JPS6338418B2

JPS6338418B2 -

Info

Publication number: JPS6338418B2
Application number: JP12757780A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sato; Akihiro Okuno
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1980-09-13
Filing date: 1980-09-13
Publication date: 1988-07-29
Also published as: JPS5754246A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、被削性の優れた球状黒鉛鋳鉄に関
する。炭素、ケイ素、マンガンおよびマグネシウムを
含有する一般的な組成からなる球状黒鉛鋳鉄は、
通常の焼きなまし処理によつて容易にフエライト
化するため、被削性を向上させることができる。
しかしながら、機械的性質の改善や他の諸性質の
付与を行なうには、上記の一般的な組成中に種々
の合金元素を加えるのが普通である。このような
場合、とくに基地の強化によつて引張強度、疲労
強度、耐摩耗性、耐ピツチング性などの向上を図
る目的で、例えば特開昭53−86619号公報、特開
昭53−118219号公報等に示されているようにアン
チモン、錫、銅などを添加した場合、これらの元
素は強力なパーライト化性を有するため、鋳放し
の状態ですでに基地中のパーライト面積率が90％
以上となり、この硬いパーライトによつて被削性
が大きく低下する。そして、上記の元素はパーラ
イトの分解抵抗が強く、このために通常の焼きな
まし処理を行なつてもフエライト化が妨害されて
パーライトが多量に残留し、被削性はあまり向上
しない。上記の被削性の欠点を改善する対策として、ケ
イ素やアルミニウムなどの黒鉛化元素の添加が考
えられるが、ケイ素では多量の添加を必要とする
ために靭性などの諸性質を逆に悪化させ、またア
ルミニウムでは鋳造における流動性を阻害すると
いう問題がある。この発明は、上述した欠点を改善したものであ
り、引張強度、疲労強度、耐摩耗性、耐ピツチン
グ性などを向上する成分を含有し、しかも被削性
に優れる球状黒鉛鋳鉄を提供することを目的とす
る。この発明の球状黒鉛鋳鉄は、重量比で、炭素
2.6〜4.0％、ケイ素1.5〜3.5％、マンガン0.1〜1.0
％、マグネシウム0.02〜0.1％、モリブデン0.03〜
0.09％の各成分を含有し、これら各成分の他にア
ンチモン0.02〜0.1％、錫0.02〜0.1％および銅0.3
〜1.5％から選ばれる一種の成分とホウ素0.0009
〜0.035％とを含み、残部が実質的に鉄からなる
組成を有し、パーライト量が面積率で30％以下で
あつてフエライト基地の組織からなるものであ
る。上記の組成中、炭素、ケイ素、マンガンおよび
マグネシウムの各成分は、一般的な球状黒鉛鋳鉄
における場合と同様の理由で含有されるものであ
る。規定した炭素およびケイ素の含有量は、炭素飽
和度の関係から炭化物を析出させるために必要か
つ十分な量であり、とくに炭素の場合は4.0％よ
り過多であるとキツシユ黒鉛（過共晶黒鉛）が晶
出して脆くなる。また、マンガンは、製鋼の過程
で脱酸剤として使用されるために組成中に入つて
くるものであり、黒鉛の球状化には悪影響はない
が、含有量が1.0％を越えると靭性が著しく低下
する。さらに、マグネシウムは、黒鉛の球状化元
素として重要なものであり、含有量が0.02％より
少ない場合は十分な効果が得られず、逆に0.1％
より多くなるとより以上の効果の向上がなく添加
効率が悪くなる。モリブデンは、銅、錫およびアンチモンのいず
れかとの併用によつて基地の強化と焼き入れ性の
向上を図るものであり、この効果が十分に発揮さ
れるためには0.03％以上を必要とするが、0.09％
でほぼ効果の向上限界となる。なお、モリブデン
は複炭化物を生成して疲労強度を低下させる傾向
があり、とくにこの傾向は上記の併用によつて顕
著となる。銅、錫およびアンチモンは、これらのいずれか
の配合によつて引張強度、疲労強度、耐摩耗性、
耐ピツチング性などを改善するものであり、その
含有量がそれぞれ前記の下限値より過少であれば
効果が不十分となり、焼き入れ性にも劣り、均一
な硬さが得られず、また前記の上限値より過多で
はそれ以上の効果の向上がなく、逆にこれらが結
晶粒界に偏析し、とくに疲労強度の低下を招来す
る。一方、これらの成分は上記の諸性質の改善効
果を有する反面、いずれも既述したように強力な
パーライト化元素であるため、通常はその存在に
よつて被削性を大きく低下させる弊害がある。ホウ素は、上記の銅、錫およびアンチモンのパ
ーライトの分解抵抗を緩和し、通常の焼きなまし
処理によるフエライト化を容易にして被削性を向
上させる作用を示すとともに、マグネシウム系の
酸化物や硫化モリブデンなどからなる種々の微細
介在物の形成を顕著に抑制する効果を発揮する。
また、このホウ素は、本来は黒鉛の球状化を強力
に阻害する元素であるが、この発明の組成におい
ては上記の微細介在物の形成の抑制効果が有効に
作用する結果、黒鉛の球状化に対してもむしろ好
ましい傾向を示す。ホウ素の含有量が0.0009％よ
り少ない場合は焼きなまし処理時のパーライトの
分解ならびに微細介在物の形成抑制効果がともに
不十分であり、微量であることから製造における
管理上でも困難を生じる。また0.035％より多く
なると、上記の両効果が向上する反面、ホウ素の
炭化物が多量に晶出し、これが逆に被削性を悪化
させる原因となり、かつ疲労強度や靭性などの最
終的に必要とされる諸性質にも悪影響を及ぼす。
したがつて、ホウ素は0.0009〜0.035％の含有量
とすべきであるが、製造管理面からすれば0.001
〜0.005％の含有量がより好適である。この発明の球状黒鉛鋳鉄は、上記の各成分を含
有する鋳放し品（鋳造直後のもの）を用いて通常
の焼きなまし処理、たとえば750〜950℃で0.5〜
6.0時間程度の時間をかけて徐冷することによつ
て得られる。この焼きなまし処理において、組成
中に強力なパーライト化元素が含まれるにもかか
わらず、ホウ素の作用によつてフエライト化が十
分に進行し、パーライトが面積率で30％以下とな
り、被削性が大きく改善される。パーライトが面
積率で30％以上ではVHN硬さが200以上になつ
て被削性が低下し実用的でなくなる。焼きなまし処理後の球状黒鉛鋳鉄は、所定の寸
法および形状に加工し、この加工物に焼きなら
し、調質、高周波焼入、オーステンパなどの最終
的な処理を施すことにより、目的とする諸性質が
付与される。以下、この発明の実施例および比較例のそれぞ
れの球状黒鉛鋳鉄について、鋳放しイと焼きなま
し後ロの硬度（VHN）およびパーライト量（面
積率）を測定した結果を組成比（重量％）ととも
に下表に示す。実施例および比較例の各試料の製造および上記
測定は、ホウ素以外の全成分を高周波大気溶解炉
中で溶解し、溶湯温度を1530〜1600℃として、出
湯直前にホウ素を炉中添加し、出湯後、置注（お
きつぎ）法によつて黒鉛の球状化処理を行ない、
これを30φキールブロツクに鋳込み、型から取り
出し後の硬さおよびパーライト量を測定し、つぎ
にバツチ型電気炉を用いて920℃にて２時間およ
び750℃にて３時間徐冷の２段焼きなまし処理を
行ない、この硬さとパーライト量を測定する方法
をとつた。

