JPS61149428A - 球状黒鉛鋳鉄 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、高強度・強靭性を要求され、かつ機械加工を
必要とする機械構造層部品に適した球状黒鉛鋳鉄に関す
るものである。

（従来の技術） 従来のオーステンパー処理球状黒鉛鋳鉄は、砂型に鋳造
されたパーライト及びまたは、フェライト基地の球状黒
鉛鋳鉄にオーステンパー処理を施こすことにより製造さ
れており、高強度・強靭性を有するため機械構造用材と
して使用範囲が広がりつつある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のオーステンパー処理球状黒鉛鋳鉄
は、パーライト基地の球状黒鉛鋳鉄に比べて切削性が著
しく劣る。

そこで、本発明ではこの問題点を解決することを主目的
として、球状黒鉛鋳鉄の黒鉛粒数を著しく増加させるこ
とによって、切削性を飛瀝的に向上させ、かつ火口的と
して黒鉛粒数の増加により、伸びも向上させるオーステ
ンパー処理を施こした球状黒鉛鋳鉄を提供するものであ
る。

なお、従来より可［Ｊ鉄の化学成分、例えば。

（２，７％Ｃ，１，Ｉ％Ｓｊ、０，２５％Ｍｎ、０．０
１％Ｐ、０．０３％Ｓ、０．０１８％Ｃｒ）に、Ｍｇ処
理を施したものは知られているが、本提案の様に通常の
球状黒鉛鋳鉄を急冷凝固させたものはなく、前記Ｍｇ処
理可ｊＦｌ　８３鉄が、基地中のセメンタイトを分解す
るためには、高温かつ長ｆｆ；９１７１’ｆの熱処理（
９３０″Ｃ程度で４時間以−に）を要するのに対し、本
提案の急冷された鋳鉄では、基地中のセメンタイトの分
解には。

８５０℃〜９００°Ｃで２時間程度の温度と保持時間で
充分であり、通常ではセメンタイトの分解処理とオース
テンパー処理の為のオーステナイト化処理を兼ねること
が出来るので、著しく経済的である。

（問題点を解決するための手段） Ｍｇ単独または、Ｍｇ及びＣａと希土類元素の複合添加
で球状化処理した球状黒鉛鋳鉄組成を有する溶湯を金型
または、全面あるいは加工を必要とする部分にのみチラ
ーを当てた急冷鋳型にて、全体あるいは、加工を必要と
する部分を白銑または、斑銑凝固させる。次に、この鋳
造品に対して、一旦、室温まで冷却後、再度Ａｔ変態点
以上の所定の温度に加熱保持して、セメンタイトを分解
させ、次いで目標オーステナイト化温度に均熱し。

その温度からパーライト変態を生ぜしめない冷却速度で
急冷しＭｓ点点上上温度で冷却を一旦停止した後、所定
の温度に保持するか、または、穏やかに温度を降下させ
、所定の時間経過後、放冷または急冷する再加熱オース
テンパー処理を施こし。

通常の球状黒鉛鋳鉄に比べて飛躍的に黒鉛粒数が増加し
、しかも、基地組織をベイナイトと残留オーステナイト
の混合組織とした球状黒鉛鋳鉄を得ることができる。

本提案によって、切削性を著しく向上させ、かつ伸びを
向上させたオーステンパー処理球状黒鉛鋳鉄を製造する
ことができる。

なぜならば、製品の切削加工は通常、その表面部に限ら
れ切削性は、黒鉛鉛粒数の増加により大巾に改善される
。一方、球状黒鉛鋳鉄溶湯を白銑または座鉄組織となる
ように急冷した後、熱処理によってセメンタイトを分解
した場合、通常の砂型鋳造した場合に比べて飛躍的に黒
鉛粒数の増した球状黒鉛鋳鉄が得られる。しかも、その
黒鉛粒数は冷却速度の早い表面部はど数が多くなる。従
って、本提案は、優れた機械的性質を有しながら。

その難削性のために限られていたオーステンパー処理球
状黒鉛鋳鉄の用途を一挙に拡大するものである。

更に、本提案による製造法によると、数多くのしかも形
状の揃った微細黒鉛ａｍの球状黒鉛鋳鉄が得られるため
、機械的性質、特に伸びが大巾に向上し、優れた破壊特
性をもっオーステンパー処理球状黒鉛鋳鉄を得ることが
できる。

（実施例） １、Ｍｇ単独添加時 （］）溶湯処理 ・球状化処理 Ｆｅ−５ｉ−５％Ｍｇ合金を用い、Ｍｇ量で０．０８　
ｔｙｔ、％　を添加、取鍋にてサンドインチ法で球状化
処理した。

・接種 １次接種として、Ｍｇ処理後に　Ｆｅ−５０％ＳｉをＳ
ｉ量で、０．８％取鍋添加し、２次接種として注湯時に
Ｓｉ量で０．１％接種した。

（２）化学成分　（ｗｔ％） ＊　Ｃｕ、Ｍｏは、オーステンパ一時の焼入性向上のた
め添加 （３）鋳造 上記化学成分の溶湯を下記５種類の円筒鋳型に鋳込んで
粗材とした。

