JPS61177356A - 低熱膨張性高ニツケルオ−ステナイト系芋虫状黒鉛鋳鉄 - 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、熱膨張性の低いことが要求される精密機械部
品等の用途に好適な高ニッケルオーステナイト系鋳鉄に
関するものである。

【従来の技Ｉｌｌ 熱変形を受けやすい、例えば精密工作機械や各種精密測
定機の部品、精密金型あるいは治工具などの用途に供す
る部材材料には、熱膨張による変形が少ないこと、つま
り低熱膨張性であると同時に、熱伝導性、吸振性、引張
強さ等の機械的性質さらに快削性の諸性質に良好な特性
を兼備するものが要求されている。従来、このような用
途部材には、一般にインバー、スーパーインバー等）Ｆ
ｅ−Ｎｉ系およびＦｅ−Ｎ１−Ｇｏ系合金が賞月されて
おり、また鋳造材料としては高ニッケルオーステナイト
系鋳鉄にレジスト鋳＃）が使用されてきている。すなわ
ち、この挿置鉄材の好適なものとしては、Ａ３７Ｍ規格
のＡ４３６−７２ａＴｙｐｅ５　（片状黒鉛タイプ）並
びにＡ４３９−７１　ＴｙｐｅＤ　５　、０５　Ｂ　（
球状黒鉛タイプ）がある。

これらの鋳鉄材料では、前記インバー合金と同様にＮｉ
を３４〜３７％含有してなるものであるが、その線膨張
係数は前記合金の３Ｘ１０／”Ｃ！以下には及ばないも
のの、磁気変態点を越えない２００℃前後の温度まで５
Ｘ１０／”Ｏ程度の良好な値を持続し得るものである。

しかし、これらの鋳鉄材料では精密機器部材の構成材料
に利用する上で、なお一長一短がある。

すなわち、まず前記片状黒鉛タイプのものでは。

熱伝導性と吸振性には優れるものの引張強さがｌθ〜２
０　Ｋｇｆ／ａｍ’と低いのが難点であり、一方法状黒
鉛タイプのものでは、引張強さは３８　Ｋｇｆ／ｍ１ｍ
１以上と高いもののその熱伝導性と吸振性は片状黒鉛タ
イプのものに比較してかなり劣り、いずれもその欠点に
起因して過用用途に制限を受けている。

また、一般にオーステナイ）Ｍ鉄の特性として、熱伝導
性が低く、高ニツケル含有砂のものになると弾性係数も
かなり低くなる傾向を示すが、これらの欠点を軽減する
上で既知の片状黒鉛および球状黒鉛の両タイプ共問題が
あり、！ｆｌ織的に両者の中間的な材質が好ましいもの
と考えられる。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、このような技術背景に鑑みて、熱膨張性の低
いことが要求される各種の機械要素等に供する鋳造材料
として、上記従来の片状黒鉛および球状黒鉛系の組織の
ものがもつそれぞれの欠点を克服解消でき１両者の利点
のみを兼備し得るようにした。即ち熱膨張性、熱伝導性
、吸振性、機械的性質、快削性等の心安な全ての性質を
同時に満足することができるこの種晶ニッケルオーステ
ナイト系鋳鉄を後供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明が新たに提唱する低熱１１張性の鋳鉄材料は、ｃ
；　１．５〜２．４．Ｓｉ；１．０〜２゜７、Ｍｎ；　
０．１−１．５、Ｎ１Ｈ２７，Ｏ〜３７．０．Ｃｒ：３
．０以下、Ｃｏ；１５以下、Ｍｇ　；　０．０１５〜Ｇ
−０３５、Ｔ　ｉ　；　０　、３以下を各ｗｔ％で含み
、残ｆＩ＆要質的にＦｅの化学成分からなるオーステナ
イト系鋳鉄であって、黒鉛組織が一部片状黒鉛と球状黒
鉛を混在した芋虫状黒鉛を生体としてなり、引張強さ２
５〜４０　Ｋｇｆ／■ｌを有していることを特徴とする
ものである。すなわち、成分組成の面からは公知の高ニ
ッケルオーステナイト系鋳鉄と共通するものであるが、
その黒鉛組織が従来の片状黒鉛または球状黒鉛からなる
ものと相違し、芋虫状黒鉛を生体としている点に最も大
さな特徴がある。

本発明鋳鉄における各合金元素の含有率は、公知のこの
種オーステナイト系鋳鉄と基本的に共通している。そし
て、この特定の成分範囲で所期の特性を得べく合金組成
を調整するもので鼠るが、この際特に熱膨張性に係る成
分であるＮｉとＣＯは、室温乃至２００℃でその線膨張
係数を５Ｘ１０／”Ｏ以ドに抑えるためＮ　ｉ　；　２
７〜３７　（ｗｔ）％、Ｃｏ：１５（ｗｔ）％以下にそ
れぞれ含有竜を限定しているとともに、両者をＮｉ（駒
＋（Ｃ。

（＄）　Ｘｏ、７５＋　＝３４〜４０（＄）　　（但し
、Ｇｏ含有量が低いと５には３４〜３７（＄）　）にバ
ランスさせるようにしている。そして、このような成分
組成からなるものにおいて、従来の前記片状黒鉛組織と
前記球状黒鉛組織との中間的な組織形態に当る芋虫状黒
鉛を生体とした黒鉛組織、具体的には黒鉛の球状化率が
２５〜６０％の範囲にあるものを現出せしめるようにし
ている。すなわち、この芋虫状黒鉛を生体とした黒鉛組
織を具備したものであれば、前記片状黒鉛組織の長所で
ある熱伝導性、吸振性および快削性を損なうことなく前
記球状黒鉛組織のものに近い機械的強度：引張強さ２５
〜４０Ｋｇｆ／ｍｓ’（より好適には３０〜３５　Ｋｇ
ｆｌ諺ｌ）を発現させることが可能となる。

