JPS6145686B2 - - Google Patents
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- JPS6145686B2 JPS6145686B2 JP1593881A JP1593881A JPS6145686B2 JP S6145686 B2 JPS6145686 B2 JP S6145686B2 JP 1593881 A JP1593881 A JP 1593881A JP 1593881 A JP1593881 A JP 1593881A JP S6145686 B2 JPS6145686 B2 JP S6145686B2
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- Japan
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- cast iron
- hardness
- temperature
- fatigue strength
- shot peening
- Prior art date
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- Expired
Links
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
本発明は、球状黒鉛鋳鉄部品の製造方法に関す
る。 たとえば自動車用の歯車のように、高い精度を
要し、かつ高い応力にさらされる部品を鋳鉄によ
り製造する場合、これら部品にオーステンパ熱処
理とシヨツトピーニング加工を施すことが望まし
い。従来の方法でオーステンパ処理したダクタイ
ル鋳鉄の硬さは、VHN450ないし550であり、浸
炭鋼等の歯車材料に比較すると、硬さが低く、耐
摩耗性の点で劣つている。オーステンパ処理にお
いて、高温加熱によるオーステナイト化の後の急
冷のための塩浴温度を低くすれば、硬さを上げる
ことはできるが、この場合、基地組織にマルテン
サイト成分を生じるため、疲労強度及び耐衝撃強
度が著しく低下する。 本発明は、疲労強度及び耐衝撃強度を著しく低
下させることなく、硬さを高めることのできる球
状黒鉛鋳鉄部品の製造方法を提供することを目的
とする。 すなわち、本発明の方法は、特定成分の球状黒
鉛鋳鉄に、特定条件のオーステンパ処理を施した
のち、シヨツトピーニングを行なうもので、より
具体的には、球状黒鉛鋳鉄部品は、重量比で、
C2.6ないし4.0％、Si1.5ないし3.5％、Mn0.1ない
し1.0％、Mg0.02ないし0.1％、Cu0.3ないし1.5
％、Mo0.03ないし0.09％、W0.1ないし0.5％、残
部が実質的にFeからなり、この部品は、該部品
を850ないし950℃の温度に４時間以内加熱保持し
て基地をオーステナイト化し、その後220ないし
270℃に急冷して、この温度に30分以上保持する
オーステンパ処理を施して組織をベーナイト化
し、次いで該部品にシヨツトピーニングを行なう
処理が加えられる。 本発明によれば、添加成分であるCu、Mo、Ｗ
の効果によりベーナイト組織が強化され、
VHN550以上の硬さを得ることができ、疲労強度
及び耐衝撃強度に悪影響はない。Ｃ含有量は、通
常のダクタイル鋳鉄におけるＣ含有量の範囲内で
あり、Siは、ベイナイトの硬さを低下させるので
3.5％以下とする必要があり、鋳造性を維持する
ためにはSi1.5％以上が必要である。 Mnは硬さを増加させる効果があるが、マルテ
ンサイト組織を生じ易く、その結果として靭性を
損うので、その含有量は1.0％以下でなければな
らない。Crは硬さを高める効果はあるが、疲労
寿命を著しく低下させるので0.06％以下とするこ
とが望ましい。工業上は、鋳鉄にある程度のCr
の混入は避けられないが、その含有量を0.06％以
下とすることは、実用上困難でない。Ｐ及びＳは
通常のダクタイル鋳鉄のレベルまで、すなわち
P0.1％以下、S0.03％以下まで含んでよい。Cuは
硬さ及び耐面圧強度を高めるために0.3％は必要
で、1.5％以上は改善の効果がない。Moは疲労強
度の向上に役立つもので、0.03％以上を必要とす
るが、0.09％以上ではモリブデン炭化物を生じる
ため、逆に疲労強度が低下する。Ｗは本発明にと
つて重要で、ベーナイトの硬度を高めるために効
果があるが、その含有量が0.1％以下では浸炭鋼
なみの硬さが得られず、0.5％以下では炭化物を
生じて、疲労強度を低下させる。Mgは球状化処
理のために0.02％必要で、0.1％以上では介在物
が多くなるという不都合を生ずる。 オーステンパ処理条件のうち、オーステナイト
化の温度は、通常の値であり、オーステナイト化
後の処理温度を220ないし270℃とする理由は、こ
の範囲の温度に保持することにより高硬度のベー
ナイト地が得られるからである。処理温度が220
℃以下であれば、マルテンサイトが発生し始める
ため、脆化を生じ、引張強さ及び疲労強度が共に
低下する。270℃以上では、十分な疲労強度が得
られない。処理温度が360℃付近になると、疲労
強度は比較的高くなるが、静的強度及び耐面圧強
度が低下する。本発明においては、上述の処理温
度で得られる高硬度表面にシヨツトピーニングを
加えることにより、すぐれた耐疲労強度を得るこ
とができる。このように、硬質表面にシヨツトピ
ーニングを行なうと、軟質表面に行なつた場合に
比べて、表面下に発生する圧縮応力が大きくな
