球状黒鉛鋳鉄の溶湯に、鋳込直前に重量比
でＡｌ及びＢａを各々１チ以上含むＦｅ−８ｉ接種剤を
鋳込重量の０．５〜１チ加えた後第１図に示す銅合金で
製作された金型１に注入した。湯口より注入てれた溶湯
は乱流状態で湯道２を通過する。次いで浴湯は細ズ切っ
た堰３を通過することにより静流となって製品キャビテ
ィー４内に入り、そこに充填孕れる。金型１は製品キャ
ビティー４の近傍に複数の水冷穴５を有し、この穴に通
水することにより冷却でれている。溶湯は金型１内で急
冷され、この際型温は５０℃以下に保たれる。又、型内
には冷却効果を上げるために塗型剤を塗布しない。更に
これにより引き起こぢれる浴湯の湯回り不良は減圧鋳造
とすることにより解決できる。すなわち、製品キャビテ
ィー４の上部には押湯６を付け、そのまわりに減圧スリ
ット７を切ってあ秒、更（減圧スリット７は減圧穴８に
通じている。減圧穴より真空ポンプをひくことによりキ
ャビティ内全体を減圧状態とした後溶湯を注入する。
第２図に第１図のＡ−ＡｌＩｉｉに沿った断面を示す。
従来法との比較試験：
第３図及び第４図に本発明の方法及び従来の方法によっ
て製造した肉厚５箇の鋳物についての接種剤添加量と平
均黒鉛粒径との関係を示す。
て製造した肉厚５箇の鋳物についての接種剤添加量と平
均黒鉛粒径との関係を示す。
第３図及び第４図より明らかなように、通常のｆ；’ｅ
−７９ｉ接種に比べるとＡｌ−Ｂａを含むｌｉ’ｅ−８
ｉ接種の方が同一接種量でも黒鉛粒径が小嘔くなる。し
かし５ＫＤ６１材（ＪＩＳ規格）で作られた金型を用い
た場合には通常のＦｅ −８ｔ ＆種及びＡｌ−Ｂａを
含む’ｆ；’ｅ−８ｉ接種ともに平均黒鉛粒径け１５μ
ｍ程度であった。しかし本発明の方法における急冷金型
を用いることにより、Ｆｅ−８ｉ接種接種で１０μｍ程
度、Ａｌ−Ｂａを含むＦｅ−８ｉ接種で５μｍ程度の平
均黒鉛粒径を得ることができた。
−７９ｉ接種に比べるとＡｌ−Ｂａを含むｌｉ’ｅ−８
ｉ接種の方が同一接種量でも黒鉛粒径が小嘔くなる。し
かし５ＫＤ６１材（ＪＩＳ規格）で作られた金型を用い
た場合には通常のＦｅ −８ｔ ＆種及びＡｌ−Ｂａを
含む’ｆ；’ｅ−８ｉ接種ともに平均黒鉛粒径け１５μ
ｍ程度であった。しかし本発明の方法における急冷金型
を用いることにより、Ｆｅ−８ｉ接種接種で１０μｍ程
度、Ａｌ−Ｂａを含むＦｅ−８ｉ接種で５μｍ程度の平
均黒鉛粒径を得ることができた。
平均黒鉛粒径と機械的性質との関係：
平均黒鉛粒径を従来よりも微細にすることにより鋳造品
の機械的性質がどの程度向上するかを調べた。第５図に
結果を示す。試験試料は成分としてＣ＝ ３．５〜３．
８重ｉチ、５ｉ＝２．５〜３、０％を含み、熱処理９３
０℃、炉冷フェライト処理したものを用いた。鋳造品の
硬度、伸び及び引張り強さはともに黒鉛粒径が微細にな
ることにより向上した。又、砂型や従来使用でれている
金型を用いた鋳造品に比べて極めて高い値を示した。
の機械的性質がどの程度向上するかを調べた。第５図に
結果を示す。試験試料は成分としてＣ＝ ３．５〜３．
８重ｉチ、５ｉ＝２．５〜３、０％を含み、熱処理９３
０℃、炉冷フェライト処理したものを用いた。鋳造品の
硬度、伸び及び引張り強さはともに黒鉛粒径が微細にな
ることにより向上した。又、砂型や従来使用でれている
金型を用いた鋳造品に比べて極めて高い値を示した。
平均黒鉛粒径と疲れ強さとの関係：
第６図より明らかなように、鋳造品中の平均黒鉛粒径が
より小さくなれば疲れ強さが向上することがわかる。特
に平均黒鉛粒径が３０ｐｍ以下となると疲れ強さが急激
に増大する。又、鋳造に用いる型の種類によって鋳造品
中の平均黒鉛粒径が異なり、砂型と金型とでは明確な相
違が認められ、金型においても急冷金型を用いると更に
効果が大きい。
より小さくなれば疲れ強さが向上することがわかる。特
に平均黒鉛粒径が３０ｐｍ以下となると疲れ強さが急激
に増大する。又、鋳造に用いる型の種類によって鋳造品
中の平均黒鉛粒径が異なり、砂型と金型とでは明確な相
違が認められ、金型においても急冷金型を用いると更に
効果が大きい。
金属の種類による金属組織の相違：
第７図〜第１０図に従来法による砂型と本発明の方法に
よる急冷金型とを用いて製造した鋳造品の顕微鏡写真を
示す。鋳鉄としてはねずみ鋳鉄（ＦＣ）及び球状黒鉛鋳
鉄ＣＦＣＤ）を使用し肉厚１０ｗ、ＣＥ＝４．１、ｐｅ
−８ｉ接種により鋳造した。図より急冷金型を用いた場
合の方が緻密な組織が得られることが判る。
よる急冷金型とを用いて製造した鋳造品の顕微鏡写真を
示す。鋳鉄としてはねずみ鋳鉄（ＦＣ）及び球状黒鉛鋳
鉄ＣＦＣＤ）を使用し肉厚１０ｗ、ＣＥ＝４．１、ｐｅ
−８ｉ接種により鋳造した。図より急冷金型を用いた場
合の方が緻密な組織が得られることが判る。
ｍ種剤の接種量による金践組織の変化：第１１図〜第１
４図に本発明の方法においてＡｌ−Ｂａを含むＦｅ−８
ｔ篠種剤のＶ＆株量を変化でせた場合の鋳造品の顕微鏡
