JPS6283414A - 球状黒鉛鋳鉄製クランクシヤフト素材の鋳造方法 - Google Patents
球状黒鉛鋳鉄製クランクシヤフト素材の鋳造方法Info
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- JPS6283414A JPS6283414A JP22309685A JP22309685A JPS6283414A JP S6283414 A JPS6283414 A JP S6283414A JP 22309685 A JP22309685 A JP 22309685A JP 22309685 A JP22309685 A JP 22309685A JP S6283414 A JPS6283414 A JP S6283414A
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- forming
- crank
- crankshaft
- spheroidal graphite
- cast iron
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- 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
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- 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】
Ａ９発明の目的
（１）産業上の利用分野
本発明は内燃機関に用いられる球状黒鉛鋳鉄製クランク
シャフトの鋳造方法に関する。
シャフトの鋳造方法に関する。
（２）従来の技術
従来、前記クランクシャフト素材は砂型に球状黒鉛鋳鉄
組織の溶湯を充填して鋳造されている。
組織の溶湯を充填して鋳造されている。
（３）発明が解決しようとする問題点
しかしながら前記のように砂型を用いると、溶湯の冷却
速度が遅いため球状黒鉛が粗大化してその直径が３０μ
ｍ以上となり、またフェライトの析出量も多くなる。そ
の結果、前記素材の機械加工性が悪化し、また疲れ強さ
向−ヒのためにクランクピンおよびクランクジャーナル
の各フィレット部にロールにより表面圧延加工を施した
場合、高面圧域にて素材に剥離現象が発生ずるという問
題がある。
速度が遅いため球状黒鉛が粗大化してその直径が３０μ
ｍ以上となり、またフェライトの析出量も多くなる。そ
の結果、前記素材の機械加工性が悪化し、また疲れ強さ
向−ヒのためにクランクピンおよびクランクジャーナル
の各フィレット部にロールにより表面圧延加工を施した
場合、高面圧域にて素材に剥離現象が発生ずるという問
題がある。
本発明は上記に鑑み、球状黒鉛の粗大化を抑制すること
のできる前記鋳造方法を提供することを目的とする。
のできる前記鋳造方法を提供することを目的とする。
Ｂ６発明の構成
＋１１ 問題点を解決するための手段本発明は、金型
におりるクランクシャツＩ・素＋４成形用キャビティの
クランクアーム成形部、フライホイール連結端成形部お
よび伝動部材連結端成形部の各内面に鋳物砂層を形成し
、また前記キャビティのクランクピン成形部およびクラ
ンクジャーナル成形部を加熱した状態で、前記キャビテ
ィに球状黒鉛鋳鉄組織の溶湯を充填する工程と；前記溶
湯の充填後前記クランクピン成形部およびクランクジャ
ーナル成形部に存する溶湯を急速に冷却する工程と；を
用いることを特徴とする。
におりるクランクシャツＩ・素＋４成形用キャビティの
クランクアーム成形部、フライホイール連結端成形部お
よび伝動部材連結端成形部の各内面に鋳物砂層を形成し
、また前記キャビティのクランクピン成形部およびクラ
ンクジャーナル成形部を加熱した状態で、前記キャビテ
ィに球状黒鉛鋳鉄組織の溶湯を充填する工程と；前記溶
湯の充填後前記クランクピン成形部およびクランクジャ
ーナル成形部に存する溶湯を急速に冷却する工程と；を
用いることを特徴とする。
（２）作 用
溶湯の充填時、キャビティのクランクアーム成形部、フ
ライホイール連結端成形部および伝動部材連結端成形部
は鋳物砂層により保温され、またクランクピン成形部お
よびクランクジャーナル成形部は加熱されているので、
−１−ヤビティにオケる湯回りが良好となる。
ライホイール連結端成形部および伝動部材連結端成形部
は鋳物砂層により保温され、またクランクピン成形部お
よびクランクジャーナル成形部は加熱されているので、
−１−ヤビティにオケる湯回りが良好となる。
次いで、クランクピン成形部およびクランクジャーナル
成形部に存する溶湯を急速に冷却するので、クランクピ
ンおよびクランクジャーナルの金属組織が微細パーライ
ト地に直径の小さな球状黒鉛を分散した組織となる。
成形部に存する溶湯を急速に冷却するので、クランクピ