【表】上表から、ホウ素を含有する実施例１〜４の試
料では、ホウ素を含まない比較例１〜４の試料に
比較して、焼きなまし後のパーライト量が非常に
少なく、硬さが小さくて被削性に優れることが明
らかであり、また、鋳放しの状態においてもホウ
素の存在がパーライト量と硬さに影響することが
判る。なお、上記実施例ではパーライト化元素として
銅を含む例を示したが、錫ならびにアンチモンを
含有する場合でも全く同等の結果が得られてい
る。以上のように、この発明によれば、球状黒鉛鋳
鉄の組成中にパーライト化性の強い成分である
銅、錫およびアンチモンのいずれかを含有させた
ものであつても、被削性を損なうことなく上記成
分の添加効果、すなわち引張強度、疲労強度、耐
摩耗性、耐ピツチング性などの向上効果が発揮さ
れる。

Claims

【特許請求の範囲】

１重量比で、炭素2.6〜4.0％、ケイ素1.5〜3.5
％、マンガン0.1〜1.0％、マグネシウム0.02〜0.1
％、モリブデン0.03〜0.09％の各成分を含有し、
これら各成分の他にアンチモン0.02〜0.1％、錫
0.02〜0.1％および銅0.3〜1.5％から選ばれる一種
の成分とホウ素0.0009〜0.035％とを含み、残部
が実質的に鉄からなる組成を有し、パーライト量
が面積率で30％以下であつてフエライト基地の組
織からなることを特徴とする被削性の優れた球状
黒鉛鋳鉄。