なお、本発明鋳鉄の製造法には、別設格別のものを要さ
ず、この種鋳鉄材料に用いられている通常の溶製、鋳造
工程に従って実施すればよい、そして、黒鉛組織形態の
ｍ整は球状化剤の種類および添加量などよって８１１す
る。

Ｌ材料特性」 以上のような成分組織を有している本発明鋳鉄のもつ浚
れた材料特性を列挙すれば、下記の通りである。

（ｉ）ｍｌ膨張係敬 ２５〜１００℃　　　３〜５　　（Ｘ　１　０／”０）
２５〜３００℃　　　ａ　〜８　　（ｘ　　ｌ　　Ｏ／
”Ｃ）（１１）熱伝導率 ０．０５〜０．０９（ｃａｌ／　ａｙｓ−ｓ・”Ｏ）（
ｉｉｉ）吸振性能（内部摩擦による−）０．５０〜２．
００（Ｃｉｘ　１０） （ｉｆ）ａｍ械的性質 引張強さ　２５〜３７（Ｋ１１１ｍｍ”　）伸び　５〜
１Ｇ（＄３ 硬度　１２０〜１７Ｇ（ＨＢ） 弾性係数　８０００〜１２０００（Ｋｇｆ／−■１）（
マＩ′Ｈ造性、切削性 片状黒鉛タイプと球状黒鉛タイプの中間的性質を示す なお、これらの特性は芙試の結果によるもので、次の実
施例によっても裏付けられる。

し実施例１ 以下１本発明の実施例を比較例と共に掲げて説明する。

５００Ｋｇ高周波溶解炉を用いて、各々ｉｆ表に詳記す
る配合、製造条件の下にＭｏ１−Ｎｏ８に示す試料を鋳
造作製した。これら各試料の化学成分は第２表に示す通
りであって、Ｎｏｌ〜Ｎｏ６が本発明鋳鉄に相当し、Ｎ
ｏ７とＮｏ８は比較のための従来鋳鉄（Ｎｏ７は球状黒
鉛タイプ、Ｎｏ８を片状黒鉛タイプ）に当る。

これらの各試料について１機械的性質、熱膨張率および
内部摩ｍｌ（減１ｉ率）と弾性係数（ヤング率）を測定
した結果を、第２表、第３表および第４表に示す。

なお、各試験の試験条件等は次の通りである。

まず、供試材はＪＩＳ　Ｇ５５０２のＡ号（ＩＹＢ）で
採取したものである。引張試験は、Ｎｏ１〜７について
はＪＩＳ　２２２０１の４号試験片テ、Ｍａ８について
は同日号試験片で測定した。また熱膨張測定試験は５φ
Ｘｌ０Ｉの試験片を用いて測定した。さらに、減衰率、
ヤング率については１００ｗ　Ｘ１００Ｉ　Ｘ２ｔの板
試験により測定した。

第３表熱膨張率 （）は同一試料を、７５０℃Ｘ　８　Ｈｒ７丁■酊會５
５０℃空冷の焼鈍を施したもの。

第４表内部摩擦と弾性係数 （）は前記と同じく焼鈍したちの また、これらＭａｌ〜Ｎａ８に示した各種鋳鉄材料の代
表的な一部のものについて、そのｍ鍛錬組織を添付して
示す、ここに、第１図は本発明に係る芋虫状黒鉛鋳鉄で
ある試料Ｎ０３（球状化率３５％）の組織を、第２図は
同試料Ｎ０６（球状化率４５％）の組織を示している。

また、第３図は試料Ｎ。

７の球状黒鉛鋳鉄（球状化率９０％以上）の組織を、第
４図は試料Ｎｏ８の片状黒鉛鋳鉄（球状化率θ％）の組
織を示している。

を発明の効果］ 以上の説明及び実施例の結果に徴して明らかなように、
本発明の高ニッケルオーステナイト系鋳鉄では、特にそ
の黒鉛組織形態を芋虫状黒鉛を生体とするものに改変せ
しめたことによって、この種従来の片状黒鉛タイプのも
のと球状黒鉛タイプのものの各々の欠点を補填して１ｗ
頭に掲げたような各種低熱膨張部材の用途に広汎に適用
できる低熱膨張性で、しかも熱伝導性、吸振性、機械的
性質、快削性等の諸性質に優れる鋳鉄材料を提供するこ
とができたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る芋虫状黒鉛鋳鉄（試
料Ｎ０３）の金属組織を示す写真（倍率５０倍）であり
、第２図は同鋳鉄（試料Ｎｏ６）の金属組織を示す写真
（倍率５０倍）である、第３図は、比較例として掲げた
球状黒鉛タイプ（試料Ｎ。 ７）のものの金属組織を示す写真（倍率５０倍）であり
、第４図は同片状黒鉛鋳鉄（試料Ｎ０８）の金属組織を
示す写真（倍率５０倍〕である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｃ１．５〜２．４ Ｓｉ１．０〜２．７ Ｍｎ０．１〜１．５ Ｎｉ２７．０〜３７．０ Ｃｒ３．０以下 Ｃｏ１５以下 Ｍｇ０．０１５〜０．０３５ Ｔｉ０．３以下 を各ｗｔ％で含み、残部実質的にＦｅの化学成分からな
   るオーステナイト系鋳鉄であって、黒鉛組織が一部片状
   黒鉛と球状黒鉛を混在した芋虫状黒鉛を生体としてなり
   、引張強さ２５〜４０Ｋｇｆ／ｍｍ＾２を有しているこ
   とを特徴とする低熱膨張性高ニッケルオーステナイト系
   芋虫状黒鉛鋳鉄。