ンおよびクランクジャーナルの金属組織が微細パーライ
ト地に直径の小さな球状黒鉛を分散した組織となる。
これにより疲れ強さ向上のためにクランクピン及びクラ
ンクジャーナルの各フィレット部にロールにより表面圧
延加工を施しても剥離現象を発生することがない。
ンクジャーナルの各フィレット部にロールにより表面圧
延加工を施しても剥離現象を発生することがない。
またクランクアーム成形部、フライホイール連結端成形
部および伝動部＋４連結端成形部に存する溶湯は鋳物砂
層を介して金型により冷却されるので、それら成形部に
おける溶湯の冷却速度が砂型鋳造の場合に比べて若干速
くなり、これによりクランクアーム、フライホイール連
結端および伝動部材連結端の金属組織が、フェライトを
含有するパーライト地に前記よりも直径のやや大きな球
状黒鉛を分散した組織となる。この球状黒鉛の直径は砂
型鋳造によるものよりは小さい。
部および伝動部＋４連結端成形部に存する溶湯は鋳物砂
層を介して金型により冷却されるので、それら成形部に
おける溶湯の冷却速度が砂型鋳造の場合に比べて若干速
くなり、これによりクランクアーム、フライホイール連
結端および伝動部材連結端の金属組織が、フェライトを
含有するパーライト地に前記よりも直径のやや大きな球
状黒鉛を分散した組織となる。この球状黒鉛の直径は砂
型鋳造によるものよりは小さい。
このようにフェライトが析出し、また球状黒鉛の直径も
比較的小さいので、クランクアーム・、フライホイール
連結端および伝動部＋４連結端の切削、研削および穿孔
加Ｔ性が良好となる。
比較的小さいので、クランクアーム・、フライホイール
連結端および伝動部＋４連結端の切削、研削および穿孔
加Ｔ性が良好となる。
（３）実施例
第１図は４気筒内燃機関に用いられるクランクシャフト
の鋳造用金型１を示し、そのクランクシャフト素材成形
用キャビティ２の下端に湯道３が連通ずる。湯道３の中
間部に黒鉛球状化剤４を収容した黒鉛球状化反応室５が
設けられる。
の鋳造用金型１を示し、そのクランクシャフト素材成形
用キャビティ２の下端に湯道３が連通ずる。湯道３の中
間部に黒鉛球状化剤４を収容した黒鉛球状化反応室５が
設けられる。
キャビティ２の各クランクアーム成形部２ａ、フライホ
イール連結端成形部２ｂおよび伝動部材連結端成形部２
ｃの各内面にシェル砂よりなる鋳物砂層６が形成される
。
イール連結端成形部２ｂおよび伝動部材連結端成形部２
ｃの各内面にシェル砂よりなる鋳物砂層６が形成される
。
また金型１に冷却水路７が形成され、その水路７はクラ
ンクピン成形部２ｄおよびクランクジャーナル成形部２
ｅを囲繞する環状部７ａを有する。
ンクピン成形部２ｄおよびクランクジャーナル成形部２
ｅを囲繞する環状部７ａを有する。
その冷却水路７は内側の給水管部８１と外側の排水管部
８□とを備えている。また環状部７ａ内には防水構造を
持つヒータ９が収容され、それらヒータ９により画成形
部２ｄ、２ｅを１００〜３００℃に加熱することができ
る。
８□とを備えている。また環状部７ａ内には防水構造を
持つヒータ９が収容され、それらヒータ９により画成形
部２ｄ、２ｅを１００〜３００℃に加熱することができ
る。
次に前記金型１を用いたクランクシャフト素材の鋳造方
法について説明する。
法について説明する。
黒鉛球状化剤４としては、Ｓｉ ４６重量％、Ｍｇ
６重量％、および残部がＦｅと不純物よりなる粒状鉄
合金が用いられる。
６重量％、および残部がＦｅと不純物よりなる粒状鉄
合金が用いられる。
表Ｉは本発明において用いられるねずみ鋳鉄の組成を示
す。
す。
表 Ｉ
鋳造作業前に冷却水路７の冷却水を排出し、各ヒータ９
を作動してクランクピン成形部２ｄおよびクランクジャ
ーナル成形部２ｅを略２００ ’ｃに加熱する。
を作動してクランクピン成形部２ｄおよびクランクジャ
ーナル成形部２ｅを略２００ ’ｃに加熱する。
前記表１の組成を有するねずみ鋳鉄の溶湯に０゜１５重
量％のフェロシリコン（Ｆ ｅ−３ｉ） ヲ接種し、湯
１１４００〜１４１０℃にて溶湯を金型１の湯口１０に
注入する。溶湯し、Ｉ黒鉛球状化反応室５を通過する際
黒鉛球状化処理を施され゛ζ球状黒鉛鋳鉄組織となり、
；１−ヤビテイ２に充填される。
量％のフェロシリコン（Ｆ ｅ−３ｉ） ヲ接種し、湯
１１４００〜１４１０℃にて溶湯を金型１の湯口１０に
注入する。溶湯し、Ｉ黒鉛球状化反応室５を通過する際
黒鉛球状化処理を施され゛ζ球状黒鉛鋳鉄組織となり、
；１−ヤビテイ２に充填される。
この？容ン易の充填時、キャビティ２のクランクアーム
成形部２ａ、フライホイール連結端成形部２ｂおよび伝
動部材連結端成形部２Ｃは鋳物砂層６により保温され、
またクランクピン成形部２ｄおよびクランクジ中−ナル
成形部２ｅは加熱されているので、キャビティ２におＬ
Ｊる湯回りが良好となる。
成形部２ａ、フライホイール連結端成形部２ｂおよび伝