写真を示す。なお、鋳造においては黒鉛の球状化剤とし
てＭｇを０．０２５重量％添加し、肉厚１０ｍｍとしフ
ェライト化熱処理した。図より明らかなように接種量が
多くなるにしだがって組織かより緻密ＶＣなってくるの
が判る。
４図に本発明の方法においてＡｌ−Ｂａを含むＦｅ−８
ｔ篠種剤のＶ＆株量を変化でせた場合の鋳造品の顕微鏡
写真を示す。なお、鋳造においては黒鉛の球状化剤とし
てＭｇを０．０２５重量％添加し、肉厚１０ｍｍとしフ
ェライト化熱処理した。図より明らかなように接種量が
多くなるにしだがって組織かより緻密ＶＣなってくるの
が判る。
（発明の効果）
上述のように本発明の鋳鉄材料の鋳造方法は、Ａｌ−Ｂ
ａを含む接種剤と銅合金による急冷金型等を鋳造時に用
いることにより極めて微細な平均粒径を有する球状黒鉛
鋳鉄材料を得ることが可能であり、肉厚２０ｍ程度に厚
くなっても同様の性状のものが得られる。
ａを含む接種剤と銅合金による急冷金型等を鋳造時に用
いることにより極めて微細な平均粒径を有する球状黒鉛
鋳鉄材料を得ることが可能であり、肉厚２０ｍ程度に厚
くなっても同様の性状のものが得られる。
このため切削性を低下嘔せることなく、引張り強さ、硬
度、疲れ強で等の機械的性質を大幅に向上させることが
できる。
度、疲れ強で等の機械的性質を大幅に向上させることが
できる。
又、鋳造中型温を従来よりも低く保つので熱疲労による
型の割れなどを防止でき、このだめ現在の金ｒノ鋳造の
最大の問題点である型寿命を大幅に延長させることがで
き低コスト化を計ることができる。
型の割れなどを防止でき、このだめ現在の金ｒノ鋳造の
最大の問題点である型寿命を大幅に延長させることがで
き低コスト化を計ることができる。
更に優れた物性を有する鋳鉄材料が容易に得られるので
機械材料や構造材料としての鋳鉄材料の適用範囲を広げ
る効果を奏する。
機械材料や構造材料としての鋳鉄材料の適用範囲を広げ
る効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法に用いる金型の一例のパーティン
グラインより見た正面図、 第２図は陪１図のＡ−ＡＩｆ＆に沿った断面図、第３図
及び第４図は各々本発明の方法による急冷金型及び従来
のＳＫＤ金型を用いた場合の接接種剤の接種量と鋳造品
中の平均黒鉛粒径との関係を示す図、 第５図は本発明の方法を用いて製造した＠遺品中の平均
黒鉛粒径と引優り強ぜ、硬度及び伸びとの関係を示す図
、 第６図は各種鋳造型を用いて製造した鋳造品中の平均黒
鉛粒径と疲れ強でとの関係を示す図、第７図〜第１Ｏ図
は砂型及び急冷金型を用いて製造した鋳造品の顕微鏡写
真、 第１１図〜第１４図は本発明の方法において接種剤の接
種量を変化式せた場合の鋳造品の顕微鏡写真である。 図中、 １・・・金型 ２・・・湯道 ３・・・堰４・・
・製品キャビティー ５・・・水冷穴６・・・押湯
７・・・減圧スリット ８・・・減圧穴特許出願
人 トヨタ自動車株式会社 代理人 弁理士 萼 優 美（ほか１名）第７図 第９図 砂型、 ＦＣＣ 第８図 第１０図 、色、；４″＊ｑ、 ＦＣＣ 第１１図 第１３図 ＃推量ＯＪ。 第１２ 図 第１４図 捧棧量〇− 手続補正書（方式） 昭和６０年 ３月７日
グラインより見た正面図、 第２図は陪１図のＡ−ＡＩｆ＆に沿った断面図、第３図
及び第４図は各々本発明の方法による急冷金型及び従来
のＳＫＤ金型を用いた場合の接接種剤の接種量と鋳造品
中の平均黒鉛粒径との関係を示す図、 第５図は本発明の方法を用いて製造した＠遺品中の平均
黒鉛粒径と引優り強ぜ、硬度及び伸びとの関係を示す図
、 第６図は各種鋳造型を用いて製造した鋳造品中の平均黒
鉛粒径と疲れ強でとの関係を示す図、第７図〜第１Ｏ図
は砂型及び急冷金型を用いて製造した鋳造品の顕微鏡写
真、 第１１図〜第１４図は本発明の方法において接種剤の接
種量を変化式せた場合の鋳造品の顕微鏡写真である。 図中、 １・・・金型 ２・・・湯道 ３・・・堰４・・
・製品キャビティー ５・・・水冷穴６・・・押湯
７・・・減圧スリット ８・・・減圧穴特許出願
人 トヨタ自動車株式会社 代理人 弁理士 萼 優 美（ほか１名）第７図 第９図 砂型、 ＦＣＣ 第８図 第１０図 、色、；４″＊ｑ、 ＦＣＣ 第１１図 第１３図 ＃推量ＯＪ。 第１２ 図 第１４図 捧棧量〇− 手続補正書（方式） 昭和６０年 ３月７日
Claims (1)
- 球状黒鉛鋳鉄の溶湯に鋳込直前に重量比でＡｌ及びＢａ
を各々１％以上含むＦｅ−Ｓｉ接種剤を所定量加えた後
金型に注入し、型温を概略５０℃以下に保つて冷却固化
させて鋳造品中の球状黒鉛の平均粒径を１０μｍ以下と