り、かつ応力層も深くなるので、耐疲労強度の向
上率が飛躍的に高められる。 実施例 別表に示す組成の球状黒鉛鋳鉄を得るため、原
材料を高周波溶解炉において溶解したのち、Fe
−Si−Hg合金により、黒鉛球状化処理を行なつ
た。その後、直径30cmのCO2砂型に鋳込み、テス
トピースを作成し、加工性を良くするため焼なま
し処理を行なつた。テストピースを機械加工した
のち、920℃に加熱し、この温度に1.5時間保持
し、次いで230℃の塩浴において焼入れをし、そ
の浴中２時間保持したのち、室温まで空冷した。
次いで、テストピースを約80℃の温水で洗浄し、
乾燥後に以下の条件でシヨツトピーニングを行な
つた。 シヨツトサイズ 0.8mm鋼球 シヨツト時間 10分 アルメンゲージ変形量 0.3ないし0.4mm 得られたテストピースを、その硬さ、疲労寿
命、基地組織および耐摩耗性について試験したと
ころ、表に示す通りの結果が得られた。この表か
ら明らかな通り、本発明の範囲内であるテストピ
ース６，７は、すべての特性について満足な結果
を与える。添付図面は、耐疲労強度に及ぼすシヨ
ツトピーニングの効果を示すもので、本発明の方
法により得られた試料は、きわめてすぐれた耐疲
労強度を示すことが認められる。
る。 たとえば自動車用の歯車のように、高い精度を
要し、かつ高い応力にさらされる部品を鋳鉄によ
り製造する場合、これら部品にオーステンパ熱処
理とシヨツトピーニング加工を施すことが望まし
い。従来の方法でオーステンパ処理したダクタイ
ル鋳鉄の硬さは、VHN450ないし550であり、浸
炭鋼等の歯車材料に比較すると、硬さが低く、耐
摩耗性の点で劣つている。オーステンパ処理にお
いて、高温加熱によるオーステナイト化の後の急
冷のための塩浴温度を低くすれば、硬さを上げる
ことはできるが、この場合、基地組織にマルテン
サイト成分を生じるため、疲労強度及び耐衝撃強
度が著しく低下する。 本発明は、疲労強度及び耐衝撃強度を著しく低
下させることなく、硬さを高めることのできる球
状黒鉛鋳鉄部品の製造方法を提供することを目的
とする。 すなわち、本発明の方法は、特定成分の球状黒
鉛鋳鉄に、特定条件のオーステンパ処理を施した
のち、シヨツトピーニングを行なうもので、より
具体的には、球状黒鉛鋳鉄部品は、重量比で、
C2.6ないし4.0％、Si1.5ないし3.5％、Mn0.1ない
し1.0％、Mg0.02ないし0.1％、Cu0.3ないし1.5
％、Mo0.03ないし0.09％、W0.1ないし0.5％、残
部が実質的にFeからなり、この部品は、該部品
を850ないし950℃の温度に４時間以内加熱保持し
て基地をオーステナイト化し、その後220ないし
270℃に急冷して、この温度に30分以上保持する
オーステンパ処理を施して組織をベーナイト化
し、次いで該部品にシヨツトピーニングを行なう
処理が加えられる。 本発明によれば、添加成分であるCu、Mo、Ｗ
の効果によりベーナイト組織が強化され、
VHN550以上の硬さを得ることができ、疲労強度
及び耐衝撃強度に悪影響はない。Ｃ含有量は、通
常のダクタイル鋳鉄におけるＣ含有量の範囲内で
あり、Siは、ベイナイトの硬さを低下させるので
3.5％以下とする必要があり、鋳造性を維持する
ためにはSi1.5％以上が必要である。 Mnは硬さを増加させる効果があるが、マルテ
ンサイト組織を生じ易く、その結果として靭性を
損うので、その含有量は1.0％以下でなければな
らない。Crは硬さを高める効果はあるが、疲労
寿命を著しく低下させるので0.06％以下とするこ
とが望ましい。工業上は、鋳鉄にある程度のCr
の混入は避けられないが、その含有量を0.06％以
下とすることは、実用上困難でない。Ｐ及びＳは
通常のダクタイル鋳鉄のレベルまで、すなわち
P0.1％以下、S0.03％以下まで含んでよい。Cuは
硬さ及び耐面圧強度を高めるために0.3％は必要
で、1.5％以上は改善の効果がない。Moは疲労強
度の向上に役立つもので、0.03％以上を必要とす
るが、0.09％以上ではモリブデン炭化物を生じる
ため、逆に疲労強度が低下する。Ｗは本発明にと
つて重要で、ベーナイトの硬度を高めるために効
果があるが、その含有量が0.1％以下では浸炭鋼
なみの硬さが得られず、0.5％以下では炭化物を
生じて、疲労強度を低下させる。Mgは球状化処
理のために0.02％必要で、0.1％以上では介在物
が多くなるという不都合を生ずる。 オーステンパ処理条件のうち、オーステナイト
化の温度は、通常の値であり、オーステナイト化
後の処理温度を220ないし270℃とする理由は、こ
の範囲の温度に保持することにより高硬度のベー
ナイト地が得られるからである。処理温度が220
℃以下であれば、マルテンサイトが発生し始める
ため、脆化を生じ、引張強さ及び疲労強度が共に
低下する。270℃以上では、十分な疲労強度が得
られない。処理温度が360℃付近になると、疲労
強度は比較的高くなるが、静的強度及び耐面圧強
度が低下する。本発明においては、上述の処理温
度で得られる高硬度表面にシヨツトピーニングを
加えることにより、すぐれた耐疲労強度を得るこ
とができる。このように、硬質表面にシヨツトピ
ーニングを行なうと、軟質表面に行なつた場合に
比べて、表面下に発生する圧縮応力が大きくな
り、かつ応力層も深くなるので、耐疲労強度の向
上率が飛躍的に高められる。 実施例 別表に示す組成の球状黒鉛鋳鉄を得るため、原
材料を高周波溶解炉において溶解したのち、Fe
−Si−Hg合金により、黒鉛球状化処理を行なつ