動部材連結端成形部２Ｃは鋳物砂層６により保温され、
またクランクピン成形部２ｄおよびクランクジ中−ナル
成形部２ｅは加熱されているので、キャビティ２におＬ
Ｊる湯回りが良好となる。
溶湯の充填後、湯温が１０００ ’Ｃにトイ下した時、
各ヒータ９の作動を停止１シ、冷ＪＪＩ水路７に冷却水
を（１（給してクランクピン成形部２ｄおよびクランク
ジャーナル成形部２ｅに存する溶湯を急速に冷却する。
各ヒータ９の作動を停止１シ、冷ＪＪＩ水路７に冷却水
を（１（給してクランクピン成形部２ｄおよびクランク
ジャーナル成形部２ｅに存する溶湯を急速に冷却する。
これにより第２図に示すクランクシャフト素材１１のク
ランクピンＩ２およびクランクジャーナル１３の金属組
織が微細パーライＩ地に直径の小さな球状黒鉛を分散し
たものとなる。
ランクピンＩ２およびクランクジャーナル１３の金属組
織が微細パーライＩ地に直径の小さな球状黒鉛を分散し
たものとなる。
またクランクアーム成形部２ａ、フライホイール連結端
成形部２ｂおよび伝動部材連結端成形部２Ｃに存する溶
湯は鋳物砂層６を介して金型１により冷却されるので、
それら成形部２ａ〜２Ｃに１昌」る溶湯の冷却速度が砂
型鋳造の場合に比べて若干速くなり、これによりクラン
クシャフト素材１１のクランクアーム１４、フライホイ
ール連結端１５および伝動部材連結端１６の金属組織が
、フェライトを含有するパーライト地に前記クランクピ
ン１２等における球状黒鉛よりも直径のやや大きな球状
黒鉛を分散した組織となる。このようにして得られた球
状黒鉛の直径は砂型鋳造によるものよりは小さい。
成形部２ｂおよび伝動部材連結端成形部２Ｃに存する溶
湯は鋳物砂層６を介して金型１により冷却されるので、
それら成形部２ａ〜２Ｃに１昌」る溶湯の冷却速度が砂
型鋳造の場合に比べて若干速くなり、これによりクラン
クシャフト素材１１のクランクアーム１４、フライホイ
ール連結端１５および伝動部材連結端１６の金属組織が
、フェライトを含有するパーライト地に前記クランクピ
ン１２等における球状黒鉛よりも直径のやや大きな球状
黒鉛を分散した組織となる。このようにして得られた球
状黒鉛の直径は砂型鋳造によるものよりは小さい。
前記工程を経て得られたクランクシャフト素材１１に８
７０〜９２０°Ｃ，１時間の焼ならし処理を施し、次い
で所定の機械加工を施し、その後クランクピン１２およ
びクランクジャーナル１３の各フィレット部Ｆにロール
により５００ ｋｇ７ｍｍ”の表面圧延加工を施してク
ランクシャフトを得る。
７０〜９２０°Ｃ，１時間の焼ならし処理を施し、次い
で所定の機械加工を施し、その後クランクピン１２およ
びクランクジャーナル１３の各フィレット部Ｆにロール
により５００ ｋｇ７ｍｍ”の表面圧延加工を施してク
ランクシャフトを得る。
このクランクシャフトの組成は表Ｈの通りである。
表 ■
第３図はクランクシャフトにおけるクランクピン１２の
金属組織を示す顕微鏡写真（１００倍）で、地の部分は
微細パーライトであり、その微細パーライト地に分散し
ている球状黒鉛の９０％以上が直径２０μｍ以下である
。クランクジャーナル１３の金属Ｍｉ織もクランクピン
１２のそれと略同−であり、したがってそれら各フィレ
ット部Ｆに５００ｋｇ／ｍ”といった高血圧下で表面圧
延加工を施しても剥離現象を発生ずることがない。
金属組織を示す顕微鏡写真（１００倍）で、地の部分は
微細パーライトであり、その微細パーライト地に分散し
ている球状黒鉛の９０％以上が直径２０μｍ以下である
。クランクジャーナル１３の金属Ｍｉ織もクランクピン
１２のそれと略同−であり、したがってそれら各フィレ
ット部Ｆに５００ｋｇ／ｍ”といった高血圧下で表面圧
延加工を施しても剥離現象を発生ずることがない。
またクランクピン１２等は急速凝固されるので、引は巣
の発生がなく健全で安定した品質となる。
の発生がなく健全で安定した品質となる。
第４図はクランクシャフトにおけるクランクアーム１４
の金属組織を示ず顕彷に鏡写真（１００倍）で、地の部
分は２０％以」二のフェライトを含有するパーライトで
あり、その混合池に分散している球状黒鉛の直径は平均
４０１１ｍである。フライ第５図は疲れ試験結果を示し
、（Ａ）は本発明により得られた素材よりなるクランク
シャフトに、（Ｂ）はクランクピンおよびクランクジャ
ーナルの各フィレット部に表面圧延加工を施した砂型鋳
造による球状黒鉛鋳鉄製クランクシャフトに、（Ｃ）は
液体窒化法を施した鍛造による機械構造用炭素鋼（ＪＩ
Ｓ ５４８Ｃ）製クランクシャフトにそれぞれ該当す
る。
の金属組織を示ず顕彷に鏡写真（１００倍）で、地の部
分は２０％以」二のフェライトを含有するパーライトで
あり、その混合池に分散している球状黒鉛の直径は平均
４０１１ｍである。フライ第５図は疲れ試験結果を示し
、（Ａ）は本発明により得られた素材よりなるクランク