することを特徴とする微細球状黒鉛を有する鋳鉄材料の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59238954A JPH0626751B2 (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 微細球状黒鉛を有する鋳鉄材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59238954A JPH0626751B2 (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 微細球状黒鉛を有する鋳鉄材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61119351A true JPS61119351A (ja) | 1986-06-06 |
| JPH0626751B2 JPH0626751B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=17037761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59238954A Expired - Lifetime JPH0626751B2 (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 微細球状黒鉛を有する鋳鉄材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626751B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110247581A1 (en) * | 2008-11-19 | 2011-10-13 | Trieschmann Joerg | Gear and balance shaft for a piston engine |
| EP2341154B1 (en) * | 2010-01-05 | 2015-02-25 | Pedro Fernandez Teran | Process for making nodular cast iron |
| CN104399909A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-03-11 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | 一种铺纯铝装置 |
| JPWO2017164382A1 (ja) * | 2016-03-24 | 2019-02-07 | 日立金属株式会社 | 球状黒鉛鋳鉄、それからなる鋳造物品及び自動車用構造部品、並びに球状黒鉛鋳鉄からなる鋳造物品の製造方法 |
| JP2019189920A (ja) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | いすゞ自動車株式会社 | 推定装置、推定方法及び、推定プログラム |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5639363A (en) * | 1979-10-08 | 1981-04-15 | Aisin Seiki Co Ltd | Relief valve system for hydraulic-type toggle joint |
| JPS56114570A (en) * | 1980-02-14 | 1981-09-09 | Sintokogio Ltd | Manufacture of spheroidal graphite cast iron casting |
| JPS5956944A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-02 | Iwate Seitetsu Kk | 鋳鉄鋳物の製造方法 |
-
1984
- 1984-11-13 JP JP59238954A patent/JPH0626751B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
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| US8561589B2 (en) * | 2008-11-19 | 2013-10-22 | Mitec Automotive Ag | Gear and balance shaft for a piston engine |
| EP2341154B1 (en) * | 2010-01-05 | 2015-02-25 | Pedro Fernandez Teran | Process for making nodular cast iron |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0626751B2 (ja) | 1994-04-13 |
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