（注）組織は室温まで冷却したもの Ａ、外径１９０ｍ＋φ（内径１１０ｍφ）Ｘ３００ｍｍ
ｌ（砂型）組織：球状黒鉛、パーライト、フェライトＣ
０外径１５０＋ｎｍφ（内径１００ｎｎ＋φ）Ｘ３００
＋ｎｍ１（砂型）組ｔａ二球状黒鉛、パーライト、フェ
ライトＣ０外径１５０Ｉφ（内径１１０ｎｗｎφ）Ｘ３
００ｍｍｌ（砂型）組織：球状黒鉛、パーライト Ｄ、外径１５０■φ（内径１１０調φ）　Ｘ　３００＋
＋ａ＋＋１（砂型＋側面全面チラー（２０ＩｆＩＩｌｔ
））組織：球状黒鉛、セメンタイト、パーライトＥ、外
径１５０ｆｉφ（内径１１０Ｗφ）　ｘ　３００簡ｌ（
金型）組繊：白銑 （４）熱処理 以上、５８１類の円筒に次のオーステンパー処理を施こ
した。

９００℃Ｘ２Ｉ（→８７０℃Ｘ　１．５Ｈ−４！１８０
℃Ｘ２Ｈ→水冷（５）各円筒の機械的性質及び熱処理後
の黒鉛粒数（６）各円筒の切削性 Ａ−Ｅそれぞれの円筒を下記条件にて、切削性の試験を
行なった結果、工具寿命と黒鉛粒数の関係を、図１．に
示す。

切削条件 工具：　ＨＣ５１０ＳＮＭＧ　４３Ｊ′条件：　Ｖ＝１
００　ｍ７分 子＝ｏ、３ｎｗｍ／回転 ｔ　＝２．０Ｉｍ ２、Ｍｇ及び、　Ｃａ、Ｒ，Ｅ、複合添加時（１）溶湯
処理 ・球状化処理 Ｆｅ−８ｉ−４，５％Ｍ　ｇ　−２％Ｃａ−２％Ｒ，Ｅ
。

合金を用い、Ｍｇ量で０．０６％１ｔ％　を添加、取鍋
にてサンドイタチ法で球状化処理した。

・接種 １次接種として、Ｍｇ処理後に　Ｆｅ−５０％ＳｉをＳ
ｉｉで、０．８％取鍋添加し、２次接種として注湯時に
Ｓｉ量で０．１％接種した。

（２）化学成分　（ｗｔ、％） ＊　Ｃｕ、Ｍｏは、オーステンパ一時の焼入性向上のた
め添加 （３）鋳造 上記化学成分の溶湯を下記５種類の円筒鋳型に鋳込んで
粗材とした。

（注）組織は室温まで冷却したもの Ａ、外径１９０＋ｍ＋φ（内径１１０ｍφ）Ｘ３００ｎ
ｙｎｌ（砂型）組織：球状黒鉛、パーライト、フェライ
トＣ９外径１５０ｍφ（内径１００　ｒｒｅφ）Ｘ３０
０ｍｎｌ（砂型）組織：球状黒鉛、パーライト、フェラ
イトＣ９外径１５０＋ｎｍφ（内径１１０＋＋ｗｎφ）
Ｘ３００ｍｍｌ（砂型）組織二球状黒鉛、パーライト Ｄ、外径１５０ｍφ（内径１１０■φ）Ｘ３００ｍｍｌ
（砂型＋側面全面チラー（２０冊し））組織二球状黒鉛
、セメンタイト２パーライトＥ、外径１５０鯨φ（内径
１１０喘φ）ｘ５００ｗｍｌ（金型）組ｍ：白銑 （４）熱処理 以上、５神色の円筒に次のオーステンパー処理を施こし
た。

８７５℃Ｘ２Ｈ→３８０℃Ｘ２Ｈ→水冷（５）各円筒の
機械的性質及び熱処理後の黒鉛粒数（６）各円筒の切削
性 Ａ−Ｅそれぞれの円筒を下記条件ばて、切削性の試験を
行なった結果、工具寿命と黒鉛粒数の関保全、図１．に
示す。

切削φ件 工具：　＋ｌＣ５１０ＳＮＭＧ　４３２−条件：　Ｖ　
＝　１００　ｍ／分 子＝０．３ｍｍ／回転 ｔ＝２．０＋ｗｗ （発明の効果） 実施例からも明らかなように、オーステンパー処理を施
こした後の球状黒鉛鋳鉄の黒鉛粒数を増加させることに
より、伸びを向上させ、切削性を飛躍的に向上させるこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

図１．は、工具寿命に及ぼす黒鉛粒数の影響を示したも
のである。 笛／函 ５０　　にν　　　　　　簸　１０ｔＸ）　　　　　　
　ヌγＱｙＬ！Ｉ′Ｑ趙数　Ｃ５僑Ｉす

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｍｇ単独または、Ｍｇ及びＣａと希土類元素の複合添加
   で球状化処理した球状黒鉛鋳鉄組成を有する溶湯を急冷
   鋳型又は部分的に冷し金を配設せる鋳型に注湯し、該鋳
   物の全体あるいは、部分的に白銑または、斑銑凝固させ
   た後、一旦、室温まで冷却後、再度Ａ１変態点以上の所
   定の温度に加熱保持して、セメンタイトを分解させ、次
   いで目標オーステナイト化温度に均熱し、その温度から
   パーライト変態を生ぜしめない冷却速度で急冷しＭｓ点
   以上の温度で冷却を一旦停止した後、所定の温度に保持
   するか、または、穏やかに温度を降下させ、所定の時間
   経過後、放冷または急冷する再加熱オーステンパー処理
   を施こすことを特徴とする球状黒鉛鋳鉄。