シャフトに、（Ｂ）はクランクピンおよびクランクジャ
ーナルの各フィレット部に表面圧延加工を施した砂型鋳
造による球状黒鉛鋳鉄製クランクシャフトに、（Ｃ）は
液体窒化法を施した鍛造による機械構造用炭素鋼（ＪＩ
Ｓ ５４８Ｃ）製クランクシャフトにそれぞれ該当す
る。
第５図より本発明に得られた素材よりなるクランクシャ
フト（Ａ）はその外のもの（Ｂ）、（Ｃ）に比べて優れ
た疲れ強さを有することが明らかである。
フト（Ａ）はその外のもの（Ｂ）、（Ｃ）に比べて優れ
た疲れ強さを有することが明らかである。
Ｃ６発明の効果
本発明によれば、クランクピンおよびクランクジャーナ
ルの金属組織を、微細パーライト地に直径の小さな球状
黒鉛を分散したＮ１１１織にするごとができるので、疲
れ強さ向１−のためにクランクじンおよびクランクジャ
ーナルの各ソイレット部に「１−ルにより表面圧延加重
を施しても剥離現象を発生ずることがない。
ルの金属組織を、微細パーライト地に直径の小さな球状
黒鉛を分散したＮ１１１織にするごとができるので、疲
れ強さ向１−のためにクランクじンおよびクランクジャ
ーナルの各ソイレット部に「１−ルにより表面圧延加重
を施しても剥離現象を発生ずることがない。
またクランファーＪいフライホイールに連結端お・よび
伝動部材連結端の金属組織を、フェライトを含有するパ
ーライト地に前記よりも直径のやや大きな球状黒鉛を分
散した組織にすることができるので、これらクランファ
ーｌ、等の機械加工性が良好となる。
伝動部材連結端の金属組織を、フェライトを含有するパ
ーライト地に前記よりも直径のやや大きな球状黒鉛を分
散した組織にすることができるので、これらクランファ
ーｌ、等の機械加工性が良好となる。
したがって前記素＋４を用いて加工精度が良く高強度な
りランクシャフトを４するごとができる。
りランクシャフトを４するごとができる。
第１図は本発明方法に用いられる金型の縦断面図、第２
図は本発明方法により得られたクランクシャフト素材の
正面図、第３図は前記素材より得られたクランクシャフ
トにおけるクランクピンの金属組織を示す顕微鏡写真、
第４図は前記クランクシャフトにおけるクランクアーム
の金属１Ｊ１ｍを示す顕微鏡写真、第５図は各種クラン
クシャフトの疲れ試験結果を示すグラフである。 ｌ・・・金型、２・・・クランクシャツ１−素材成形用
キャビテイ、２ａ・・・クランクアーム成形部、２ｂ・
・・フライホイール連結端成形部、２ｃ・・・伝動部材
連結端成形部、２ｄ・・・クランクピン成形部、２ｅ・
・・クランクジャーナル成形部、６・・・鋳物砂層、７
・・・冷却水路 特 許 出 願 人 本田技研工業株式会社１ｇ２図 第５図 τ支環繰返し数 （回）
図は本発明方法により得られたクランクシャフト素材の
正面図、第３図は前記素材より得られたクランクシャフ
トにおけるクランクピンの金属組織を示す顕微鏡写真、
第４図は前記クランクシャフトにおけるクランクアーム
の金属１Ｊ１ｍを示す顕微鏡写真、第５図は各種クラン
クシャフトの疲れ試験結果を示すグラフである。 ｌ・・・金型、２・・・クランクシャツ１−素材成形用
キャビテイ、２ａ・・・クランクアーム成形部、２ｂ・
・・フライホイール連結端成形部、２ｃ・・・伝動部材
連結端成形部、２ｄ・・・クランクピン成形部、２ｅ・
・・クランクジャーナル成形部、６・・・鋳物砂層、７
・・・冷却水路 特 許 出 願 人 本田技研工業株式会社１ｇ２図 第５図 τ支環繰返し数 （回）
Claims (1)
- 金型におけるクランクシャフト素材成形用キャビティの
クランクアーム成形部、フライホィール連結端成形部お
よび伝動部材連結端成形部の各内面に鋳物砂層を形成し
、また前記キャビティのクランクピン成形部およびクラ
ンクジャーナル成形部を加熱した状態で、前記キャビテ
ィに球状黒鉛鋳鉄組織の溶湯を充填する工程と；前記溶
湯の充填後前記クランクピン成形部およびクランクジャ
ーナル成形部に存する溶湯を急速に冷却する工程と；よ
りなる球状黒鉛鋳鉄製クランクシャフト素材の鋳造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22309685A JPS6283414A (ja) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | 球状黒鉛鋳鉄製クランクシヤフト素材の鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22309685A JPS6283414A (ja) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | 球状黒鉛鋳鉄製クランクシヤフト素材の鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6283414A true JPS6283414A (ja) | 1987-04-16 |