た。その後、直径30cmのCO2砂型に鋳込み、テス
トピースを作成し、加工性を良くするため焼なま
し処理を行なつた。テストピースを機械加工した
のち、920℃に加熱し、この温度に1.5時間保持
し、次いで230℃の塩浴において焼入れをし、そ
の浴中２時間保持したのち、室温まで空冷した。
次いで、テストピースを約80℃の温水で洗浄し、
乾燥後に以下の条件でシヨツトピーニングを行な
つた。 シヨツトサイズ 0.8mm鋼球 シヨツト時間 10分 アルメンゲージ変形量 0.3ないし0.4mm 得られたテストピースを、その硬さ、疲労寿
命、基地組織および耐摩耗性について試験したと
ころ、表に示す通りの結果が得られた。この表か
ら明らかな通り、本発明の範囲内であるテストピ
ース６，７は、すべての特性について満足な結果
を与える。添付図面は、耐疲労強度に及ぼすシヨ
ツトピーニングの効果を示すもので、本発明の方
法により得られた試料は、きわめてすぐれた耐疲
労強度を示すことが認められる。
【表】
図面はシヨツトピーニングの耐疲労強度に及ぼ
す影響を示すための図表である。
す影響を示すための図表である。
Claims (1)
- １ 重量比で、C2.6ないし4.0％、Si1.5ないし3.5
％、Mn0.1ないし1.0％、Mg0.02ないし0.1％、
Cu0.3ないし1.5％、Mo0.03ないし0.09％、W0.1
ないし0.5％、残部が実質的にFeからなる球状黒
鉛鋳鉄部品を、850ないし950℃の温度に４時間以
内加熱保持して基地をオーステナイト化し、その
後220ないし270℃に急冷して、この温度に30分以
上保持するオーステンパ処理を施して組織をベー
ナイト化し、次いでこの部品にシヨツトピーニン
グを行なうことを特徴とする球状黒鉛鋳鉄部品の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1593881A JPS57131321A (en) | 1981-02-05 | 1981-02-05 | Production of spheroidal graphite cast iron parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1593881A JPS57131321A (en) | 1981-02-05 | 1981-02-05 | Production of spheroidal graphite cast iron parts |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57131321A JPS57131321A (en) | 1982-08-14 |
| JPS6145686B2 true JPS6145686B2 (ja) | 1986-10-09 |
Family
ID=11902696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1593881A Granted JPS57131321A (en) | 1981-02-05 | 1981-02-05 | Production of spheroidal graphite cast iron parts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57131321A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4484953A (en) * | 1983-01-24 | 1984-11-27 | Ford Motor Company | Method of making ductile cast iron with improved strength |
| JPH01254422A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-11 | Nissan Motor Co Ltd | 自動車用補助バイザーの取付構造 |
| JPH02138415A (ja) * | 1988-11-15 | 1990-05-28 | Mazda Motor Corp | 鉄系摺動部材の製造方法 |
| JPH02149617A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-08 | Mazda Motor Corp | 鉄系部材の製造方法 |
| JP2642739B2 (ja) * | 1989-04-13 | 1997-08-20 | 日立金属株式会社 | 高靭性球状黒鉛鋳物鋳物およびその製造方法 |
| KR20020046845A (ko) * | 2000-12-15 | 2002-06-21 | 이계안 | 엔진 드라이브 플레이트의 열처리방법 |
| RU2611227C1 (ru) * | 2016-04-19 | 2017-02-21 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
-
1981
- 1981-02-05 JP JP1593881A patent/JPS57131321A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57131321A (en) | 1982-08-14 |
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