| JPS643594B2 JPS643594B2 (ja) | 1989-01-23 |
Family
ID=16792765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22309685A Granted JPS6283414A (ja) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | 球状黒鉛鋳鉄製クランクシヤフト素材の鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6283414A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1721687A1 (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-15 | C.R.F. Società Consortile per Azioni | Method for casting a metal piece with the lost foam technique |
| GB2485848A (en) * | 2010-11-29 | 2012-05-30 | Halliburton Energy Serv Inc | Making moulds by 3d printing and making bodies in moulds |
| US9790744B2 (en) | 2010-11-29 | 2017-10-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Forming objects by infiltrating a printed matrix |
| CN111531132A (zh) * | 2020-05-30 | 2020-08-14 | 张明杰 | 一种传动曲轴成型铸造模具 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03122698U (ja) * | 1990-03-27 | 1991-12-13 |
-
1985
- 1985-10-07 JP JP22309685A patent/JPS6283414A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1721687A1 (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-15 | C.R.F. Società Consortile per Azioni | Method for casting a metal piece with the lost foam technique |
| GB2485848A (en) * | 2010-11-29 | 2012-05-30 | Halliburton Energy Serv Inc | Making moulds by 3d printing and making bodies in moulds |
| US9790744B2 (en) | 2010-11-29 | 2017-10-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Forming objects by infiltrating a printed matrix |
| GB2485848B (en) * | 2010-11-29 | 2018-07-11 | Halliburton Energy Services Inc | Improvements in heat flow control for molding downhole equipment |
| US10399258B2 (en) | 2010-11-29 | 2019-09-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Heat flow control for molding downhole equipment |
| CN111531132A (zh) * | 2020-05-30 | 2020-08-14 | 张明杰 | 一种传动曲轴成型铸造模具 |
| CN111531132B (zh) * | 2020-05-30 | 2021-12-03 | 科佳(长兴)模架制造有限公司 | 一种传动曲轴成型铸造模具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS643594B2 (ja) | 1989-01-23 |
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